선충 유전체 비교 분석을 통한 식물기생선충의 공통 유전자 발굴 및 특성 분석

머니 비말라즈; 한범수

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자료유형: 학술저널

저자정보: 머니 비말라즈 (농촌진흥청 국립농업과학원) 한범수 (농촌진흥청 국립농업과학원)

저널정보: 한국국제농업개발학회 한국국제농업개발학회지 한국국제농업개발학회지 제28권 제2호

발행연도: 2016.1

수록면: 259 - 267 (9page)

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본 연구에서는 4종의 선충에 공통으로 존재하는 유전자를발굴하고자 NCBI에서 유전체 정보를 수집하여 Geneid 프로그램을 활용하여 각각의 유전체에 존재하는 유전자 갯수를 예측하였고 각각의 유전자자는 COG 알고리즘을 활용하여 그룹화하였다. BLAST를 활용하여 일대다대 방법으로 식물기생선충에 공통으로 존재하는 ortholog를 찾았으며, coupling과ortholog group matching 방법으로 식물기생선충에 공통된 유전자를 구명하였다. 또한 식물기생선충에 공통으로 존재하는단백질 특성 구명하였다. 이러한 연구는 선충의 유전자 기능분석, 발생학 및 선충방제 등에 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 1. 3종의 선충 유전체 분석을 통한 단백질 서열의 갯수는M. incognita (15,274), M. hapla (8,061)와 H. glycines (38,149) 로 예측되었다. 2. 동일한 기능을 수행할 것으로 예측되는 유전자들을 COG그룹으로 분류한 결과 M. hapla (1,410), C. elegans (1,365), M. incognita (1,358)와 H. glycines (1,350)순서였다. COG 그룹에 포함된 유전자 갯수는 C. elegans에서 가장 많은2,903 유전자들이 포함되었고, H. glycines (2,086), M. incognita (2,067), M. hapla (1,566) 순으로 유전자들이 속함을 알 수 있었다. 3. BLAST를 실행하여 4종에 동시에 들어 있는 단백질 특성 분석을 실행한 결과, 단백질의 아미노산 갯수는300 < aa < 999에 속하는 단백질이 가장 많이 존재하였고 단백질 분자량은 100 kDa 이하로 구성된 단백질(96%)이 많이 존재함을 확인할 수 있었고 pI값은 4.5 < pI < 5.5에 속하는 단백질이 27.6%로 가장 많았다. 4. GO 분석의 결과 세포 기능에 관여하는 단백질이 531개(22.2%), 결합 기능에 관여하는 단백질이 533개(48.3%)과 세포내 과정 기능에 관여하는 단백질이 552개(18.9%) 존재함을 확인할 수 있었다.

Plant-parasitic nematodes are the most devastating group of plant pathogens worldwide and are extremely challenging to control. In the present study, we have performed a genome wide analysis to identify common genes among four nematode species consisting of root-knot nematodes (Meloidogyne incognita and Meloidogyne hapla), cyst nematode (Heterodera glycines), and free living nematode (Caenorhabditis elegans) respectively. Using their whole genome sequences, we predicted 15,274 genes from M. incognita, 38,149 genes from M. hapla, 8,061 genes from H. glycines and 23,894 genes from C. elegans, where, among the predicted genes, 1,358, 1,350, 1,401, 1,365 respectively from each nematode, code for common groups of proteins. Further, 2,067, 2,086, 1,566, 2,903 genes were recollected using Clusters of Orthologous Groups (COG) database. Under our search criteria, a total of 800 common genes were identified in all the four studied nematode genomes. The most annotated conserved genes were obtained from four different species using Basic Local Alignment Searching Tool (BLAST). Uni- Prot Taxon identifier database was used to elucidate their taxonomic classification such as 698 genes under kingdom Metazoa, 660 genes confined to Nematoda, 290 genes in Chordata and 660 genes falling under class Chromadorea. The biochemical characterization of proteins expressed by these genes was examined using Pedant-Pro sequence analysis. The protein length, molecular weight, isoelectric point (pI), and transmembrane domain of the coded proteins were at a range of 300 to 999 amino acids (40.9%), molecular weight of over 100 kDa (96%), pI from 4.5 to 5.5 (27.6%) and 0 (56.6%), respectively. To classify protein function, the obtained BLAST hits were assigned to Gene Ontology classification scheme. The fractions of protein function were distributed as cellular component, biological processes and molecular function of the cell (22.2%), multicellular organism process (15.8%) and binding (48.3%), respectively. The current study provides an excellent resource for nematode functional genomics studies, which can be utilized further for studies on role of genes involved in nematode biological processes.

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머니 비말라즈

소속기관 농촌진흥청 국립농업과학원

주요연구분야 농수해양학 > 농학

논문수 2 이용수 132

Bum-Soo Hahn

소속기관 국립농업과학원

주요연구분야 농수해양학 > 농학 공학 > 화학공학 > 생물공학

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