독소 생성 Microcystis 검출을 위한 PCR primer의 평가

초록

Microcystin은 부영양화된 하천과 호수에서 cyanobacteria에 의해 생성되며 인간과 야생 동물에게 독성 물질로 작용하여 심각한 환경문제를 일으킨다. Microcystin은 mcy 유전자에 의해 암호화되는 microcystin synthetase로 알려진 multi-functional enzyme complex에 의해 리보좀의 관여 없이 합성된다. 따라서 mcy 유전자의 PCR 증폭을 통해 독소를 생성하는 Microcystis를 효과적으로 검출할 수 있다. 본 연구에서는 microcystin을 생성하는 균주를 구별하기 위해 설계된 7종의 primer쌍의 유용성을 검증하기 위하여, 17주의 cyanobacteria와 국내 호수 시료에서 추출된 핵산을 대상으로 PCR 증폭을 하였다. TOX4F-TOX4R, FAA-RAA, FP-RP primer쌍에 의해서는 독소를 생성하는 Microcystis 균주 중 일부가 검출되지 않았다. NSZW2-NSZW1 primer쌍을 사용한 PCR의 경우 microcystin을 생성하는 국내 균주에서 예상하지 못한 크기의 산물이 관찰되었다. TOX1P-TOX1F primer쌍으로 PCR을 한 결과, 증폭된 산물을 관찰할 수 없었다. MSF-MSR과 TOX2P-TOX2F primer쌍만이 독소를 생성하는 11주의 Microcystis로부터 mcy 유전자의 증폭을 성공하였다. 20개의 국내호수 시료에 각 primer쌍에 의한 증폭여 부를 확인한 결과, TOX2P-TOX2F primer쌍을 사용한 경우에만 모든 호수 시료에서 증폭된 산물을 관찰할 수 있 었다. 본 연구 결과 TOX2P-TOX2F primer쌍이 국내 환경에서 독소를 생산하는 Microcystis를 검출하는데 가장 우수한 primer임을 확인할 수 있었다. 또한 Microcystis aeruginosa NIER10010의 mcy 유전자의 염기서열 분석을 통해 국내 분리 균주의 유전적 다양성을 확인할 수 있었다.

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