벼 흰잎마름병 저항성 유전자 동정

급변하는 병원균에 의해 기존 저항성 유전자가 무력화되면서 벼 흰잎마름병(BB)은 전 세계 벼 생산에 심각한 위협이 되고 있습니다. 본 연구에서는 다양한 Xoo 균주에 광범위한 저항성을 보이는 야생 벼(Oryza rufipogon) 계통인 Wild-173(UP36)의 유전적 저항성을 분석했습니다. 감수성 품종 Longjing-31(LG31)과의 교배를 통해 얻은 F2 집단의 유전 분석 결과, BB 저항성이 1:3의 분리비(저항성:감수성)를 보이는 열성 유전자좌에 의해 조절됨을 확인했습니다. BSA-seq 및 미세 매핑을 통해 염색체 11번 장완의 약 34kb 구간에서 저항성 유전자좌를 특정했습니다. 이 구간에서 9개의 후보 유전자가 예측되었으며, 칼모듈린 결합 단백질과 EAP30/Vps36 도메인 함유 단백질을 암호화하는 두 유전자(xa53-1(t) 및 xa53-2(t))에서 UP36과 LG31 간의 서열 변이가 확인되었습니다. CRISPR/Cas9 유전자 편집을 통해 이 두 후보 유전자를 제거하자 병반 길이가 감소하여 BB 저항성에서의 기능적 역할을 입증했습니다. UP36의 고품질 PacBio HiFi 어셈블리는 상당한 구조적 변이와 서열 차이를 보여, 이 유전자좌가 기존에 알려진 Xa 유전자들과는 다른 독특한 특성을 가짐을 시사합니다. Xoo 접종 후 RNA-seq 분석을 통해 방어 신호 전달, 스트레스 반응, 호르몬 매개 면역과 관련된 전사체 재프로그래밍을 확인했으며, qPCR 분석은 방어 관련 마커 유전자(PR1a, PR1b, PR5)의 강력한 유도를 보여주었습니다. 본 연구는 벼 흰잎마름병에 대한 새로운 열성 저항성 유전자좌를 동정하고 그 메커니즘을 규명함으로써, 미래 벼 품종 개량 및 지속 가능한 병해 저항성 전략 개발에 중요한 유전 자원을 제공합니다.