Characterizing antiviral activity of the novel natural compound against potyviruses

Abstract

식물 바이러스는 작물의 상품가치를 떨어트리고, 수확량을 감소시켜 전세계적으로 큰 경제적 손실을 일으킨다. 곰팡이나 세균과 같은 병원균과는 달리 바이러스의 경우 바이러스 병을 방제할 수 있는 화학적 방제제가 개발되어 있지 않기 때문에 바이러스 벡터를 구제, 감염된 식물을 제거, 바이러스 저항성 품종 재배 등의 방법으로 병을 예방하고 병의 확산을 막고 있다. Potyvirus는 주요 식물 RNA 바이러스 속 중 하나로, 경제적으로 중요한 작물인 감자나 토마토, 콩과 고추 등에 감염하여 지속적인 피해를 일으키고 있다. 본 연구에서는, 팜한농으로부터 분양 받은 신규 물질의 항 바이러스성 특성을 구명하고자 하였다. 식물에 피해를 주는 대표적인 6종의 바이러스(cucumber mosaic virus, pepper mottle virus, pepper mild mottle virus, potato virus X, potato virus Y, tomato spotted wilt virus)를 대상으로 초기 검정을 수행하였다. 담배식물(Nicotiana benthamiana)에 항 바이러스성 물질을 2번 경엽처리 해준 뒤 바이러스의 증식과 병징을 관찰한 결과 약제를 처리한 식물의 상엽에서 대조구에 비해 potato virus Y와 pepper mottle virus의 증식이 억제되는 것을 관찰되었다. 또한 Potyvirus 속으로 분류되는 chilli veinal mottle virus와 soybean mosaic virus 약제를 처리한 식물의 상엽에서 바이러스 증식 억제 효과가 있었으며, 실험 식물인 담배뿐만 아니라 재배 작물인 콩과 고추에서도 바이러스 방제 효과가 있음을 확인하였다. 이후, 이 현상에 어떤 식물 방어 hormone pathway가 관여하는지 알아보고자 qRT-PCR을 통해 저항성 관련 유전자의 발현양을 비교 분석 해 본 결과, 약제를 처리한 식물에서 JA/ET hormone pathway의 EIN2와 PDF1.2의 유전자 발현양이 대조구에 비해 증가된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 약제 처리 시 JA/ET pathway가 유도되어 potyvirus속에 포함되는 바이러스들에 저항성 반응이 나타난 것이라고 추측된다. 본 연구를 통해 신규 천연물 유래 물질이 Potyvirus의 감염과 증식을 억제할 수 있음을 확인하였고, 화학적 방제제의 후보 물질로서 개발이 기대된다.