보리, 밀, 귀리를 포함한 맥류는 우리나라의 주요 겨울 식량작물이다. 최근 기후 변화에 따른 농업 환경 변화에도 불구하고, 곡물 생산성에 영향을 미칠 수 있는 곰팡이 병원균의 발병조사에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이 연구는 우리나라 남부지방의 보리, 밀, 귀리 재배지 7곳에서 발생하는 곰팡이 병을 조사하였다. 2020년과 2021년 3-4월 사이 맥류가 분얼기 및 신장기에 접어들었을 때 지제부와 잎에 발생하는 곰팡이 병원균을 조사 및 수집하여, 총 92개의 분리 균주를 수집하였다. 분리균은 형태학적 및 분자생물학적 특성을 기반으로 동정하였다. 우점종은 C. cereale (42.4%)이었고, Pyrenophora teres (21.7%), P. avenae (10.9%), Alternaria alternata (6.5%) 및 Epicoccum tobaicum (6.5%)이 그 뒤를 이었다. 또한, P. tritici-repentis (3.3%), Cladosporium sp. (3.3%), Fusarium sp. (3.3%) 및 Nigrospora sp. (2.2%)도 소수 집단으로 검출되었다. 이 결과는 한국 맥류의 성장기, 특히 분얼기와 신장기에 발생하는 곰팡이 병에 대한 정보를 제공할 것이다. 또한 이 연구를 통해 수집된 균주는 온도와 습도에 초점을 맞춘 기후 변화 시뮬레이션을 수행하는 데 사용될 수 있는 자원으로 제공될 것이다.

Colletotrichum spp.에 의해 감염되는 고추 탄저병은 고추 생산량에 경제적인 감소를 초래한다. 분자 진단은 병원균의 신속한 동정과 살균제 저항성을 결정하는 데 중요한 역할을 하는데, 이를 위한 병원균의 분리, 게놈 DNA 추출 및 유전자 염기서열 분석은 시간이 소요된다. 이 연구에서는 게놈 DNA 추출이나 특별한 처리 과정 없이 Colletotrichum 종의 포자를 사용하는 방법을 적용하였다. 방법의 명확성을 위해 ITS 기반의 primer 쌍을 이용하여 PCR 및 qPCR 검정으로 민감도를 분석하였다. PCR과 qPCR 실험 모두 탄저병균 1개의 포자에서도 검출되었다. 이 결과 1,000개 포자가 1 pg의 게놈 DNA와 동일하였다. QoI 계열 살균제 감수성 검정을 위한 cytb 유전자 증폭은 단일포자에서도 검출이 가능하지만, cycle 수를 35 cycle로 늘릴 경우 염기서열 정보를 안정적으로 확보할 수 있을 만큼의 PCR 산물이 확보되었다. 또한, V8-Juice 한천 배지에 10% 간 고추를 첨가할경우 일반적으로 사용되는 감자 한천 배지에 비해 3.2-6.0배 더 많은 포자가 형성되어 포자 기반 연구를 위해 적용 가능할 것이다. 본 연구를 종합하면, 이 연구는 PCR 및 qPCR 분석을 통해 고추 탄저병의 분자 동정을 위한 최소 포자량 및 바코드 유전자를 포함한 표적 유전자 증폭에 포자를 활용할 수 있는 유용한 기술을 제공한다.

식물 병원성 곰팡이의 포자는 병원성을 테스트하고 병원균의 생리 및 생태를 연구하는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 안정적인 포자 생산을 위해서는 적절한 빛과 배지 조건은 필수적이다. 본 연구에서는 Bipolaris oryzae의 지속적인 포자 확보를 위한 조건을 확립하기 위해 슬라이드 배양법을 통해 빛 조건과 적합한 배지 조건을 조사하였다. 첫째, Bipolaris oryzae 균주 CM23-042와 23CM10을 사용하여 두 가지 서로 다른 빛 조건을 설정하였다. 첫 번째 조건은 지속적인 형광등과 근 자외선(NUV) 하에서의 포자 형성이었고, 두 번째 조건은 NUV와 암 상태를 12시간 주기로 교대로 바꿔주는 방식이었다. 둘째, 감자 포도당 한천(PDA) 배지, V8-Juice 한천 배지, 최소 배지(MM), sucrose-proline 한천 배지(SPA), 토끼 풀 한천 배지(RFA), 쌀겨 한천 배지(RBA), 벼 잎 한천 배지(RLA) 등 7가지 서로 다른 배지에서 포자 형성을 관찰하였다. 접종 후 7일이 경과한 결과, 실험에 사용된 균주 CM23-042와 23CM10은 PDA 배지에서 지속적인 형광등과 근 자외선(NUV) 조건에서만 포자 형성이 유도되었으며, 다른 조건에서는 포자가 형성되지 않았다. 또한, B. oryzae CM23-042 균주는 MM에서 가장 많은 포자를 형성한 반면, 23CM10 균주는 PDA에서 가장 많은 포자를 형성하였다. 종합적으로, 본 실험에서는 지속적인 형광등과 근 자외선을 동시에 조사하는 조건이 포자 유도에 가장 적합하다는 결과를 얻었다. 동시에, 포자 형성을 위한 배지 선택은 B. oryzae 균주에 따라 다를 수 있으나, MM과 PDA 또는 SPA와 RFA 배지의 적용이 포자 유도에 효과적일 것으로 예상된다. 본 연구 결과는 B. oryzae의 수집 균주들의 특성에 맞춰 포자 형성을 향상시키는데 기여할 것이다.

Plasmodiophora brassicae에 의해 발생하는 배추 뿌리혹병은 전 세계적으로 경제적 손실이 큰 식물병이다. 본 연구는 뿌리혹병 저항성 배추 품종 개발을 위한 저항성 검정법을 확립하기 위해 수행되었다. 7개의 P. brassicae 균주는 감수성 배추 품종에서 서로 다른 병원력을 보였으며, 병원력에 따라 3개 그룹으로 나눌 수 있었다. 뿌리혹병균 접종 후 재배 온도와 광 처리시간에 따른 뿌리혹병 발생은 실험한 모든 재배 온도에서 하루에 14시간 광을 처리하는 것보다 하루 종일 광을 조사한 처리구에서 뿌리혹병 발생이 많았다. 그리고 재배 온도에 따른 뿌리혹병 발생은 25℃, 20℃, 18℃ 순으로 많았지만, 뿌리혹의 무게는 20℃에서 가장 높았으며 그 다음은 25℃, 18℃ 순으로 높았다. 또한 서로 다른 pathotype의 두 균주를 혼합하여 저항성 배추 품종에 접종하면, 두 균주 중 감수성 관계의 뿌리혹병균의 포자 농도 증가에 따라 뿌리혹병 발생이 증가하였다. 즉, 다른 pathotype 균주들의 뿌리혹병 발생은 서로에게 영향을 받지 않고 독립적이었다. 이들 결과로부터 보다 신속하고 정확한 배추 뿌리혹병 저항성 검정법을 확립할 수 있었다.

상추 균핵병균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대한 Bacillus amyloliquefaciens HY의 길항력을 검정하기 위해 기내 실험과 온실 실험 및 생육상(growth chamber) 실험을 실시하였다. B. amyloliquefaciens HY의 상추 균핵병균에 대한 기내 대치배양 실험을 실시한 결과, 균사 생장 억제율은 70.7%를 나타냈고, 광학현미경으로 관찰한 결과 무처리구의 균사와 비교했을 때, inhibition zone 부분의 균사의 끝부분이 부풀어 오르고 검은색을 띠며 불규칙하고 기형적인 형태를 띠는 것을 확인하였다. B. amyloliquefaciens HY가 생성하는 휘발성 물질에 의한 길항력을 검정하기 위해 I-plate를 이용하여 실험한 결과, 57.7%의 균사 생장 억제율과 46.7%의 균핵 발아 억제율을 나타냈다. B. amyloliquefaciens HY는 sideropore 생산능, 인산 분해능, protease 생산능이 확인되었지만 chitinase의 생산능은 확인되지 않았다. 생육상 내에서 포트 실험을 진행한 결과, 병원균만 처리한 대조구에서는 0%의 상추 생존율을 보였고, 상추 균핵병균과 B. amyloliquefaciens HY의 배양액을 10배로 희석하여 동시에 처리한 처리구에서 80%의 상추 생존율을 나타냈다. 또한 상추균핵병균을 먼저 접종하고 1주 후에 B. amyloliquefaciens HY의 배양액을 50배로 처리한 처리구에서 80%의 상추생존율을 나타냈다.

과수 화상병 꽃감염 방제를 위한 농용 항생제 살포 적기를 알려주고, 병징 출현을 예측해 현장 모니터링 시기 판단을 돕는 K-Maryblyt 예측모델을 정보시스템에서 자동으로 구동하는 FBcastS을 클라우드 컴퓨팅 환경에서 개발하였다. 4개의 단위 시스템으로 구성된 FBcastS 정보시스템은 기상자료 획득 및 처리, K-Maryblyt 모델 구동, 웹 정보 서비스 그리고 방제 적기 알림 발송의 기능별로 구성하였다. 기상자료 획득 단위 시스템은 우리나라 1,583지점의 관측기상과 예보기상을 수집할 뿐만 아니라 이들 중 과수원에서 직접 관측한 761지점의 기상자료에 대한 품질관리와 입력 자료변환 등 후처리를 수행한다. 모델 구동 단위 시스템은 K-Maryblyt 예측모델을 구동하고 그 결과를 database에 저장한다. 웹 서비스 단위 시스템은 인터넷 웹 기반으로 기상 모니터링 서비스, 과수 화상병 예측정보 모바일 서비스 그리고 전국 화상병 예측정보 모니터링 서비스를 표출한다. 마지막으로 알림 발송 단위 시스템은 농촌진흥청 화상병 예찰 및 방제 지침에 따라 K-Maryblyt 모델의 예측정보와 현장의 상황을 참고해 방제 적기 알림을 재배자들에게 전달한다. FBcastS은 4.25 km 공간간격의 조밀한 우리나라 기상관측망에서 수집한 기상정보를 활용하여 화상병 예찰 정보의 신뢰를 높일 수 있고, 인터넷 웹 기반 서비스를 제공함으로써 정보의 접근성과 활용성이 높은 클라우드 기반 스마트 농업 정보시스템이다.

Erwinia pyrifoliae is a gram-negative bacterial pathogen that commonly causes black shoot blight in pear and apple tree. Although the pathogenicity of this bacterial species is very similar to E. amylovora, there is no specific explanation of its pathogenic genes and mechanisms. In this study, our investigation into E. pyrifoliae pathogenicity involved generating seven YKB12327 mutant strains using Tn5 transposon mutagenesis. Observations revealed weakened growth rate and loss of pathogenicity in these mutants. Whole-genome sequencing and alignment analysis identified transposon insertions within the coding sequences of five strains and in the intergenic region of two strains. Annotation analysis elucidated genes directly or indirectly associated with pathogenicity. Notably, mutant strain MT16 displayed a transposon insertion mutation in the cyclic-di-GMP phosphodiesterase (pdeF) gene, a key player in bacterial signaling, governing microbial behavior and adaptation to environmental changes. Our findings provide insights into the genetic regulation of E. pyrifoliae pathogenicity, suggesting potential avenues for further research aimed at understanding and controlling this bacterial pathogen by targeting pdeF to mitigate apple black shoot blight disease.

In November 2021, sponge gourd (Luffa aegyptiaca) plants with typical downy mildew symptom were observed in Korea. Based on morphological characteristics of sporangiophores and sporangia, combined with molecular phylogenetic analysis of the internal transcribed spacer rDNA and cox2 mtDNA regions, the causal pathogen was identified as Pseudoperonospora cubensis (Oomycota). This is the first report of downy mildew caused by P. cubensis on L. aegyptiaca in Korea. Given that P. cubensis exhibits high disease incidence and severity on many Cucurbitaceae crops, it could pose a significant threat to sponge gourd cultivation.

임실군농업기술센터에서 전시용으로 재배 중인 국화 잎에 갈색에서 검은색의 반점이 형성되고, 시간이 지날수록 병반이 확대되며 심하면 식물체가 고사하는 증상이 나타났다. 국화의 병든 잎 부위에서 병원균을 분리하여 ITS, TUB2, ACT 유전자 염기 서열 분석을 통해 동정한 결과 Epicoccum sorghinum으로 확인되었다. 분리된 균의 균학적 특성을 확인해 본 결과, PDA 배지에서 배양한 균을 UV 광에 12시간 동안 노출 후 암실에 두었을 때 병자각이 형성되었으며, 격벽이 없는 타원형의 무색 투명한 분생포자(3.2-6.0×1.7-3.0 ㎛)가 형성되는 것을 확인할 수 있었다. PDA 배지에서 배양한 균주의 agar plug를 국화 잎에 접종하여 병원성을 검정한 결과, 접종한 국화 잎에서 담갈색에서 검은색의 불규칙한 모양의 병반이 형성되었다. 따라서 E. sorghinum에 의한 국화 점무늬병을 국내 처음으로 보고하고자 한다.

Fusarium oxysporum에 의해 발생하는 시들음병(Fusarium basal rot)은 양파 재배에서 발생하는 주요 병해 중 하나로 전세계적으로 심각한 수량 손실을 일으키고 있다. 시들음병에 대한 저항성 품종을 사용하는 것은 시들음병 발생을 억제하고 화학 농약의 사용을 줄일 수 있는 가장 효율적인 방법으로 평가받고 있다. 본 연구는 양파 유묘를 활용한 효율적인 시들음병 저항성 검정법 개발을 위해 접종원 생산을 최적화하였고, 접종원 농도에 따른 병 발생 양상을 조사하여 이병토 제작을 위한 접종원의 최적 농도를 결정하였다. 위 실험 결과를 이용하여 1×10⁵ conidia/g의 이병토에서 시판중인 양파 10개 품종의 시들음병 저항성 정도를 확인한 결과, '케이포스'가 97.4%의 상대적 생존율을 나타내어 저항성이 가장 강했고, '선파워'는 20.0%의 상대적 생존율을 나타내어 저항성이 가장 약했다. 본 실험결과는 양파 유묘단계에서 시들음병에 대한 저항성을 검정하는데 기여할 수 있을 것이며, 추후 실험 결과를 바탕으로 양파구에서의 저항성 검정이 필요할 것으로 사료된다.

현재까지 화상병원세균 진단에서 가장 유용하게 사용되는 방법은 이들 병원세균의 플라스미드 또는 염색체 기반 특이 프라이머를 이용한 일반 PCR 및 정량 PCR 방법이 가장 민감하고 특이성 높은 방법으로 여겨지고 있다. 이들 PCR 중, 일반 PCR 방법은 가격적 측면과 연구자의 기능적 숙련도 및 고가의 장비를 요구하지 않는 다는 측면에서 활용성이 유지되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화상병원세균 검출에서의 일반 PCR 반응의 증진효과를 나타내기 위한 일반 PCR 프라이머 및 촉진제를 선발하고자 하였다. 이에 새롭게 제작된 EaF/R 프라이머와 PCR 반응액에 BSA을 10 mg/ml 농도로 추가 첨가한 경우가 화상병원세균 DNA 및 세균 자체 그리고 감염 후 무증상 시료 추출액을 주형으로 하는 일반 PCR 반응 모두를 증진시키는 결과를 확인하였다. 따라서 새롭게 제작된 EaF/R 프라이머 및 BSA 추가 첨가 방법은 최적 발생시기에 집중되는 대량 시료로부터 초기 화상병 이병시료를 선발할 수 있는 일반 PCR 방법의 효율성을 증대시켜 정밀 검진 대상시료의 최소화를 통한 확진시간의 단축 등에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

화상병은 우리나라에서 2015년 처음으로 발병된 이후 지속적으로 발생하고 있는데, 5월에 발병하기 시작하여 6월에 최대로 발생하고 7월부터 감소하는 발생 패턴을 나타내고 있다. 본 연구에서는 2020년부터 2023년까지 연도별로 기상 조건에 따라 특이한 발생 패턴을 보였던 사례를 분석하였다. 2020년에는 5월에 하순에 발생하기 시작하였는데 4월의 낮은 온도로 인해 개화기가 지연되어 발병은 늦었지만 발병이 크게 증가하였는데, 이는 꽃감염 위험도의 증가와 밀접한 상관이 있었다. 2021년에는 4월 하순에 첫 발생을 시작하였는데 이는 4월 상순부터 꽃감염이 시작된 것이 원인이었다. 2022년에는 4월 개화기의 꽃감염 위험도가 높아 5월에 화상병 발생이 많았음에도 불구하고, 5월의 적은 강수로 인해 6월부터 발병이 급격히 감소하였다. 2023년에는 6월 하순의 집중 호우와 우박으로 인해 7월에도 화상병 발생이 증가하였다. 이상의 화상병 발생 증가에 미치는 기상 요인을 종합적으로 고려해볼 때 강한 비바람 전후에 화상병 감염을 차단할 수 있는 방제를 실시할 것을 제안한다.

There are concerns about the introduction and spread of plant pests and pathogens with globalization and climate change. As commercial control agents have not been developed for plant viruses, it is important to prevent virus spread. In this study, we developed a multiplex polymerase chain reaction (PCR) detection method to rapidly diagnose and control three DNA (papaya golden mosaic virus, Lindernia anagallis yellow vein virus, and melon chlorotic leaf curl virus) and two RNA (papaya leaf distortion mosaic virus and lettuce chlorosis virus) viruses that infect papaya. Specific primer sets were designed for the virus coat protein. Performing PCR, clear bands were observed with no non-specific reaction. Our multiplex PCR method can simultaneously detect small amounts of DNA/RNA to diagnose five viruses infecting papaya and prevent the spread of the virus.