벼 깨씨무늬병 발병 원인을 구명하기 위하여 경북지역 상습발생지 토양을 대상으로 토양특성, 식물체의 양분함량 및 이병정도에 따른 벼 수량감소 정도를 조사하고 깨씨무늬병 발생에 영향을 주는 인자를 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 발병포장의 토양유형은 양분보유력이 낮은 사질습답 50%, 사질답이 28.3%로 전체 78.3%였고, 배수불량 토양이 67.4%를 차지하였다. 2. 병 발생이 심한 영남내륙산간 및 동해안 중, 남부지역에서 강수량이 많았고, 평균기온, 최고기온, 최저기온 및 습도와 깨씨무늬병 발병과는 관계는 부의 상관이 있었고, 강수량과는 정의 상관이 없었다. 3. 발병포장의 토양 화학성은 경북지역 논토양의 화학성에 비해 유기물, 치환성양이온, 유효규산 함량이 매우 낮은 편이며, 특히 정상지에 비해 유효규산, 아연함량이 유의하게 낮았다. 4. 이병주의 양분함량은 정상주에 비해 질소, 규산의 함량이 매우 낮았다. 5. 피해가 심한 벼는 정상 벼에 비해 간장 및 수장이 짧았고, 등숙비율은 27.9% 감소되었으며, 쌀 수량은 약 37% 정도 감수되었다. 6. 벼 깨씨무늬병 발병에 따른 미질 특성은 피해가 심할 수록 쇄미 및 심복백미의 증가로 완전미율이 11.5% 정도 더 떨어졌으며, 단백질 함량은 현저히 높아져 식미치는 피해가 높을수록 현저히 저하되었다. 7. 따라서 깨씨무늬병 발생은 양분보유력이 낮고 양분의 용탈이 심하며 유효규산 함량이 낮은 사질토양에서 주로 발생되며 생육후기 양분결핍에 의해 주로 발생되는 것으로 사료되었다.
벼 깨씨무늬병 발병정도가 토양의 무기성분과 어떠한 관계가 있는지를 구명하기 위하여 깨씨무늬병 발생이 많은 포장과 적은 포장의 식물체와 토양의 무기성분을 분석하였다. 깨씨무늬병이 많이 발생한 포장 토양은 적게 발생한 포장의 토양에 비하여 유효인산, 치환성칼륨, 칼슘, 마그네슘, 유효규산의 함량이 현저히 낮았다. 그러나 나트륨의 함량은 높았으며, pH 값이나 유기물함량은 거의 유사한 수준이었다. 병발생이 많은 포장의 볏짚은 적은 포장의 볏짚에 비하여 Fe, Cu, T-N 및 $P_{2}O_{5}$의 함량이 낮았다. 병 발생이 많은 포장의 벼알은 경미한 포장의 벼알에 비하여 Fe, MgO, Zn및 Mn의 함량이 적었다. 논유 형별 발병정도는 사질답, 염해답 순으로 발병이 많았으며, 미숙답이 가장 발병이 적었으며, 보통답과 배수불량 답은 중간수준이였다. 질소시비수준별 발병정도는 무질소구가 가장 발병이 심하였고, 토양검정량 1.5배량과 농가 관행구에서는 병발생이 유의한 수준으로 적었으며, 토양 검정량의 0.5배, 토양검정량의 1.0배, 표준시비량처리가 중간수준으로 병이 발생하였다. 이상의 결과를 종합적으로 고찰하면 사질답등 작토층이 얕고 척박한 토양에서는 질소, 인산, 가리, 철 등 무기성분이 부족되지 않도록 균형시비하고 간척지답 등에서는 염분의 농도가 증가되지 않도록 관리하는 것이 깨씨무늬병을 가장 효율적으로 방제할 수 있는 방안이라 사료되었다.
비유기수은 종자소독제의 개발을 목적으로 배도열병균, 벼깨씨무늬병균 및 벼키다리병균에 감염된 증자 4개품종을 공시하고 Blotter 법, 물한천평판법 및 유묘 검정법 등을 통해서 12종의 약제에 대한 약효를 검정하는 동시에 검정방법별 차이를 검토하고 약해발현 여부등을 조사하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 벼${\cdot}$도열병, 벼${\cdot}$깨씨무늬병 및 벼${\cdot}$키다리병에 대하여 종합적으로 약효가 좋았던 것은 Sisthane, $P_{242}$ 및 Sodium Omadine이었다. Benlate T 및 Homai는 깨씨무늬병에 대한 약효가 낮았으며, Busan 30 및 Panoctine은 유묘검정에서 키다리병에 대한 약효가 낮았다. 약효검정방법으로서는 도열병에 대해서는 Blotter법이, 깨씨무늬병과 키다리병에 대해서는 물한천평판법이 좋았다. 발아율 및 초기생육에 미치는 약제의 최아전종자소독 결과, 약해의 유발은 없었다.
Protox 유전자를 형질전환하여 protox 저해 제초제에 대한 내성이 증가한 벼를 모품종인 동진벼와 다른 벼 품종인 일품벼, 추청벼, 온누리벼와 같이 충북 청원, 경기 수원 그리고 전남 광주에 있는 형질전환 작물 격리포장에서 재배하면서 포장에서 발생하는 다양한 식물병을 조사하여 식물병원균에 대한 감수성 정도를 비교하였다. 충북 청원 포장에서는 벼 도열병, 깨씨무늬병, 잎집무늬마름병, Fusarium 마름증상 등이 발생하였다. 하지만 수원 포장에서는 깨씨무늬병이 거의 발생하지 않았고, 다른 포장에서 볼 수 없었던 이삭누룩병의 발생이 CCPO6벼와 온누리벼에서 0.28%와 0.37%의 발병수율을 보였다. 광주 포장에서는 깨씨무늬병의 발생이 다른 병보다 심하게 나타났다. 하지만 모든 포장에서 Fusarium에 의한 마름증상을 제외하고 벼 품종간에 있어서 발생량에 차이는 보이지 않았다. Fusarium에 의한 마름증상은 다른 벼 품종보다도 제초제를 처리하거나 처리하지 않은 CCPO6벼에서 높은 발병주율을 보였다.
벼의 깨씨무늬병과 잎집썩음병의 원인균인 Cochliobolus miyabeanus와 Sarocladium oryzae에 의해 발병되며, 깨씨무늬병이 이삭에 발생할 경우Curvularia lunata에 의해 이삭마름병이 추가로 발병하게 되고 한국인의 주식인 쌀의 수확량 감소 및 쌀의 품질 저하와 같은 손실을 초래하여 세계적으로 벼 재배 국가에서는 큰 문제로 장기적으로는 심각한 문제를 초래한다. 따라서, 이러한 식물 병원성 곰팡이의 생물학적 방제를 위해 순창군 논 토양에서 세포외 효소 활성이 우수하고 siderophore를 생산하는 유용미생물 5종을 선별하였다. 5종의 선별 미생물은 벼의 식물 병원성 곰팡이 3종에 대하여 우수한 항진균 활성을 갖고 있었으며, 특히 JSRB 177균주는 가장 우수한 활성을 지녀 최종 균주로 선별되었다. 최종 선별된 JSRB 177균주는 16S rRNA 염기서열 분석을 통하여 Bacillus subtilis로 동정되었으며, 최종적으로 JSRB 177의 당 이용성 및 효소 생산에 대한 분석을 통하여 생리학적 특성을 확인하였다. 향후 포트 시험 및 생산 공정 확립 등 산업화에 연관된 추가 연구가 필요하지만 앞선 결과를 토대로 JSRB 177 균주는 벼 병원성 곰팡이에 대한 생물학적 방제를 위한 소재로 높은 활용이 기대된다.
깨씨무늬병에 심하게 이병된 병팔굉 공시종자는 배양 $5\~7$일에 호영, 내외영 및 주병의 $86\~92\%$ 그리고 과피의 $74\~83\%$가 Helminthosporium oryzae에 감염 되어 있음을 보였다. 동균은 종립전면에 분생포자를 형성하였으며 배유의 약10여세포층까지 감염되어 있었으나 배조직에서는 검출되지 않았다. Fusarium moniliforme는 과피, 경유 및 배조직에서 검출되었으며 F. roseum, Trichoconis padwicku, Curvularia spp., Alternaria tenuis, Cladosporium cladosporoides 및 Phoma sp.는$ 3\%$ 이하의 영 및 과피에서 검출되었다. 배양일주일에 $60\~87\%$가 깨씨무늬 병징을 나타냈으며 $13\~40\%$는 외관상 건전하였다. 깨씨무늬병균은 감염된 종자의 제점으로부터 과피를 거쳐 시아및 유근에 전염 발병케 하였다.
2005년은 전년에 비해 기온이 낮았고 강수량이 적었다. 벼 흰잎마름병, 세균성벼알마름병, 벼 깨씨무늬병, 벼 이삭도열병, 배나무 겹무늬병 등이 2004년에 비해 증가하였다. 특히 벼 깨씨무늬병은 전년에 비해 4배 이상 병 발생이 증가하였다. 벼 이삭도열병이 전년 0.7%에서 2005년 2%로 증가된 것은 출수기 동안 평균기온은 높았고 강수일수, 강수량 및 습도가 높아 잎도열병균이 이삭으로의 전파를 촉진한 것으로 추정되었다. 기타 조사된 병들은 전년에 비해 감소 혹은 유사한 수준이었다. 벼 잎도열병, 시설참외 시들음증상, 흰가루병 및 노균병은 전년에 비해 크게 감소되었다.
토마토의 엽권에서 분리한 Fusariym graminearum이 분비하는 물질은 벼 도열병균(Pyricularia oryzae)의 여러 종의 식물병원 진균에 대한 항균활성을 나타내었으며, 이러한 활성물질을 PDA에서 본 균을 배양 한 후 chloroform으로 추출하여 분리정제 하였다. HPLC에 의하여 5종류의 활성 물질을 분획하였으며, 그중 1번(F402) 화합물을 벼 도열병균(P. oryzae)을 포함한 22개 식물 병원 진균에 대하여 살균 활성범위를 조사한 결과, 이 화합물은 50$\mu\textrm{g}$/ml 농도에서 Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, Sclerotinia sclerotiorum은 전혀 억제하지 못하였으며, Phytophthora spp., Cladosporium fulvum, Fusarium spp., Corynespora cassicola에는 어느 정도의 활성이 있었지만 낮게 나타났고, P. oryzae, Cochliobolus miyabeanus, Alternaria solani는 100% 억제하여 활성이 높게 나타났다. 또한 장내 세균에 대한 활성을 MIC로 비교할 때 Streptococcus pyogenes, Streptococcus faecium에 대하여는 각각 12.5, 25 $\mu\textrm{g}$/ml였고 Staphylococcus aureus는 25-50$\mu\textrm{g}$/ml으로 나타났으며, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Klebsiella aerogenes, Enterobacter cloacae에서는 100$\mu\textrm{g}$/ml 이상으로 활성이 나타나지 않았다. F402를 200$\mu\textrm{g}$/ml의 농도로 직접 살포한 식물체에서의 방제효과는 벼도열병, 벼 깨씨무늬병, 보리 흰 가루병에 대하여는 80%이상이었으나, 벼 잎집무늬마름병, 오이 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 녹병에서는 낮았다.
본 연구는 유기종자 안전 생산기술 개발을 위한 효과적인 병해충 제어를 위해 대표적인 찰옥수수 품종인 미백2호와 흑미찰을 대상으로 병?해충 발생양상을 조사하였다. 2008년 유기농 찰옥수수 종자 생산지의 우점 비산포자의 종류 중Alternaria sp., Cladosporium sp., 및 Helminthosoprium sp.,은전 생육기간에 관찰되었다. 또한종자로부터 신초 출현 전후로 종자가 발아하지 않고 부패하거나 유묘의 시들음 증상, 심하면 고사하는 증상과 거세미나방에 의해 지재부가 절단된 전형적인 피해를 관찰할 수 있었고 발병주율은 14~6% 미만이었다. 특히, 포장내 조명나방 발생밀도는 2008년 트랩당 3.5~0.5 마리로 높게 나타났으며, 2009년 트랩당 0.5~6마리로 낮게 나타났다. 또한 피해주율은 2008년은 7.5(미백2호)~21(미흑찰)%였으며, 2009년은 1~46%로 매년 높은 피해주율을 보였으며 수확기까지 지속적으로 증가하였다. 옥수수잎마름병 (Leaf blight)의 발생 양상은 2008년도에 7%(미흑찰)~34%(미백2호)로 높게 나타났으며, 2009년은 6월18일 이후 초발생하여 발병주율이 8월 21일 (59%, 미흑찰)이후 급격히 증가하여 9월 25일이는 미흑찰 (69%)의 발병주율이 미백2호 (56%)보다 높게 나타났다. 옥수수깜부기병(Common Smut)의 발생 양상은 2008년도에 20주 중 2%~15%의 발병주율을 보였으며, 2009년은 초발생 시기가 7월17일로 2008년에 비해 17일 정도 늦추어졌으며 발병주율도 8% 미만 (9월 25일)으로 2008년에 비해 아주 낮게 나타났다. 옥수수깨씨무늬병 (Southern Leaf Spot)의 발생 양상은 2008년 20주 중 초기에 평균 11%(미흑찰)에서 증가하여 9월 19일 조사시에는 두 품종 모두 62%로 높게 나타났다. 2009년은 6월8일 이후 초발생하였으며 9월 25일까지 지속적 발병하여 약 86%의 발병 주율을 보였고 2008년에 비해 24% 이상 발병주율이 높았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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