전남 남부지역의 참다래 과수원에서 발생하는 잿빛곰팡이 병원균(gray mold, Botrytis cinerea)에 대한 항균작용이 우수한 세균성 균주를 선발하기 위하여 참다래 과수원 토양으로부터 단일균주를 분리하였으며, 잿빛곰팡이 병원균(Botrytis cinerea)에 대한 생물적 제어 능력을 검정하고 균주 동정을 실시하였다. 참다래 과수원에서 분리한 총 350여종의 단일균 주 중에서 참다래에서 발생하는 잿빛곰팡이 병원균에 대하여 길항작용이 우수한 균주를 1차적으로 4종 선발하였고, 이 중에서 참다래 잿빛곰팡이 병원균에 대하여 길항작용이 86.9% 정도로 우수한 CHO 163을 최종적으로 선발하였다. 참다래 잿빛곰팡이 병원균에 대하여 길항작용이 우수한 CHO 163을 대상으로 균주의 형태적 성질, 배양적 특성 및 생리 생화학적 성질 등을 조사하여 균주의 동정을 검토한 바 Bacillus sp.와 유사한 균주로 동정되었다. 길항균으로 분리한 Bacillus sp. CHO 163은 한천배지에서 참다래 잿빛곰팡이 병원균 접종 후 길항균 처리와 열처리한 균주 배양액을 처리하였을 때 거의 완전한 항균작용을 보였다. 또한, in vitro 상에서 참다래에 잿빛곰팡이병원균을 접종하고 Bacillus sp. CHO 163의 배양액을 처리한 결과 잿빛곰팡이병원균의 방제가 확인되었다.
잿빛곰팡이병의 전형적인 병징을 나타내는 병든 사과, 고추, 딸기, 오이, 토마토에서 곰팡이를 분리하고, 그들의 배양학적 특성과, 형태적 특성 및 PCR-RFLP을 통해 이 병원성 곰팡이를 모두 Botrytis cinerea로 동정하였다. 또한, 배양학적 특징에 따라 사과, 고추, 오이에서 분리한 잿빛곰팡이병균의 표현형은 균핵형이며, 딸기와 토마토에서 분리한 잿빛곰팡이병균은 균사형이었다. 각각의 잿빛곰팡이병균의 ITS 영역 염기서열을 포함한 4종의 유전자(RPB2, HSP60, G3PDH)의 염기서열을 결정하고 분자계통학적 유연관계를 분석하였다. RPB2 유전자 염기서열을 제외한 ITS 영역, HSP60유전자 및 G3PDH 유전자의 염기서열은 Botrytis cinerea 종 내 뿐만 아니라 Botrytis 속 종간에도 매우 높은 상동성을 나타내어 계통학적 유연관계 분석이 어려웠다. 하지만, 3종의 유전자(RPB2, HSP60, G3PDH)를 결합한 유전자 염기서열을 이용한 분자계통수 작성 결과, 본 연구에서 분리한 잿빛곰팡이병균은 Botrytis 속의 다른 종들과 구별되며, 사과, 고추, 오이, 토마토의 분리주는 아주 높은 근연관계에 있고, 딸기잿빛곰팡이병균은 다른 분리주와 달리 종내 다른 lineage를 형성하였다.
무화과 잿빛곰팡이병은 2010년부터 2011년에 아열대작목을 시범적으로 재배하고 있는 전북 농업기술원 하우스 포장에서 발병하였다. 잿빛곰팡이병은 11월경의 저온상태에서 발병이 심하였으며, 병원균은 갈색의 일부분으로 시작하여 점차 진전되어 후기에는 과실 전체가 잿빛곰팡이로 뒤덮였다. 잿빛곰팡이로 뒤덮인 과실은 갈색 솜털을 덮고 있는 모양이었으며, 육안으로도 곰팡이 포자를 쉽게 관찰할 수 있었다. 병원균에 감염된 과실은 처음에 갈색~암 갈색 수침상으로 부패하기 시작하였고, 잿빛곰팡이균사와 포자가 밀생하였다. 무화과 잿빛곰팡이병의 분생포자는 구형으로 $7.3-14.6{\times}6.8-11.1{\mu}m$이며, 무색으로 단세포이었다. 또한 수지상으로 분지한 분생자경위에 무수히 형성 하였다. 분생자경의 크기는 $15-33{\times}2{\mu}m$이며, 갈색 또는 투명한 색을 띄고 있었다. rDNA ITS 영역의 염기서열 분석결과 무화과 잿빛곰팡이병을 일으키는 병원균은 Botrytis cinerea로 등록된 GenBank accession number HQ171052, EU519210, HQ171053, FN812726, HM849615, EU563120 과 100% 일치하는 것으로 나타났다. 또한 Botrytis spp. 종간 비교에서도 B. cinerea와 같은 clade에 속함을 확인할 수 있었으며, 다른 group과는 57%의 similarity를 보였다. 따라서 무화과 잿빛곰팡이병을 일으키는 병원균을 분리배양하여 균학적 특성과 rDNA ITS영역의 염기서열을 분석한 결과 이미 보고된 B. cinerea와 일치하였다.
1994~1995년 사이에 대전, 공주, 논산, 부여와 김해 등지에서 채집한 병든 딸기, 토마토, 오이에서 총 1,504 균주의 잿빛곰팡이병균을 분리하여 10 $\mu\textrm{g}$/ml의 약제를 넣은 PDA 배지에서 배양하면서 약제반응을 조사한 결과, benomyl에 대하여는 1,147(76.3%)균주, procymidone에 대하여는 614(40.8%)균주, prochloraz에 대하여는 189(12.6%)균주가 저항성으로 나타났다. UV 처리 및 약제 배지에서의 누대배양을 통하여 prochloraz저항성 균주를 선발하였는데, 이들의 생육 억제 최소 농도(MIC)는 8 $\mu\textrm{g}$/ml 이상이었고, 감수성균의 MIC는 2 $\mu\textrm{g}$/ml 이하였다. 병원력, 포자 발아율, 균핵형성과 같은 적응력과 관련된 생물학적 특성 비교에서 저항성 균주들은 감수성 균주보다 열등하거나 비슷한 정도로 나타났다.
2010년 2월에 경기도 용인시 남사면의 소엽풍란 재배농가에서 소엽풍란의 잎과 줄기가 갈색으로 변하면서 말라죽는 피해증상이 발생하였다. 이병 식물체 표면에는 잿빛을 띤 곰팡이가 형성되어 있었으며, 주변 환경이 습할수록 병반 상에 분생포자가 더 많이 만들어지는 경향을 보였다. 균학적 특징으로 분생포자는 난형 및 타원형이고, 무색이며, 단세포로서 크기는 $5.3-16.5{\times}3.8-11.0{\mu}m$이었으며, 갈색의 분생포자경과 검정색 균핵을 형성하였다. 이러한 형태적 특성을 근거로 하여 소엽풍란의 병원균을 Botrytis cinerea로 동정하였으며, 병원성을 검정한 결과 잿빛곰팡이병의 발생을 확인할 수 있었다. 이와 같이 소엽풍란에서 발생한 병을 Botrytis cinerea에 의한 잿빛곰팡이병으로 확인하였고, 본 병을 소엽풍란 잿빛곰팡이병으로 명명하며 우리나라에서 처음으로 보고한다.
잿빛곰팡이균(Botrytis cinerea)에 대한 N-phenylbenzenesulfonamides 유도체(1-45)들의 살균활성에 관한 비교 분자장 분석(CoMFA)을 정량적으로 검토하였다. 통계적으로 CoMFA 모델의 예측성과 상관성이 비교분자 유사성 지수분석(CoMSIA) 모델보다 월등히 좋았다. 최적화 된 CoMFA I 모델의 통계값은 예측성이 $r^2_{cv.}(or\;q^2)=0.457$ 그리고 상관성이 $r^2_{ncv.}=0.959$이었고 살균활성은 기질 분자들의 입체장(51.9%)과 정전기장(35.6%)에 의존적이었다. 또한 progressive scrambling 분석으로 얻어진 섭동에 대한 감도($d_q^{2'}/dr^2_{yy'}=0.898$)와 예측성($q^2=0.346$ 및 SDEP=0.614)에 의하여 최적의 CoMFA I 모델은 우연 상관성에 의존적이지 않음을 알았다. 그러므로 CoMFA I 모델의 등고도 분석 결과로부터, N-phenyl 고리상 $R_3$ 및 $R_4$-치환기는 입체적으로 크고 $R_1$-치환기로서 S-phenyl 고리상 para-치환기는 입체적으로 작은 치환체가 살균활성에 기여 할 것으로 기대되었으며 최적화 된 CoMFA I 모델은 잿빛곰팡이균에 대한 살균활성을 예측하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
대전, 공주, 논산, 부여와 김해 등에서 병든 딸기, 토마토, 오이에서 총 992균주의 잿빛곰팡이병균을 분리하여 이들 균주로부터 dichlofluanid 저항성 5균주, 감수성 5균주를 임의로 선발하였다. 분리된 균의 dichlofluanid 저항성을 조사한 결과 105균주(10.6%)가 저항성이었다. 저항성균 균사의 최소 억제 농도(minimum inhibitory concentration)는 100~500$\mu\textrm{g}$/ml 이상이었으나 감수성균은 10 $\mu\textrm{g}$/ml 미만이었다. Dichlofluanid 저항성의 안정성 조사를 위하여 35$^{\circ}C$고온 처리 및 계대 배양할 때 조사된 저항성 5균주 중 3균주는 저항성이 감소하거나 상실되었다. 저온 저장 및 온실에 장기 보관할 때는 조사된 저항성 균주 모두가 저항성이 감소하거나 완전히 상실되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 이 약제에 대한 저항성이 불안정하다는 것을 나타낸다. 오이에 감수성균 및 저항성균을 혼합 접종한 후 재분리할 때 시간이 지날수록 감수성균이 더 많이 분리되어 저항성균의 경합 능력이 감수성 균주에 비하여 열등하였다.
본 실험은 7가지의 칼슘제제; calcium sulfate dihydrate, calcium chloride, calcium nitrate, calcium oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, calcium hydride가 포함된 PDA배지에서 잿빛곰팡이 균의 방제효과를 알고자 실시되었다. 선발된 칼슘제제의 pH는 8.2-10으로 대조구인 pH 6.6보다는 높게 측정되었다. 7가지 칼슘제제가 포함된 PDA배지에서의 잿빛곰팡이병 방제 colony size(mm) 결과는 calcium carbonate, calcium oxide, calcium hydride, calcium hydroxide가 다른 칼슘제제들 보다 잿빛곰팡이병 억제에 효과가 좋았다. 선택된 4개의 칼슘제제를 식물체에 처리 한 후 잿빛곰팡이병의 포자를 살포한 실험과 희석된 4개의 칼슘제제)를 표준 양액재배에 첨부하여 한 달간 양액을 공급한 후 잿빛곰팡이병의 포자를 접종한 실험결과는 칼슘제제를 처리하지 않은 대조구보다는 칼슘제제를 처리한 실험구에서 잿빛곰팡이병의 발생률이 대체적으로 낮았다. 칼슘제제를 처리한 파프리카 식물체에서 잿빛곰팡이병 억제에 대하여서는 칼슘제제 처리에 따른 어느 정도의 염기스트레스의 영향 등으로 볼 수가 있겠다.
최근 경북 포항의 산딸기 재배지역에서 잿빛곰팡이병 증상이 발생하였다. 초기에는 잎의 가장자리나 과경 부위에 갈색 반점이 나타나며 병이 진전되면 병반 부위가 확대되고 수침상으로 물러지면서 표면이 회색 곰팡이로 덮이는 것이 관찰되었다. 이러한 증상이 발생한 잎으로부터 병원균을 분리하고 균학적 특성을 조사하고 계통학적 분석을 수행하였다. 분석 결과 산딸기에서 발생한 잿빛곰팡이병의 병원균은 Botrytis cinerea로 확인되었으며, 건전한 산딸기 식물체를 대상으로 접종실험 한 결과 산딸기에 대한 병원성을 확인하였다. 지금까지 국내에서 B. cinerea에 의한 산딸기 잿빛곰팡이병이 보고되지 않았으므로 본 연구결과를 바탕으로 이 병을 국내 최초로 보고한다.
2007년부터 2010년에 걸쳐 국내 8지역에서 블루베리의 병을 조사한 결과, 청양, 당진, 대전, 제주 지역의 온실에서 재배중인 블루베리의 신초, 잎, 꽃, 열매에서 잿빛곰팡이병 증상이 빈번하게 관찰되었으며, 조사된 다른 지역의 포장에서는 잿빛곰팡이병 증상이 관찰되지 않았다. 조사된 온실내 이 병의 발생율은 1~30%였다. 병반에서는 Botrytis속 균이 분리되었으며, 단포자 분리된 27개 균주의 형태적 및 배양적 특성을 조사한 결과, 모두 Botrytis cinerea로 동정되었다. 병원성 검정을 위하여 선발한 4균주를 4품종의 블루베리잎에 분생포자현탁액으로 인공접종한 결과, 4균주 모두 접종한 블루베리 잎에 자연병반과 유사한 병반을 형성하였다. 국내의 온실재배 블루베리에 발생하는 B. cinerea에 의한 잿빛곰팡이병은 본 연구에 의해 처음으로 보고된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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