길항균을 생물 농약으로 개발하기 위해서는 저렴한 산업용 배지를 이용한 대량 생산 체계를 확립하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 풋마름병 방제 효과가 뛰어난 Bacillus amyloliquefaciens SKU-78 균주의 배양조건을 확립하였다. 저가의 산업용 기질로는 콩가루와 옥수수 전분 배지가 균 생장에 가장 효과적이었고, 최초 pH 5.5, 배양 온도 $30^{\circ}C$, 교반속도 150-250 rpm의 조건으로 30 L fermenter를 이용한 배양에서 20 시간째에 최대 생균수($1.2{\times}10^{11}$ CFU/ml)에 도달하였다. 저가의 산업용 배지로 배양한 배양액을 관주 처리하였을 때 65%의 발병 억제 효과를 나타냄으로써 SKU-78 균주의 산업용 배지를 이용한 대량배양의 기초가 마련되었다.
Bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum is a destructive disease that affects potato production, leading to severe yield losses. Currently, little is known about the changes in the assembly and functional adaptation of potato rhizosphere microbial communities during different stages of R. solanacearum infection. In this study, using amplicon and metagenomic sequencing approaches, we analyzed the changes in the composition and functions of bacterial and fungal communities in the potato rhizosphere across four stages of R. solanacearum infection. The results showed that R. solanacearum infection led to significant changes in the composition and functions of bacterial and fungal communities in the potato rhizosphere, with various microbial properties (including α,β-diversity, species composition, and community ecological functions) all being driven by R. solanacearum infection. The relative abundance of some beneficial microorganisms in the potato rhizosphere, including Firmicutes, Bacillus, Pseudomonas, and Mortierella, decreased as the duration of infection increased. Moreover, the related microbial communities played a significant role in basic metabolism and signal transduction; however, the functions involved in soil C, N, and P transformation weakened. This study provides new insights into the dynamic changes in the composition and functions of potato rhizosphere microbial communities at different stages of R. solanacearum infection to adapt to the growth promotion or disease suppression strategies of host plants, which may provide guidance for formulating future strategies to regulate microbial communities for the integrated control of soil-borne plant diseases.
국내에서 Ralstonia solanacearum에 의한 풋마름병은 토마토 재배에 심각한 피해를 주고 있다. 이에 풋마름병 발생의 감소와 방제를 위해서는 저항성 품종이 최선의 해결책으로 대두되고 있다. 따라서, 저항성으로 개발된 품종이 풋마름병 방제에 사용되어 지고 있다. 국내에서 시판되고 있는 완숙토마토 39품종, 방울토마토 21품종, 대목토마토 13품종에 대하여 저항성 품종을 선별하기 위해 Ralstonia solanacearum을 이용하여 저항성 검정을 실시하였다. 그중 37품종이 61-100%의 발병율로 감수성임을 알 수 있었고, 접종 10일안에 대부분 시들다가 고사되었다. 또한 24품종은 중도 저항성, 12품종은 풋마름병에 대해 저항성품종으로 확인되었다. 시판되는 73품종중 릴리앙스, TP-7, 초이스, 다다끼, 아끼꼬, 레드스타, 매치, Bblocking, 마그넷, 써포트, 프렌즈, 스페셜 품종이 풋마름병에 대해 높은 저항성을 나타내었다.
본 연구는 마커이용여교잡(marker-assisted backcross, MAB)을 통한 내병성 토마토 신품종육성에 필요한 기초 정보를 얻기 위해 수행되었다. TYLCV, 시들음역병, 청고병, 흰가루병에 내병성인 공여친 계통 10종과 이병성이지만 우수 원예형질을 지닌 회복친 계통 4종에 대해 병리검정과 TYLCV 내병성 연관 분자마커 분석을 수행하였다. MAB를 위한 회복친 유전자 선발(background selection)용 마커개발을 목표로 SOL Genomics Network에 공시된 토마토 유전자지도(reference map)로부터 전 게놈에 균등히 분포된 108개(염색체 당 평균 9개) SSR 마커를 분석하여, 총 303개의 다형성 마커를 기반으로 공여친, 회복친 계통 간 유연관계를 분석하였다. 그 결과, 유사도 값의 전체 범위는 0.33-0.80으로계통 간 가장 높은 유사도 값(0.80)을 나타낸 것은 청고병에 저항성인 '10BA333'와 '10BA424'이었고, 가장 낮은 유사도 값(0.33)을 나타낸 것은 시들음역병에 내병성인 야생종 L3708(Solanum pimpinelliforium L.)과 청고병에 저항성인 '10BA424'이었다. 유사도 값을 이용하여 UPGMA 분석한 결과, 유사도 0.58를 기준으로 나누었을 때 3개의 군(cluster)으로 분류되었는데, 대부분 동일한 내병성을 지닌 공여친계통 간 유전적 거리가 가까워 이들은 공통된 저항성 재료를 이용한 육성과정에서 파생된 계통일 것이라 판단되었다. 계통수(dendrogram)를 기준으로 유전적 거리가 지나치게 멀지 않으면서 비교적 다수의 회복친 유전자 선발용 SSR 마커의 확보가 가능한 여교배 조합(공여친 ${\times}$ 회복친)은 TYLCV 내병성의 경우 'TYR1' ${\times}$ 'RPL1', 청고병의 경우 '10BA333' 또는 '10BA424' ${\times}$ 'RPL2', 흰가루병의 경우 'KNU12' ${\times}$ 'AV107-4' 또는 'RPL2'로 판단되었다. 시들음역병의 경우 내병성 공여친인 'L3708'은 야생종으로서 모든 회복친 계통들과 유전적 거리가 매우 멀었으며, 적절한 조합은 유사도 값이 0.41이며 계통 간 45개의 다형성 SSR 마커가 선발된 'L3708' ${\times}$ 'AV107-4'로 판단되었다.
Truong, Hai Thi Hong;Graham, Elaine;Esch, Elisabeth;Wang, Jaw-Fen;Hanson, Peter
원예과학기술지
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제28권4호
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pp.664-671
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2010
토마토풋마름병에 저항성인 $Solanum$$lycopersicum$ H7996와 극도감수성인 $S.$$pimpinellifolium$ WVa700 간의 교배를 통해 획득한 재조합순계계통 $F_9$ 세대의 188개체를 이용하여 유전자연관지도를 작성하였다. 유전자지도는 DarT 260종, AFLP 74종, RFLP 4종, SNP 1종 및 SSR 22종 등 총 361종의 마커로 구성되었다. 작성된 유전자지도는 총 13개의 연관군(LG)에 2042.7cM을 포함하였으며 마커간의 평균지도거리는 5.7cM이고 이중 DArT마커는 평균 7.9cM당 1개가 분포하였다. SSR 마커의 분포를 기초로 작성된 11개 연관군들은 토마토 염색체의5번과 12번을 제외한 10개 염색체에 해당하였다. DArT 마커는 다른 마커들처럼 토마토 유전체 상에 고르게 분포하였으며, 인접 마커와의 상호분석(${\leq}$ 0.5cM) 결과 클러스터링 빈도가 13.5%인 AFLP 마커보다 3배 정도 높은 38.8%의 빈도로 최고치를 나타내었다. 본 연구를 통해 토마토에서 최초로 DarT 마커를 이용한 유전자연관지도를 작성하였다.
오이 덩굴쪼김병의 발병을 억제(抑制)하는 토양의 특성(特性)과 병원균(病原菌)에 대한 억제요인을 밝혀 내고자 진주, 함안, 남지, 밀양, 순천 등지의 28개 비닐하우스에서 토양을 채취하여 공시(供試)하였다. 접종한 병원균의 농도(濃度)에 대한 공시토양의 오이 덩굴쪼김병 발병곡선(發病曲線)을 Log-Probit로 전환하여 토양의 발병억제 정도를 DI50(50%의 공시식물을 발병시킬 수 있는 병원균의 농도)으로 수량화(數量化)하여 공시토양의 발병억제 정도를 비교하였던 바, 같은 지역내에서도 채취장소에 따라서 억제정도(抑制程度)가 크게 달랐으며 진주 5, 순천 7, 남지 22 등이 발병억제능력이 큰 것으로 나타났다. 토양의 화학적(化學的) 성분(性分)이나 물리성(物理性) 등은 발병억제 능력과 일정한 상관(相關)을 나타내지 않았다. 발병억제 토양에서는 병원균(病原菌)의 소형분생포자(小型分生胞子)와 후막포자(厚膜胞子)의 발아율(發芽率)이 현저하게 억제되었다. 병원균의 균사분해(菌絲分解)는 발병억제형(發病抑制型) 또는 발병유도형(發病誘導型) 토양에 따라서 일정한 경향(傾向)을 나타내지 않았으나 균사편(菌絲片)으로부터 형성(形成)된 후막포자(厚膜胞子)의 수(數)는 발병억제형 토양에서 현저히 적었다. 토양 중의 형광성 Pseudomonads 와 Bacillus spp의 밀도는 발병억제형 토양과 유도형 토양간에 통계적유의차(統計的有意差)가 없었으나 병원균에 길항적(拮抗的)인 용균반(溶菌斑) 수(數)는 발병억제형 토양에서 현저하게 많았다.
선학초 (전초) 메탄올 조추출물이 오이 세균성모무늬병균인 Pseudomonas syringae pv. lacrymans, 토마토 풋마름병균인 Ralstonia solanacearum 및 담배세균성들불병균인 Pseudomonas syringae pv. tabaci에 대해서 항균활성을 나타내었다. 활성성분을 silica gel column 및 HPLC로 순수분리하여 LC-Mass 분석 결과 분자량 682.7을 갖는 물질로 추정 할 수 있었으며, 선학초에서 분리된 물질중 분자량 687.2를 나타내는 Agrimol A와 B를 구별하기 위하여 $^1H-NMR$, $^{13}C-NMR$ 스팩트럼 분석 결과 항균활성성분이 Agrimol B임을 확증할 수 있었다.
To improve the integrated pest management (IPM) of hot pepper, field study was conducted in Hwasung from 2010 to 2012 and an IPM system was developed to help growers decide when to apply pesticides to control anthracnose, tobacco budworm, Phytophthora blight, bacterial wilt, and bacterial leaf spot. The three field treatments consisted of IPM sprays following the forecast model advisory, a periodic spray at 7-to-10-day intervals, and no spray (control). The number of annual pesticide applications for the IPM treatment ranged from six to eight, whereas the plots subjected to the periodic treatment received pesticide 11 or 12 times annually for three years. Compared to the former strategy, our improved IPM strategy features more intense pest management, with frequent spraying for anthracnose and mixed spraying for tobacco budworm or Phytophthora blight. The incidences for no pesticide control in 2010, 2011, and 2012 were 91, 97.6, and 41.4%, respectively. Conversely, the incidences for the IPM treatment for those years were 7.6, 62.6, and 2%, and the yields from IPM-treated plots were 48.6 kg, 12.1 kg, and 48.8 kg. The incidence and yield in the IPM-treated plots were almost the same as those of the periodic treatment except in 2011, in which no unnecessary sprays were given, meaning that the IPM control was quite successful. From reviewing eight years of field work, sophisticated forecasts that optimize pesticide spray timing reveal that reliance on pesticides can be reduced without compromising yield. Eco-friendly strategies can be implemented in the pest management of hot pepper.
For the field application of dielectric barrier discharge plasma reactor in nutrient solution culture, a filtration-DBD (dielectric barrier discharge) plasma reactor was investigated for the Ralstonia solanacearum which causes bacterial wilt in aquiculture. The filtration-DBD plasma reactor system of this study was consisted of filter, plasma reactor, reservoir. The DBD plasma reactor consisted of a quartz dielectric tube, discharge electrode (inner) and ground electrode (outer). The experimental results showed that the inactivation of R. solanacearum with filter media type in filter reactor ranked in the following order: anthracite > fiber ball > sand > ceramic ball > quartz ceramic. In filtration + plasma process, disinfection effect with the voltage was found to small. In disinfection time of 120 minutes, residual R. solanacearum concentration was 1.17 log (15 CFU/mL). When the continuous disinfection time was 120 minute, disinfection effect was thought to keep the four days. In sporadic operation mode of 30 minutes disinfection - 24 hours break, residual R. solanacearum concentration after five days was 0.3 log (2 CFU/mL). It is considered that most of R. solanacearum has been inactivated substantially.
This experiment was conducted to determine the optimum dosage of gamma rays for inducing artificial mutation of several mutant characters in the flue-cured tobacco. 1) In Hicks and BY 104, the gammarays irradiation has no significantly different effect on seed germination from the control. However, the average dosage for 50% growth inhibition was 25-30kr for all the varieties tested, which inhibition 46-52% and 43-57% of the seedling growths for Hicks and BY 104, respectively. 2) A mutant line 83H-5 was selected from Hicks by irradiation gamma ray at the level of 30kr. It has white flower, more resistance to bacterial wilt, Pssudomonas solanacearum, lower plant and stalk height, narrower leaf width, larger leaf shape index(lento width) and later days to flower when compared with the original variety Hicks. 3) White flower was recessive to pink flower in F, and Br (F1 X Hicks) progenies. F2 population of the cross gave segregation ratio of 3 pink flower:1 white flower, and B, (F1 X 83H-5) Population gave 1:1 ratio. Results showed that the white flower character is governed by a single recessive gene.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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