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.
Bacterial traits for virulence of Ralstonia solanacearum causing lethal wilt in plants were extensively studied but are not yet fully understood. Other than the known virulence factors of Ralstonia solanacearum, this study aimed to identify the novel gene(s) contributing to bacterial virulence of R. solanacearum. Among the transposon-inserted mutants that were previously generated, we selected mutant SL341F12 strain produced exopolysaccharide equivalent to wild type strain but showed reduced virulence compared to wild type. In this mutant, a transposon was found to disrupt the murI gene encoding glutamate racemase which converts L-glutamate to D-glutamate. SL341F12 lost its motility, and its virulence in the tomato plant was markedly diminished compared to that of the wild type. The altered phenotypes of SL341F12 were restored by introducing a full-length murI gene. The expression of genes required for flagella assembly was significantly reduced in SL341F12 compared to that of the wild type or complemented strain, indicating that the loss of bacterial motility in the mutant was due to reduced flagella assembly. A dramatic reduction of the mutant population compared to its wild type was apparent in planta (i.e., root) than its wild type but not in soil and rhizosphere. This may contribute to the impaired virulence in the mutant strain. Accordingly, we concluded that murI in R. solanacearum may be involved in controlling flagella assembly and consequently, the mutation affects bacterial motility and virulence.
KLF01으로 명명된 세균이 토마토의 뿌리에서 분리 되었고 생화학적, 유전학적 검증을 통해 Lactobacillus sp.로 동종 되었다. In vitro 실험에서 식물성 세균인 Ralstonia solanacearum를 비롯하여, Xanthomonas axonopodis pv. citri, Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Eriwinia pyrifoliae, Eriwinia carotovora subsp. carotovora group에게도 저해 효과를 나타내는 것으로 확인되었다. 고추와 토마토를 이용한 in vivo 실험에서는 특히 R. solanacearum에 대해 대조구와 비교 시들음병의 진행을 저해하는 것으로 관찰되었다.
수경재배에 있어 배양액의 pH가 Ralstonia solanaceaum 의 토마토 뿌리내의 이동과 배양액 전체로의 전염 확산에 미치는 영향을 조사하였다. 실내실험에서 배앙액의 pH를 4.0 또는 4.5로 조절한 배양액을 24시간 방치하였을 경우에는 병원균이 생존할 수 없었으며, pH를 각각 5.0, 5.5, 6.0, 6.5로 조절한 경우에는 1, 14, 51,그리고 $62\%$의 생존율을 보였다. pH 6.5와 5.0의 두가지 pH조건하에서 포장내 NFT(nutrient-film technique)배양에서 풋마름병원균 밀도는 pH 6.5 보다 pH 5.0에서 더 현저하게 낮았다. 모든 데이터에서 풋마름병원균은 pH 6.5에서 현저하게 시들음 증상의 발병율이 높게 발생하였다. 뿌리에 접종된 토마토 포장에서는 pH 5.0 처리구(l1/48) 보다 pH 6.5 처리구에서 현저하게 발병율이 높았다(34/48).줄기에 접종된 병원균은 pH 6.5에서 24주중 7주가 시들음 현상을 나타내었다. 수경재배에 있어서 pH 환경을 조절하여 토마토 시들음병에 잠재적인 역할을 하는 풋마름병의 발병율을 억제할 수 있었다.
To screen antagonistic fungi against plant pathogens, dual culture assay (DCA) and culture filtrate assay (CFA) were performed with unknown soil-born fungi. Among the different fungi isolated and screened from the soil, fungal isolate ANU-301 successfully inhibited growth of different plant pathogenic fungi, Colletotrichum acutatum, Alternaria alternata, and Fusarium oxysporum, in DCA and CFA. Morphological characteristics and rDNA internal transcribed spacer sequence analysis identified ANU-301 as Aspergillus terreus. Inoculation of tomato plants with Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) induced severe wilting symptom; however, co-inoculation with ANU-301 significantly enhanced resistance of tomato plants against FOL. In addition, culture filtrate (CF) of ANU-301 not only showed bacterial growth inhibition activity against Dickeya chrysanthemi (Dc), but also demonstrated protective effect in potato tuber against soft rot disease. Gas chromatography-tandem mass spectrometry analysis of CF of ANU-301 identified 2,4-bis(1-methyl-1-phenylethyl)-phenol (MPP) as the most abundant compound. MPP inhibited growth of Dc, but not of FOL, in a dose-dependent manner, and protected potato tuber from the soft rot disease induced by Dc. In conclusion, Aspergillus terreus ANU-301 could be used and further tested as a potential biological control agent.
시중에 판매되는 대목품종 6종에 대하여 유묘의 뿌리를 병원세균 현탁액에 침지하는 방법으로 접종하여 풋마름병에 대한 저항성을 검정한 결과 저항성에서 '신청강'이 최고이고 'B-블로킹'이 다음이었다. 이들 6종 대목 품종에 '도태랑'을 접목한 묘를 대목에서와 같은 방법으로 풋마름병균을 접종하여 비닐하우스와 노지 포장에 재배하여 풋마름병 발생을 조사하였다. 결과 대목 검정에서와 같이 접목 식물에서도 '신청강' 접목 식물에서 풋마름병 발생이 가장 적었으며, '울트라', '파이팅', 'B블로킹', '스페셜', '커넥션' 접목묘의 순으로 낮은 발병도를 보였다. 접목묘의 발병도는 대목의 발병도, 즉 저항성과 대체로 일치하였다. 무접종 접목묘를 정상적 조건에서 재배하여 대목별 수량 반응을 조사한 결과 접수 토마토의 개화일수와 수량, 그리고 과실의 크기와 당도에 미치는 대목의 영향은 미미하거나 차이가 없었다. 접목묘와 함께 대목품종을 재배하여 대목의 개화일수 등 원예적 형질과 접수 식물의 당해 원예적 형질간의 상관을 분석한 결과 개화일수와 과고에서만 유의의한 부의 상관이 관찰되어 대목의 원예적 형질이 접수의 원예적 형질에 직접적으로 영향을 주지는 않는 것으로 나타났다. 따라서 토마토 풋마름병의 효과적 방제와 수량증대를 위해서는 높은 수준의 저항성과 접수의 생육과 수량을 지원하는 능력이 우수한 품종의 선발 보급이 필요하다.
전국 7개도 14개 시 군의 주요 고추 재배지에서 시들음 증상을 나타내는 식물체의 땅가 줄기에서 분리 선별된 63개 풋마름병균들의 특성을 조사하였다. 고추에서 분리된 풋마름병균들은 고추(cv. 대왕)와 토마토(cv. 서광)에 강한 병원성을 나타냈다. 모든 병원균들은 배양적, 생리 생화학적 특성 및 특이 PCR 검출에 의하여 Ralstonia solanacearum으로 동정되었다. 고추에서 분리된 63개 풋마름병균들은 race 1 계통으로 2가지 biovar로 구분되었는데, biovar 3은 17개 균주로 27%였고 biovar 4는 46개의 균주로 73%였으며, biovar 4의 생리형이 우점계통이었다. Rep-PCR에 의한 국내 고추 풋마름병균들의 유전적 다양성을 확인한 결과, 70%의 유사성을 기준으로 12개의 group으로 구분되었다. 이러한 결과들은 국내 고추 풋마름병에 대한 방제와 저항성 품종 육성에 중요한 기초 자료를 제공할 것이다.
2001년 기상의 특징은 3월부터 5월까지 계속된 극심한 가뭄과 생육기간 내내 계속된 고온현상 그리고 별다른 태풍의 내습 없이 9, 10월 수확기 맑은날의 지속으로 요약할 수 있다. 벼는 순조로운 기상 때문에 잎, 이삭도열병, 세균성벼알마름병, 흰잎마름병, 잎집무늬마름병의 발생이 예년에 비해 경미하였으나, 감비추진 정책에 의해 생육후기 깨씨무늬병이 발생하여 전국적으로 문제시되었으며 그동안 발생이 적었던 줄무늬잎마름병이 경기, 충청, 호남 서해안지역을 중심으로 많이 발생하였다. 고추는 생육기 비가 많이 왔던 전남북 지역에서 역병 발생이 심하였으며 토마토와 오이는 대부분 예년에 비해 병발생이 적었다. 수박의 경우는 꽃자리 부분이 썩는 푸른곰팡이병이 전국적으로 발생하였으며 CGMMV는 전년에 비해 상당폭 발생면적이 감소하였고 노지재배의 경우 탄저병 발생이 예년에 비해 심하였다. 참외와 딸기도 전년에 비하여 병발생이 경미하였으며 예년에 발생이 많았던 참외의 급성위조증상도 발생이 대폭 감소하였다. 마늘·양파의 흑색썩음균핵병은 봄철의 가뭄과 고온현상으로 병발생의 전년의 절반수준으로 감소하였다. 감자의 풋마름병은 발병포장이 증가하는 경향이었으며 고구마의 덩굴쪼김병도 발생이 감소하였다. 사과의 경우 전반적으로 병 발생이 예년에 비해 경미하였으며 배는 흰가루병이 많이 발생하였다. 맥류의 붉은곰팡이병은 예년처럼 거기 발생이 없었다.
Park, Sangryeol;Gupta, Ravi;Krishna, R.;Kim, Sun Tae;Lee, Dong Yeol;Hwang, Duk-ju;Bae, Shin-Chul;Ahn, Il-Pyung
The Plant Pathology Journal
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제32권1호
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pp.25-32
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2016
Potato is one of the most important crops worldwide. Its commercial cultivars are highly susceptible to many fungal and bacterial diseases. Among these, bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum causes significant yield loss. In the present study, integrated proteomics and genomics approaches were used in order to identify bacterial wilt resistant genes from Rs resistance potato cultivar CT-206-10. 2-DE and MALDI-TOF/TOF-MS analysis identified eight differentially abundant proteins including glycine-rich RNA binding protein (GRP), tomato stress induced-1 (TSI-1) protein, pathogenesis-related (STH-2) protein and pentatricopeptide repeat containing (PPR) protein in response to Rs infection. Further, semi-quantitative RT-PCR identified up-regulation in transcript levels of all these genes upon Rs infection. Taken together, our results showed the involvement of the identified proteins in the Rs stress tolerance in potato. In the future, it would be interesting to raise the transgenic plants to further validate their involvement in resistance against Rs in potato.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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