• 제목/요약/키워드: Clubroot pathogen

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윤작작물 재배에 의한 배추 뿌리혹병 방제 효과 (Effect of Crop Rotation on Control of Clubroot Disease of Chinese Cabbage Caused by Plasmodiophora brassicae)

  • 김점순;이정태;이계준
    • 식물병연구
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    • 제15권3호
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    • pp.242-247
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    • 2009
  • 고랭지의 배추 뿌리혹병 방제에 적합한 윤작작물을 선발하고자 2000년 감자, 옥수수, 콩, 양파, 곰취 등을 뿌리 혹병 이병포장에 재배하면서 뿌리혹병 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 윤작작물들간의 경제성 비교에서는 감자와 양파 재배가 배추 연작에 비해 각각 약 16.9와 14.9배 더 높은 소득을 나타내었다. 윤작작물 재배 후의 토양 내 휴면포자 밀도는 모든 작물에서 $0.3{\sim}1.2{\times}10^3/g$ 토양이었고 배추 연작재배에서는 $89.3{\times}10^3/g$ 토양이었다. 2001년 동일 포장에 배추를 재배한 결과 뿌리혹병 발병도는 배추 연작재배의 77.8%에 비해 양파, 콩, 감자, 옥수수, 곰취 재배에서 각각 4.9, 20.2, 24.4, 25.1, 27.8%로 낮게 나타났다. 윤작작물의 재배기간에 따른 뿌리혹병 방제 효과를 양파, 감자, 콩 등의 작물로 2002년부터 2005년까지 시험하였다. 윤작작물 재배 후의 휴면포자 밀도는 모든 작물에서 2년째 재배까지 감소하였고 3년째 재배에서는 낮은 밀도가 유지되는 반면 배추 연작재배에서는 3년 동안 2.6에서 23.6배까지 증가하였다. 3년간의 윤작작물 재배를 통한 배추의 뿌리혹병 발병도는 감자 재배가 92%에서 4.4%, 콩 재배가 72%에서 10.4%, 양파 재배가72%에서 12.2%를 보이며 크게 감소한 반면 배추 연작재배에서는 100%를 유지하였다. 배추의 수량은 윤작기간이 길어질수록 증가되었으나 연작재배에서는 감소하였으며 3년째에는 연작재배의 배추 포기당 무게 95 g에 비해 감자, 콩, 양파 재배에서는 각각 2,205, 2,493, 2,476 g의 상품성 있는 배추가 생산되었다.

배추 무사마귀병 발병 억제 및 생육증진을 위한 달걀껍질 토양혼화처리 효과 (Soil-blending Effect of Eggshell Powder on the Control of Club root Disease and the Growth of Chinese Cabbage in the Field)

  • 가모유량;김병관;임태헌;리규화;백기엽;차병진
    • 식물병연구
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    • 제15권2호
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    • pp.106-111
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    • 2009
  • 무사마귀병이 상습적으로 발생하는 농가포장에 달걀껍질을 토양혼화 처리한 후 배추를 정식하고 $10{\sim}13$일 간격으로 4회에 걸쳐 배추를 수확하여 무사마귀병 발병과 배추생육, 토양 pH 변화 등을 조사한 결과 지상부 생육에 있어서 난막을 제거한 달걀껍질 처리구의 배추들이 시험중기부터 다른 처리구들에 비하여 빠른 생육을 보였으며, 무사마귀병 발병도도 가장 낮았다. 난막이 있는 달걀껍질 처리구는 무처리 대조구보다는 생육이 좋았으나 난막 없는 달걀껍질 처리구보다는 낮았다. 토양 pH는 처리 3주 이후부터 차이가 커지기 시작하여, 난막 없는 달걀껍질 처리구에서는 8.0 이상으로 상승한 반면 무처리구에서는 6.8 정도에 머물렀다. 달걀껍질과 기타 칼슘화합물의 효과를 비교한 시험에서는 $CaCO_3$ 처리구의 발병도가 1.7로 가장 낮았고, 무사마귀병 방제용 살균제인 플루설파마이드 처리구와 무사마귀병 저항성 품종인 CR그린배추의 발병도가 모두 1.9인 반면, 달걀껍질 처리구의 발병도는 2.7로 높은 편이었다. 무처리 대조구의 발병도는 3.4였다. 그러나 배추 생육은 발병도와는 다른 양상을 보여, 달걀껍질 처리구의 배추 생육이 약 2.1kg으로 가장 좋았던 반면 무사마귀병 저항성 품종인 CR그린배추의 생육은 약 2.0 kg, 무사마귀병 방제용 살균제인 플루설파마이드 처리구에서는 약 1.7 kg, 그리고 무처리 대조구에서는 약 1.3 kg에 머물렀다. 달걀껍질은 무사마귀병을 크게 억제하지는 못하여도 배추의 생육을 증진시키는 효과는 매우 컸다. 따라서, 배추를 정식하기 전에 토양에 달걀껍질을 혼화한다면 무사마귀병 발생에 관계없이 배추를 재배가 가능할 것이다.

봄배추 무사마귀병의 포장 감염시기와 피해 (Yield Loss of Spring Chinese Cabbage as Affected by Infection Time of Clubroot Disease in Fields)

  • 김충회;조원대;김홍모
    • 식물병연구
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    • 제6권1호
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    • pp.23-26
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    • 2000
  • 봄배추 무사마귀병의 감염시기별 피해정도를 포장시험으로 조사하였다. 정식후 감염시기가 빠를수록 수량에 대한 피해가 컸으며 정식후 20일 이전 감염배추는 수확전 완전히 고사하였고 정식후 30일에 감염된 배추는 수확시까지 외관상 건전한 생육을 보였으나 포기무게가 건전주의 59%에 불과하여 상품성이 없었다. 정식 40일 이후 감염배추는 수량에 대한 영향이 없었다. 이병배추는 감염후 시간이 경과할수록 잔뿌리의 생성이 감소되어 생육후기에는 거의 잔뿌리가 없었으며 뿌리의 신장도 건전주에 비해 1/2∼1/3 수준으로 감소하였다. 뿌리혹은 감염 20일후에 처음으로 관찰되어 이후 급속히 비대하였으며 최초 생성 20일후에 최대치에 달하였고 그후 혹뿌리의 부패로 근중이 감소하기 시작하여 수확기에는 건전주보다 낮아졌다. 뿌리혹의 발달 및 부패속도는 감염시기와 상관없이 배추생육기의 온도가 높아질수록 빨라지는 경향을 보였다. 식물체 위조는 뿌리혹이 생성된지 10일후에 처음으로 관찰되었으며 그후 10일경부터 혹이 부패하기 시작하여 열흘동안 완전히 부패 소실되었고 식물체도 고사하였다. 따라서 봄배추의 무사마귀병 포장정식시 감염은 20일간의 잠복기 20일간의 혹비대기를 거쳐 10일동안의 혹부패기, 그후의 토양내 잔존기로 구분이 가능하였다.

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국내 배추 뿌리혹병균, Plasmodiophora brassicae의 race와 그 우점 양상 (Races and Dominant Population of Chinese Cabbage Clubroot Pathogen, Plasmodiophora brassicae in Korea)

  • 장세정;허승환;장창순;강성우;임용표;김홍기
    • 식물병연구
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    • 제13권1호
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    • pp.45-49
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    • 2007
  • 국내의 여러 배추 생산지로부터 뿌리혹을 채집하여 단포자 균주(SSI)를 분리하였다. 분리한 단포자를 접종한 후 총 321개의 뿌리를 수거하여 병징 발현 여부를 관찰하였다. 접종한 개체 중 단 한 개체에서만 작은 혹이 형성되었고, 70개 개체에서 미약한 기형 증상을 보였다. 이들 이상 증상을 보인 개체를 마쇄하여 단포자 균주의 안정적 증식을 위한 접종원으로 사용하였다. 단포자를 접종하여 발병시킨 개체로부터 얻은 포자들을 재접종하였을 때가 1차 단포자 접종하였을 때보다 병징이 훨씬 확대되었고, 이후 실험에 사용할 수 있을 정도로 증식된 개체는 15균주였다. 이 15균주들을 Williams의 판별기주에 접종하여 분석하였을 때, race 1이 4균주, race 4는 7균주, race 9는 2균주, race 11이 2균주로 각각 판별되어, race 4가 국내에 가장 우점하는 것으로 밝혀졌다. 이들 race들은 모두 배추, 무, 순무에 단포자 접종하여 얻어진 균주들로, 병원성 검정에서도 4종의 판별품종 중 Rutabaga 계열(스페인산 순무)에 속하는 'Laurentian'과 'Wilhelmsburger' 두 품종에만 병원성을 보였다. 따라서 이 race들이 배추, 무, 순무에 대해 강한 병원성을 보이는 것으로 보아 국내의 P. brassicae 군집은 배추와 무, 순무 등에 강한 병원성을 나타내는 race가 우점하는 것으로 판단된다. 이는 이들 작물이 병 발생량에 따른 국내 십자화과 채소 감수 비율과도 연관이 있으리라 생각된다.

Brief Introduction of Research Progresses in Control and Biocontrol of Clubroot Disease in China

  • He, Yueqiu;Wu, Yixin;He, Pengfei;Li, Xinyu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2015년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.45-46
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    • 2015
  • Clubroot disease of crucifers has occurred since 1957. It has spread to the whole China, especially in the southwest and nourtheast where it causes 30-80% loss in some fields. The disease has being expanded in the recent years as seeds are imported and the floating seedling system practices. For its effective control, the Ministry of Agriculture of China set up a program in 2010 and a research team led by Dr. Yueqiu HE, Yunnan Agricultural University. The team includes 20 main reseachers of 11 universities and 5 institutions. After 5 years, the team has made a lot of progresses in disease occurrence regulation, resources collection, resistance identification and breeding, biological agent exploration, formulation, chemicals evaluation, and control strategy. About 1200 collections of local and commercial crucifers were identified in the field and by artificiall inoculation in the laboratories, 10 resistant cultivars were breeded including 7 Chinese cabbages and 3 cabbages. More than 800 antagostic strains were isolated including bacteria, stretomyces and fungi. Around 100 chemicals were evaluated in the field and greenhouse based on its control effect, among them, 6 showed high control effect, especially fluazinam and cyazofamid could control about 80% the disease. However, fluzinam has negative effect on soil microbes. Clubroot disease could not be controlled by bioagents and chemicals once when the pathogen Plasmodiophora brassicae infected its hosts and set up the parasitic relationship. We found the earlier the pathogent infected its host, the severer the disease was. Therefore, early control was the most effective. For Chinese cabbage, all controlling measures should be taken in the early 30 days because the new infection could not cause severe symptom after 30 days of seeding. For example, a biocontrol agent, Bacillus subtilis Strain XF-1 could control the disease 70%-85% averagely when it mixed with seedling substrate and was drenching 3 times after transplanting, i.e. immediately, 7 days, 14 days. XF-1 has been deeply researched in control mechanisms, its genome, and development and application of biocontrol formulate. It could produce antagonistic protein, enzyme, antibiotics and IAA, which promoted rhizogenesis and growth. Its The genome was sequenced by Illumina/Solexa Genome Analyzer to assembled into 20 scaffolds then the gaps between scaffolds were filled by long fragment PCR amplification to obtain complet genmone with 4,061,186 bp in size. The whole genome was found to have 43.8% GC, 108 tandem repeats with an average of 2.65 copies and 84 transposons. The CDSs were predicted as 3,853 in which 112 CDSs were predicted to secondary metabolite biosynthesis, transport and catabolism. Among those, five NRPS/PKS giant gene clusters being responsible for the biosynthesis of polyketide (pksABCDEFHJLMNRS in size 72.9 kb), surfactin(srfABCD, 26.148 kb, bacilysin(bacABCDE 5.903 kb), bacillibactin(dhbABCEF, 11.774 kb) and fengycin(ppsABCDE, 37.799 kb) have high homolgous to fuction confirmed biosynthesis gene in other strain. Moreover, there are many of key regulatory genes for secondary metabolites from XF-1, such as comABPQKX Z, degQ, sfp, yczE, degU, ycxABCD and ywfG. were also predicted. Therefore, XF-1 has potential of biosynthesis for secondary metabolites surfactin, fengycin, bacillibactin, bacilysin and Bacillaene. Thirty two compounds were detected from cell extracts of XF-1 by MALDI-TOF-MS, including one Macrolactin (m/z 441.06), two fusaricidin (m/z 850.493 and 968.515), one circulocin (m/z 852.509), nine surfactin (m/z 1044.656~1102.652), five iturin (m/z 1096.631~1150.57) and forty fengycin (m/z 1449.79~1543.805). The top three compositions types (contening 56.67% of total extract) are surfactin, iturin and fengycin, in which the most abundant is the surfactin type composition 30.37% of total extract and in second place is the fengycin with 23.28% content with rich diversity of chemical structure, and the smallest one is the iturin with 3.02% content. Moreover, the same main compositions were detected in Bacillus sp.355 which is also a good effects biocontol bacterial for controlling the clubroot of crucifer. Wherefore those compounds surfactin, iturin and fengycin maybe the main active compositions of XF-1 against P. brassicae. Twenty one fengycin type compounds were evaluate by LC-ESI-MS/MS with antifungal activities, including fengycin A $C_{16{\sim}C19}$, fengycin B $C_{14{\sim}C17}$, fengycin C $C_{15{\sim}C18}$, fengycin D $C_{15{\sim}C18}$ and fengycin S $C_{15{\sim}C18}$. Furthermore, one novel compound was identified as Dehydroxyfengycin $C_{17}$ according its MS, 1D and 2D NMR spectral data, which molecular weight is 1488.8480 Da and formula $C_{75}H_{116}N_{12}O_{19}$. The fengycin type compounds (FTCPs $250{\mu}g/mL$) were used to treat the resting spores of P. brassicae ($10^7/mL$) by detecting leakage of the cytoplasm components and cell destruction. After 12 h treatment, the absorbencies at 260 nm (A260) and at 280 nm (A280) increased gradually to approaching the maximum of absorbance, accompanying the collapse of P. brassicae resting spores, and nearly no complete cells were observed at 24 h treatment. The results suggested that the cells could be lyzed by the FTCPs of XF-1, and the diversity of FTCPs was mainly attributed to a mechanism of clubroot disease biocontrol. In the five selected medium MOLP, PSA, LB, Landy and LD, the most suitable for growth of strain medium is MOLP, and the least for strains longevity is the Landy sucrose medium. However, the lipopeptide highest yield is in Landy sucrose medium. The lipopeptides in five medium were analyzed with HPLC, and the results showed that lipopeptides component were same, while their contents from B. subtilis XF-1 fermented in five medium were different. We found that it is the lipopeptides content but ingredients of XF-1 could be impacted by medium and lacking of nutrition seems promoting lipopeptides secretion from XF-1. The volatile components with inhibition fungal Cylindrocarpon spp. activity which were collect in sealed vesel were detected with metheds of HS-SPME-GC-MS in eight biocontrol Bacillus species and four positive mutant strains of XF-1 mutagenized with chemical mutagens, respectively. They have same main volatile components including pyrazine, aldehydes, oxazolidinone and sulfide which are composed of 91.62% in XF-1, in which, the most abundant is the pyrazine type composition with 47.03%, and in second place is the aldehydes with 23.84%, and the third place is oxazolidinone with 15.68%, and the smallest ones is the sulfide with 5.07%.

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