Park, Min Young;Park, So Jung;Kim, Jae-Jin;Lee, Dong Ho;Kim, Beom Seok
The Plant Pathology Journal
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제36권6호
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pp.570-578
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2020
Rhizopus rot is a serious postharvest disease of various crops caused by Rhizopus spp. and controlled mainly by synthetic fungicides. We detected the antifungal activity of a culture extract of Setosphaeria rostrata F3736 against Rhizopus oryzae. The active ingredient was identified as moriniafungin, a known sordarin derivative, which showed minimum inhibitory concentrations of 1-8 ㎍/ml against Colletotrichum spp. and 0.03-0.13 ㎍/ml against Rhizopus spp. in vitro. Moriniafungin showed protective control efficacies against Rhizopus rot on apple and peach fruits. Treatment with 25 ㎍/ml moriniafungin delimited the lesion diameter significantly by 100% on R. oryzae-inoculated apple fruits compared with the non-treated control. Treatment with 0.04 ㎍/ml of moriniafungin reduced the lesion diameter significantly by 56.45%, and treatment with higher concentrations of 0.2-25 ㎍/ml reduced the lesion diameter by 70-90% on Rhizopus stolonifer var. stolonifer-inoculated peach fruit. These results suggest moriniafungin has potential as a control agent of postharvest diseases caused by Rhizopus spp.
Colletotrichum species is known as the major causal pathogen of red pepper anthracnose in Korea and various groups of fungicides are registered for the management of the disease. However, the consistent use of fungicides has resulted in the development of resistance in many red pepper-growing areas of Korea. Effective management of the occurrence of fungicide resistance depends on constant monitoring and early detection. Thus, in this study, various methods such as agar dilution method (ADM), gene sequencing, allele-specific polymerase chain reaction (PCR), and polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) were applied for the detection of benzimidazole resistance among 24 isolates of Colletotrichum acutatum s. lat. and Colletotrichum gloeosporioides s. lat. The result of the ADM showed that C. gloeosporioides s. lat. was classified into sensitive and resistant isolates to benomyl while C. acutatum s. lat. was insensitive at ≥1 ㎍/ml of benomyl. The sequence analysis of the β-tubulin gene showed the presence of a single nucleotide mutation at the 198th amino acid position of five isolates (16CACY14, 16CAYY19, 15HN5, 15KJ1, and 16CAYY7) of C. gloeosporioides s. lat. Allele-specific PCR and PCR-RFLP were used to detect point mutation at 198th amino acid position and this was done within a day unlike ADM which usually takes more than one week and thus saving time and resources that are essential in the fungicide resistance management in the field. Therefore, the molecular techniques established in this study can warrant early detection of benzimidazole fungicide resistance for the adoption of management strategies that can prevent yield losses among farmers.
고추 종자에서 Colletotrichum acutatum, C. coccodes, C.dematium 및 C. gloeosporioides 등 4종의 탄저병균(炭疽病菌)이 검출(檢出)되었다. 그중 C.dematium과 C.gloeosporioides가 높은 비율(比率)로 검출(檢出)되었으며, 감염율(感染率)이 높은 종자시료(種子試料)는 각각(各各) 최고 84% 및 28%의 감염율(感染率)을 나타내었다. 반면에 C.acutatum과 C.coccodes는 각각 1개의 종자 시료(試料)에서 1% 및 2%의 낮은 비율(比率)로 검출(檢出)되었다. 표준습지법(標準濕紙法)이 냉동습지법(冷凍濕紙法)이나 한천배지배양법(培地培養法)에 비하여 종자상의 탄저병균(炭疽病菌) 검출(檢出)에 효과적(效果的)이었다. C.dematium과 C. gloeosporioides의 종자내 감염부위(感染部位)를 조사(調査)하였던 바, 종피(種皮)뿐 아니라 종자내 깊숙이 배유(胚乳)와 자엽(子葉)에 까지 감염(感染)되어 있음이 확인되었으나 종피(種皮) 감염율(感染率)이 높았다. C.dematium과 C.gloeosporioides 감염종자(感染種子)를 한천배지와 살균토양에 옮겨 발아율과 유묘생육상황(幼苗生育狀況)을 조사한 결과, 감염종자(感染種子)는 종자부패(種子腐敗), 모잘록, 유묘고사(幼苗枯死) 및 자엽(子葉)과 하배축(下胚軸)의 변색(變色)을 초래하였다. 접종실험(接種實驗) 결과 C.acutatum은 고추의 적과(赤果)에 병원성(病原性)이 있었고 C.coccodes는 고추 적과(赤果)에 강한 병원성(病原性)이, 고추 잎에 약한 병원성(病原性)이 있었다. C.dematium은 고추 잎과 청과(靑果)에 강한 병원성(病原性)이 있었고, C.gloeosporioides 는 고추 잎과 청과(靑果) 및 적과(赤果)에 병원성이 있었다. 이들 4종의 종자전염성(種子傳染性) 탄저병균(炭疽病菌)의 고추 이외의 다른 작물(作物)에 대한 병원성도 조사하였다.
전국의 고추 재배지에서 1999년과 2002년에 채집한 병든 고추로부터 각각 130개와 258개의 고추 탄저병균을 분리한 후, 4종의 보호용 살균제와 3종의 ergosterol생합성 저해 살균제에 대한 균사 생장 저해 정도를 측정함으로서 살균제들에 대한 저항성 모니터링을 실시하였다. 1999년에 분리한 균주는 세 가지 보호용 살균제, 즉 dithianon, chlorothalonil 및 propineb에 대해서는 2002년의 균주보다 더 저항성을 보였다. 이에 반하여 다른 보호용 살균제인 iminoctadine에 대해서는 오히려 2002년의 균주가 더 저항성인 것으로 나타났다. 세 개의 ergosterol 생합성 저해(EBI) 살균제, 즉 tebuconazole, hexaconazole 및 prochloraz에 대해서는 2002년의 균주가 1999년의 균주보다 더 저항성이 컸으며, 2002년도의 균주들의 $EC_{50}$ 값은 1999년 균주들보다 1.2배 내지 4.4배가 높았다 위의 살균제들에 대한 탄저병균의 반응을 보면, 채집한 지역 간에 저항성을 차이가 크게 나타나고 있었다. 단기간내에 충북에서 분리한 균주들은 채집한 시기가 늦어질수록, 고추의 생육 초기에 주로 많이 사용되는 보호용 살균제들에 대한 $EC_{50}$값은 감소하였다. 그러나 ergosterol 생합성 저해 살균제에 대한 균주들의 반응은 정해진 생육 기간 중에는 변화가 거의 없었다.
2018년, 경상북도 청송군 소재 7개의 읍면리의 13개 사과과원에서 채집한 탄저병 감염 과실로부터 39개 탄저병 균주를 분리한 후 이 균주들을 대상으로 국내에 등록된 12개의 사과 탄저병 살균제에 대한 균자생장 억제, 포자발아 억제율을 조사하여 각각의 살균제에 대한 감수성 정도를 한천희석법을 이용한 실내검정법으로 조사하였다. 살균제 감수성 실내검정 결과 captan, dithanon, fluazinam, metconazole, tebuconazole에서는 저항성 균주가 나타나지 않았으나, trifloxystrobin, kresoxim-methyl 살균제에서는 모든 지역에서 저항성을 보이는 균주가 관찰되었다. 이를 통해 일부 지역에서 살균제의 지속적인 처리로 인하여 균주 집단 내 살균제 내성이 발현되었음을 알 수 있었다. 저항성이 발현된 strobilurin 계통의 살균제를 관리하기 위하여 연용 살포를 하지 말아야 하며, 살포기간에 유용미생물로 인한 대체 살포 등 관리가 필요하다.
이 연구는 식물유래 천연물, TGR-N1의 잔디진균병에 대한 방제효과를 조사하기 위해 수행되었다. In vitro실험에서 TGR-N1은 잔디진균병에 대해 항균효과를 나타내었다. TGR-N1의 500배, 1000배액은 Rhizoctonia solani AG 1-1, Rhizoctonia solani AG2-2, Rhizoctonia cerealis, Sclerotinia homoeocarpa, Colletotrichum graminicola 에 대해 강한 항균력을 나타내었다. 그러나 Pythium spp.에 대해서는 항균효과가 없었다. TGR-N1의 Rhizoctonia solani AG 1-1, Rhizoctonia solani AG2-2에 대한 포장방제 실험결과, TGR-N1 500배액의 방제가는 각각 86.1%와 83.3%의 방제가를 나타내었다. 이 연구 결과 식물유래 천연물 TGR-N1의 항균 활성이 확인되었는 바 천연물 농약으로서의 잠재성을 보여 주었다.
2020년 8월에 전라북도 순창군 소재 25개 고추 재배지에서 채집한 탄저병 감염 과실로부터 377개 탄저병균주를 분리한 후 지역별로 선발된 62개 균주를 대상으로 국내에 등록된 11개의 고추 탄저병 살균제에 대한 균사생장억제율을 조사하여 각각의 살균제에 대한 감수성 정도를 조사하였다. 살균제에 대한 탄저병균의 살균제 감수성 실험 결과 fluazinam, prochloraz manganese, benomyl에서는 저항성 균주가 관찰되지 않았으나 이외의 약제에서는 최소 3개의 지역에서 저항성 균주가 출현하였으며, dithianon은 모든 지역의 모든 균주가 저항성이었다. 이를 통해 일부 지역에서 살균제의 지속적인 처리로 인하여 균주집단 내 살균제 내성이 발현되었음을 확인할 수 있었다. 지역별로는 순창읍과 팔덕면에서 7개 농약에 대한 저항성 균주가 출현하였고, 금과면, 복흥면, 쌍치면, 유등면, 풍산면에서 6개 농약에 대한 저항성 균주가 출현하였음을 확인하였다. 약제 등록시기와 저항성 균주의 출현에는 유의미한 상관관계가 없었다.
Colletotrichum spp.에 의해 발생하는 딸기 탄저병은 전 세계적으로 문제가 되는 중요한 병해이다. 우리나라 딸기 탄저병은 1990년에 최초 보고된 이후 현재까지 재배되고 있는 대부분 딸기 품종에 발생하여 피해를 주고 있다. 현재 딸기 탄저병을 효과적으로 방제하기 위한 많은 노력과 연구들이 진행되고 있지만 지속적으로 발병되고 있어 탄저병 방제를 위한 종합적 검토가 필요한 실정이다. 본 리뷰에서는 현재까지 연구된 논문들을 기초로 탄저병에 관여하는 병원균, 잠재감염주 중요성과 진단기술, 탄저병 발생에 미치는 환경요인 및 방제 방법 등 다양한 딸기 탄저병 관리방법을 소개하였다. 본 리뷰를 통해 딸기 탄저병을 더 이해하고 최신 방제와 관련된 연구들을 살펴봄으로써 딸기 재배농가들과 연구자들이 종합한 탄저병 방제를 위해 종합적이고 효과적인 접근에 도움이 되길 기대한다.
탄저병의 전형적인 병징을 보이는 이병 고추로부터 1999년과 2002년에 128개와 257개의 고추 탄저병균을 분리한 후, chlorothalonil에 대한 감수성 변화를 한천평판희석법을 이용하여 조사하였다. 삼년간의 기간을 두고서 두 해에 걸쳐 채집한 탄저병균의 chlorothalonil에 대한 감수성 정도는 동일한 해에 채집한 균주간에도 큰 차이가 있었다. Chlorothalonil의 농도를 $500{\mu}g/mL$로 조절한 PDA 배지에서 균사생장 억제 효과를 조사하여 보면, 1999년에 채집한 균주들 중에서 균사생장 억제효과가 100%인 균주의 비율은 23.4%, 60% 이하의 억제 효과를 보이는 균주는 29.7%를 차지하는 반면, 2002년에 분리한 균주의 비율은 34.6%와 14.8%로 나타났다. 이러한 결과는 1999년에 분리된 균주가 2002년에 분리된 균주보다는 chlorothalonil에 대하여 저항성이었음을 알 수 있었다. 지역에 따른 chlorothalonil에 대한 탄저병균의 감수성 변화 양상은 강원, 경기도와 경상도 지역에서 분리한 탄저병균은 2002년에 감수성화 되었지만, 충청과 전라도 지역에서 분리한 병원균에서는 저항성을 보이는 균주의 비율이 증가하였다. 본 실험과 같은 살균제에 대한 감수성 모니터링 자료는 지역별로 고추 탄저병의 방제를 위해서 사용하는 살균제를 선발하는 기초자료로 사용할 수 있을 것이다.
본 연구는 품종 간 변이의 폭이 좁은 포도속(Vitis spp.) 유전자원을 대상으로 탄저병 저항성 품종을 판별하기 위해 국내 주요 재배 품종 및 유전자원 159품종을 공시하고,Colletotrichum acutatum과 C. gloeosporioides를 엽면접종하여 병원성 검정을 수행하였다. 또한, Genotyping-by-sequencing(GBS) 방법을 이용하여 포도나무 품종 간 유전적 다양성을 비교 분석하였다. 그 결과, C. acutatum을 접종한 잎에서는 58품종은 감수성을, 17품종은 저항성을 나타내었고, C. gloeosporioides를 접종한 경우에는 34품종이 감수성을, 25품종은 저항성을 나타냈다. 두 균주에 대해 공통적으로 저항성을 보인 품종은 'Agawan', 'Huangguan', 'Xiangfei' 등 8품종이였으며, 이들 대부분은 유럽종과 미국종의 교잡종으로 분류되었다. 유럽종에 기원한 'Emerald Seedless', 'Tano Red', 'Rem 46-77(Aestivalis GVIT 0970)' 등의 품종들은 대부분 감수성으로 판별되었다. 따라서 본 연구 결과를 통해 확보된 병 검정 및 유전 분석 결과는 포도나무 병해를 효과적으로 관리하는데 유용하게 활용될 수 있으며, 특히 포도나무 탄저병 저항성 품종들을 개발하고 육성하는데 매우 중요한 육종 소재 및 정보가 될 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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