• 식물병연구
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• 제26권4호
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• pp.250-255
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• 2020

페룰산 함량이 붉은곰팡이병과 곰팡이독소 저항성 곡류 육종의 선발지표가 될 수 있는지 알기 위해 밀, 보리, 벼 육성 품종 80점의 페룰산 함량을 조사하였다. 페룰산 함량은 보리 20품종이 1.66-2.77 mg/g, 밀 40품종이 0.56-1.53 mg/g이었으며 벼 20품종은 0.91-2.13 mg/g이었다. 이 중 페룰산 함량이 다른 밀과 보리 각 7품종을 선정하여 F. graminearum과 F. asiaticum 각 2균주의 붉은곰팡이병과 독소 생성량을 분석하였다. 밀 품종의 평균 병원성은 페룰산 함량이 높은 보리에 비해 유의하게 낮았고 밀 품종 간에는 상관관계가 없었다. 곰팡이독소도 병원성과 같이 페룰산 함량이 낮은 밀이 보리보다 생성량이 낮았다. 그러나 보리에서는 F. asiaticum 균주의 병원성과 독소 생성량이 페룰산 함량과 음의 상관관계를 나타내었다. 이 결과는 페룰산 함량이 밀과 보리에서 F. graminearum과 F. asiaticum에 의한 붉은곰팡이병과 독소 생성에 저항성 요인이 아님을 보여준다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제27권4호
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• pp.349-353
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• 2011

The ascomycete fungus Fusarium graminearum is an important plant pathogen responsible for Fusarium head blight in small grains and ear rot on maize. This fungus also produces the estrogenic metabolite, zearalenone (ZEA) that causes estrogenic disorders in humans and animals. Previously, we developed a conditional gene expression system for this fungus using a ZEA-inducible promoter (Pzear). In the present study, four other estrogenic compounds, including ${\beta}$-estradiol, estriol, estrone, and secoisolariciresinol, were screened as possible substitutes for ZEA in this system. Among them, ${\beta}$-estradiol was able to successfully induce the expression of a gene controlled by Pzear, while estrone was only able to partially induce its expression but the other two compounds were not effective. In combination, these results demonstrate that ${\beta}$-estradiol can replace ZEA in this conditional gene expression system, thereby eliminating the need to use the more expensive reagent, ZEA, and facilitating high-throughput functional analyses of F. graminearum in future studies.

• 식물병연구
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• 제17권3호
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• pp.272-279
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• 2011

2010년산 쌀보리 43시료, 겉보리 17시료, 맥주보리 11시료, 청보리 14시료, 밀 41시료 등 총 126개 시료를 농가로부터 채집하였다. 이들 시료를 대상으로 Fusarium균 오염정도와 이들 균이 생산하는 주요 독소인 DON, NIV, ZEA의 자연발생을 조사하였다. 2010년산 맥류의 전국 평균 오염율은 23.0%로 2009년 전국 평균 오염율(Yeh 등, 2010)에 비해 10% 이상 높았다. 지역별 오염율은 전남지방의 맥류가 35.8%로 가장 높았고 전북 20.8%, 경기 20.5% 순이었다. 각 독소별 오염빈도와 오염수준을 조사한 결과, DON은 43시료(34%), 0.89 mg/kg 이었고, NIV는 107시료 (84.9%), 1.86 mg/kg, ZEA은 13시료(10.3%), 0.06 mg/kg이 었다. NIV의 오염빈도가 DON과 ZEA에 비해 높았다. 한편 40시료(31.7%)가 DON과 NIV가 중복오염되어 있었다. 맥류 종류별 곰팡이독소의 오염수준을 보면, 밀에서는 DON의 오염수준이 NIV보다 높았으며, 보리에서는 NIV 오염수준이 DON보다 높았다. 보리 종류별 NIV의 오염수준은 청보리, 맥주보리, 쌀보리, 겉보리 순으로 높았다. 독소오염에 대해 지역별로 분석하여보면 경기, 충남북의 중부지방은 DON의 오염수준이 NIV보다 높았으며, 전남북과 경남북의 남부지방은 NIV의 오염수준이 높았다. DON과 NIV 독소의 오염빈도 또한 중부지방에 비해 남부지방이 많았다. 지역별 맥류 곰팡이독소 자연발생 양상의 차이를 처음으로 보고한다.

• 식물병연구
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• 제24권4호
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• pp.313-320
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• 2018

벼 붉은곰팡이병에 대한 품종별 반응과 기상조건에 따른 감염영향을 알아보기 위하여 장려품종 재배포장의 기상자료와 수확한 벼의 이병립율과 Fusarium 균을 동정하였다. 출수개화 전인 7월 하순부터 등숙기인 9월말까지의 평균기온이 수확후 산물벼의 이병립율에 크게 영향을 주었으며, 평균기온이 비슷한 2010년과 2013년에는 같은 기간의 누적강우량, 누적 강우일수, 2일 이상 강우지속횟수와 관련이 있었다. 2010년과 2013년에 수확한 벼에서 Fusarium 균의 종복합체별 분리비율은 FGSC에 대해 각각 57%과 45%, FIESC에 대해 35%과 50%, FFSC에 대해 8%과 5%이었다. FGSC와 FFSC의 분포비율은 2010년이 2013년에 비해 높았다. Fusarium 균의 자연감염에 대한 품종반응은 26개 장려품종 중 미향 품종만이 FGSC 자연감염에 대한 저항성을 보였으며, 남평, 하이아미, 영호진미 품종은 총 Fusarium 병원균의 자연감염에 대하여 전반적인 저항성을 보였다. 그 밖의 대부분의 장려품종은 저항성 또는 감수성으로 구분할 수 없었다. 본 연구결과는 Fusarium 균 자연감염에 대한 저항성과 감수성을 판단하는 기초자료로서 의의가 있다.

• 식물병연구
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• 제22권3호
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• pp.145-151
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• 2016

이삭마름병은 지금까지 화학살균제에 의해 방제되어 왔지만 잔류농약 문제로 인하여 합성농약의 사용은 곡류 수확 30일 전까지로 그 처리기간이 제한되어 있다. 따라서 수확 직전까지 처리가 가능한 새로운 생물농약의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 이삭마름병 방제를 위하여 F. graminearum에 대하여 항균활성을 보이는 식물추출물을 선발하기 위하여 총 85과에속하는 225 한약재시료의 ethanol 추출물을 대상으로 F. graminearum 포자발아 억제효과를 조사하였다. 그 결과 높은 억제활성을 가진 대계근을 선발한 후, 용매 분획, 컬럼 크로마토그래피와 생물검정을 거쳐 F. graminearum 포자발아 억제활성을 가진 두 개의 화합물을 분리하였다. 두 물질은 질량분석과 핵자기공명분석을 통하여 ciryneol C와 1-heptadecene-11,13-diyne-8,9,10-triol의 polyacetylene계 화합물로 동정되었다. F. graminearum의 포자발아 저해활성을 나타내는 $IC_{50}$은 1-heptadecene-11,13-diyne-8,9,10-triol이 $3.17{\mu}g/ml$, ciryneol C는 $28.14{\mu}g/ml$로 1-heptadecene-11,13-diyne-8,9,10-triol의 저해활성이 ciryneol C보다 더 높았다. 또한 온실에서의 대계근 EtoAc 추출물 분말수화제의 밀 이삭마름 병방제효과는 250배와 500배희석액처리시각각 78.92%와 31.56%로 유효성분의 농도가 높을수록 방제효과도 높아졌다. 본 연구결과는 polyacetylene계 화합물을 함유하는 대계근의 조추출물이 이삭마름병 방제를 위한 식물유래 천연물 살균제로 사용이 가능하다는 것을 제시하고 있다.

• 한국균학회지
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• 제50권4호
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• pp.281-289
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• 2022

붉은곰팡이병은 곡류의 중요한 병이며 Fusarium graminearum species complex (FGSC)에 속하는 균들에 의해 발생한다. 맥류 재배 농가들은 이 병을 방제하기 위해 탈메틸화 억제제인 triazole계 살균제를 살포한다. 본 연구는 FGSC 집단에서 triazole계 살균제인 propiconazole에 대한 감수성의 변화를 조사하기 위해 수행되었다. 2010-2016년과 2020-2021년 동안 전남북의 보리와 밀에서 124개와 350개의 FGSC 균주를 각각 분리하였다. 균주들의 종 동정 및 트리코테센 독소화학형은 각각 translation elongation factor 1-alpha 및 TRI12 유전자를 표적으로 하는 PCR 분석을 기반으로 결정되었다. propiconazole에 대한 민감도는 한천 희석법을 사용하여 균사체 성장을 50% 감소시키는 유효 농도(EC₅₀)를 기준으로 결정되었다. 모든 균주에서 nivalenol 독소화학형의 F. asiaticum이 가장 많았으며(2010-2016년 83.9%, 2020-2021년 96.0%), 3-acetyl deoxynivalenol 독소화학형의 F. asiaticum (2010-2016년 12.1%, 2020-2021년 2.9%)이 그 다음이었다. 2010-2016년과 2020-2021년에 수집된 균주의 EC₅₀ 값은 각각 0.0180-11.0166 ㎍/mL 및 1.3104-17.9587 ㎍/mL 범위였으며, 평균 EC₅₀ 값은 2010-2016년 3.8648 ㎍/mL에서 2020-2021년 5.9635 ㎍/mL로 증가했다. 2010-2016년 균주의 EC₅₀ 값을 바탕으로 7.0 ㎍/mL을 저항성 기준으로 정하였고, 저항성 균주의 수는 2010-2016년 9.7%에서 2020-2021년 28.6%로 증가한 것으로 나타났다.

• 식물병연구
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• 제25권4호
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• pp.157-163
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• 2019

본 연구에서는 귀리에서 독성곰팡이 발생현황을 평가하기 위해 2017년 2018년 4월부터 6월까지 귀리 재배지 강진, 정읍을 정기적으로 모니터링 하였다. 총 745개의 곰팡이 균주를 형태학적 방법으로 분리한 후 마커 유전자 염기서열을 분석하여 동정하였다. 분리된 곰팡이의 약 92%가 Fusarium속 균주였고, Penicillium속(5.9%)과 Aspergillus속(2.1%) 순으로 분리되었다. Fusarium속 균주의 대부분이 F. asiaticum (83.1%)이었고, F. incarnatum (5.4%), F. proliferatum (3.5%), F. fujikuroi (2.8%), F. tricinctum species complex (FTSC) 11 (1.5%), F. graminearum (1.0%) 순으로 많이 분리되었다. F. asiaticum의 약 97%가 nivalenol 독소화학형이 있었고, 3-acetyl deoxynivalenol (3.2%) 독소화학형과 15-acetyl deoxynivalenol (0.4%) 독소화학형도 발견되었다. 선발된 Fusarium 균들의 병원성 실험결과 F. asiaticum이 실험에 사용된 모든 식물체에서 다양한 범위의 병원성을 나타내었다. 병증이 있는 종실에서 분리된 F. graminearum and FTSC 11 균주들은 쌀귀리에서 강한 병원성을 나타내었다. 또한 FTSC 11 균주를 제외한 모든 균주들이 쌀배지에서 nivalenol (0.2-7.6 ㎍/g), deoxynivalenol (0.03-6.1 ㎍/g), zearalenone (0.1-27.0 ㎍/g)을 생성하였다. 본 연구는 국내에서는 처음 보고되는 F. asiaticum에 의한 귀리의 붉은 곰팡이병 사례이다. 본 연구의 결과는 밀, 보리, 벼와 마찬가지로 F. asiaticum이국내귀리에서우점종임을보여준다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제34권5호
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• pp.347-355
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• 2018

Fusarium head blight (FHB) caused by Fusarium species is a major disease of wheat and barley around the world. FHB causes yield reductions and contamination of grains with trichothecene mycotoxins including; nivalenol (NIV), deoxynivalenol (DON), 3-acetyldeoxynivalenol (3-ADON), and 15-acetyldeoxynivalenol (15-ADON). The objectives of this study were to identify strains of F. graminearum isolated in Korea from 2012-harvested wheat grain and to test the pathogenicity of these NIV- and DON-producing isolates. Three hundred and four samples of wheat grain, harvested in 2012 in Chungnam, Chungbuk, Gyeongnam, Jeonbuk, Jeonnam, and Gangwon provinces were collected. We recovered 44 isolates from the 304 samples, based on the PCR amplification of internal transcribed spacer (ITS) rRNA region and sequencing. Our findings indicate that F. asiaticum was the predominant (95% of all isolates) species in Korea. We recovered both F. asiaticum and F. graminearum from samples collected in Chungnam province. Of the 44 isolates recovered, 36 isolates had a NIV genotype while 8 isolates belonged to the DON genotype (3-ADON and 15-ADON). In order to characterize the pathogenicity of the strains collected, disease severity was assessed visually on various greenhouse-grown wheat cultivars inoculated using both NIV- and DON-producing isolates. Our results suggest that Korean F. graminearum isolates from wheat belong to F. asiaticum producing NIV, and both F. graminearum and F. asiaticum are not significantly different on virulence in wheat cultivars.

• The Plant Pathology Journal
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• 제30권3호
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• pp.236-244
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• 2014

The plant pathogen Fusarium graminearum causes Fusarium head blight in cereal crops and produces mycotoxins that are harmful to animals and humans. For the initiation and spread of disease, asexual and sexual reproduction is required. Therefore, studies on fungal reproduction contribute to the development of new methods to control and maintain the fungal population. Screening a previously generated transcription factor mutant collection, we identified one putative $C_2H_2$ zincfinger transcription factor, pcs1, which is required for both sexual and asexual reproduction. Deleting pcs1 in F. graminearum resulted in a dramatic reduction in conidial production and a complete loss of sexual reproduction. The pathways and gene ontology of pcs1-dependent genes from microarray experiments showed that several G-protein related pathways, oxidase activity, ribosome biogenesis, and RNA binding and processing were highly enriched, suggesting that pcs1 is involved in several different biological processes. Further, overexpression of pcs1 increased conidial production and resulted in earlier maturation of ascospores compared to the wild-type strain. Additionally, the vegetative growth of the overexpression mutants was decreased in nutrient-rich conditions but was not different from the wild-type strain in nutrient-poor conditions. Overall, we discovered that the pcs1 transcription factor positively regulates both conidiation and sexual reproduction and confers nutrient condition-dependent vegetative growth.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 2003년도 정기총회 및 추계학술발표회
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• pp.85.2-86
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• 2003

Fusarium graminearum is an important pathogen of cereal crops in many areas of the world causing head blight and ear rot of small grains. In addition to serious economic losses, this fungus produces mycotoxins, such as trichothecenes and zearalenone on diseased crops and has been a potential threat to human and animal health. To massively identify pathogenesis-related genes from F. graminearum, two representative strains (SCKO4 from rice and Z03643 from wheat) were mutagenized using restriction enzyme-mediated integration (REMI). In total, 20,DOD REMI transformants have been collected from the two strains. So far, 63 mutants for several traits involved in disease development such as virulence, mycotoxin production, and sporulation have been selected from 3,000 REMI transformants. Now, selected mutants of interest have being genetically analyzed using a newly developed outcross method (See Jungkwan Lee et al poster). In addition, cloning and characterization of genomic DNA regions flanking the insertional site in the genome of the mutants are in progress.