• 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.

• 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.

• 한국균학회소식:학술대회논문집
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• 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.27-27
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• 2016

The ascomycete fungus Fusarium graminearum is the most common pathogen of Fusarium head blight (FHB), a devastating disease for major cereal crops worldwide. FHB causes significant crop losses by reducing grain yield and quality as well as contaminating cereals with trichothecenes and zearalenone (ZEA) that pose a serious threat to animal health and food safety. ZEA is a causative agent of hyperestrogenic syndrome in mammals and can result in reproductive disorders in farm animals. In F. graminearum, the ZEA biosynthetic cluster is composed of four genes, PKS4, PKS13, ZEB1, and ZEB2, which encode a reducing polyketide synthase, a nonreducing polyketide synthase, an isoamyl alcohol oxidase, and a transcription factor, respectively. Although it is known that ZEB2 primarily acts as a regulator of ZEA biosynthetic cluster genes, the mechanism underlying this regulation remains undetermined. In this study, two isoforms (ZEB2L and ZEB2S) from the ZEB2 gene in F. graminearum were characterized. It was revealed that ZEB2L contains a basic leucine zipper (bZIP) DNA-binding domain at the N-terminus, whereas ZEB2S is an N-terminally truncated form of ZEB2L that lacks the bZIP domain. Interestingly, ZEA triggered the induction of both ZEB2L and ZEB2S transcription. In ZEA producing condition, the expression of ZEB2S transcripts via alternative promoter usage was directly or indirectly initiated by ZEA. Physical interaction between ZEB2L and ZEB2L as well as between ZEB2L and ZEB2S was observed in the nucleus. The ZEB2S-ZEB2S interaction was detected in both the cytosol and the nucleus. ZEB2L-ZEB2L oligomers activated ZEA biosynthetic cluster genes, including ZEB2L. ZEB2S inhibited ZEB2L transcription by forming ZEB2L-ZEB2S heterodimers, which reduced the DNA-binding activity of ZEB2L. This study provides insight into the autoregulation of ZEB2 expression by alternative promoter usage and a feedback loop during ZEA production.

• 식물병연구
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• 제27권4호
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• pp.172-179
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• 2021

본 연구에서는 겨울철 사료작물로써 중요성이 증가하고 있는 트리티케일에서 발생한 붉은곰팡이병 원인균의 동정 및 독소 type을 분석하고 트리티케일에 효율적으로 적용 가능한 방제 약제를 선발하고자 분리된 붉은곰팡이 균주의 농약저항성 발생 여부를 분석하였다. 조성, 신조성, 신영, 신성, 세영 등 5개 트리티케일 품종에서 평균 9.15%의 병 발생 이삭률을 보였으며, 병 발생 낱알률은 29.2%로 나타났다. 그 결과 트리티케일에서 발생한 붉은곰팡이병 발생률은 평균 3.52%로 나타났다. 붉은곰팡이병에 감염된 개체로부터 총 91개의 균주가 분리되었으며, 이 중 붉은곰팡이 균주는 총 72개를 분리하였다. 분리한 균주의 형태 및 internal transcribed spacer 1, translation elongation factor 1α 유전자의 염기서열 분석 결과, 트리티케일에서 분리한 균주들은 전부 Fusarium asiaticum으로 동정되었다. 분리 동정된 균주들의 독소 type을 PCR을 통해 분석한 결과, nivalenol (NIV) type 독소는 64.6%, 3-acetyldeoxynivalenol은 4.6%, 15-acetyldeoxynivalenol은 30.8%로 대부분이 NIV type독소를 생성하는 F. asiaticum으로 분석되었다. 최근 봄철 이상 기상현상으로 여러 식량 작물에 붉은곰팡이병 발생률이 높아지고 있다. 트리티케일의 경우 붉은곰팡이병을 방제할 수 있는 등록약제가 없다. 본 실험에서는 보리와 밀에 등록된 약제를 대상으로 트리티케일에서 분리된 붉은곰팡이병 균주들의 약제 내성을 측정한 결과 captan, hexaconazole, difenoconazole·propiconazole 합제는 균사 생장 억제 효과가 있었다. Fludioxonil의 경우 72개 균주 중 6개의 균주가 권장 농도에서 반수영향생육기준치인 42.5 cm를 넘은 47.96±3.15의 균사 생장율을 보여 fludioxonil에 대한 내성이 발생한 것으로 분석되었다. 본 연구는 국내에서 처음 보고 되는 F. asiaticum에 의한 트리티케일의 붉은곰팡이병 발생 사례이며, 또한 붉은곰팡이가 생성하는 독소 타입을 구명하고, 등록 방제 약제가 없는 트리티케일에 효율적으로 방제가 가능한 내성 미발생 약제를 제시하는 중요한 연구 결과이다.

• 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.