• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권7호
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• pp.1117-1123
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• 2019

Control of pine wilt disease, which is caused by pine wilt nematode Bursaphelenchus xylophilus, is heavily dependent on the use of chemicals such as abamectin. Although such chemicals are highly effective, demands for alternatives that are derived preferentially from natural sources, are increasing out of environmental concerns. One of the challenges to discovery of alternative control agents is lack of fast and efficient screening method that can be used in a high-throughput manner. Here we described the development of colorimetric assay for the rapid and accurate screening of candidate nematicidal compounds/biologics targeting B. xylophilus. Contrary to the conventional method, which relies on laborious visual inspection and counting of nematode population under microscope, our method utilizes a redox dye that changes its color in response to metabolic activity of nematode population in a given sample. In this work, we optimized parameters of our colorimetric assay including number of nematodes and amount of redox dye, and tested applicability of our assay for screening of chemicals and biologics. We demonstrated that our colorimetric assay can be applied to rapid and accurate quantification of nematode viability/mortality in a nematode population treated with candidate chemicals/biologics. Application of our method would facilitate high-throughput endeavors aiming at finding environment-friendly control agents for deadly disease of pine trees.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제33권2호
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• pp.105-112
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• 2017

The distribution and form of pine wood nematode (PWN) were investigated in Jinju-si and Sacheon-si areas, where infested with pine wilt disease (PWD). The average PWN population per g of the tubulation part in the wilted Japanese balck pine were 381.2 and 341 in Jinju-si and Sacheon-si, respectively. The PWN population per g of affected Japanese black pine with wilt rate below 60% were 556 and 518 in Jinju-si and Sacheon-si, respectively. The ratios of PWN and other plant-parasitic nematode in the wilted Japanse black pines were 48% vs. 52% in Jinju-si and 53% vs. 47% in Sacheon-si after exposure to PWD for 1 year. The survivorship of pine wood nematode in the sampled trees after 1 year was 0-10% in the Jinju-si area and 5-20% detected in the Sacheon-si area. In the forest areas affected by PWN, the highest survival rates were 37.2% and 39.8% at 25 cm diameter at breast height (DBH) in Jinju-si and Sacehon-si, respectively, while the highest wilt rates were 30.5% and 28.3% at 30 cm DBH in Jinju-si and Sacehon-si, respectively.

• 한국산림과학회지
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• 제112권2호
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• pp.258-266
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• 2023

소나무재선충병(Pine wilt disease)은 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus (Steiner & Buhrer, 1934))에 의해 발생하며 한국을 비롯한 동북아시아와 유럽의 소나무속(Pinus) 수목들을 고사시키고 있다. 소나무재선충병 저항성에 대한 연구는 자연상태 및 온실포트묘에서 주로 이뤄진 반면 포지에서의 연구가 부족한 편이다. 본 연구에서는 2021년 6월, 포지에 있는 소나무속 수종인 곰솔(Pinus thunbergii Parl.), 잣나무(P. koraiensis Siebold & Zucc.), 소나무(P. densiflora Siebold & Zucc.), 섬잣나무(P. parviflora Siebold & Zucc.), 리기테다소나무(P. rigida × P. taeda), 스트로브잣나무(P. strobus L.)의 묘목을 대상으로 소나무재선충을 인공접종하였다. 그리고 인공접종 후 2주 간격으로 위조지수를 측정했고, 인공접종 24주후의 고사율, 소나무재선충 검출률 및 밀도를 측정했다. 소나무재선충병에 의한 고사율은 곰솔(80%), 잣나무(77.8%), 소나무(62.5%), 섬잣나무(22.0%) 순이였으며 리기테다소나무와 스트로브잣나무는 고사하지 않았다. 소나무재선충 검출률은 리기테다소나무(22.2%)를 제외하고 모두 고사율과 동일했다. 위조지수의 경우, 소나무재선충병 고사율 순위가 높았던 곰솔, 잣나무, 소나무 3종에서 높은 수치가 나왔으며, 순위가 낮았던 섬잣나무, 리기테다소나무, 스트로브잣나무 3종에서는 대조군과 차이가 없었다. 통계분석 결과, 곰솔, 잣나무는 소나무재선충병에 높은 감수성을, 소나무, 섬잣나무는 중간 수준의 감수성을, 리기테다소나무와 스트로브잣나무는 확실한 저항성을 보여주는 것으로 나타났다. 본 연구는 소나무재선충 저항성 육종의 기초자료나리기테다소나무와 스트로브잣나무의 조림 필요성에 대한 근거자료가 될 수 있을 것이다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제34권3호
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• pp.250-255
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• 2018

Pine wilt disease, caused by the nematode Bursaphelenchus xylophilus, is one of the most devastating conifer diseases decimating several species of pine trees on a global scale. Here, we report the draft genome of Raoultella ornithinolytica MG, which is isolated from mountain-cultivated ginseng plant as an bacterial endophyte and shows nematicidal activity against B. xylophilus. Our analysis of R. ornithinolytica MG genome showed that it possesses many genes encoding potential nematicidal factors in addition to some secondary metabolite biosynthetic gene clusters that may contribute to the observed nematicidal activity of the strain. Furthermore, the genome was lacking key components of avermectin gene cluster, suggesting that nematicidal activity of the bacterium is not likely due to the famous anthelmintic agent of wide-spread use, avermectin. This genomic information of R. ornithinolytica will provide basis for identification and engineering of genes and their products toward control of pine wilt disease.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제36권3호
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• pp.255-258
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• 2020

Pine wilt disease (PWD) caused by pine wood nematode (PWN), Bursaphelenchus xylophilus, which is transmitted by Monochamus alternatus and M. saltuarius, is a serious threat to coniferous forests in the Northern Hemisphere, including Korea. The efficacy of abamectin and emamectin benzoate for preventing the PWD in the field and its effect on the vectors Monochamus alternatus and M. saltuarius (Coleoptera: Cerambycidae) were evaluated. An experimental plot was delimited, of which consists of Japanese red pine (Pinus densiflora) forest in South Korea, and trunk injection trials were made with abamectin and emamectin benzoate. Branches of each tree were collected, and are subsequently subjected to the analysis of residues for both nematicides. Results obtained in this study showed that abamectin and emamectin benzoate showed over 90% mortality at the recommended concentration after 6 days and 8 days, respectively. Consequently, it was found that both insecticides have a higher effect on the susceptibility and persistence of two vectors of PWD, M. alternatus and M. saltuarius feeding on branches of the trees, and its application by trunk injection is confirmed as an option for pine wilt disease management programs in Korea.

• Animal cells and systems
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• 제14권1호
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• pp.31-36
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• 2010

The pinewood nematode Bursaphelenchus xylophilus causes pine wilt disease and is a serious economic concern for the forest industry of South Korea. To achieve effective control with limited resources, it is necessary to clarify the transmission routes and mechanisms of dispersal of this organism. Highly polymorphic and easy-to-use molecular markers can be used for investigating this aspect. In this study, we evaluated the usefulness of amplified fragment length polymorphisms (AFLPs) for investigating the genetic variations of B. xylophilus and related individuals from China, Japan, and South Korea. The AFLP patterns obtained in our study were similar to the microsatellite patterns reported in a previous study; our AFLP patterns indicated high genetic variability and cryptic genetic structure, but did not indicate any peculiar geographic structure. Moreover, the genetic distances between individuals suggested that the Korean population was affected to a greater extent by the Chinese population than the Japanese population. Further, the gene flow among the related species appeared to be limited; however, there may be also the possibility of genetic introgression among species. These results confirm the usefulness of AFLPs for understanding the epidemiology of pine wilt disease, thereby contributing to the effective control of this disease.

• 한국산림과학회지
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• 제102권2호
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• pp.300-304
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• 2013

소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)에 의해서 발생되는 소나무재선충병(Pine wilt disease)은 우리나라 소나무림에 피해를 주고 있다. 소나무재선충은 매개충인 솔수염하늘소(Monochamus alternatus Hope) 성충이 건전한 소나무의 신초를 갉아먹는 후식과 산란을 통해서 옮겨진다. 현재까지의 소나무재선충병 방제에는 metam-sodium SL(25%)약제를 사용하여 고사한 소나무를 훈증하는 것이 주된 방법이었으나 농약에 의한 환경오염이나 훈증을 위해 피복하는 비닐로 인해 산림경관을 해치는 문제가 발생하였다. 따라서 휴대용 수피제거기(Portable Bark Remover)는 산림 사업용 엔진톱 끝부분에 장착되어, 소나무재선충병 감염 고사목 방제 현장에서 간단하고 빠르게 수피를 제거 함으로써 매개충의 산란과 부화 등의 서식처 제공이 차단되어 결국 온전한 생활사를 완성 할 수 없어 죽게 되도록 친환경적으로 개발되었다. 또한 소나무재선충병 매개충 방제를 위한 휴대용 수피제거기의 활용은 파쇄, 소각, 훈증 등의 기존의 방제 방법에 비하여 비용의 절감과 높은 방제 효과를 기대 할 수 있다.

• 한국측량학회지
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• 제40권4호
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• pp.251-260
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• 2022

소나무 재선충 피해나무는 줄어들고 있으나, 피해 지역은 전국으로 확대되고 있다. 최근에 딥러닝 기술이 발전하면서 소나무재선충 고사목 탐지 연구에 적용이 빠르게 시도되고 있다. 본 연구의 목적은 딥러닝 학습데이터의 효과적인 취득과 정확한 참값을 확보하고, 학습을 통해 U-Net 모델의 탐지능력을 보다 향상시키기 위함이다. 이러한 목적달성을 위해 단계별 딥러닝 알고리즘을 적용한 필터링 방법을 이용하여 딥러닝 모델의 불명확한 분석 근거를 최소화하고, 효율적인 분석 및 판단을 할 수 있도록 하였다. 분석결과 U-Net알고리즘을 이용한 소나무재선충 고사목 탐지 및 성능향상에 있어 기간별로 분석한 참값을 이용한 U-Net 모델이 기존에 제공하였던 참값을 이용한 U-Net 모델보다 재현율(Recall)은 -0.5%p, 정밀도(Precision)은 7.6%p, F-1 score는 4.1%p로 분석되었다. 향후 다양한 필터링 기법을 적용하여 재선충 탐지 정밀도를 높일 수 있는 가능성이 있을 것으로 판단되며, 드론 정사영상과 인공지능을 이용한 드론 예찰방법이 소나무재선충 방제 사업에 활용 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권3호
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• pp.200-207
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• 2009

침전 및 훈증처리한 소나무 재선충병 피해목을 목재 재료로서의 활용가능성을 평가하기 위한 소나무재선충의 밀도 및 종압축강도 시험결과는 다음과 같다. 침전처리 후 소나무와 해송 모두 목초액 및 살선충제 처리의 경우 21일째에, 바닷물 침전의 경우에서는 30일째에 재선충의 밀도가 매우 낮아졌다. 재추출된 재선충을 피해가 없는 정상재에 인위적으로 접종한 경우 6개월경과 후까지 감염되지 않았으며, 소나무와 해송의 평균 기건밀도는 각각 $0.47g/cm^3$, $0.54g/cm^3$, 종압축강도는 각각 $304kgf/cm^2$, $363kgf/cm^2$이었다. 훈증처리 후의 소나무재선충은 수종에 관계없이 3개월까지는 검출되었으며, 그 이후에 출현하는 재선충은 유사 선충으로 판명되었다. 24개월이 지난 소나무와 해송의 평균 기건밀도는 각각 $0.54g/cm^3$, $0.52g/cm^3$, 종압축강도는 각각 $353kgf/cm^2$, $370kgf/cm^2$ 이었다. 본 연구의 결과, 피해목의 목재재료로서의 활용성은 일부 검증되었으며 보다 정확한 검증을 위하여 추후 기타 조직, 물리 및 역학적 성능에 대한 검토가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국산림과학회지
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• 제104권3호
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• pp.512-518
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• 2015

소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)에 의해서 발생하는 소나무재선충병은 우리나라 소나무림에 피해를 주고 있다. 본 연구는 친환경 소나무재선충 방제제 개발을 위하여 살선충 활성이 뛰어난 미생물을 선발하고자 실험을 수행하였다. 소나무재선충에 대하여 살선충 효과를 나타내는 미생물을 선발하기 위해 5종 미생물의 배양액 처리를 통해 살선충 활성이 뛰어난 Bacillus licheniformis MH48을 선발하였다. B. licheniformis MH48의 살선충 효과를 검증하기 위해 세포 생육과 단백질 분해 효소 활성도를 분석하였는데, 세포 생육은 배양 3일째 가장 높았고 단백질 분해 효소 활성은 7일째에 가장 높은 활성을 보였다. 또한, B. licheniformis MH48의 배양액 농도에 따른 소나무재선충의 살선충 활성을 조사한 결과, 키틴-젤라틴(CG) 배지와 키틴-선충(CN) 배지 모두 20% 배양액 처리시 치사율이 80% 이상으로 나타났다. 특히, B. licheniformis MH48 배양액 처리 후 시간이 지남에 따라 소나무재선충의 표피가 분해되는 것을 관찰하였다. 이러한 결과로 B. licheniformis MH48은 소나무재선충을 생물학적으로 방제할 수 있는 방제제로서 가능성과 가치가 있다고 사료된다.