• 제목/요약/키워드: White-rotting fungi

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목재부후균으로부터 Laccase 효소의 생산 및 유도 (Appearance of Laccase in Wood - Rotting Fungi and Its Inducibility)

  • 안드레 레오노비취;리리아나 지안프레다;죠오지 로갈스키;마그다 야색;욜란타 루테랙;마리아 바실레브스카;엘리지베타 말라책;안드레 다비도비취;모니카 핑크브츠;그리지나 기날스카;마그다 스타스책;조남석
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제25권3호
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    • pp.29-36
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    • 1997
  • 목재부후균으로 부터 락케이스 효소의 생산 및 유도를 위하여 여러가지 유도약품(inducer)을 사용하였다. 이들 가운데 ferulic acid, pentachlorophenol 및 2,5-xylidine이 매우 높은 락케이스 활성을 나타나게 하였으며, 거의 동일한 유도효과를 보여주었다. 이들 약품 이외에도 sinapic acid, syringic acid 및 coffeic acid 등도 높은 락케이스 활성을 주었는데, 산의 형태가 알데히드류보다도 높은 유도효과를 나타냈다. 그리고 실험한 48개 균주 가운데 38개 균주가 락케이스를 생산하였으며, 이 가운데 32균주가 ferulic acid에 의해 강한 효소유도 활성을 보였다. 이러한 결과는 지금까지 락케이스 효소의 검출이 어려웠던 Abortiporus biennis 및 Gleophyllum odoratum에서도 높은 락케이스 효소의 유도를 가능하게 하였다. 아울러 가장 높은 효소활성을 나타낸 균주로서는 Cerrena unicolor 였으며, 그 락케이스 효소활성이 무처리 및 inducer 첨가시 각각 40,000 및 60,000 nkat/l 정도였다.

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Identification and Characterization of Diplodia parva and Diplodia crataegicola Causing Black Rot of Chinese Quince

  • Sungmun Kwon;Jungyeon Kim;Younmi Lee;Kotnala Balaraju;Yongho Jeon
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제39권3호
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    • pp.275-289
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    • 2023
  • Fungal isolates from infected Chinese quince trees were found to cause black rot in Yeongcheon, Gyeongsangbuk Province, Korea. The quince leaves withered and turned reddish-brown and fruits underwent black mummification. To elucidate the cause of these symptoms, the pathogen was isolated from infected leaf and fruit tissues on potato dextrose agar and Levan media. Several fungal colonies forming a fluffy white or dark gray mycelium and two types of fungi forming an aerial white mycelium, growing widely at the edges, were isolated. Microscopic observations, investigation of fungal growth characteristics on various media, and molecular identification using an internal transcribed spacer, β-tubulin, and translation elongation factor 1-α genes were performed. The fungal pathogens were identified as Diplodia parva and Diplodia crataegicola. Pathogenicity tests revealed that the pathogen-inoculated fruits exhibited a layered pattern, turning brown rotting; leaves showed circular brown necrotic lesions. The developed symptoms were similar to those observed in the field. Fungal pathogens were reisolated to fulfill Koch's postulates. Apples were inoculated with fungal pathogens to investigate the host range. Strong pathogenicity was evident in the fruits, with browning and rotting symptoms 3 days after inoculation. To determine pathogen control, a fungicidal sensitivity test was conducted using four registered fungicides. Thiophanate-methyl, propineb, and tebuconazole inhibited the mycelial growth of pathogens. To the best of our knowledge, this is the first report on the isolation and identification of the fungal pathogens D. parva and D. crataegicola from infected fruits and leaves of Chinese quince, causing black rot disease in Korea.

줄버섯 피해 표고골목의 특성 및 표고균과의 대치배양 (Characteristics of Bed-log of Shiitake Damaged by Bjerkandera adusta and Antagonism between These Two Fungi)

  • 박원철;이봉훈;박영애;김현석
    • 한국균학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.44-47
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    • 2011
  • 전라남도 장흥군 일대에서 재배 중인 표고골목에 대량으로 발생한 해균을 육안과 현미경관찰 및 ITS (Internal Transcribed Spacers) 분석한 결과, 줄버섯(Bjerkandera adusta)인 것으로 확인되었다. 줄버섯이 표고골목에 대량 발생한 예는 아직까지 없기 때문에 이 해균에 대한 특성 또한 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 줄버섯에 의해 피해를 입은 골목 내부의 상태와 일부 생리적인 특성 및 표고균에 대한 길항력에 대해 시험을 진행했다. 먼저, 줄버섯은 표고와 같은 백색부후균이기 때문에 골목 내부의 상태가 표고에 의해 부후된 것과 비슷했다. 하지만 표고균에 의해 부후된 골목과 달리 수피 아래 목질 조직에 깨알 같은 점들이 많이 있는 특징을 보였다. 그리고 표고균의 최적균사생장 온도가 $25^{\circ}C$ 내외인 반면에 줄버섯균주는 $30^{\circ}C$에서 최적의 생장을 보였다. $15^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$에서 표고균주와의 대치배양 결과, 모든 온도조건에서 표고균주보다 균사생장이 빨라 표고균사를 덮었다. 이런 시험결과는 표고골목이 고온에 노출될 경우, 줄버섯의 대량 번식 위험이 높을 뿐만 아니라 일단 줄버섯에 오염되면 표고균이 입을 피해가 큼을 의미한다. 따라서 줄버섯에 의한 피해를 예방하기 위해서는 골목 내부에서 표고균이 빠르게 만연될 수 있도록 배양하면서 여름에는 골목이 고온에 노출되지 않게 관리해야할 것으로 판단된다.

RBBR 탈색능을 이용한 목재부후균의 선발 및 이들 균의 Laccase 효소활성 (Screening of Wood-Rot Fungi Based on RBBR Decolorization and Its Laccase Activity)

  • 최윤정;신유수;조남석
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제34권4호
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    • pp.46-53
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    • 2006
  • 본 연구는 Remazol Brilliant Blue R (RBBR) 염료의 탈색능을 이용, 리그닌분해능이 강한 백색부후균을 선발하고, 이들 균주들의 리그닌분해효소의 활성에 미치는 inducer, 2,5-xylidine 첨가효과를 검토하였다. 20종의 공시균주 가운데 9종이 RBBR의 탈색, glucose-1 oxidase (GOD), laccase (LAC) 및 Mn-peroxidase (MnP) 등 4가지의 활성을 모두 가지고 있었으며, 비교적 활성이 높은 5종의 균주는 Phlebia radiata, Trametes versicolor, Abortiporus biennis, Gleophyllum odoratum 및 Cerrena unicolor 등으로 확인되었다. 이들 균주 가운데 LAC 활성이 매우 높은 T. versicolor, G. odoratum 및 C. unicolor에 대한 최적 생육온도, 최적 pH 및 LAC 활성에 미치는 inducer 첨가효과를 조사한 결과, T. versicolor가 $28^{\circ}C$에서, G. odoratum 및 C. unicolor는 $25^{\circ}C$에서 가장 좋은 생장을 보였으며, 모든 균주의 배양 최적 pH는 5.5로 나타났다. 공시균주 모두 2,5-xylidine 첨가에 의하여 LAC 활성의 증가를 보였는데, T. versicolor는 $22,700nkat/{\ell}$로 대조구에 대하여 11.3배, G. odoratum은 최대 활성이 $15,400nkat/{\ell}$로 9배, C. unicolor는 $17,330nkat/{\ell}$로 5.5배의 활성증가를 나타냈다.

Antifungal Activity of Lagenaria breviflora Fruit Extracts Against Wood Rotting Fungi on Vitex doniana Wood

  • Adedeji, Gabriel Adetoye;Eguakun, Funmilayo Sarah;Elufloye, Taiwo Olayemi;Uriel, Tamunobubeleye
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제33권4호
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    • pp.322-329
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    • 2017
  • As a result of contemporary environmental concerns, a number of studies from plants' tissues as one of the alternatives to conventional chemicals are increasingly investigated. In tandem with these trends, Lagenaria breviflora (LB) fruit, reputed as antiviral and depilatory agents in the Yoruba folkloric medicine was examined on Vitex doniana wood to ascertain its antifungal activity. Fungicides of 25%, 50%, 75%, and 100% LB fruits formulations (concentrations) were developed through simple one-step mechanical-forming process, including control. In this study, the yield, the chemical compositions, the absorption capacity of the fungicides and wood weight losses (WWL) analysis were evaluated to investigate the antifungal activity of LB fruit on wood. The fruit extract yielded 35.4% of fresh juice weight. LB fruits contained total: alkaloids ($8.78{\pm}0.21mg/mL$), flavonoids ($2.01{\pm}0.02mg/mL$), phenol ($7.42{\pm}0.09mg/mL$), saponins ($11.00{\pm}0.10mg/mL$) and tannins ($5.47{\pm}0.05mg/mL$) contents. All the formulations provided effective protection against the tested wood fungi compared to control. Interestingly, the antifungal activity of 50% and 25% formulations of 6.8% WWL and 9.9% WWL satisfied the excellent fungal resistance class description against white rot fungus (Ganoderma lucidum) and brown rot fungus (Fibroporia vaillantii), respectively according to ASTM D 2017. These results thus, support LB fruit as a strong potential source of natural antifungals for industrial wood production.

Chemical Components, Antitermite and Antifungal Activities of Cinnamomum parthenoxylon Wood Vinegar

  • ADFA, Morina;ROMAYASA, Ari;KUSNANDA, Arif Juliari;AVIDLYANDI, Avidlyandi;YUDHA S., Salprima;BANON, Charles;GUSTIAN, Irfan
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제48권1호
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    • pp.107-116
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    • 2020
  • Termiticidal and fungicidal activities of wood vinegar from Cinnamomum parthenoxylon (CP) stem wood have been evaluated against Coptotermes curvignathus and wood rotting fungi (Schizophyllum commune and Fomitopsis palustris). The utilized CP wood vinegar was produced in the operating temperature range 250-300℃ pyrolysis. A no-choice test was applied for evaluating termiticidal activity with 33 active termites and antifungal activity using the agar media assay. The result showed that an increase in the concentrations of CP wood vinegar significantly raised the mortality of termite. CP wood vinegar showed high termiticidal activity, organic acids (acetic acid 42.91%, 3-butenoic acid 6.89%, butanoic acid, 2-propenyl ester 2.26%), and ketones (1-hydroxy-2-propanone 5.14%, 3-methylcyclopentane-1,2-dione 2.34%) might be largely contributed to termiticidal activity in addition to other minor components. Furthermore, CP wood vinegar exhibited significant inhibition of fungal growth. These data showed that CP wood vinegar was more toxic to white-rot fungi (S. commune) than brown-rot (F. palustris). The results suggested that phenolic compounds from lignin degradation were responsible for good antifungal activity.

Sesquiterpenoids Bioconversion Analysis by Wood Rot Fungi

  • Lee, Su-Yeon;Ryu, Sun-Hwa;Choi, In-Gyu;Kim, Myungkil
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.19-20
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    • 2016
  • Sesquiterpenoids are defined as $C_{15}$ compounds derived from farnesyl pyrophosphate (FPP), and their complex structures are found in the tissue of many diverse plants (Degenhardt et al. 2009). FPP's long chain length and additional double bond enables its conversion to a huge range of mono-, di-, and tri-cyclic structures. A number of cyclic sesquiterpenes with alcohol, aldehyde, and ketone derivatives have key biological and medicinal properties (Fraga 1999). Fungi, such as the wood-rotting Polyporus brumalis, are excellent sources of pharmaceutically interesting natural products such as sesquiterpenoids. In this study, we investigated the biosynthesis of P. brumalis sesquiterpenoids on modified medium. Fungal suspensions of 11 white rot species were inoculated in modified medium containing $C_6H_{12}O_6$, $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ for 20 days. Cultivation was stopped by solvent extraction via separation of the mycelium. The metabolites were identified as follows: propionic acid (1), mevalonic acid lactone (2), ${\beta}$-eudesmane (3), and ${\beta}$-eudesmol (4), respectively (Figure 1). The main peaks of ${\beta}$-eudesmane and ${\beta}$-eudesmol, which were indicative of sesquiterpene structures, were consistently detected for 5, 7, 12, and 15 days These results demonstrated the existence of terpene metabolism in the mycelium of P. brumalis. Polyporus spp. are known to generate flavor components such as methyl 2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl benzoate; 2-hydroxy-4-methoxy-6-methyl benzoic acid; 3-hydroxy-5-methyl phenol; and 3-methoxy-2,5-dimethyl phenol in submerged cultures (Hoffmann and Esser 1978). Drimanes of sesquiterpenes were reported as metabolites from P. arcularius and shown to exhibit antimicrobial activity against Gram-positive bacteria such as Staphylococcus aureus (Fleck et al. 1996). The main metabolites of P. brumalis, ${\beta}$-Eudesmol and ${\beta}$-eudesmane, were categorized as eudesmane-type sesquiterpene structures. The eudesmane skeleton could be biosynthesized from FPP-derived IPP, and approximately 1,000 structures have been identified in plants as essential oils. The biosynthesis of eudesmol from P. brumalis may thus be an important tool for the production of useful natural compounds as presumed from its identified potent bioactivity in plants. Essential oils comprising eudesmane-type sesquiterpenoids have been previously and extensively researched (Wu et al. 2006). ${\beta}$-Eudesmol is a well-known and important eudesmane alcohol with an anticholinergic effect in the vascular endothelium (Tsuneki et al. 2005). Additionally, recent studies demonstrated that ${\beta}$-eudesmol acts as a channel blocker for nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuscular junction, and it can inhibit angiogenesis in vitro and in vivo by blocking the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway (Seo et al. 2011). Variation of nutrients was conducted to determine an optimum condition for the biosynthesis of sesquiterpenes by P. brumalis. Genes encoding terpene synthases, which are crucial to the terpene synthesis pathway, generally respond to environmental factors such as pH, temperature, and available nutrients (Hoffmeister and Keller 2007, Yu and Keller 2005). Calvo et al. described the effect of major nutrients, carbon and nitrogen, on the synthesis of secondary metabolites (Calvo et al. 2002). P. brumalis did not prefer to synthesize sesquiterpenes under all growth conditions. Results of differences in metabolites observed in P. brumalis grown in PDB and modified medium highlighted the potential effect inorganic sources such as $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ on sesquiterpene synthesis. ${\beta}$-eudesmol was apparent during cultivation except for when P. brumalis was grown on $MgSO_4$-free medium. These results demonstrated that $MgSO_4$ can specifically control the biosynthesis of ${\beta}$-eudesmol. Magnesium has been reported as a cofactor that binds to sesquiterpene synthase (Agger et al. 2008). Specifically, the $Mg^{2+}$ ions bind to two conserved metal-binding motifs. These metal ions complex to the substrate pyrophosphate, thereby promoting the ionization of the leaving groups of FPP and resulting in the generation of a highly reactive allylic cation. Effect of magnesium source on the sesquiterpene biosynthesis was also identified via analysis of the concentration of total carbohydrates. Our current study offered further insight that fungal sesquiterpene biosynthesis can be controlled by nutrients. To profile the metabolites of P. brumalis, the cultures were extracted based on the growth curve. Despite metabolites produced during mycelia growth, there was difficulty in detecting significant changes in metabolite production, especially those at low concentrations. These compounds may be of interest in understanding their synthetic mechanisms in P. brumalis. The synthesis of terpene compounds began during the growth phase at day 9. Sesquiterpene synthesis occurred after growth was complete. At day 9, drimenol, farnesol, and mevalonic lactone (or mevalonic acid lactone) were identified. Mevalonic acid lactone is the precursor of the mevalonic pathway, and particularly, it is a precursor for a number of biologically important lipids, including cholesterol hormones (Buckley et al. 2002). Farnesol is the precursor of sesquiterpenoids. Drimenol compounds, bi-cyclic-sesquiterpene alcohols, can be synthesized from trans-trans farnesol via cyclization and rearrangement (Polovinka et al. 1994). They have also been identified in the basidiomycota Lentinus lepideus as secondary metabolites. After 12 days in the growth phase, ${\beta}$-elemene caryophyllene, ${\delta}$-cadiene, and eudesmane were detected with ${\beta}$-eudesmol. The data showed the synthesis of sesquiterpene hydrocarbons with bi-cyclic structures. These compounds can be synthesized from FPP by cyclization. Cyclic terpenoids are synthesized through the formation of a carbon skeleton from linear precursors by terpene cyclase, which is followed by chemical modification by oxidation, reduction, methylation, etc. Sesquiterpene cyclase is a key branch-point enzyme that catalyzes the complex intermolecular cyclization of the linear prenyl diphosphate into cyclic hydrocarbons (Toyomasu et al. 2007). After 20 days in stationary phase, the oxygenated structures eudesmol, elemol, and caryophyllene oxide were detected. Thus, after growth, sesquiterpenes were identified. Per these results, we showed that terpene metabolism in wood-rotting fungi occurs in the stationary phase. We also showed that such metabolism can be controlled by magnesium supplementation in the growth medium. In conclusion, we identified P. brumalis as a wood-rotting fungus that can produce sesquiterpenes. To mechanistically understand eudesmane-type sesquiterpene biosynthesis in P. brumalis, further research into the genes regulating the dynamics of such biosynthesis is warranted.

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Sclerotium rolfsii에 의한 곰취 흰비단병 (Stem Rot on Ligularia fischeri Caused by Sclerotium rolfsii in Korea)

  • 문윤기;김세원;최준근;권순배;심홍식;주호종;최인영
    • 식물병연구
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    • 제21권1호
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    • pp.36-39
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    • 2015
  • 2012년과 2013년 6월 하순 강원도 횡성과 평창의 곰취(Ligularia fischeri) 재배포장에서 포기가 서서히 시들어 말라 죽는 이상 증상이 발생하였다. 발병정도는 30-80%로 병든 식물체를 조사한 결과, 줄기가 수침상으로 물러지고 썩으면서 흰색의 곰팡이와 갈색의 작고 둥근 균핵이 관찰되었다. 병원균을 순수 분리하여 병원균의 균학적 특징을 조사한 결과, 감자한천배지에서 균총은 흰색으로 잘 자라며 갈색의 작고 둥근 균핵을 많이 형성하였다. 균핵의 크기는 1-3 mm이며, 균사의 폭은 $4-10{\mu}m$였다. 균사생육과 균핵 형성 적온은 $25-30^{\circ}C$이었으며, 균사특유의 clamp connection이 관찰되었다. 또한, 병원균의 염기서열 분석결과 695 bp로 Sclerotium rolfsii와 같은 계통군으로 확인되었으며, 99% 이상의 상동성을 보였다. 이와 같이 곰취에 발생한 병징, 병원균의 균학적 특징 및 염기서열 분석 등을 종합한 결과 S. rolfsii Saccardo로 동정되어 곰취 흰비단병으로 명명하고자 한다.

인체안전성을 위한 족두리풀 천연추출물의 독성평가 (Toxicity Evaluation of Asarum Sieboldii Extract for Human's Safety)

  • 김영희;조창욱;홍진영;이정민;김수지;정소영
    • 보존과학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.255-266
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    • 2017
  • 국내 문화재 생물피해 방제는 농약에서 유래한 화학적 약제를 사용하여 왔다. 그러나 인체와 환경에 대한 유해성 문제로 인하여 사용이 점차 제한되고 있으며, 새로운 방제약제의 탐색과 안전성 연구에 대한 관심이 지속적으로 증가되고 있다. 개발된 천연 생물방제제의 안전성은 동물실험을 통한 독성평가로 확인하고 있으며, 치사량과 자극성 평가를 위하여 경구독성, 경피독성, 안점막자극 및 피부자극 시험법을 이용하여 안전성을 평가한다. 독성평가를 위해 실험용 쥐와 토끼를 이용하며, 쥐에 대해 단회 경구독성과 경피독성 시험을 실시하고, 토끼에 대해 안점막자극시험 및 피부자극 시험을 시행한다. 본 시험에 이용한 천연 생물방제물질은 목재부후균과 흰개미에 대한 항진균활성 및 살충활성이 조사된 족두리풀 추출물을 적용하였다. 쥐에 대한 단회 경구투여한 결과 $LD_{50}$ 값이 수컷 4,000 mg/kg 이상, 암컷 2,000 mg/kg 이상으로 판정되었으며, 단회 경피 투여한 결과 $LD_{50}$ 값이 암수 모두 10,000 mg/kg 이상으로 판정되었다. 토끼의 눈에 대한 자극시험에서는 무자극성으로 판정되었으며, 피부에 대해서는 약한 자극성이 있는 물질로 판단되었다. 본 연구를 통해 천연 생물방제물질인 족두리풀 추출물의 안전성을 동물실험으로 확인함으로써 화학 물질의 안전성 검증을 위한 기본적인 유해성 평가 방법으로 제시하고자 한다.

사과나무의 겹무늬병(윤문병) 및 사마귀병 (우피병)의 병원균과 병원성에 관한 연구 (Studies on the White rot and Blister Canker in Apple Trees caused by Botryosphaeria berengeriana)

  • 이두행;양장석
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.82-88
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    • 1984
  • 사과나무의 과실 부패현상과 가지 사마귀현상의 평원균 및 그 병원성을 조사한 결과 다음과 같다. 1. 사과나무와 배나무의 가지 및 과실, 벚나무${\cdot}$복숭아나무${\cdot}$자두나무${\cdot}$능수버드나무 및 자작나무의 가지 등 7종의 병든식물에시 분리된 것은 Dothierella mali (Botryosphaeria berengeriana 의 불완전세대)가 대부분이었고 사과의 썩은 과실에서는 Alternaria sp.와 Pencicillium expansum도 분리되었으며, 배의 썩은 과실에서는 Phomopsis sp.도 분리되었다. 2. B. berengeriana의 10개 분리균을 4종 재배에 배양한 결과 균사생장, 균총의 모양 및 색깔의 차이에 따라 2가지로 나눌 수 있다. 공시된 분리균은 배지에 특이한 색깔을 나타내지 않았다. 병자각은 자좌속에 형성되었으며, 모양은 구형 또는 편구형으로 흑갈색이었고, 크기는 사과 병조직의 것이 $103.5-287.5\mu\times92.0-287.5\mu$사이었다. 병포자는 보통 무색, 단포, 타원형-방추형으로써 사과나무 가지에서 분리한 균의 크기의 범위는 $4.3-7.2\mu\times20.0-31.5\mu$(평균 $5,9\times25.4\mu$)이었다. 병포자는 발아전후에 1개, 2개 또는 3개의 격막이 생기는 것도 있었다. 배지 또는 접종부위에 형성된 병자각 안에는 소형포자도 형성되었다. 접종식물의 잎과 과실에는 겹무늬의 갈색-흑갈색 병반이 나타났고 사과나무와 배나무의 햇가지에는 사마귀상 돌기가 접종부위에 생기는 것이 있었으며, 복숭아나무 및 벚나무의 가지에는 조피형 동고성 병반이 나타났다.

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