Kim, Joo-Hyung;Min, Ji-Young;Bae, Young-Seok;Kim, Heung-Tae
The Plant Pathology Journal
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제25권4호
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pp.322-327
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2009
A total of 23 isolates of Botrytis cinerea causing the grey mold were collected from infected ginseng in several fields of Korea. The sensitivity to carbendazim and the mixture of carbendazim plus diethofencarb was determined through a mycelial inhibition test on PDA amended with or without fungicides. B. cinerea isolates were classified as 3 phenotypes, which were the first phenotype resistant to both of carbendazim and the mixture ($Car^RMix^R$), the second one resistant to carbendazim and sensitive to the mixture ($Car^RMix^S$), and the last one sensitive to both of them ($Car^RMix^S$). Carbendazim resistance correlated with a single mutation $\beta$-tubulin gene of B. cinerea amplified with primer pair tubkjhL and tubkjhR causing a change of glutamate to alanine at amino acid position 198. Furthermore, the substitution of valine for glutamate led the resistance to carbendazim and the mixture at the same position of amino acid. PCR-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) analysis using the restriction endonuclease, Tsp451 and BstUI allowed differentiation of the PCR fragment of $\beta$-tubulin gene of $Car^SMix^S$ isolates from that of $Car^RMix^R$ and $Car^RMix^S$ isolates. This method will aid in a fast detection of resistance of carbendazim and the mixture of carbendazim plus diethofencarb in B. cinerea in ginseng field.
기주, 분리 연도 및 장소가 다른 Botryis cinerea 20개 균주를 이용하여 오이세포벽을 탄소원으로 첨가한 배지에서 배양한 뒤 병원성과 관련이 있는 것으로 알려진 polygalacturomase, Iaccase, $\beta$-glucosidase의 활성을 측정하고 병원성과의 상관관계를 조사하였다. 조사된 효소들의 활성과 병원성과의 상관관계는 상관계수가 모두 0.5 이하로 직접적인 연관성을 인정할 수 없었다. 그러나 Bovendamm 배지에서의 균사생장 정도의 병원성은 r=0.522(p=0.05)로 정의 상관관계를 보였다. 또한 병원성이 강한 3균주와 약한 3균주를 선발하여 각 기주의 세포벽을 첨가하여 배양 후 poly-galacturonase 활성정도를 비교하였으나 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었다. Exo-PG 항체를 이용한 면역혈청 blotting 결과 병원성이 다른 거의 모든 균주가 66kDa 크기의 1 band를 보이는 유사한 효소 pattern을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 측정된 이들 효소는 병원성과 관련된 일차적 요인이 아닐 것으로 생각한다.
Acetic acid는 상온($25^{\circ}C$)에서 저온저장고에 발생하는 과실의 부패병균인 Botrytis cinerea 및 Penicillium expansum의 포자발아 및 발아관 생장 억제에 효과가 나타났다. $4.8mg{\cdot}L^{-1}$의 acetic acid 함유배지에서는 처리 12시간 후에도 B. cinerea 및 P. expansum의 포자가 전혀 발아하지 않았으며, 처리 7일 후에도 거의 생장하지 못할 정도로 완전한 균사생장 억제효과를 나타내었다. 저온($2^{\circ}C$)에서도 B. cinerea 및 P. expansum에 대해 acetic acid의 농도가 높을수록 균사생장 억제효과가 증가하였으며 $4.8mg{\cdot}L^{-1}$를 함유한 배지(PDA)에서는 처리한 후 20일이 경과하여도 균총이 전혀 형성되지 않았다. 저온저장고를 가동하기 전에 기존의 $SO_2(5g{\cdot}m^{-3})$ 가스와 acetic acid($4.8g{\cdot}m^{-3}$)를 처리한 저장고에서 출현하는 균의 발생을 감소시켰다. 그러나 실제 적용시 인체에 대한 자극성이 있다는 점에 대한 보완책이 필요할 것으로 생각되었다.
Botrytis cinerea, a major phytopathogenic fungus, has been reported to infect more than 200 crop species worldwide, and it causes massive losses in yield. The aim of this study was to evaluate the inhibitory abilities and effects of Bacillus amyloliquefaciens RS-25, Bacillus licheniformis MG-4, Bacillus subtilis Z-14, and Bacillus subtilis Pnf-4 and their culture filtrates and extracts against the gray mold caused by B. cinerea on postharvest tomato, strawberry, and grapefruit. The results revealed that the cells of Z-14, culture filtrate of RS-25, and cells of Z-14 showed the strongest biocontrol activity against the gray mold on the strawberry, grape, and tomato fruit, respectively. All the strains produced volatile organic compounds (VOCs), and the VOCs of Pnf-4 displayed the highest inhibition values. Based on headspace solid-phase microextraction in combination with gas chromatography-mass spectrometry, esters accounted for the largest percentage of the VOCs produced by RS-25, MG-4, Z-14, and Pnf-4 (36.80%, 29.58%, 30.78%, and 36.26%, respectively). All the strains showed potent cellulase and protease activities, but no chitinase activity. RS-25, Z-14, and MG-4, but not Pnf-4, grew on chrome azurol S agar, and an orange halo was formed around the colonies. All the strains showed biofilm formation, fruit colonization, and lipopeptide production, which may be the main modes of action of the antagonists against B. cinerea on the fruit. This study provides the basis for developing natural biocontrol agents against the gray mold caused by B. cinerea on postharvest fruit.
Shuhan Zhang;Junyou Han;Ning Liu;Jingyuan Sun;Huchen Chen;Jinglin Xia;Huiyan Ju;Shouan Liu
Journal of Ginseng Research
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제47권6호
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pp.773-783
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2023
Background: Gray mold, caused by Botrytis cinerea, is one of the major fungal diseases in agriculture. Biological methods are preferred over chemical fungicides to control gray mold since they are less toxic to the environment and could induce the resistance to pathogens in plants. In this work, we try to understand if ginseng defense to B. cinerea could be induced by fungal hypovirulent strain △BcSpd1. BcSpd1 encodes Zn(II)2Cys6 transcription factor which regulates fungal pathogenicity and we recently reported △BcSpd1 mutants reduced fungal virulence. Methods: We performed transcriptomic analysis of the host to investigate the induced defense response of ginseng treated by B. cinerea △BcSpd1. The metabolites in ginseng flavonoids pathway were determined by UPLC-ESI-MS/MS and the antifungal activates were then performed. Results: We found that △BcSpd1 enhanced the ginseng defense response when applied to healthy ginseng leaves and further changed the metabolism of flavonoids. Compared with untreated plants, the application of △BcSpd1 on ginseng leaves significantly increased the accumulation of p-coumaric acid and myricetin, which could inhibit the fungal growth. Conclusion: B. cinerea △BcSpd1 could effectively induce the medicinal plant defense and is referred to as the biological control agent in ginseng disease management.
Botrytis cinerea 균주의 병원성에 있어서 phytotoxin의 역할을 규명하는 연구를 하던 중에 B. cinerea 2-16균주가 생산하는 새로운 phytotoxin을 분리 동정하였다. 두 개의 물질은 3-O-acetyl botcinol과 3-O-acetyl botcinolide로 동정되었다. 본 연구는 두 개의 물질과 B. cinerea의 병원성과의 상관관계를 규명하고자 실시하였다. 25개의 B. cinerea 균주 중에서 병원성이 약한 3개의 B. cinerea 균주는 액체배지에서 두 phytotoxin을 생산하지 않았다. 병원성이 강하거나 중간정도인 균주들은 두 phytotoxin을 생산하는 균과 생산하지 않는 균으로 나뉘었다. 한편, 25개의 균주 중에서 10균주의 액체배양액 에틸아세테이트 추출물이 9개의 식물체를 이용한 whole plant assay에서 phytotoxicity를 나타냈으며, 이들 10개 추출물 모두에서 두 phytotoxin이 검출되었다. In planta 실험에서는 병원성이 강한 균주에 감염된 식물조직에서 모두 두 phytotoxin이 검출되었다. 하지만 두 phtotoxin의 생산량과 병원성과는 상관관계를 보이지 않았다. 두 phytotoxin은 B. cinerea 2-16 균주에 감염된 토마토 조직에서 3일째부터 검출되기 시작해 4일째는 가장 크게 증가하였으며 그 후 감소하였다. 이상의 실험 결과 3-O-acetyl botcinol과 3-O-acetyl botcinolide는 B. ciuereo의 발병과정에 있어서 중요한 역할을 할 것으로 추정되지만 병을 일으키는데 일차적인 요인은 아닐 것으로 사료된다.
섬유소 분해 점액세균인 Sorangium cellulosum 균주들 중 Botrytis cinerea에 길항력을 갖는다고 보고한 4균주(Antagonistic to Botrytis, AB 계열)와 Colletotrichum acutatum에 길항력을 갖는다고 보고한 2균주(Antagonistic to Colletotrichum, AC 계열)를 5가지(A-E)의 S. cellulosum 아종(subspecies)으로 분류하였다. 분류 기준 유전자인 xynB1, bglA2, groEL1 세 유전자의 유전자 유무 및 염기서열 분석을 통해 AB 계열은 아종 C, AC 계열은 아종 D로 분류하였다. 또한, 배양추출물을 고효율 액체크로마토그래피(HPLC)로 분석한 아종 분류 결과 AB 계열 4균주는 머무름시간 20-22.5분에 유사한 특징 피크가 나타난 반면, AC 계열인 2균주는 특징 피크가 없으므로 AB 계열은 아종 C, AC 계열은 아종 D임을 재확인하였다. AB 계열 4균주들의 배양여액을 사용하여 방울토마토에 전처리 후 B. cinerea를 접종한 생물검정으로 방제가와 크로마토그램 특징 피크의 상대 면적값과의 상관분석 결과, 피크 면적이 큰 균주일수록 방제가도 높은 양의 상관관계($R^2=0.9652$)를 확인하였다. 아종 분류 결과 AB 계열은 아종 C의 대표 생리활성 물질의 파생물인 epothilone D로 추정되어, 이를 표준시료로 HPLC 분석한 결과 epothilone D의 머무름시간은 9.9분이었던 반면, KYC 3270 특성 피크의 머무름시간은 11.581분으로 달랐다. 따라서 우리는 AB 계열이 분비하는 생리활성 물질은 epothilone의 파생물인 7-ketone epothilone D로 추정하였다.
2014년부터 2016년까지 전라북도농업기술원(익산) 시험연구포장에 식재한 오크라에서 잿빛곰팡이병이 5%정도 발생하였다. 초기 감염은 열매의 기저부에서 갈색 또는 회색의 점무늬로부터 시작하여 꼬투리와 줄기 쪽으로 확대되었고, 수침상으로 분생포자와 함께 많은 균사가 형성되다. 감자한천배지에서 균사 생육은 직경이 65-80 mm/7일이었으며, 중앙부와 가장자리에서 진한 쥐색으로 양모상이었다. 2주간 배양된 병원균은 배지 위에 작고 검은색의 균핵을 형성하였으며, 크기는 $1.0-3.5{\times}0.5-3.0mm$이었다. 병원균의 분생포자는 무색 또는 회색의 단세포이며, 구형 또는 타원형으로 크기는 $6.2-15.4{\times}5.0-10.4{\mu}m$이었다. 또한 수지상으로 분지한 분생포자경위에 포도 송이와 같이 분생포자가 집단적으로 형성되었다. 분생포자경은 갈색 또는 투명한 색의 수지상으로 크기는 $85-450{\times}10.0-40.0{\mu}m$이었다. 균학적 특징, 병원성 검정, ITS rDNA 염기서열 비교분석 등의 결과를 바탕으로 이 병은 우리나라에서 지금까지 보고되지 않은 Botrytis cinerea Pers.에 의한 오크라 잿빛곰팡이병으로 명명하고자 한다.
Botrytis cinerea에 의한 포도 잿빛곰팡이병은 특히 하우스 재배시 큰 피해를 주는 병원 진균이다. Pseudomonas속 세균들은 토양 미생물중 가장 잘 연구되어 있고, 토양 내에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 근권토양에서 분리한 형광성 Pseudomonas속 세균 83균주 중 P84균주는 실내 항균력 실험결과 다양한 식물병원진균(Phytophthora capsici, Sclerotium spp., Botryosphaeria dothidea, Fusarium spp.)에 대해 항균효과를 나타내었다. 생리적 실험과 유전적 실험결과 P84균주는 P. putida로 동정되었다. 이 세균의 항균력은 항생물질(2,4-diacetylphloroglucinol)의 생산과 관련되어 있는 것으로 사료되며, 이 세균이 포도 잿빛곰팡이병의 생물적 방제에 이용될 수 있는 가능성이 시사되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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