• 제목/요약/키워드: fire-blight

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초분광 이미지를 이용한 배나무 화상병에 대한 최적 분광 밴드 선정 (Spectral Band Selection for Detecting Fire Blight Disease in Pear Trees by Narrowband Hyperspectral Imagery)

  • 강예성;박준우;장시형;송혜영;강경석;유찬석;김성헌;전새롬;강태환;김국환
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.15-33
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    • 2021
  • 화상병이란 erwinia amylovora라는 강한 전염성을 보유하고 있어 감염 시 1년 내에 과수를 고사시키며 그 중심으로 반경 500m이내에 과수 재배를 불가능하게 만드는 세균성 바이러스이다. 이 화상병은 과수의 잎과 가지를 진한 갈색 또는 검은색으로 변색시키기 때문에 분광학적으로 검출이 가능하다고 판단되며 이는 다중분광센서를 탑재한 무인기를 이용하는 것이 효율적이다. 그러나 다중분광센서는 적은 중심 파장과 함께 넓은 반치전폭(FWHM)을 가지고 있어 화상병에 가장 민감하게 반응하는 파장 대역을 파악하기 어렵다. 그렇기 때문에, 본 논문에서는 화상병에 감염된 잎과 가지와 비감염된 잎과 가지의 초분광 이미지를 5 nm FWHM으로 취득한 후 각각 10 nm, 25 nm, 50 nm와 80 nm FWHM로 평준화한 후 샘플을 7:3, 5:5와 3:7의 비율로 훈련데이터와 검증데이터로 나누어 의사결정트리 기법으로 최적의 파장을 선정하고 overall accuracy (OA)와 kappa coefficient (KC)를 이용한 분류 정확도 평가를 통해 배나무 화상병 검출가능성을 확인하였다. 화상병에 감염 및 비감염된 잎과 가지의 초분광 반사율을 비교한 결과, green, red edge 및 NIR 영역에서 차이가 두드러지게 나타났으며 첫 번째 분류 노드로 선택된 파장 영역은 대체로 750 nm와 800 nm였다. 잎과 가지 영역의 영상데이터를 의사결정트리 기법을 이용하여 분류정확도를 종합적으로 비교한 결과, 50nm FWHM 인 4개 대역(450, 650, 750, 950nm)은 10nm FWHM인 8개 대역(440, 580, 660, 680, 680, 710, 730, 740nm)의 분류 정확도 차이가 OA에서 1.8%와 KC에서 4.1%로 나타나 더 낮은 비용의 밴드패스필터인 50nm FWHM을 이용하는 것이 더 유리하다고 판단된다. 또한 기존의 50nm FWHM 파장대역들에 25nm FWHM파장대역들(550, 800nm)을 추가하는 것을 통해 화상병 검출뿐만 아니라 농업에서 다양한 역할을 수행할 수 있는 다중분광센서를 개발할 수 있다고 판단된다.

Analysis of the Stumpage Valuation for Pinus koraiensis Stands in the Research Forest of Kangwon National University

  • Woo, Hee-Sung;Choi, Sang-Hyun;Ahn, Seung-Il;Woo, Jong-Choon
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제28권1호
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    • pp.24-29
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    • 2012
  • This paper assesses the stmpage value of Korean white pine (Pinus koraiensis) stands in the Research Forest of Kangwon National University. Assessment was done by means of the cost value method (Faustmann formula) for age class I, Glaser method for age class II-V, and inversion market method for age class over VI. Generally the value of stumpage is calculated by the inversion market method in the market. However, immature trees and middle age class trees are not assessed in market, and the Korean forest is not old enough to harvest. So, when forests are damaged by attacks from forest fire, blight and harmful insects, the forest cannot be compensated for the loss from the government or insurance company. For this reason, the value of all-age class trees are calculated by using appropriate methods. As a result, the value of age I class stands (0.3 ha) is calculated as 1,786,305 (won), age II-Vclass stands (22.1 ha) 206,677,975 (won) and age VI class and over stands (24.8 ha) 523,789,603 (won).

Comparing Protein Expression in Erwinia amylovora Strain TS3128 Cultured under Three Sets of Environmental Conditions

  • Lee, Jongchan;Choi, Junhyeok;Lee, Jeongwook;Cho, Yongmin;Kang, In-Jeong;Han, Sang-Wook
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제38권4호
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    • pp.410-416
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    • 2022
  • Erwinia amylovora, the causal agent of fire-blight disease in apple and pear trees, was first isolated in South Korea in 2015. Although numerous studies, including omics analyses, have been conducted on other strains of E. amylovora, studies on South Korean isolates remain limited. In this study, we conducted a comparative proteomic analysis of the strain TS3128, cultured in three media representing different growth conditions. Proteins related to virulence, type III secretion system, and amylovoran production, were more abundant under minimal conditions than in rich conditions. Additionally, various proteins associated with energy production, carbohydrate metabolism, cell wall/membrane/envelope biogenesis, and ion uptake were identified under minimal conditions. The strain TS3128 expresses these proteins to survive in harsh environments. These findings contribute to understanding the cellular mechanisms driving its adaptations to different environmental conditions and provide proteome profiles as reference for future studies on the virulence and adaptation mechanisms of South Korean strains.

Dynamics of Bacterial Communities by Apple Tissue: Implications for Apple Health

  • Hwa-Jung Lee;Su-Hyeon Kim;Da-Ran Kim;Gyeongjun Cho;Youn-Sig Kwak
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제33권9호
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    • pp.1141-1148
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    • 2023
  • Herein, we explored the potential of the apple's core microbiota for biological control of Erwinia amylovora, which causes fire blight disease, and analyzed the structure of the apple's bacterial community across different tissues and seasons. Network analysis results showed distinct differences in bacterial community composition between the endosphere and rhizosphere of healthy apples, and eight taxa were identified as negatively correlated with E. amylovora, indicating their potential key role in a new control strategy against the pathogen. This study highlights the critical role of the apple's bacterial community in disease control and provides a new direction for future research in apple production. In addition, the findings suggest that using the composition of the apple's core taxa as a biological control strategy could be an effective alternative to traditional chemical control methods, which have been proven futile and environmentally harmful.

Analysis of Endophytic Bacterial Communities and Investigation of Core Taxa in Apple Trees

  • Yejin Lee;Gyeongjun Cho;Da-Ran Kim;Youn-Sig Kwak
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제39권4호
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    • pp.397-408
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    • 2023
  • Fire blight disease, caused by Erwinia amylovora, is a devastating affliction in apple cultivation worldwide. Chemical pesticides have exhibited limited effectiveness in controlling the disease, and biological control options for treating fruit trees are limited. Therefore, a relatively large-scale survey is necessary to develop microbial agents for apple trees. Here we collected healthy apple trees from across the country to identify common and core bacterial taxa. We analyzed the endophytic bacterial communities in leaves and twigs and discovered that the twig bacterial communities were more conserved than those in the leaves, regardless of the origin of the sample. This finding indicates that specific endophytic taxa are consistently present in healthy apple trees and may be involved in vital functions such as disease prevention and growth. Furthermore, we compared the community metabolite pathway expression rates of these endophyte communities with those of E. amylovora infected apple trees and discovered that the endophyte communities in healthy apple trees not only had similar community structures but also similar metabolite pathway expression rates. Additionally, Pseudomonas and Methylobacterium-Methylorobrum were the dominant taxa in all healthy apple trees. Our findings provide valuable insights into the potential roles of endophytes in healthy apple trees and inform the development of strategies for enhancing apple growth and resilience. Moreover, the similarity in cluster structure and pathway analysis between healthy orchards was mutually reinforcing, demonstrating the power of microbiome analysis as a tool for identifying factors that contribute to plant health.

대두의 세균성병에 관한 연구 (Studies on Bacterial Diseases of Soybean)

  • 조용섭;유연현
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.47-53
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    • 1977
  • 1. 소규모접종시험을 위해서는 wire brush 접종 또는 다침접종법이 가장 효과적이었으며 포장에서의 대규모시험을 위해서는 전착제를 첨가한 세균현탁액의 살포가 좋았다. 2. 조사지역내에서의 발견된 병은 세균성 점무늬병과 세균성 불마름병 뿐이었고 담배 불마름병균에 의한 피해는 발견할 수 없었다. 3. 병원균은 이병조직속에서 겨울철인 경우 실내에서 6개월까지 생존할 수 있었고 냉장고 속에서는 10개월이상 존재했으며 토양속에서는 불마름병균이 4일, 점무늬병균이 30일간 생존하였다. 4. 종자표면에 부착된 세균은 전염원으로서 중요하지 않았으나 실험실내의 배양기 상에서는 종자의 발아를 억제했다.

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토양살균에 의한 멜론 연작재배지 뿌리썩음병 방제 (Control of Soilborne Fungal Diseases on Muskmelon by Soil Disinfestation in Consecutively Cultivated Fields)

  • 이중섭;최장전;최진호;허윤찬
    • 식물병연구
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    • 제15권1호
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    • pp.30-35
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    • 2009
  • 청양지역을 비롯한 멜론 연작재배지에서 매년 피해를 나타내고 있는 시들음 증상 발생주의 뿌리로부터 뿌리씩 음병 원균 Monosporascus cannonballus(28.4%), Fusarium spp.(27.4%), Didymella bryoniae(24.2%), Phytophthora spp.(20.0%) 등을 각각 분리하였다. 멜론 연작재배 토양내 뿌리썩음병 방제를 위해 고온수 관주 및 훈증제 3종 살균처리하고 방제효율을 검정하였다. 고온수($92{\sim}98^{\circ}C$) 토양관주 살균처리는 $'05{\sim}'06$년 정식전 4시간(관주량: $52{\sim}55$ tons/10a) 관주하였다. 그 결과 발병율이 0.01$\sim$0.08%로 무처리의 발병량(6.6$\sim$81.4%)보다 높은 방제효과를 나타내었다(p<0.05). 이는 토양훈증 살균제 3종의 방제효과(54.8$\sim$79.7%) 보다 20.2$\sim$45.1% 높았다. 또한, 고온수 관주처리 토양에서의 역병(Fire blight), 시들음병 (Fusarium wilt)의 발병율도 극히 낮았다 한편, 2005-2006년 고온수 관주처리구의 수량은 39톤/ha으로 무처리구(13.6톤/ha)에 비해 매우 높아 고도의 유의성을 나타내었다(P<0.05). 그러나, Dazomet, methyl bromide등 훈증제 처리는 약제 처리간 유의성은 없었으나 수량은 무처리 보다 39$\sim$47% 높았다. 결과적으로 고온수($92{\sim}98^{\circ}C$)를 이용한 연작재배지 토양 살균은 토양병해에 높은 방제효과를 나타내어 약제에 의한 훈증살균보다 효과적이라 판단되었다.