Paulowina witches'-broom mycoplasma-like organism (PWB-MLO) was transmitted experimentally to periwinkle (Catharanthus roseus L.) plant by tobacco leaf bug (Cyrtopeltis tenuis Reuter). Adults of the leaf bugs were allowed to feed on the witch's-broom infected paulownia (Paulownia tomentoas Steud.) trees for three weeks to insure the acquisition of PWB-MLO and then transferred to healthy seedlings of periwinkle and paulownia plants. In 25∼35 days after transfer of the viruliferous leaf bugs, six out of the ten periwinkle plants showed‘little-leaf’symptoms, while the paulowina seedlings remained symptomless. Presence of MLO in the infected periwinkle tissue was diagnosed by fluorescence microscopy and MLO particles were observed under electron microscope, confirming the transmission of PWB-MLO to periwinkle.
본 연구는 오동나무천구소병 바이러스의 매개충을 구명하기 위하여 착수했으며, 결과는 다음과 같다. 1) 오동나무천구소병의 이병수에 모여드는 흡수성곤충 중에서 가장 발생이 많았던 곤충은 담배장님노린제며 난, 약충, 성충이 8월 중순부터 10월 하순까지 발생하였다. 2) 담배장님노린재가 오동나무천구소병 바이러스의 매개곤충임이 구명되었다. 3) 담배장님노린재에 의하여 오동나무천구소병 바이러스를 접종한 결과 오동나무유식물에서는 접종 후 20일만에 발병을 보았고 접종 40일만에 오통나무천구소병 특유의 병징이 발현되었다. 4) 접종실험을 통해서 확인된 오동나무천구소병 바이러스의 기주식물은 오동나무 이외에 금잔화 및 나팔꽃이며, 일년감$\cdot$당근$\cdot$과꽃$\cdot$ 백일흥$\cdot$코스므스$\cdot$대두$\cdot$질경이 등에서는 충접종 후 2개월까지도 뚜렷한 발병을 확인할 수 없었다. 5) 금잔화와 나팔꽃은 발병까지의 잠복기간이 짧고 병징발현이 뚜렷한 점으로 미뤄 오동나무천구소병 바이러스의 유망한 검정식물로 생각된다.
Heteroduplex mobility assay (HMA) and single-strand conformation polymorphism (SSCP) analyses combined with PCR were developed for genetic differentiation of various phytoplasma isolates. In the HMA and SSCP analyses, differences in the mobility shifts and the SSCP band patterns identified three distinct types of phyto-plasmas: Type Ⅰ, jujube witches'-broom (JWB) and ligustrum witches'-broom (LiWB); Type Ⅱ, mulberry dwarf(MD) and sumac witches'-broom (SuWB); and Type Ⅲ, paulownia witches'-broom (PaWB). Results of the sequence analyses revealed that phytoplasmas of JWB and MD had 100% homology with LiWB and SuWB, respectively. On the other hand, PaWB phyto-plasma had 97.8% homology with MD phytoplasma. The PCR-HMA and SSCP techniques were very useful in determining variations in sequence among several isolates of phytoplasmas. Furthermore, the methods were rapid, economical, highly sensitive, and easy to handle with the gels.
Molecular identification and genetic relationships between a phytoplasma associated with chestnut little leaf (CLL) and phytoplasma isolates of other trees in Korea were amplified by polymerase chain reaction (PCR). These 16S rDNA sequences amplified from the various phytoplasmas were used in DNA heteroduplex mobility assays (HMA). In DNA HMA combined with PCR, the mobility shift was observed for a heteroduoplex formed in combined with CLL and jujube witches broom, but not for those formed in combined with CLL and each of sumac witches broom, paulownia witches broom, and mulberry dwarf. HMA combined with PCR has been shown to be a very useful method for detection and differentiation of phytoplasmas.
우리나라에서 화훼류에 7종류의 파이토플라스마병이 발생하였다. 국화의 Ph-ch1과 Ph-ch2, 나리의 Ph-lily, 페튜니아의 petunia flat stem(PFS-K), 포인세티아의 poinsettia branch inducing(PoiBI-K), 스타티스의 statis witches' broom (SWB-K)과 아잘레아의 azalea witches broom(AWB) 등이다. 16S rRNA 유전자 염기서열을 기본으로 화훼류 파이토플라스마를 분류한 결과 우리나라에는 aster yellow(AY), stolbur와 X-disease 순으로 많이 발생하였다. 파이토플라스마의 특징적인 병징 가운데 하나인 대화증상은 단자엽 식물인 나리와 페튜니아, 포인세티아와 같은 쌍자엽식물에서 모두 발생하였다. 또한 대화증상은 stolbur 그룹의 Ph-lily, AY 그룹의 petunia PFS-K와 X-disease의 포인세티아 PoiBI-K에서 모두 나타났다. 이 결과는 16S rRNA 유전자 염기서열에 기초를 둔 파이토플라스마 분류와 증상과는 일관성있게 일치하지 않는다는 것을 알 수 있다. 우리나라 화훼류에서 발생한 7종의 파이토플라스마를 대추나무빗자루, 오동나무빗자루, 묏대추나무빗자루, 뽕나무 오갈 및 모감주나무파이토플라스마 등 5종의 수목 파이 토플라스마와 16S rRNA 유전자의 염기서열을 비교한 결과 88.5-99.9%의 매우 높은 상동성을 나타내었다. 특히 뽕나무오갈병 파이토플라스마는 PoiBI-K를 제외한 6종의 화훼류 파이토플라스마와 96.3-99.9% 가장 높은 상동성을 나타내었다. 이 결과로 우리나라 화훼류에 발생한 파이토플라스마병은 매개충을 통하여 수목으로부터 전염되었을 것으로 추정되었다.
Dienes 염색법을 국내에 발생하는 마이코플라스마성 식물병의 진단에 적용해 보면서 본 염색법의 보다 효과적인 이용을 위한 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 Dienes 염색법을을 통한 식물 마이코플라스마병의 진단방법은 일일초와 뽕나무에서만 지정적이었고, 대추나무, 오동나무 및 붉나무에서는 부정적이었다. 2. Dienes 염색액의 $0.2\%$와 $0.4\%$ 수용액이 일일초와 뽕나무에 각각 적합했으며, 염색시간은 $5\~10$분 그리고 탈색시간은 $10\~20$분이 좋았다. 3. 정확한 현미경적 관찰이나 선명한 사진을 위해서 절편의 두께는 $50\~100{\mu}$가 적당하였다. 4. 공시식물의 각 부위중에서 줄기 정부 바로 밑의 부위가 좋은 결과를 나타냈으며, 엽병이나 중륵도 거의 동등한 결과를 나타냈다. 5. 이병식물에서 염색반응의 정도는 병세와 비례했으며, 병징발견 초기의 시료는 건전시료와 염색반응에 있어서 쉽게 구별되지 않았다. 6. 시료를 종절할 경우 대부분의 관요소들이 상처를 받지 않을 뿐만 아니라 정확한 관찰이 용역하므로 시료를 횡절할 경우보다 효과적이었다. 7. 염색된 시료를 현미경 관찰할 경우 filter를 사용하지 않고 텅스텐 적색광을 그대로 사용하면 사관요소와 도관요소 간의 색갈 대비를 증가시키며 정확한 해석에 도움을 주었다. 8. 시료를 고정액에 고정시키면 염색반응이 방해되었으며, 시료는 신선한 것일수록 염색반응이 뚜렷하였다.
Phytoplasmas have been associated with more than 46 plant species in Korea. Several vegetables, ornamentals, fruit trees and other crop species are affected by phytoplasma diseases. Six 16Sr groups of phytoplasmas have been identified and these phytoplasmas are associated with 63 phytoplasma diseases. Aster yellows phytoplasmas are the most prevalent group and has been associated with more than 25 diseases in Korea. Jujube witches' broom, paulownia witches' broom and mulberry dwarf diseases cause economic losses to host trees throughout the country. So far, Korean phytoplasmas belong to six species of 'Candidatus Phytoplasma'; 'Ca. P. asteris', 'Ca. P. pruni$^*$', 'Ca. P. ziziphi', 'Ca. P. trifolii', 'Ca. P. solani$^*$' and 'Ca. P. castaneae'. The diseases are distributed throughout the country and most of them were observed in Gyeongbuk and Chonbuk provinces. At least four insect vectors; Cyrtopeltis tenuis, Hishimonus sellatus, Macrosteles striifrons and Ophiola flavopicta have been identified for phytoplasma transmission.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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