• 제목/요약/키워드: teleomorph.

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Current Studies on Bakanae Disease in Rice: Host Range, Molecular Identification, and Disease Management

  • Yu Na An;Chandrasekaran Murugesan;Hyowon Choi;Ki Deok Kim;Se-Chul Chun
    • Mycobiology
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    • 제51권4호
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    • pp.195-209
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    • 2023
  • The seed borne disease such as bakanae is difficult to control. Crop yield loss caused by bakanae depending on the regions and varieties grown, ranging from 3.0% to 95.4%. Bakanae is an important disease of rice worldwide and the pathogen was identified as Fusarium fujikuroi Nirenberg (teleomorph: Gibberella fujikuroi Sawada). Currently, four Fusaria (F. fujikuroi, F. proliferatum, F. verticillioides and F. andiyazi) belonging to F. fujikuroi species complex are generally known as the pathogens of bakanae. The infection occurs through both seed and soil-borne transmission. When infection occurs during the heading stage, rice seeds become contaminated. Molecular detection of pathogens of bakanae is important because identification based on morphological and biological characters could lead to incorrect species designation and time-consuming. Seed disinfection has been studied for a long time in Korea for the management of the bakanae disease of rice. As seed disinfectants have been studied to control bakanae, resistance studies to chemicals have been also conducted. Presently biological control and resistant varieties are not widely used. The detection of this pathogen is critical for seed certification and for preventing field infections. In South Korea, bakanae is designated as a regulated pathogen. To provide highly qualified rice seeds to farms, Korea Seed & Variety Service (KSVS) has been producing and distributing certified rice seeds for producing healthy rice in fields. Therefore, the objective of the study is to summarize the recent progress in molecular identification, fungicide resistance, and the management strategy of bakanae.

종 특이 primer를 이용한 옥수수 오염 Fusarium verticillioides의 PCR 검출 (Detection of Fusarium verticillioides Contaminated in Corn Using a New Species-specific Primer)

  • 강미란;김지혜;이승호;류재기;이데레사;윤성환
    • 식물병연구
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    • 제17권3호
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    • pp.369-375
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    • 2011
  • Fusarium verticillioides(완전세대: Gibberella moniliformis)는 Gibberellea fujikuroi 종 복합체에 속하는 식물병원균으로서 옥수수의 줄기와 이삭에 썩음병을 일으킬 뿐 아니라 인축에 중독증을 일으키는 fumonisin 곰팡이 독소를 생산한다. 본 연구의 목적은 옥수수에 주로 발생하는 fumonisin 생성가능 G. fujikuori 종 복합체 소속 Fusarium 곰팡이 중 F. verticillioides와 그 외 F. proliferatum, F. fujikuori 등을 서로 구별할 수 있는 종 특이적 PCR primer 조합을 개발하는 것이다. RNA polymerase II beta subunit 유전자(RPB2)의 염기서열로부터 제작된 특이 primer 조합(RVERT1와 RVERT2)은 우리나라 옥수수에서 분리한 잠재적인 fumonisin 생성 G. fujikuori 종 복합체 균주 중 오직 F. verticillioides로부터 208 bp 크기의 단일 DNA 절편을 증폭하였다. 한편 F. verticillioides를 포함한 모든 조사균주는 fumonisin 생합성에 필수적인 FUM1 유전자를 포함하고 있었다. 개발된 특이 primer 조합의 검출한계는 분석 곰팡이 DNA 0.125 pg/${\mu}l$ 수준이었다. 한편, 같은 primer 조합으로 Fusarium spp.에 오염된 옥수수 시료의 게놈 DNA로부터 F. verticillioides 특이 DNA 절편이 증폭되었다. 이와 같은 결과를 종합할 때, 본 연구에서 개발된 primer 조합은 여러 곡물 시료에 오염되어 있는 F. verticillioides 균주의 검출과 종 동정에 유용하게 사용될 것이다.

콩 검은뿌리썩음병균(Calonectria ilicicola)의 형태적 특징과 유전자 수준에서의 동정 (Morphological Characteristics and Molecular Identification of Calonectria ilicicola Causing Soybean Red Crown Rot)

  • 박성우;김홍식;우선희;심형권;김흥태
    • 식물병연구
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    • 제12권3호
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    • pp.178-184
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    • 2006
  • 2002년과 2003년 중부 이남의 콩 재배지에서 지상부에 황화 증상을 보이며, 지제부에 붉은 색의 자낭각이 형성된 콩을 채집하여 검은뿌리썩음병균을 분리하였다. 분리한 병원균으로부터 유성세대의 자낭각, 자낭, 자낭포자를, 무성세대의 분생포자와 소낭을 관찰하였다. 자낭각의 크기는 $357.9(312.5{\sim}391.5.7){\times}474.3(419{\sim}535){\mu}m$로 적갈색의 구형 또는 난형이었으며, 자낭(크기: $90.9{\times}15.0{\mu}m$)은 무색투명한 곤봉상의 모양을 나타내고 있었다. 자낭안에 8개의 자낭포자가 형성되었는데, 무색투명하며 1-3개의 격벽을 지닌 약간 굽은 긴 형태로 크기는 $36.87(31.1{\sim}49.4){\times}5.22(4.5{\sim}6.1){\mu}m$이었다. 무성생식세대에서 만드는 분생포자는 긴 원통형이며 색깔은 투명하고, 크기는 $73.24(68.1{\sim}77.6){\times}5.76(4.9{\sim}6.8){\mu}m$로 자낭포자보다 컸다. 소낭의 모양은 둥근 모양이며 크기는 지름이 $8.46(6.2{\sim}10.0){\mu}m$로 관찰되었으며, 이는 Crous의 결과와 일치하였다. ITS와 $\beta$-tubuline 유전자의 염기서열을 조사하여 phylogenetic analysis를 수행한 결과, 국내에서 분리한 18개의 병원균과 일본에서 분양받은 10개의 병원균 모두 Cylindrocladium parasiticum으로 동정되었다.

영지의 새로운 병원성진균 Xylogone sphaerospora (Xylogone sphaerospora, a New Fungal Pathogen of Cultivated Ganoderma lucidum)

  • 이종규;최경자;조광연;오세종;박정식
    • 한국균학회지
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    • 제24권4호통권79호
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    • pp.246-254
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    • 1996
  • 1980년대 중반이후로 우리나라에서 영지의 재배면적과 생산량은 매년 증가해 오고 있지만 1980년대 말기부터 강화, 철원, 신탄지 등지에서 발생하기 시작한 새로운 병원성 진균의 출현에 의해서 영지재배는 막대한 경제적 손실을 입고 있으며 영지재배의 제한적 요인이 되고 있는 실정이다. 이 연구는 영지재배시에 발생하는 새로운 진균성 병해의 효과적인 방제수단을 찾기 위한 노력의 일환으로 병원성 진균을 분리하고 동정하기 위하여 실시되었다. 병원균에 의해 감염된 영지재배 원목에서 분리한 균주가 인공 접종시 전형적인 병징을 나타낼 수 있는지 병원성 검정을 실시하였고, 병원성 진균에 의해서 생성되는 병징, 균사, 분절포자, 자낭과, 자낭포자 등을 육안, 해부현미경, 광학현미경, 주사전자현미경 등을 사용하여 관찰하였다. 이 병원균에 의하여 형성되는 자낭과는 성숙시 검은색의 두꺼운 막으로 된 구형으로 직경은 $45{\sim}95\;{\mu}m$로 크기가 다양하였다. 자낭은 막이 얇고 형성되는 즉시 없어지기 때문에 매우 관찰하기 어려우며 자낭포자는 구형으로 무색이며 비교적 두꺼운 막으로 싸여 반들반들하게 보이고 크기는 $3.6{\sim}4.3\;{\mu}m$ 정도로 균일하였다. 분생자병은 즉시 막이 두꺼워지고 격막으로 나누어지면서 분절포자가 형성되었고 분절포자는 원통형으로 길이가 $3{\sim}6\;{\mu}m$족이 $3{\sim}4\;{\mu}m$정도였다. 따라서 이상의 형태학적인 특성에 기초하여 이 병원균의 완전세대는 Xylogone sphaerospora Van Arx & Nilsson로, 불완전세대는 Sporendonema purpurascens (Bonordon) Mason & Hughes로 동정되었으며, 이 균은 영지의 병원균으로는 처음 보고되는 것이다.

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Entomopathogenic Fungi의 ITS 영역에 대한 RFLP 분석 (Genetic Relationships of Internal Transcribed Spacer (ITS) Regions on Entomopathogenic Fungi by RFLP)

  • 최인영;유영진;최정식;이왕휴
    • 한국균학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.112-117
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    • 2000
  • 야생에 서식하고 있는 번데기 및 성충에 감염된 기주의 자실체로부터 동충하초속균 3속 14균주를 분리하였고, RFLP에 의한 유전정보를 이용하여 ITS 영역에 대한 유연관계를 분석하였다. 수집된 각 균주의 rDNA ITS I과 II 부위를 primer ITS 1과 ITS 4를 사용하여 PCR에 의해 증폭한 결과 증폭된 산물은 500 bp크기로 잘 보존되어 종간 또는 속간 서로 구분되지 않았다. 따라서 증폭산물을 7종의 제한효소로 절단하여 밴드상을 관찰한 결과 수집된 Paecilomyces tenuipes 4균주와 Beauveria bassiana 2균주, JB3 균주를 제외한 Cordyceps militaris 6균주는 각각 동일 종으로 분류되었다. 한편 C. scarabaeicola 균주는 7종의 제한효소에서 모두 B. bassiana의 밴드와 일치하여 C. scarabaeicola의 불완전세대는 B. bassiana로 간주되었다. 제한 효소 중에 Paecilomyces속과 Cordyceps 속간 구분에 용이한 제한효소는 CfoI, HpaII이었으며, 그중 CfoI는 Paecilomyces, Cordyceps, Beauveria속간 구분에 용이하였다. UPGMA 분석결과 P. tenuipes, C. militaris, C. scarabaeicola와 B. bassiana, JB4 균주 등 4개의 군으로 그룹화되었으며, 그룹간에는 100% 유의수준을 나타냈다. 따라서 rDNA-RFLP 분석에서 속간 유연관계는 적었으나 종간 유연관계는 가까운 결과를 얻었다.

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Genetic Control of Asexual Sporulation in Fusarium graminearum

  • Son, Hokyoung;Kim, Myung-Gu;Chae, Suhn-Kee;Lee, Yin-Won
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2014년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.15-15
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    • 2014
  • Fusarium graminearum (teleomorph Gibberella zeae) is an important plant pathogen that causes head blight of major cereal crops such as wheat, barley, and rice, as well as causing ear and stalk rot on maize worldwide. Plant diseases caused by this fungus lead to severe yield losses and accumulation of harmful mycotoxins in infected cereals [1]. Fungi utilize spore production as a mean to rapidly avoid unfavorable environmental conditions and to amplify their population. Spores are produced sexually and asexually and their production is precisely controlled. Upstream developmental activators consist of fluffy genes have been known to orchestrate early induction of condiogenesis in a model filamentous fungus Aspergillus nidulans. To understand the molecular mechanisms underlying conidiogenesis in F. graminearum, we characterized functions of the F. graminearum fluffy gene homologs [2]. We found that FlbD is conserved regulatory function for conidiogenesis in both A. nidulans and F. graminearum among five fluffy gene homologs. flbD deletion abolished conidia and perithecia production, suggesting that FlbD have global roles in hyphal differentiation processes in F. graminearum. We further identified and functionally characterized the ortholog of AbaA, which is involved in differentiation from vegetative hyphae to conidia and known to be absent in F. graminearum [3]. Deletion of abaA did not affect vegetative growth, sexual development, or virulence, but conidium production was completely abolished and thin hyphae grew from abnormally shaped phialides in abaA deletion mutants. Overexpression of abaA resulted in pleiotropic defects such as impaired sexual and asexual development, retarded conidium germination, and reduced trichothecene production. AbaA localized to the nuclei of phialides and terminal cells of mature conidia. Successful interspecies complementation using A. nidulans AbaA and the conserved AbaA-WetA pathway demonstrated that the molecular mechanisms responsible for AbaA activity are conserved in F. graminearum as they are in A. nidulans. F. graminearum ortholog of Aspergillus nidulans wetA has been shown to be involved in conidiogenesis and conidium maturation [4]. Deletion of F. graminearum wetA did not alter mycelial growth, sexual development, or virulence, but the wetA deletion mutants produced longer conidia with fewer septa, and the conidia were sensitive to acute stresses, such as oxidative stress and heat stress. Furthermore, the survival rate of aged conidia from the F. graminearum wetA deletion mutants was reduced. The wetA deletion resulted in vigorous generation of single-celled conidia through autophagy-dependent microcycle conidiation, indicating that WetA functions to maintain conidia dormancy by suppressing microcycle conidiation in F. graminearum. In A. nidulans, FlbB physically interacts with FlbD and FlbE, and the resulting FlbB/FlbE and FlbB/FlbD complexes induce the expression of flbD and brlA, respectively. BrlA is an activator of the AbaA-WetA pathway. AbaA and WetA are required for phialide formation and conidia maturation, respectively [5]. In F. graminearum, the AbaA-WetA pathway is similar to that of A. nidulans, except a brlA ortholog does not exist. Amongst the fluffy genes, only fgflbD has a conserved role for regulation of the AbaA-WetA pathway.

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Morphological and Genetic Characteristics of Colletotrichum gloeosporioides Isolated from Newly Emerging Static-Symptom Anthracnose in Apple

  • Jeon, Yongho;Cheon, Wonsu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2014년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.34-34
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    • 2014
  • Filamentous fungi of the genus Colletotrichum (teleomorph, Glomerella) are considered major plant pathogens worldwide. Cereals, legumes, vegetables, and fruit trees may be seriously affected by this pathogen (1). Colletotrichum species cause typical disease symptoms known as anthracnoses, characterized by sunken necrotic tissue, where orange conidial masses are produced. Anthracnose appears in both developing and mature plant tissues (2). We investigated disease occurrence in apple orchards from 2013 to 2014 in northern Gyeongbuk province, Korea. Typical anthracnose with advanced symptoms was observed in all apple orchards studied. Of late, static fruit spot symptoms are being observed in apple orchards. A small lesion, which does not expand further and remains static until the harvesting season, is observed at the beginning of fruit growth period. In our study, static symptoms, together with the typical symptoms, were observed on apples. The isolated fungus was tested for pathogenicity on cv. 'Fuji apple' (fully ripe fruits, unripe fruits, and cross-section of fruits) by inoculating the fruits with a conidial suspension ($10^5$ conidia/ml). In apple inoculated with typical anthracnose fungus, the anthracnose symptoms progressed, and dark lesions with salmon-colored masses of conidia were observed on fruit, which were also soft and sunken. However, in apple inoculated with fungi causing static symptoms, the size of the spots did not increase. Interestingly, the shape and size of the conidia and the shape of the appressoria of both types of fungi were found to be similar. The conidia of the two types of fungi were straight and cylindrical, with an obtuse apex. The culture and morphological characteristics of the conidia were similar to those of C. gloeosporioides (5). The conidia of C. gloeosporioides germinate and form appressoria in response to chemical signals such as host surface wax and the fruitripening hormone ethylene (3). In this study, the spores started to germinate 4 h after incubation with an ethephon suspension. Then, the germ tubes began to swell, and subsequently, differentiation into appressoria with dark thick walls was completed by 8 h. In advanced symptoms, fungal spores of virtually all the appressoria formed primary hyphae within 16 h. However, in the static-symptom fungus spores, no primary hyphae formed by 16 h. The two types of isolates exhibited different growth rates on medium containing apple pectin, Na polypectate, or glucose as the sole carbon. Static-symptom fungi had a >10% reduction in growth (apple pectin, 14.9%; Na polypectate, 27.7%; glucose, 10.4%). The fungal isolates were also genetically characterized by sequencing. ITS regions of rDNA, chitin synthase 1 (CHS1), actin (ACT), and ${\beta}$-tubulin (${\beta}t$) were amplified from isolates using primer pairs ITS 1 and ITS 4 (4), CHS-79F and CHS-354R, ACT-512F and ACT-783R, and T1 and ${\beta}t2$ (5), respectively. The resulting sequences showed 100% identity with sequences of C. gloeosporioides at KC493156, and the sequence of the ${\beta}$t gene showed 100% identity with C. gloeosporioides at JX009557.1. Therefore, sequence data from the four loci studied proves that the isolated pathogen is C. gloeosporioides. We also performed random amplified polymorphic DNA-PCR, which showed clearly differentiated subgroups of C. gloeosporioides genotypes. The clustering of these groups was highly related to the symptom types of the individual strains.

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클로탈라리아 시들음병을 일으키는 Fusarium udum의 특성 (Characterization of Fusarium udum Causing Fusarium Wilt of Sunn Hemp in Korea)

  • 최효원;홍성준;홍성기;이영기;김점순
    • 한국균학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.58-68
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    • 2018
  • 클로탈라리아는 국내에서 토양개량을 위한 질소고정, 토양침식 감소, 잡초 및 선충 억제를 위해 풋거름작물로 이용하고 있다. 2014년, 클로탈라리아를 풋거름작물로 재배하는 완주 지역의 포장에서 시들음 증상이 관찰되었다. 감염된 식물체의 잎은 아래잎부터 황화 되면서 시들기 시작하였고, 위쪽 잎도 황화 되었으며, 결국 식물체는 완전히 고사하였다. 감염된 식물체 줄기에서 어두운 색의 자낭각이 다수 관찰되었고, 이 자낭각으로부터 자낭포자를 단포자 분리하여 6개 균주를 분리하였다. 균학적 특성에 의해 분리균은 Fusarium udum(완전세대: Gibberella indica)로 동정되었다. 대형포자의 정단세포는 대부분 갈고리 모양으로 굽어 있고, 소형포자는 단경자에서 false head 상으로 형성되었다. 후벽포자는 균사에서 단일 혹은 무리지어 풍부하게 형성되었다. 이와 같은 동정 결과는 translation elongation factor 1 alpha(TEF), calmodulin (CAL), histone 3 (HIS3) 유전자 염기서열 분석으로 재확인되었다. 그 결과, 분리 균주는 NCBI GanBank에 등록된 F. udum과 TEF 유전자는 94.4~96.2%, CAL 유전자는 99.7%, HIS3 유전자는 99.6~99.8%의 상동성을 보였다. 클로탈라리아와 두 품종의 콩을 대상으로 포자현탁액을 토양에 관주 접종하여 병원성 검정을 수행한 결과, 접종 14~21일 이내에 접종한 클로탈라리아와 태광콩에서 병징이 관찰되었다. 따라서 이 병을 F. udum에 의한 클로탈라리아 시들음병으로 명명하고자 제안하며, 국내에서 처음으로 보고한다.

느타리버섯 유해균 Hypocrea sp.의 형태 및 URP-PCR 분석 (Morphological Characteristics and URP-PCR Analysis of Hypocrea sp., a Weed Mould of Oyster Mushroom Cultivation)

  • 서건식;김병련;박명수;김민경;유승헌
    • 한국균학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.86-94
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    • 2002
  • 느타리버섯 균상에 발생하는 Hypocrea속 균의 분류학적 위치를 확립하기 위하여 유성세대 및 무성세대의 형태적 특징을 조사하였고, 국내 분리 균주의 RAPD, RFLP, URP-PCR 분석 등 분자생물학적 특징을 조사하였다. 1. 충남과 전남 일대의 8개 시, 군의 느타리 재배사에서 19 균주를 분리하였으며 이들 균주간의 형태적, 발생생태학적 변이는 없었고, 기존 보고된 Hypocrea 종들과는 다른 형태적 특징을 나타내었다. 2. Hypocrea 자좌의 크기는 $6.0{\sim}13.0{\times}3.0{\sim}11.0mm$이었고, 위유조직으로 구성되어 있으며 대부분 군생하고 처음엔 백색이지만 성숙되면 노란빛을 띤 갈색을 나타내었다. 자낭각은 구형으로 크기가 평균 $239.9{\times}204.1{\mu}m$이었으며, 자낭에는 16개의 자낭포자(part ascospores)를 형성하였고, 자낭과 장낭포자의 크기는 각각 $103.3{\times}4.9{\mu}m$$6.5{\times}4.7{\mu}m$이었다. 3. 무성세대의 phialide는 보통 Trichoderma virens와 유사한 형태로 모여서 형성되나 때때로 penicillate의 형태도 관찰되었다. T. virens형 phialide의 크기는 $10.8{\times}3.5{\mu}m$이었고 penicilliale형은 $14.7{\times}3.4{\mu}m$이었다. 분생포자는 계란형에서 타원형으로 표면은 매끈하고 크기는 $4.5{\times}2.9{\mu}m$이었다. 4. Hypocrea 균주들의 배양적 특징 조사한 결과, PDA 배지에서 균사생장 최적 온도는 $25^{\circ}C$이었고 자좌는 $15{\sim}25^{\circ}C$ 범위에서 발생하였으며 자좌 발생 최적 온도는 $20^{\circ}C$였다. 5. RAPD 및 RFLP 분석을 실시한 결과 Hypocrea속 균은 공시균주는 모두 단일 유전 개체군으로 느타리 재배사에서 발생하는 Trichoderma속 균 및 기존에 보고된 Hypocrea spp.와는 다른 분류군으로 나타났다.