Pseudomonas syringae pv. syringae as a causative bacterium on the shoot blight disease of apples : 한국에서 사과에 병을 일으키는 병원균인 Pseudomonas syringae pv. syringae 의 특성원문보기
한국에서의 사과는 주요 작물 중 하나이다. 특히, 우리 나라 주요 과수별 총 생산량을 비교해보면 사과가 전체의 29%로 1위를 차지하고 있다 (Seo et al., 1999). 사과 생산의 주산지인 경상북도 북부지역에서 2014년과 2015년 이른 봄 사과나무의 가지마름 증상 및 줄기 궤양 증상이 나타났으며, 증상이 나타난 가지 및 잎에서 균을 분리한 결과 Pseudomonas syringae pv. syringae로 동정이 되었다. 한국에서의 가지마름병 보고는 Pseudomonas syringae로 1999년(Seo et al.,1999) 강원도 지역에서 처음 발병이 되었으며, 추후 한국에서의 가지마름병에 대한 조사는 이루어지지 않고 있다. 우리나라 사과 재배 주산지인 경북 북부지역에서의 사과에 발병하는 P. syringae에 대한 명확한 Pathovar의 구분과 특성을 조사를 위하여 생리∙생화학적, BiOLOG,FAMEs, and 16S rRNA를 이용하여 동정을 실시하였으며, 코흐의 가설에 입각하기 위해 균의 병원성 재발현 여부와 재분리시 접종한 균과 동일한 균임을 확인하였다. 또한 Pseudomonas syringae의 대표적인 특성인 독소 테스트와 빙핵활성 측정을 실시하였으며, 균의 약제 감수성 조사를 위하여 9가지 항생제를 이용하여 감수성 조사를실시 하였다. 동정결과 병징에서 분리한 균은 Pseudomonas syringae pv. syringae로 나타났으며, 분리 균의 분무접종 (108 CFU/ml)을 통한 병원성 검정 에서는 병원균 접종후 7-14일 후 포장에서와 동일한 병징이 관찰되었으며 병원균 현탁액(108 CFU/ml)을 토양에 관주하였을시, 병원균 접종후, 2달 뒤 동일한 병징이 관찰되었으며 동일한 균주의 획득이 가능하였다. Bacteria assay를 이용하여 독소검정을 하였을 때 inhibition zone의 유무를 통하여 syringomycin 과 syringopeptin을 분비하고 있음을 판별 가능하였다. 빙핵활성의 경우 1차 증류수, 3차증류수, 1차증류수와 즙액을 섞은 것으로 총 3가지 방법을 이용하여 실험을 진행하였으며, 각각의 처리조건 순서대로 균을 넣지 않은 Control 에서는 -4.7℃, -6.3℃ 그리고 -2.2℃에서 빙핵반응을 나타내었으며 INA-균인 ...
한국에서의 사과는 주요 작물 중 하나이다. 특히, 우리 나라 주요 과수별 총 생산량을 비교해보면 사과가 전체의 29%로 1위를 차지하고 있다 (Seo et al., 1999). 사과 생산의 주산지인 경상북도 북부지역에서 2014년과 2015년 이른 봄 사과나무의 가지마름 증상 및 줄기 궤양 증상이 나타났으며, 증상이 나타난 가지 및 잎에서 균을 분리한 결과 Pseudomonas syringae pv. syringae로 동정이 되었다. 한국에서의 가지마름병 보고는 Pseudomonas syringae로 1999년(Seo et al.,1999) 강원도 지역에서 처음 발병이 되었으며, 추후 한국에서의 가지마름병에 대한 조사는 이루어지지 않고 있다. 우리나라 사과 재배 주산지인 경북 북부지역에서의 사과에 발병하는 P. syringae에 대한 명확한 Pathovar의 구분과 특성을 조사를 위하여 생리∙생화학적, BiOLOG,FAMEs, and 16S rRNA를 이용하여 동정을 실시하였으며, 코흐의 가설에 입각하기 위해 균의 병원성 재발현 여부와 재분리시 접종한 균과 동일한 균임을 확인하였다. 또한 Pseudomonas syringae의 대표적인 특성인 독소 테스트와 빙핵활성 측정을 실시하였으며, 균의 약제 감수성 조사를 위하여 9가지 항생제를 이용하여 감수성 조사를실시 하였다. 동정결과 병징에서 분리한 균은 Pseudomonas syringae pv. syringae로 나타났으며, 분리 균의 분무접종 (108 CFU/ml)을 통한 병원성 검정 에서는 병원균 접종후 7-14일 후 포장에서와 동일한 병징이 관찰되었으며 병원균 현탁액(108 CFU/ml)을 토양에 관주하였을시, 병원균 접종후, 2달 뒤 동일한 병징이 관찰되었으며 동일한 균주의 획득이 가능하였다. Bacteria assay를 이용하여 독소검정을 하였을 때 inhibition zone의 유무를 통하여 syringomycin 과 syringopeptin을 분비하고 있음을 판별 가능하였다. 빙핵활성의 경우 1차 증류수, 3차증류수, 1차증류수와 즙액을 섞은 것으로 총 3가지 방법을 이용하여 실험을 진행하였으며, 각각의 처리조건 순서대로 균을 넣지 않은 Control 에서는 -4.7℃, -6.3℃ 그리고 -2.2℃에서 빙핵반응을 나타내었으며 INA-균인 E. coli TOP의 빙핵활성 측정에서는 -9.6℃, -5.9℃ 그리고 -2.3℃에서 빙핵반응을 나타내었으며 이는 INA-균 이므로 control 보다 현저히 낮은 온도에서의 빙핵활성을 나타낸 것으로 보여진다. 반면 이번 병징에서 분리한 P. s. pv. syringae의 경우 컨트롤보다 높은 -0.7℃, -2.8℃, -0.3℃ 으로 빙핵반응을 나타내었으며 control과 비교하였을 때 평균적으로 -3℃ 가량 높은 온도에서 빙핵반응을 나타내는 INA+균임을 알 수 있었다. 항생제 감수성조사에서는 mRNA유전정보 번역을 방해하는 streptomycin과 oxytetracycline에서 가장 큰 감수성을 나타내었다. 결론적으로 빙핵활성을 가진 P. s. pv. syringae가 사과나무 내부에 존재함으로써 겨울철 사과나무의 동해를 유발하거나, 사과나무 잎에 감염되었을시, 독소를 분비하여 잎에 황화증상이 나타나는 것으로 추측이 된다. 향후 감염시 사과나무에서 병을 일으키는 원인에 대해서는 추가적인 연구가 필요로 하며, 특히 국내 사과재배에 있어 세균에 의한 병방제는 전무한 실정이므로 사과나무에 발병하는 P. s. pv. syringae 방제약제 또한 현재 국내에서는 등록되어 있지 않다. 가지마름병의 대한 방제를 위하여 병에 감수성을 지니는 약제를 이용한 방제 효과, 살포시기를 확립 하여야 할 것이다.
한국에서의 사과는 주요 작물 중 하나이다. 특히, 우리 나라 주요 과수별 총 생산량을 비교해보면 사과가 전체의 29%로 1위를 차지하고 있다 (Seo et al., 1999). 사과 생산의 주산지인 경상북도 북부지역에서 2014년과 2015년 이른 봄 사과나무의 가지마름 증상 및 줄기 궤양 증상이 나타났으며, 증상이 나타난 가지 및 잎에서 균을 분리한 결과 Pseudomonas syringae pv. syringae로 동정이 되었다. 한국에서의 가지마름병 보고는 Pseudomonas syringae로 1999년(Seo et al.,1999) 강원도 지역에서 처음 발병이 되었으며, 추후 한국에서의 가지마름병에 대한 조사는 이루어지지 않고 있다. 우리나라 사과 재배 주산지인 경북 북부지역에서의 사과에 발병하는 P. syringae에 대한 명확한 Pathovar의 구분과 특성을 조사를 위하여 생리∙생화학적, BiOLOG,FAMEs, and 16S rRNA를 이용하여 동정을 실시하였으며, 코흐의 가설에 입각하기 위해 균의 병원성 재발현 여부와 재분리시 접종한 균과 동일한 균임을 확인하였다. 또한 Pseudomonas syringae의 대표적인 특성인 독소 테스트와 빙핵활성 측정을 실시하였으며, 균의 약제 감수성 조사를 위하여 9가지 항생제를 이용하여 감수성 조사를실시 하였다. 동정결과 병징에서 분리한 균은 Pseudomonas syringae pv. syringae로 나타났으며, 분리 균의 분무접종 (108 CFU/ml)을 통한 병원성 검정 에서는 병원균 접종후 7-14일 후 포장에서와 동일한 병징이 관찰되었으며 병원균 현탁액(108 CFU/ml)을 토양에 관주하였을시, 병원균 접종후, 2달 뒤 동일한 병징이 관찰되었으며 동일한 균주의 획득이 가능하였다. Bacteria assay를 이용하여 독소검정을 하였을 때 inhibition zone의 유무를 통하여 syringomycin 과 syringopeptin을 분비하고 있음을 판별 가능하였다. 빙핵활성의 경우 1차 증류수, 3차증류수, 1차증류수와 즙액을 섞은 것으로 총 3가지 방법을 이용하여 실험을 진행하였으며, 각각의 처리조건 순서대로 균을 넣지 않은 Control 에서는 -4.7℃, -6.3℃ 그리고 -2.2℃에서 빙핵반응을 나타내었으며 INA-균인 E. coli TOP의 빙핵활성 측정에서는 -9.6℃, -5.9℃ 그리고 -2.3℃에서 빙핵반응을 나타내었으며 이는 INA-균 이므로 control 보다 현저히 낮은 온도에서의 빙핵활성을 나타낸 것으로 보여진다. 반면 이번 병징에서 분리한 P. s. pv. syringae의 경우 컨트롤보다 높은 -0.7℃, -2.8℃, -0.3℃ 으로 빙핵반응을 나타내었으며 control과 비교하였을 때 평균적으로 -3℃ 가량 높은 온도에서 빙핵반응을 나타내는 INA+균임을 알 수 있었다. 항생제 감수성조사에서는 mRNA 유전정보 번역을 방해하는 streptomycin과 oxytetracycline에서 가장 큰 감수성을 나타내었다. 결론적으로 빙핵활성을 가진 P. s. pv. syringae가 사과나무 내부에 존재함으로써 겨울철 사과나무의 동해를 유발하거나, 사과나무 잎에 감염되었을시, 독소를 분비하여 잎에 황화증상이 나타나는 것으로 추측이 된다. 향후 감염시 사과나무에서 병을 일으키는 원인에 대해서는 추가적인 연구가 필요로 하며, 특히 국내 사과재배에 있어 세균에 의한 병방제는 전무한 실정이므로 사과나무에 발병하는 P. s. pv. syringae 방제약제 또한 현재 국내에서는 등록되어 있지 않다. 가지마름병의 대한 방제를 위하여 병에 감수성을 지니는 약제를 이용한 방제 효과, 살포시기를 확립 하여야 할 것이다.
Apple is one of the major fruit trees in Korea. Particularly, the estimated production of apples ranks higher than the production of other fruits. At the early spring season of the years 2013 and 2014, the symptoms of the shoot blight and trunk canker occurred on the apple trees from Northern Gyeong...
Apple is one of the major fruit trees in Korea. Particularly, the estimated production of apples ranks higher than the production of other fruits. At the early spring season of the years 2013 and 2014, the symptoms of the shoot blight and trunk canker occurred on the apple trees from Northern Gyeongbuk province in Korea. This study aimed to identify the causative pathogen disease. The disease causing pathogen was identified by various physiological and biochemical characterization, BIOLOG, gas chromatography of fatty acid methyl esters (GC-FAMEs), and 16S rRNA. In order to satisfy the Koch’s postulates, bacteria were re-isolated from infected leaf tissues and bacteria were grown onto the King’s B medium. The resulting colonies were confirmed to be the original isolates by 16S rRNA sequencing analysis. The bacterium further has been subjected for toxin test, ice-nucleation induce to virulence of the bacteria and plant injury. Based on these results the pathogenic bacteria has been identified as Pseudomonas syringaepv. syringae (P. s. pv.syringae). Upon pathogenicity test on apple leaves, showed the same symptoms when pathogen was re-isolated from the symptomatic plant tissue. Antibiotics to sensitivity testrevealed that P. s. pv.syringae was more sensitive to oxytetracycline and streptomycin in comparison with other antibiotics. Bioassay for toxin production by P. s. pv.syringae, showed that the P. s. pv.syringae bacterium was positive to syringopeptin and syringomycin toxins against Bacillus megateriumand Geotrichum candidum, respectively. In case of ice-nucleation activity test, the ice nucleating temperature was -4.7℃ for nontreated control (sterile distilled water), while the temperature was -9.6℃ for INA- bacteria Escherichia coli TOP10. On the other hand, P. s. pv.syringae isolated from diseased symptoms has ice nucleation activity temperature was -0.7 ℃, which indicates P. s. pv.syringaewas INA+ bacteria. Antibiotic sensitivity test revealed that P. s. pv.syringae was more sensitive to oxytetracycline in comparison with other antibiotics. High antibiotic susceptibility results have shown misreading mRNA according to streptomycin and oxytetracycline. P. s. pv.syringae might extist in apple tree during ice injury, and it has toxin secretion that makes leaves yellowing and cause blight. Until now, Korea has not developed target antibiotics to P. s. pv.syringae pathogen;therefore it is necessary to develop an effective disease control strategy against P. s. pv.syringae pathogens on apple orchards.
Apple is one of the major fruit trees in Korea. Particularly, the estimated production of apples ranks higher than the production of other fruits. At the early spring season of the years 2013 and 2014, the symptoms of the shoot blight and trunk canker occurred on the apple trees from Northern Gyeongbuk province in Korea. This study aimed to identify the causative pathogen disease. The disease causing pathogen was identified by various physiological and biochemical characterization, BIOLOG, gas chromatography of fatty acid methyl esters (GC-FAMEs), and 16S rRNA. In order to satisfy the Koch’s postulates, bacteria were re-isolated from infected leaf tissues and bacteria were grown onto the King’s B medium. The resulting colonies were confirmed to be the original isolates by 16S rRNA sequencing analysis. The bacterium further has been subjected for toxin test, ice-nucleation induce to virulence of the bacteria and plant injury. Based on these results the pathogenic bacteria has been identified as Pseudomonas syringaepv. syringae (P. s. pv.syringae). Upon pathogenicity test on apple leaves, showed the same symptoms when pathogen was re-isolated from the symptomatic plant tissue. Antibiotics to sensitivity testrevealed that P. s. pv.syringae was more sensitive to oxytetracycline and streptomycin in comparison with other antibiotics. Bioassay for toxin production by P. s. pv.syringae, showed that the P. s. pv.syringae bacterium was positive to syringopeptin and syringomycin toxins against Bacillus megateriumand Geotrichum candidum, respectively. In case of ice-nucleation activity test, the ice nucleating temperature was -4.7℃ for nontreated control (sterile distilled water), while the temperature was -9.6℃ for INA- bacteria Escherichia coli TOP10. On the other hand, P. s. pv.syringae isolated from diseased symptoms has ice nucleation activity temperature was -0.7 ℃, which indicates P. s. pv.syringaewas INA+ bacteria. Antibiotic sensitivity test revealed that P. s. pv.syringae was more sensitive to oxytetracycline in comparison with other antibiotics. High antibiotic susceptibility results have shown misreading mRNA according to streptomycin and oxytetracycline. P. s. pv.syringae might extist in apple tree during ice injury, and it has toxin secretion that makes leaves yellowing and cause blight. Until now, Korea has not developed target antibiotics to P. s. pv.syringae pathogen;therefore it is necessary to develop an effective disease control strategy against P. s. pv.syringae pathogens on apple orchards.
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