Verticillium dahliae와 Heterodera trifolii의 복합 감염이 배추 반쪽시들음병 발생에 미치는 영향 The effect of disease complex of Heterodera trifolii and Verticillium dahliae on the occurance of Verticillium wilt on Chinese cabbage원문보기
강원도 고랭지 지역은 국내 여름 배추의 87%가 생산되는 주요 재배지이다. 2011년, 강원도 고랭지 배추밭에서 사탕무씨스트선충(Heterodera schachtii)이 최초로 발생 보고된 이후 클로버씨스트선충(Heterodera trifolii)이 추가로 발생하는 등 현재까지 씨스트선충류에 의한 피해는 지속적으로 증가하였으며, 2020년 배추에서 Verticillium dahliae에 의한 피해가 보고되었다. 이 두 병원체는 동일한 시군에서 발생이 보고되어 두 병원체간 복합감염 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 두 병원체간 복합감염에 의한 배추에서의 발병도 증가 여부를 조사하였으며, NDVI를 이용해 처리구별 초기, 후기 영상정보를 수집하고 이를 통해 처리구별 차이를 조기에 탐지하고자 하였다. 강원도 태백 지역에서 채집한 병든 배추 및 선충 피해 의심 포장에서 채집한 토양에서 분리한 병원균 및 선충 동정 결과 각각 V. dahliae와 H. trifolii로 확인되었으며, 두 병원체의 복합감염 실험조건을 설정하기 위해 각 병원체별 생물적 특성을 조사하였다. V. dahliae는 PDA에서 배양 시 25℃에서 ...
강원도 고랭지 지역은 국내 여름 배추의 87%가 생산되는 주요 재배지이다. 2011년, 강원도 고랭지 배추밭에서 사탕무씨스트선충(Heterodera schachtii)이 최초로 발생 보고된 이후 클로버씨스트선충(Heterodera trifolii)이 추가로 발생하는 등 현재까지 씨스트선충류에 의한 피해는 지속적으로 증가하였으며, 2020년 배추에서 Verticillium dahliae에 의한 피해가 보고되었다. 이 두 병원체는 동일한 시군에서 발생이 보고되어 두 병원체간 복합감염 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 두 병원체간 복합감염에 의한 배추에서의 발병도 증가 여부를 조사하였으며, NDVI를 이용해 처리구별 초기, 후기 영상정보를 수집하고 이를 통해 처리구별 차이를 조기에 탐지하고자 하였다. 강원도 태백 지역에서 채집한 병든 배추 및 선충 피해 의심 포장에서 채집한 토양에서 분리한 병원균 및 선충 동정 결과 각각 V. dahliae와 H. trifolii로 확인되었으며, 두 병원체의 복합감염 실험조건을 설정하기 위해 각 병원체별 생물적 특성을 조사하였다. V. dahliae는 PDA에서 배양 시 25℃에서 균사 생육이 가장 좋았으며 30℃에서는 균사생육이 억제되었다. 병원균 포자 밀도(103∼105 spores/㎖)와 접종 방법(관주, 침지)별로 배추에 대한 병원성을 검정한 결과, 포자의 밀도가 높을수록 발병주율 및 병반길이율(뿌리 길이 대비 병반부 길이 비율)이 증가하였으나 접종 방법에 있어서는 병원성에 차이가 나타나지 않았다. H. trifolii는 25℃에서 증식률이 가장 높았으며 토양의 경우 모래와 황토를 8:2로 혼합한 토양에서의 증식률이 상토에서의 증식룔보다 높게 나타났다. 해당 조건을 반영하여 V. dahliae와 H. trifolii의 복합감염 실험은 25℃의 온도, 토양은 모래와 황토를 8:2로 혼합한 토양에서 수행하였다. 복합감염에 의한 발병도 상승효과는 무처리, 병원균 단독 접종구, 선충 단독 접종구, 병원균과 선충 동시 접종구 등 4개 처리구에서 접종 10주차에 배추의 생체중, 뿌리 발병도, 황화 및 갈변(고사)된 잎의 비율 등 3개 항목을 통해 조사하였다. 생체중은 복합 감염 판단을 위한 지표로 적합하지 않았으며, 발병주율 및 병반길이율, 황화 및 갈변된 잎의 비율은 병원균과 선충을 동시에 접종한 처리구에서 가장 높게 나타났다. 또한 NDVI를 이용해 복합감영에 의한 발병도 상승 여부의 조기 탐지 가능성을 검토하고자 하였다. 병원체 접종 3주차, 8주차에 NDVI 영상정보를 수집하고 Image J 프로그램을 이용해 4개 처리구에서의 색 지표값 변화양상을 조사하였다. 색 지표값 130∼150 영역대에서는 접종 8주차에 처리구별 차이가 명확했으며 특히 병원균과 선충을 동시에 접종한 처리구에서 큰 폭으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. 130∼150 영역대에서의 색 지표값 분포 양상을 10주차에 진행한 지상 병징 조사 결과와 동일한 경향을 나타냈다. 실험 결과, V. dahliae와 H. trifolii의 복합 감염에 의한 발병도 증가를 확인하였으며 이 결과는 향후 고랭지 배추 재배지역에서의 반쪽시들음병 종합관리에 활용될 수 있을 것이라 생각된다. 또한 NDVI를 이용하여 두 병원체의 복합감염 여부를 조기에 탐지할 수 있으며 드론 등 UAV와 연계 시 넓은 면적에서의 발생예찰을 효율적으로 진행할 수 있을 것으로 기대한다.
강원도 고랭지 지역은 국내 여름 배추의 87%가 생산되는 주요 재배지이다. 2011년, 강원도 고랭지 배추밭에서 사탕무씨스트선충(Heterodera schachtii)이 최초로 발생 보고된 이후 클로버씨스트선충(Heterodera trifolii)이 추가로 발생하는 등 현재까지 씨스트선충류에 의한 피해는 지속적으로 증가하였으며, 2020년 배추에서 Verticillium dahliae에 의한 피해가 보고되었다. 이 두 병원체는 동일한 시군에서 발생이 보고되어 두 병원체간 복합감염 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 두 병원체간 복합감염에 의한 배추에서의 발병도 증가 여부를 조사하였으며, NDVI를 이용해 처리구별 초기, 후기 영상정보를 수집하고 이를 통해 처리구별 차이를 조기에 탐지하고자 하였다. 강원도 태백 지역에서 채집한 병든 배추 및 선충 피해 의심 포장에서 채집한 토양에서 분리한 병원균 및 선충 동정 결과 각각 V. dahliae와 H. trifolii로 확인되었으며, 두 병원체의 복합감염 실험조건을 설정하기 위해 각 병원체별 생물적 특성을 조사하였다. V. dahliae는 PDA에서 배양 시 25℃에서 균사 생육이 가장 좋았으며 30℃에서는 균사생육이 억제되었다. 병원균 포자 밀도(103∼105 spores/㎖)와 접종 방법(관주, 침지)별로 배추에 대한 병원성을 검정한 결과, 포자의 밀도가 높을수록 발병주율 및 병반길이율(뿌리 길이 대비 병반부 길이 비율)이 증가하였으나 접종 방법에 있어서는 병원성에 차이가 나타나지 않았다. H. trifolii는 25℃에서 증식률이 가장 높았으며 토양의 경우 모래와 황토를 8:2로 혼합한 토양에서의 증식률이 상토에서의 증식룔보다 높게 나타났다. 해당 조건을 반영하여 V. dahliae와 H. trifolii의 복합감염 실험은 25℃의 온도, 토양은 모래와 황토를 8:2로 혼합한 토양에서 수행하였다. 복합감염에 의한 발병도 상승효과는 무처리, 병원균 단독 접종구, 선충 단독 접종구, 병원균과 선충 동시 접종구 등 4개 처리구에서 접종 10주차에 배추의 생체중, 뿌리 발병도, 황화 및 갈변(고사)된 잎의 비율 등 3개 항목을 통해 조사하였다. 생체중은 복합 감염 판단을 위한 지표로 적합하지 않았으며, 발병주율 및 병반길이율, 황화 및 갈변된 잎의 비율은 병원균과 선충을 동시에 접종한 처리구에서 가장 높게 나타났다. 또한 NDVI를 이용해 복합감영에 의한 발병도 상승 여부의 조기 탐지 가능성을 검토하고자 하였다. 병원체 접종 3주차, 8주차에 NDVI 영상정보를 수집하고 Image J 프로그램을 이용해 4개 처리구에서의 색 지표값 변화양상을 조사하였다. 색 지표값 130∼150 영역대에서는 접종 8주차에 처리구별 차이가 명확했으며 특히 병원균과 선충을 동시에 접종한 처리구에서 큰 폭으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. 130∼150 영역대에서의 색 지표값 분포 양상을 10주차에 진행한 지상 병징 조사 결과와 동일한 경향을 나타냈다. 실험 결과, V. dahliae와 H. trifolii의 복합 감염에 의한 발병도 증가를 확인하였으며 이 결과는 향후 고랭지 배추 재배지역에서의 반쪽시들음병 종합관리에 활용될 수 있을 것이라 생각된다. 또한 NDVI를 이용하여 두 병원체의 복합감염 여부를 조기에 탐지할 수 있으며 드론 등 UAV와 연계 시 넓은 면적에서의 발생예찰을 효율적으로 진행할 수 있을 것으로 기대한다.
Gangwon-do's high-altitude region is a major plantation area where 87% of domestic summer chinese cabbage is produced. In 2011, after the first occurrence of the sugar beet cyst nematode (Heterodera schachtii) was reported in a chinese cabbage field in the highlands of Gangwon-do, the clover cyst ne...
Gangwon-do's high-altitude region is a major plantation area where 87% of domestic summer chinese cabbage is produced. In 2011, after the first occurrence of the sugar beet cyst nematode (Heterodera schachtii) was reported in a chinese cabbage field in the highlands of Gangwon-do, the clover cyst nematode (Heterodera trifolii) was additionally generated. Damage caused by Verticillium dahliae was reported on Chinese cabbage in 2020, too. The occurrence of these two pathogens is reported in the same region, so the possibility of disease complex between the two pathogens is estimated to be very high. In this study, it was investigated whether or not the increase of disease severity in Chinese cabbage due to complex infection of two pathogens. And early and late image information for each treatment group was collected using NDVI, and the difference among treatment groups according to the investigation period was investigated for checking the possibility of early detection of disease complex symptom. As a result of identification of fungal pathogens isolated from diseased chinese cabbage and nematodes from the soil collected in Taebaek, Gangwon-do, they were identified as V. dahliae and H. trifolii, respectively. Later, to establish experimental conditions for complex infection of two pathogens, the biological characteristics of each pathogen were investigated. V. dahliae showed the best mycelial growth at 25℃ when cultured in PDA, and mycelial growth was inhibited at 30℃. As a result of examining the pathogenicity of V. dahliae by spore density (103∼105 spores/㎖) and inoculation method (irrigation, immersion), the higher the spore density, the higher the incidence rate and lesion length ratio (ratio of lesion length to root length). increased, but there was no difference in pathogenicity in the inoculation method. H. trifolii showed highest growth rate at 25℃, and in the case of soil, the growth rate in soil mixed with sand and loess of 8:2 was higher than that in bed soil. Reflecting these conditions, the complex infection experiment of V. dahliae and H. trifolii was performed at a temperature of 25℃ and soil mixed with sand and loess in an 8:2 ratio. The synergistic effect of disease complex was performed in four treatment groups: untreated(control), pathogen alone inoculation, nematode single inoculation, and pathogen and nematode simultaneous inoculation. After ten weeks of inoculation, three items were investigated, including the fresh weight of Chinese cabbage, disease severity of root disease, and ratio of yellowed and browned (withered) leaves. Fresh weight was not suitable as an index for estimating the effect of disease complex. However, the disease incidence rate and lesion length, yellowing and browning of leaves were highest in the treatment group inoculated with pathogens and nematodes simultaneously. In addition, we tried to examine the possibility of early detection of an increase in disease incidence due to complex infection using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). NDVI image was collected at the three and eight weeks after pathogen inoculation, and the color index value change pattern was investigated in the four treatment group using Image J program. In the color index value range of 130-150, there was a clear difference between treatment groups at eight weeks after inoculation. Especially, it was confirmed that the treatment group inoculated with pathogens and nematodes at the same time significantly increased. And the distribution pattern of color index values in the range of 130-150 showed the same trend as the results of the leaf symptoms survey conducted 10 weeks after inoculation. As a result of the experiment, it was confirmed that the disease severity was increased due to the disease complex of V. dahliae and H. trifolii, and this result can be used for the comprehensive management of verticillium wilt in high-altitude cabbage cultivation areas. In addition, it is expected that NDVI can be used to early detection of disease complex of two pathogens, and when connected with a UAV such as a drone, this technique will be expected to be utilized in effective investigation of disease occurrence on a large area.
Gangwon-do's high-altitude region is a major plantation area where 87% of domestic summer chinese cabbage is produced. In 2011, after the first occurrence of the sugar beet cyst nematode (Heterodera schachtii) was reported in a chinese cabbage field in the highlands of Gangwon-do, the clover cyst nematode (Heterodera trifolii) was additionally generated. Damage caused by Verticillium dahliae was reported on Chinese cabbage in 2020, too. The occurrence of these two pathogens is reported in the same region, so the possibility of disease complex between the two pathogens is estimated to be very high. In this study, it was investigated whether or not the increase of disease severity in Chinese cabbage due to complex infection of two pathogens. And early and late image information for each treatment group was collected using NDVI, and the difference among treatment groups according to the investigation period was investigated for checking the possibility of early detection of disease complex symptom. As a result of identification of fungal pathogens isolated from diseased chinese cabbage and nematodes from the soil collected in Taebaek, Gangwon-do, they were identified as V. dahliae and H. trifolii, respectively. Later, to establish experimental conditions for complex infection of two pathogens, the biological characteristics of each pathogen were investigated. V. dahliae showed the best mycelial growth at 25℃ when cultured in PDA, and mycelial growth was inhibited at 30℃. As a result of examining the pathogenicity of V. dahliae by spore density (103∼105 spores/㎖) and inoculation method (irrigation, immersion), the higher the spore density, the higher the incidence rate and lesion length ratio (ratio of lesion length to root length). increased, but there was no difference in pathogenicity in the inoculation method. H. trifolii showed highest growth rate at 25℃, and in the case of soil, the growth rate in soil mixed with sand and loess of 8:2 was higher than that in bed soil. Reflecting these conditions, the complex infection experiment of V. dahliae and H. trifolii was performed at a temperature of 25℃ and soil mixed with sand and loess in an 8:2 ratio. The synergistic effect of disease complex was performed in four treatment groups: untreated(control), pathogen alone inoculation, nematode single inoculation, and pathogen and nematode simultaneous inoculation. After ten weeks of inoculation, three items were investigated, including the fresh weight of Chinese cabbage, disease severity of root disease, and ratio of yellowed and browned (withered) leaves. Fresh weight was not suitable as an index for estimating the effect of disease complex. However, the disease incidence rate and lesion length, yellowing and browning of leaves were highest in the treatment group inoculated with pathogens and nematodes simultaneously. In addition, we tried to examine the possibility of early detection of an increase in disease incidence due to complex infection using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). NDVI image was collected at the three and eight weeks after pathogen inoculation, and the color index value change pattern was investigated in the four treatment group using Image J program. In the color index value range of 130-150, there was a clear difference between treatment groups at eight weeks after inoculation. Especially, it was confirmed that the treatment group inoculated with pathogens and nematodes at the same time significantly increased. And the distribution pattern of color index values in the range of 130-150 showed the same trend as the results of the leaf symptoms survey conducted 10 weeks after inoculation. As a result of the experiment, it was confirmed that the disease severity was increased due to the disease complex of V. dahliae and H. trifolii, and this result can be used for the comprehensive management of verticillium wilt in high-altitude cabbage cultivation areas. In addition, it is expected that NDVI can be used to early detection of disease complex of two pathogens, and when connected with a UAV such as a drone, this technique will be expected to be utilized in effective investigation of disease occurrence on a large area.
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