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문제 정의
- 본 연구에서는 뿌리혹병의 생물농약으로 잘 알려진 A. radiobacter K84 균주의 장미 뿌리혹병 방제능력을 검정하여 최근 우리 나라의 여러 가지 작물에서 발생하여 심각한 피해를 주고있는 뿌리혹병 방제에 그 사용가능성을 검토하였다.
제안 방법
- 길항균의 처리방법은 병원균 접종 1시간 전에 살포한 처리(길항균 전처리)와 병원균 살포 1시간 후에 살포한(길항균 후처리) 두 가지로 하였다. 각처리 당 30주씩 4반복으로 실험하였다.
- 길항균 K84균주에 의한 혹 형성억제실험은 지상부인 줄기에서의 혹 형성억제와 지하부인 뿌리에서의 혹 형성억제 검정으로 나누어 실시하였다. 줄기에서 혹 형성억제 실험은 장미의 줄기 기부 4~5곳에 면도칼을 사용하여 줄기의 표피로부터 내부로 사각으로 1~2 mm 깊이의 상처를 주었다.
- 대조처리로서는 위와 같은 방법으로 상처를 준 후 길항균 K84 현탁액은 살포하지 않고 병원균만 살포하였다. 길항균의 처리방법은 병원균 접종 1시간 전에 살포한 처리(길항균 전처리)와 병원균 살포 1시간 후에 살포한(길항균 후처리) 두 가지로 하였다. 각처리 당 30주씩 4반복으로 실험하였다.
- 이 장미에 감자한천배지에서 배양하여 만든 K84 또는 Atl56 균주의 세균현탁액을 장미의 지상부가 충분히 젖도록 살포하여 음건하고, 1시간 후에 동일한 농도의 길항균 또는 병원균 현탁액을 살포하였다. 대조처리로서는 위와 같은 방법으로 상처를 준 후 길항균 K84 현탁액은 살포하지 않고 병원균만 살포하였다. 길항균의 처리방법은 병원균 접종 1시간 전에 살포한 처리(길항균 전처리)와 병원균 살포 1시간 후에 살포한(길항균 후처리) 두 가지로 하였다.
- 뿌리에서의 혹 형성억제는 줄기에서의 혹 형성억제실험과 동일한 방법으로 장미의 지제부와 굵은 뿌리의 4~5곳에 면도칼로 상처를 주었고, 작은 뿌리의 일부는 망치로 으깨 상처를 준 후 줄기의 혹 형성억제 실험에 사용한 동일한 농도의 길항균 K84 또는 병원균 Atl56 현탁액에 장미의 뿌리를 약 5분간 담근 후 1시간 동안 그늘에 두었다가 다시 동일한 농도의 길항균 또는 병원균 현탁액에 침지하였다. 이렇게 처리한 장미는 직경 20cm 플라스틱 폿트에 원예용 상토를 이용하여 심고 야외에서 관리하였다 각처리 당 30주씩 3반복으로 실험하였다.
- 줄기에서 혹 형성억제 실험은 장미의 줄기 기부 4~5곳에 면도칼을 사용하여 줄기의 표피로부터 내부로 사각으로 1~2 mm 깊이의 상처를 주었다. 이 장미에 감자한천배지에서 배양하여 만든 K84 또는 Atl56 균주의 세균현탁액을 장미의 지상부가 충분히 젖도록 살포하여 음건하고, 1시간 후에 동일한 농도의 길항균 또는 병원균 현탁액을 살포하였다. 대조처리로서는 위와 같은 방법으로 상처를 준 후 길항균 K84 현탁액은 살포하지 않고 병원균만 살포하였다.
- 이렇게 처리한 장미는 직경 20cm 플라스틱 폿트에 원예용 상토를 이용하여 심고 야외에서 관리하였다 각처리 당 30주씩 3반복으로 실험하였다. 처리 90일 후에 혹이 형성된 장미의 비율(이병주률), 형성된 혹의 크기, 그리고 줄기의 혹 형성 억제실험의 경우 형성된 혹의 생체중을 각각 조사하였다.
- 나누어 실시하였다. 줄기에서 혹 형성억제 실험은 장미의 줄기 기부 4~5곳에 면도칼을 사용하여 줄기의 표피로부터 내부로 사각으로 1~2 mm 깊이의 상처를 주었다. 이 장미에 감자한천배지에서 배양하여 만든 K84 또는 Atl56 균주의 세균현탁액을 장미의 지상부가 충분히 젖도록 살포하여 음건하고, 1시간 후에 동일한 농도의 길항균 또는 병원균 현탁액을 살포하였다.
- 이렇게 처리한 장미는 직경 20cm 플라스틱 폿트에 원예용 상토를 이용하여 심고 야외에서 관리하였다 각처리 당 30주씩 3반복으로 실험하였다. 처리 90일 후에 혹이 형성된 장미의 비율(이병주률), 형성된 혹의 크기, 그리고 줄기의 혹 형성 억제실험의 경우 형성된 혹의 생체중을 각각 조사하였다.
대상 데이터
- 병원균 Atl56와길항균 K84는 -60℃ 의 초저온냉동고에 보관하여사용하였으며, Nutrient agar (NA, beef extract 3 g, peptone 5 g, yeast extract 2 g, agar 15 g/ 1L) 또는 감자한천배지 (PDA, Becton Dikinson, MD, USA) 에서 배양하였다. 본 실험에 사용한 세균현탁액은 감자한천배지에 streak하여 3일간 배양한 길항균 K84 또는 병원균 Atl56 에 적당량의 멸균수를 부어 세균현탁액을 만들고, 그 현탁액의 탁도를 분광광도계를 이용하여 OD600=0.1(약 108 cells/ml)로 조정하여 사용하였다.
- 본 연구에 사용한 장미는 테레사 품종 1년생 삽목묘를 구입하여 사용하였다. 뿌리혹병 병원균은 진천 장미재배단지의 병든 장미로부터 분리한 A.
- 사용하였다. 뿌리혹병 병원균은 진천 장미재배단지의 병든 장미로부터 분리한 A. tumefaciens Atl56 균주를 사용하였으며, 길항균 Agrobacterium radiobacter K84는 미국 코넬대학으로부터 분양 받아 사용하였다. 병원균 Atl56와길항균 K84는 -60℃ 의 초저온냉동고에 보관하여사용하였으며, Nutrient agar (NA, beef extract 3 g, peptone 5 g, yeast extract 2 g, agar 15 g/ 1L) 또는 감자한천배지 (PDA, Becton Dikinson, MD, USA) 에서 배양하였다.
성능/효과
- radiobacter K84 처리는 줄기에서 혹 형성을 크게 억제하였다(표 1). 길항균 K84 현탁액을 병원균 Atl56 처리 전에 처리한 경우나 병원균 Atl56 균주 현탁액을 처리한 후에 처리한 경우 모두에서 길항균 K84 균주의 처리는 병원균 Atl56 단독 접종보다 장미에 혹을 형성하는 비율을 현저히 감소시켰다(Table 1). 병원균 Atl56만 처리한 경우에는 전체의 85%의 장미에 혹이 형성되었으나, K84균주를 병원균 접종 전이나 후에 처리한 경우는 각각 6.
- 즉 K84를 처리한 장미에서 형성된 혹의 크기는 대조구에서 형성된 혹의 3~4%, 그리고 생체중은 2~8% 이었다. 길항균 K84에 의한 줄기에서 혹 형성 억제의 정도는 길항균 처리시기, 즉 병원균 접종 1 시간 전처리나 1 시간 후처리에 차이가 없었다 이병주율을 가지고 계산한 K84처리의 장미 뿌리혹병 방제가는 92~94%로 계산되었다.
- 본 연구에서 길항균의 처리시기 즉 줄기와 뿌리에서 모두 병원균을 접종하기 1시간 전에 길항균을 처리한 경우와 1시간 후에 길항균을 처리한 경우사이에 혹 형성억제 능력의 차이는 나타나지 않았다. 이 결과는 병원균 접종과 길항균 처리사이에 시간 간격이 한 시간이므로 접종된 병원균이 상처의 접종부위에서 감염이 완전히 이루어지기 전에 길항균이 처리되어 병원균 접종 후 처리된 길항균이 효과적으로 혹 형성을 억제 한 것으로 생각된다.
- radiobacter KS4가 뿌리에서 혹 형성이 100% 방제됨을 보여주었다. 본 연구의 결과 뿌리에서의 50% 방제가는 Penyalver와 Lopez(1999) 의 결과보다 현저히 낮은데, 이 차이는 Penyalver와 Lopez의 실험의 경우에는 병원균을 뿌리에 직접 접종하지 않고 토양에 접종하고, 오염된 토양에서 뿌리혹병의 발생주율로 계산한 반면 본 연구예서는 병원균 현탁액에 뿌리를 직접 침지하여 접종하였으므로 본 연구에서 사용한 접종법이 휠씬 더 강력한 접종법으로 방제가가 낮게 나타난 원인으로 판단된다. 또한 본 실험에서 사용한 병원균의 농도는 108 cells/ml로서 Penyalver와 Lopez(1999)의 실험의 경우 토양 1 g당 106 CFU의 병원세균을 접종하고, K84는 109 CFU/ml로 처리하였다.
- 본 연구의 결과는 길항균 K84 현탁액 처리가 장미의 줄기와 뿌리에서 병원균에 의한 혹 형성을 크게 억제함을 보여 주었다. 혹 형성 억제 정도는 뿌리에서보다 줄기에서우수함을 보여주었다.
- 뿌리에서 A. radiobacter K84에 의한 혹 형성 억제는 줄기에서보다 억제정도는 낮았지만 모두 통계적으로 유의차가 인정되는 억제능력을 보여 주었다(표 2). 병원균인 Atl56 균주만 접종한 장미의 경우 전체의 93%의 장미의 뿌리에 혹이 형성되었으나, 길항균 K84를 병원균 접종 1시간 전이나 후에 처리한 경우 각각 전체의 45% 그리고 37%의 장미의 뿌리에 혹이 형성되었다.
- 차이는 나타나지 않았다. 이 결과는 병원균 접종과 길항균 처리사이에 시간 간격이 한 시간이므로 접종된 병원균이 상처의 접종부위에서 감염이 완전히 이루어지기 전에 길항균이 처리되어 병원균 접종 후 처리된 길항균이 효과적으로 혹 형성을 억제 한 것으로 생각된다.
- 또한 본 실험에서 사용한 병원균의 농도는 108 cells/ml로서 Penyalver와 Lopez(1999)의 실험의 경우 토양 1 g당 106 CFU의 병원세균을 접종하고, K84는 109 CFU/ml로 처리하였다. 이러한 점을 감안한다면 본 연구에서 뿌리에서의 혹병 방제가가 낮은 것이 아니며, 특히 줄기에서 90% 이상의 방제가를 보인 것은 K84균주가 뿌리혹병의 방제에 매우 효과적임을 알 수 있다.
- 7%와 5%의 장미에만 혹이 형성되었다. 장미에서 형성된 혹의 크기와 혹의 생체중에 있어서도 길항균을 처리하지 않은 장미에서 형성된 혹에 비해 길항균 K84를 처리한 장미에서 현저히 감소하였다(표 1). 즉 K84를 처리한 장미에서 형성된 혹의 크기는 대조구에서 형성된 혹의 3~4%, 그리고 생체중은 2~8% 이었다.
- 장미에서 형성된 혹의 크기와 혹의 생체중에 있어서도 길항균을 처리하지 않은 장미에서 형성된 혹에 비해 길항균 K84를 처리한 장미에서 현저히 감소하였다(표 1). 즉 K84를 처리한 장미에서 형성된 혹의 크기는 대조구에서 형성된 혹의 3~4%, 그리고 생체중은 2~8% 이었다. 길항균 K84에 의한 줄기에서 혹 형성 억제의 정도는 길항균 처리시기, 즉 병원균 접종 1 시간 전처리나 1 시간 후처리에 차이가 없었다 이병주율을 가지고 계산한 K84처리의 장미 뿌리혹병 방제가는 92~94%로 계산되었다.
- 혹 형성 억제 정도는 뿌리에서보다 줄기에서우수함을 보여주었다. 즉 줄기에서의 뿌리혹병 방제가는 90% 이상이었으나 뿌리에서는 50% 정도로 뿌리에서의 방제가가 상대적으로 낮게 나타났다. Penyalver와 Lopez (1999)는 복숭아와 아몬드의 hybrid를 가지고 수행한 실험에서 A.
- 즉 길항균 K84의 병원균 Atl56 접종 1시간 전처리와 1시간 후처리 사이에 혹 형성억제 정도에 차이가 없었다. 혹 형성비율을 가지고 계산한 K84처리의 뿌리에서 장미 뿌리혹병방제가는 51~59%로 계산되었다
후속연구
- 이러한 점과 함께 최근 뿌리혹병의 발생이. 증가하는 추세이고 이 병에 대한 실용적인 방제대책이 없는 점을 감안한다면 앞으로 뿌리혹병의 방제에 K84 균주 또는 개선된 K1026 균주의 사용을 적극 검토하여야 할 것으로 생각된다.
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