키틴분해세균 Chrobacterium sp.와 Lysobacter enzymogenes의 배양액을 이용한 고추 흰가루병의 방제 Control of Powdery Mildew of Pepper Using Culture Solutions of Chitinolytic Bacteria, Chromobacterium sp. and Lysobacter enzymogenes원문보기
비닐하우스에서 고추 흰가루병은 1년 내내 발생하는 가장 문제시되는 병해중의 하나이다. 본 연구에서는 키틴 함유배지에서 자란 L. enzymogenes strain C-3와 Chromobacterium sp. strain C-61의 혼합배양액에 의한 흰가루병 방제효과를 평가하였다. 모든 실험에서 고추 잎 뒷면에 분포하는 흰가루는 혼합배양액 살포 3일 후 완전 사라졌다. 그러나 동일 부위에서 새로운 흰가루가 나타나기까지의 기간(방제지속기간)은 살포후의 환경조건에 따라 크게 달랐다. 특히, 오전 9시보다 오후 6시에 살포되었을 경우, 그리고 살포 다음날 비가 왔을 경우에는 그 방제지속기간이 훨씬 더 길었다. 이것은 살포 후의 환경 조건이 병 방제효과에 크게 영향을 미칠 것이라는 것을 암시한다. 배양 원액은 병 발생이 심한 포장에서 5일 간격, 병 발생이 시작되는 포장에서 7일 간격 살포함으로서 95% 이상의 완전한 방제효과를 보여 주었다. 10배 희석 액도 동일 방법으로 살포하였을 경우 81% 이상의 방제 효과를 나타냈다. 따라서 본 배양액은 고추 흰가루병 방제에 실제 이용 가능할 것으로 판단된다.
비닐하우스에서 고추 흰가루병은 1년 내내 발생하는 가장 문제시되는 병해중의 하나이다. 본 연구에서는 키틴 함유배지에서 자란 L. enzymogenes strain C-3와 Chromobacterium sp. strain C-61의 혼합배양액에 의한 흰가루병 방제효과를 평가하였다. 모든 실험에서 고추 잎 뒷면에 분포하는 흰가루는 혼합배양액 살포 3일 후 완전 사라졌다. 그러나 동일 부위에서 새로운 흰가루가 나타나기까지의 기간(방제지속기간)은 살포후의 환경조건에 따라 크게 달랐다. 특히, 오전 9시보다 오후 6시에 살포되었을 경우, 그리고 살포 다음날 비가 왔을 경우에는 그 방제지속기간이 훨씬 더 길었다. 이것은 살포 후의 환경 조건이 병 방제효과에 크게 영향을 미칠 것이라는 것을 암시한다. 배양 원액은 병 발생이 심한 포장에서 5일 간격, 병 발생이 시작되는 포장에서 7일 간격 살포함으로서 95% 이상의 완전한 방제효과를 보여 주었다. 10배 희석 액도 동일 방법으로 살포하였을 경우 81% 이상의 방제 효과를 나타냈다. 따라서 본 배양액은 고추 흰가루병 방제에 실제 이용 가능할 것으로 판단된다.
Powdery mildew of pepper is one of the most devastating diseases which is occurring all the year under greenhouse condition. In this study, control efficacy against powdery mildew was evaluated by mixed culture solutions of two chitinolytic bacteria, Lysobacter enzymogenenes strain C-3 and Chrornoba...
Powdery mildew of pepper is one of the most devastating diseases which is occurring all the year under greenhouse condition. In this study, control efficacy against powdery mildew was evaluated by mixed culture solutions of two chitinolytic bacteria, Lysobacter enzymogenenes strain C-3 and Chrornobacterium sp. strain C-61, cultivated in the chitin-supplemented medium. In all experiments, white powder on the reverse side of pepper leaves perfectly disappeared 3 days after application of mixed culture solutions. However, periods required for formation of new white powder on the same sites after application (control-lasting period) were largely differed according to environmental conditions. In particular, the control-lasting period was much longer when sprayed on 6 PM than 9 AM and especially, on rainy days than sunny days. This indicates that control efficacy of culture solution may be largely affected by environmental conditions after application. The undiluted culture solution resulted in a perfect control with control value more than 95% by application of 5-day-intervals under severely diseased field and 7-day-intervals under disease-started field. A ten-fold diluted product also showed control value more than 81% by application of the same method. These results suggest that this culture solution can be practically used to control powdery mildew disease in pepper plants.
Powdery mildew of pepper is one of the most devastating diseases which is occurring all the year under greenhouse condition. In this study, control efficacy against powdery mildew was evaluated by mixed culture solutions of two chitinolytic bacteria, Lysobacter enzymogenenes strain C-3 and Chrornobacterium sp. strain C-61, cultivated in the chitin-supplemented medium. In all experiments, white powder on the reverse side of pepper leaves perfectly disappeared 3 days after application of mixed culture solutions. However, periods required for formation of new white powder on the same sites after application (control-lasting period) were largely differed according to environmental conditions. In particular, the control-lasting period was much longer when sprayed on 6 PM than 9 AM and especially, on rainy days than sunny days. This indicates that control efficacy of culture solution may be largely affected by environmental conditions after application. The undiluted culture solution resulted in a perfect control with control value more than 95% by application of 5-day-intervals under severely diseased field and 7-day-intervals under disease-started field. A ten-fold diluted product also showed control value more than 81% by application of the same method. These results suggest that this culture solution can be practically used to control powdery mildew disease in pepper plants.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
strain C-61 과 Lysobacter enzymogenes strain C-3을 키틴함유배지에 대량 배양하여 오이에 살포하였을 경우 흰가루병에 대한 방제 효과가 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다(Her 등, 2005). 따라서 본 연구에서는 이 배양액을 고추에 살포하여 흰가루의 변화양상, 살포시기의 환경에 따른 병 방제 효과, 포장에서 살포 농도 및 횟수에 따른 병 방제 효과 등을 조사하였다.
제안 방법
enzymogenes strain C-3 와 Chromobacterium sp. strain C-61의 키틴혼합배양액에 의한 고추 흰가루병 방제 가능성여부를 탐색해보기 위하여 배양액 처리 후의 흰가루 변화 양상을 관찰하였다. Fig.
이의 분해 능력은 대조 구로서 물만 처리하였던 것과 비교하였다. 또한 배양 원액을 오전 9시에 살포하였을 경우와 오후 6시에 살포하였을 경우, 그리고 오후 6시에 살포 후 다음날 건조하였을 경우와 비가 왔을 경우의 병 방제효과 지속기간을 조사하였다. 여기에서 병 방제효과 지속기간은 배양액 살포 후 사라진 흰가루가 다시 나타나기 시작할 때까지의 기간으로 하였다.
본 배양액의 실제 사용 가능성을 타진해 보기 위하여 두 비닐하우스 포장에서의 병 방제효과를 조사하였다. 배양 원액의 경우 병 발생이 심한 포장(약 20% 정도의 이병엽율)에서는 5일 간격, 병이 발생하기 시작한 포장에서는 7 일 간격 살포함으로서 병이 거의 발생하지 않고, 10배 희석액은 원액에 비하여 병 방제효과가 감소하였지만, 두 포장 모두에서 81% 이상의 방제효과를 나타냈다(Table 2).
키 틴혼합배 양액의 흰가루 분해능력은 흰가루가 분포하고 있는 고추 잎에 살포 후 육안으로 조사하였다. 이의 분해 능력은 대조 구로서 물만 처리하였던 것과 비교하였다. 또한 배양 원액을 오전 9시에 살포하였을 경우와 오후 6시에 살포하였을 경우, 그리고 오후 6시에 살포 후 다음날 건조하였을 경우와 비가 왔을 경우의 병 방제효과 지속기간을 조사하였다.
키틴혼합배 양액의 흰가루병 방제효과. 키 틴혼합배 양액의 흰가루 분해능력은 흰가루가 분포하고 있는 고추 잎에 살포 후 육안으로 조사하였다. 이의 분해 능력은 대조 구로서 물만 처리하였던 것과 비교하였다.
대상 데이터
본 실험에 이용된 배양액은 균주와 배지의 제공에 의해서 농민들이 직접 배양해서 사용할 수 있도록 500/ 용의 간이배양기에서 조제되었다. 여기에서 나온 배양액 (500Z)은 약 1,000평의 고추에 살포될 수 있기 때문에 원액을 이용하더라도 상당히 큰 면적에 살포될 수 있고, 희석을 하였을 경우에는 더욱 넓은 면적에 살포될 수 있다.
키틴혼합배양액의 흰가루병 방제효과는 전남 순천시의 두 비닐하우스 포장에서 조사되었다. 한 포장은 2006년 4월 20일 청양고추를 정식하여 5월 21일에 병이 심하게 발생(약 20% 정도 이병엽율)하고 있었다.
성능/효과
started to occur on 7 June. Applications were conducted total 3 times at 7-day-interval and diseased leaves were investigated 10 days after last application.
Chungyang on 20 April and severely diseased on 21 May. Applications were conducted total 4 times at 5-day-interval and diseased leaves were investigated 10 days after last application.
결론적으로 흰가루병 방제효과를 극대화시키기 위해서는 살포된 배양액의 수분이 오랫동안 유지될 수 있는 방법들을 강구해야 된다는 것을 제시한다. 본 실험에서처럼 오전 보다 저녁때 살포하는 것도 하나의 방법이 될 수 있을 것이다.
다른 포장은 2006년 5월 10일에 피망을 정식하여 6월 7일 병이 발생하기 시작하였는데, 이 포장의 경우 동일한 방법에 의해서 7일 간격 3회 살포되었다. 두 포장 모두 3반복으로 실시되었고 최종 약제 살포 10일 후의 이병엽율을 조사하여 방제가로 환산하였다. 방제가는 (무처리구의 이병엽율-처리구의 이병엽율)/ 무처리구의 이병엽율X100으로 환산되었다.
한편, 건전 잎의 경우에는 배양액의 처리에 의해서 어떠한 피해도 관찰되지 않았다. 따라서 흰가루 분해 능력이 우수한 본 배양액은 고추 흰가루병 방제제로 이용될 수 있을 것으로 판단되었다.
이와 같이 살포후의 수분 유지가 흰가루병 방제에 매우 중요하기 때문에, 살포후의 수분 유지를 위한 다양한 방법과 그로 인한 병 방제 효과를 조사 중에 있다. 우리는 또한 동일 잎일지라도 살포된 부분의 흰가루만 제거되고, 접촉되지 않은 흰가루에 대해서는 전혀 영향을 미치지 못한다는 것을 알 수 있었다. 따라서 배양액을 잎에 고루 살포하려는 노력도 필요할것으로 생각되었다.
그 외에 살포된 배양액의 증발이 잘 이루어지지 않는 물질(예; 난황유)들과 섞어 살포하는 방법들도 강구해볼만 하다. 우리는 오이 흰가루병에서 배양액을 살포하고 3일 후에 물만 살포하더라도 병 방제효과가 훨씬 더 오래 지속된다는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 살포후의 수분 유지가 흰가루병 방제에 매우 중요하기 때문에, 살포후의 수분 유지를 위한 다양한 방법과 그로 인한 병 방제 효과를 조사 중에 있다.
strain C-61 도 chitinase가 여러 토양병원균의 억제에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Park 등, 2005). 우리는 이들 두 균주를 chitin이 함유된 배지에서 배양하였을 경우 배양액 속에 세균뿐만 아니라 chitinase와 다양한 키틴 올리고머들이 들어 있다는 것을 알 수 있었다. 더욱이 이 배양액을 오이 흰가루병에 살포할 경우 동일 농도의 세균만 살포하였을 경우보다 더 우수한 병 방제효과를 지닌다는 것을 알 수 있었다(Her 등, 2005).
배양 원액의 경우 병 발생이 심한 포장(약 20% 정도의 이병엽율)에서는 5일 간격, 병이 발생하기 시작한 포장에서는 7 일 간격 살포함으로서 병이 거의 발생하지 않고, 10배 희석액은 원액에 비하여 병 방제효과가 감소하였지만, 두 포장 모두에서 81% 이상의 방제효과를 나타냈다(Table 2). 이상의 결과에 의해서 우리는 본 배양액을 고추 흰가루병 방제에 이용할 수 있겠다는 생각을 갖게 되었다. 그러나 앞으로 보다 더 효율적이고 경제적인 살포농도, 살포 간격 및 횟수 등이 결정되어야 될 것 같다.
이와 같은 결과는 살포된 배양액의 수분이 더 오랫동안 유지될수록 병 방제효과가 더 지속될 수 있다는 것을 암시한다. 잎 위에 살포된 배양액이 더 오랫동안 유지되면 길항세균의 생육과 활동에 더 유리할 것이다.
후속연구
본 실험에서처럼 오전 보다 저녁때 살포하는 것도 하나의 방법이 될 수 있을 것이다. 또 본 실험에서 조사되지 않았지만, 하우스 내의 습도를 높여 주는 것도 살포된 배양액의 수분을 더 오랫동안 유지할 수 있는 하나의 방법이 될 것이다. 그 외에 살포된 배양액의 증발이 잘 이루어지지 않는 물질(예; 난황유)들과 섞어 살포하는 방법들도 강구해볼만 하다.
예를 들어 배양 원액의 경우 병 발생이 시작한 포장에 7일 간격으로 살포하여 병이 더 이상 진전되지 않았기 때문에 살포 간격을 더 넓혔을 경우의 병 방제효과가 검토되어져야 될 것 같다. 또한 10배 희석액에서 81% 이상의 방제 효과를 보여주었기 때문에 희석배수는 더 낮추고 살포 간격은 더 넓혔을 경우의 방제효과 등이 검토되어져야 될 것 같다. 아울러, 본 배양액에 의한 병 방제효과는 환경에 크게 영향을 받기 때문에 계절에 따른 효율적인 병 방제 매뉴얼도 수립되어야 될 것 같다.
여기에서 나온 배양액 (500Z)은 약 1,000평의 고추에 살포될 수 있기 때문에 원액을 이용하더라도 상당히 큰 면적에 살포될 수 있고, 희석을 하였을 경우에는 더욱 넓은 면적에 살포될 수 있다. 또한 본 배양액은 저렴한 시약들로 조성된 배지에서 조제되었기 때문에 앞으로 더 효율적인 방제 매뉴얼만 수립되면 일반 농민들이 쉽게 이용할 수 있을 것으로 판단된다.
또한 10배 희석액에서 81% 이상의 방제 효과를 보여주었기 때문에 희석배수는 더 낮추고 살포 간격은 더 넓혔을 경우의 방제효과 등이 검토되어져야 될 것 같다. 아울러, 본 배양액에 의한 병 방제효과는 환경에 크게 영향을 받기 때문에 계절에 따른 효율적인 병 방제 매뉴얼도 수립되어야 될 것 같다. 이들에 대한 실험은 현재 계속 진행되고 있다.
잎 위에 살포된 배양액이 더 오랫동안 유지되면 길항세균의 생육과 활동에 더 유리할 것이다. 이로 인하여 병 방제효과가 더 오래 지속될 가능성도 있을 것이다. 한편, 고추 흰가루병은 일반적으로 건조한 지역에서 많이 발생하고(신, 2000), 특히, 흰가루병균의 포자는 잎 표면의 물에 침지되었을 경우 크게 피해를 받는 것으로 알려져 있다(Elad 등, 1996).
참고문헌 (17)
Blazquez, C. H. 1976. A powdery mildew of chilli caused by Oidiopsis sp. Phytopathology 66: 1155-1157
Correll, J. C., Gordon, T. R. and Elliott, V. J. 1987. Host range, specificity, and biometrical measurements of Leveillula taurica in California. Plant Dis. 71: 248-251
Dunne, C., Crowley, J. J., Monne-Loccoz, Y., Dowling, D. N., de Bruijn, F. J. and O'Gara, F. 1997. Biological control of Pythium ultimum by Stenotrophomonas maltophilia W81 is mediated by an extracellular proteolytic activity. Microbiology 143: 3921-3931
Elad, Y., Malathrakis, N. E. and Dik, A. J. 1996. Biological control of Botrytis-incited diseases and powdery mildews in greenhouse crops(Review). Crop Prot. 15: 229-240
Fallik, E., Ziv, O., Grinberg, S., Alkalai, S. and Klein, J. D. 1997. Bicarbonate solutions control powdery mildew (Leveillula taurica) on sweet red pepper and reduce the development of postharvest fruit rotting. Phytoparasitica 25: 41-43
Her, M. E., Kim, E. H., Seo, J. C. and Park, S. K. 2005. Improvement of biocontrol of cucumber powdery mildew by culture solution of chitinolytic bacteria (ABSTRACT). Plant Pathol. J. 21: 437
Jakobi, M. and Winkelmann, G. 1996. Maltophilin: a new antifungal compound produced by Stenotrophomonas maltophilia R3089. J. Antibiot. 49: 1101-1104
Park, S. K., Lee, M. C. and Harman, G. E. 2005. The biocontrol activity of Chromobacterium sp. strain C-61 against Rhizoctonia solani depends on the productive ability of chitinase. Plant Pathol. J. 21: 275-282
Reuveni, R., Dor, G. and Reuveni, M. 1998. Local and systemic control of powdery mildew(Leveillula taurica) on pepper plants by foliar spray of mono-potassium phosphate. Crop Prot. 17: 703-709
Sullivan, R. F., Holtman, M. A., Zylstra, G. J., White, J. F. and Kobayashi, D. Y. 2003. Taxonomic positioning of two biological control agents for plant diseases as Lysobacter enzymogenes based on phylogenetic analysis of 16S rDNA, fatty acid composition and phenotypic characteristics. J. Appl. Microbiol. 94: 1079-1086
Zhang, Z. and Yuen, G. Y. 2000a Effects of culture fluids and preinduction of chitinase production on biocontrol of bipolaris leaf spot by Stenotrophomonas maltophilia C3. Biol. Control 18: 277-286
Zhang, Z. and Yuen, G. Y. 2000b. The role of chitinase production by Stenotrophomonas maltophilia strain C3 in biological control of Bipolaris sorokiniana. Phytopathology 90: 384-389
Zhang, Z., Yuen, G. Y., Sarath, G. and Penheiter, A. R. 2001. Chitinases from the plant disease biocontrol agent, Stenotrophomonas maltophilia C3. Phytopathology 91: 204-211
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.