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문제 정의
- 따라서 본 연구는 배추의 뿌리 혹병 저항성 품종 육성과 뿌리 혹병 방제체계 개발의 일환으로 국내에 분포하는 P. brassicas 집단의 생리적 분화형의 분포와 우점 현황을 밝히기 위해 수행되었다.
제안 방법
- 단 포자 접종 후 병징을 확인한 개체들은 병원균이 침입하기는 하였지만 증식이 만족할 만큼 이루어지지 않았다고 판단하여, 다시 혹을 갈아 비교적 혹이 잘 형성되는 뿌리배추와, 원래 단 포자의 접종에 사용되었던 기주 유묘 모두에 재접종하여 다시 7〜8주 배양함으로써 단포자 균주들의 안정적인 증식을 시행하였다.
- 이들 뿌리혹들로부터 약 1, 000여개의 단일휴면포자(Single Spore Isolate, SSI)를 커버글라스법 (Kageyama 등, 1995)을 통해 분리하여 2〜3일 자란 뿌리배추[진흥종묘(주), A], 무「백운무, , 농우바이오(주), B], 배추['장미', 농우바이오(주), C], 순무!? 개 량 강화순무, , 제일종묘농산, D], 케일[, 제일귀족 케일, , 제일 종묘농산], 갓['돌산갓', 농우바이오(주)] 등과 Williams의 판별품종인 'Laurentian', 'Wilhelmsburger', 'Badger Shipper', 'JerseyQueen, 의 뿌리에 접종하고 20〜25。(3의 온실에서 배양하였다. 배양시 사용된 토양은 피트모스와 상토를 1:1 비율로 혼합한 것으로 병원균 생육에 호조건인 pH 6-6.5로 조정하였다.
- 국내의 여러 배추 생산지로부터 뿌리 혹을 채집하여 단포자 균주(SSI)를 분리하였다. 분리한 단포자를 접종한 후 총 321개의 뿌리를 수거하여 병징발현 여부를 관찰하였다. 접종한 개체 중 단 한 개체에서만 작은 혹이 형성되었고, 70개 개체에서 미약한 기형 증상을 보였다.
- 71개 균주를 각기주에 재접종했을 때, 모든 개체에서 병반이 확대되어 표면의 갈라짐, 변색, 잔뿌리 굴곡, 뿌리 끝이 까맣게 변하는 것 등과, 무에서는 전형적으로 뿌리가 한 갈래로 곧게 뻗지 못하고 여러 갈래로 갈라지거나 나선형으로 꼬이는 증상 등을 확인할 수 있었다. 이들 증상으로부터 주사 전자현미경 (SEM) 분석을 통해 증식된 휴면포자 의 존재를 확인하였다 (Fig. 1).
- 접종한 개체 중 단 한 개체에서만 작은 혹이 형성되었고, 70개 개체에서 미약한 기형 증상을 보였다. 이들이 상 증상을 보인 개체를 마쇄하여 단포자 균주의 안정적 증식을 위한 접종원으로 사용하였다.
- 판별 품종을 이용한 race 검정.단포자 접종을 통해 얻어진 기개의 균주 중 비교적 큰 병징을 나타낸 15개의 개체를 선발하여 판별 기주인 "Jersey Queen，와 "Badger Shipper'(양배추 2품종), “Laurentian'와 'Wilhelmsburger' (스페인 순무2품종)에 접종하였다.
대상 데이터
- 판별 품종을 이용한 race 검정.단포자 접종을 통해 얻어진 기개의 균주 중 비교적 큰 병징을 나타낸 15개의 개체를 선발하여 판별 기주인 "Jersey Queen，와 "Badger Shipper'(양배추 2품종), “Laurentian'와 'Wilhelmsburger' (스페인 순무2품종)에 접종하였다. 접종된 단포자 균주는 Williams의 판별분류표(Table 2)에 따라 race 1이 4균 주, race 4는 7균주, race 9는 2균주, race 11이 2균주로 각각 판별되었고(Table 3), 허(2004)가 밝힌 바와 같이 race 4가 가장 우점하는 것으로 나타났다.
- 균주의 단포자 분리 및 접종. 2002년〜2004년에 걸쳐 강원도 철원, 용평, 평창, 횡성 등지와 경기도 연천, 충남 아산, 전북장수, 전남 해남 및 경북 울진 등지의 배추 재배 포장에서 전형적인 뿌리 혹을 채집하였다. 채집된 혹을 homogenizer로 갈아 8겹의 거즈를 통해 식물조직을 제거한 후, sucrose법(Castlebyry 등, 1994)을 이용하여 미세한 식물 유래의 불순물을 다시 제거하고 휴면포자를 수거하였다.
이론/모형
- 2002년〜2004년에 걸쳐 강원도 철원, 용평, 평창, 횡성 등지와 경기도 연천, 충남 아산, 전북장수, 전남 해남 및 경북 울진 등지의 배추 재배 포장에서 전형적인 뿌리 혹을 채집하였다. 채집된 혹을 homogenizer로 갈아 8겹의 거즈를 통해 식물조직을 제거한 후, sucrose법(Castlebyry 등, 1994)을 이용하여 미세한 식물 유래의 불순물을 다시 제거하고 휴면포자를 수거하였다. 이들 뿌리혹들로부터 약 1, 000여개의 단일휴면포자(Single Spore Isolate, SSI)를 커버글라스법 (Kageyama 등, 1995)을 통해 분리하여 2〜3일 자란 뿌리배추[진흥종묘(주), A], 무「백운무, , 농우바이오(주), B], 배추['장미', 농우바이오(주), C], 순무!? 개 량 강화순무, , 제일종묘농산, D], 케일[, 제일귀족 케일, , 제일 종묘농산], 갓['돌산갓', 농우바이오(주)] 등과 Williams의 판별품종인 'Laurentian', 'Wilhelmsburger', 'Badger Shipper', 'JerseyQueen, 의 뿌리에 접종하고 20〜25。(3의 온실에서 배양하였다.
성능/효과
- 재접종 후 감염상의 특징. 71개 균주를 각기주에 재접종했을 때, 모든 개체에서 병반이 확대되어 표면의 갈라짐, 변색, 잔뿌리 굴곡, 뿌리 끝이 까맣게 변하는 것 등과, 무에서는 전형적으로 뿌리가 한 갈래로 곧게 뻗지 못하고 여러 갈래로 갈라지거나 나선형으로 꼬이는 증상 등을 확인할 수 있었다. 이들 증상으로부터 주사 전자현미경 (SEM) 분석을 통해 증식된 휴면포자 의 존재를 확인하였다 (Fig.
- 온실에서 7~8주 재배한 후, 접종된 개체 중 321주를 뽑아 흐르는 물에 수세하며 병징을 확인한 결과, 전형적인 혹 증상을 보이는 개체는 단 1주뿐이었다. 그러나 기존의 연구에서 감염이 성공하였다 하더라도 극히 낮은 밀도로 인해 외관상으로는 아무런 병징이 나타나지 않아 후속 실험에 사용하지 않았던 개체의 PCR 검출을 실시한 결과 감염되어 확인된 개체는 70개 개체로, 잔뿌리의 변색과 미세한 꼬임 증상 등이 나타났다. 이들 증상은 재배품종 중에서는 배추와 무, 순무에서, 그리고 Williams의 판별 품 종 중에서는 Rutabaga 계열(스페인산 순무)에 속하는 'Laurentiaif과 Wilhelmsburger'에서만 발견되었고, 케일과 갓 및 'Badger Shipper'와 'Jersey Queen'에서는 단 한 개체에서도 병징이 나타나지 않았다(Table 1).
- 단 포자를 접종하여 발병시킨 개체로부터 얻은 포자들을 재접종하였을 때가 1차 단포자 접종하였을 때보다 병징이 훨씬 확대되었고, 이후 실험에 사용할 수 있을 정도로 증식된 개체는 15균주였다. 이 15균주들을 Williams의 판별기주에 접종하여 분석하였을 때, race 1이 4균주, race 4는 7균주, race 9는 2균주, race 11이 2균주로 각각 판별되어, race 4가 국내에 가장 우점하는 것으로 밝혀졌다.
- 이들 race들은 모두 배추, 무, 순무에 단 포자 접종하여 얻어진 균주들로, 병원성 검정에서도 4종의 판별 품종 중 Rutabaga 계열(스페인산 순무)에 속하는，Laurentiarf과 4Wilhelmsburger, 두 품종에만병원성을 보였다. 따라서 이 race들이 배추, 무, 순무에 대해 강한 병원성을 보이는 것으로 보아 국내의 P. brassicae 군집은 배추와 무, 순무 등에 강한 병원성을 나타내는 race가 우점하는 것으로 판단된다. 이는 이들 작물이 병 발생량에 따른 국내 십자화과 채소 감수 비율과도 연관이 있으리라 생각된다.
- 또한 단포자 접종에 다양한 재배품종들을 사용하고 그 접종 성공률을 살펴봄으로써, 국내에 존재하는 race들이 주로 배추와 무, 순무 품종에 강한 병원성을 보이고, 케일과 갓에 병원성을 보이는 것은 드물다는 것을 알 수 있었다
- 본 실험에서 얻어진 race 들은 국내 각지에서 고르게 분리되었다(Table 3). 또한 이들 race들은 Williams의 판별기주 중 Rutabaga 계열에 속하는 'Laurentian'와 4 Wilhelmsburger' 두 품종 모두에 병원성을 나타내고 있었다(Table 3). 따라서 국내에는 Rutabaga 계열(스페인산 순무)에 강한 병원성을 보이는 race 4를 포함한 race들이 전국적으로 우점하는 것으로 판단된다.
- 온실에서 7~8주 재배한 후, 접종된 개체 중 321주를 뽑아 흐르는 물에 수세하며 병징을 확인한 결과, 전형적인 혹 증상을 보이는 개체는 단 1주뿐이었다. 그러나 기존의 연구에서 감염이 성공하였다 하더라도 극히 낮은 밀도로 인해 외관상으로는 아무런 병징이 나타나지 않아 후속 실험에 사용하지 않았던 개체의 PCR 검출을 실시한 결과 감염되어 확인된 개체는 70개 개체로, 잔뿌리의 변색과 미세한 꼬임 증상 등이 나타났다.
- 또한 허(2004)에 의해 밝혀진 race 9번과 race 11번이본 실험을 통해서도 나타났으며, 특히 race 1번의 존재가 국내에서 새로이 밝혀졌다. 이 실험을 통해 적어도 국내의 십자화과 채소에 가장 큰 피해를 주는 race는 이들일 가능성이 클 것으로 판 단된다
- 이들 race들은 모두 배추, 무, 순무에 단 포자 접종하여 얻어진 균주들로, 병원성 검정에서도 4종의 판별 품종 중 Rutabaga 계열(스페인산 순무)에 속하는，Laurentiarf과 4Wilhelmsburger, 두 품종에만병원성을 보였다. 따라서 이 race들이 배추, 무, 순무에 대해 강한 병원성을 보이는 것으로 보아 국내의 P.
- 이들 증상은 재배품종 중에서는 배추와 무, 순무에서, 그리고 Williams의 판별 품 종 중에서는 Rutabaga 계열(스페인산 순무)에 속하는 'Laurentiaif과 Wilhelmsburger'에서만 발견되었고, 케일과 갓 및 'Badger Shipper'와 'Jersey Queen'에서는 단 한 개체에서도 병징이 나타나지 않았다(Table 1).이로써 국내의 생리적 분화형들이 주로 배추, 무, 순무 등에 강한 병원성을 보인다는 것을 알 수 있었다. 특히 그동안 대부분의 연구자들이 1차 접종 후 감염이 되지 않은 것으로 판단하여 폐기하였던 개체도 PCR 분석 결과 상당수 감염이 이루어진 것으로 밝혀져 후속 연구에 사용 가능함을 밝힌 것도 매우 의미 있는 일이라 하겠다.
- 단포자 접종을 통해 얻어진 기개의 균주 중 비교적 큰 병징을 나타낸 15개의 개체를 선발하여 판별 기주인 "Jersey Queen，와 "Badger Shipper'(양배추 2품종), “Laurentian'와 'Wilhelmsburger' (스페인 순무2품종)에 접종하였다. 접종된 단포자 균주는 Williams의 판별분류표(Table 2)에 따라 race 1이 4균 주, race 4는 7균주, race 9는 2균주, race 11이 2균주로 각각 판별되었고(Table 3), 허(2004)가 밝힌 바와 같이 race 4가 가장 우점하는 것으로 나타났다. 또한 허(2004)에 의해 밝혀진 race 9번과 race 11번이본 실험을 통해서도 나타났으며, 특히 race 1번의 존재가 국내에서 새로이 밝혀졌다.
- 분리한 단포자를 접종한 후 총 321개의 뿌리를 수거하여 병징발현 여부를 관찰하였다. 접종한 개체 중 단 한 개체에서만 작은 혹이 형성되었고, 70개 개체에서 미약한 기형 증상을 보였다. 이들이 상 증상을 보인 개체를 마쇄하여 단포자 균주의 안정적 증식을 위한 접종원으로 사용하였다.
후속연구
- 따라서 국내에는 Rutabaga 계열(스페인산 순무)에 강한 병원성을 보이는 race 4를 포함한 race들이 전국적으로 우점하는 것으로 판단된다. 다 만 추후 더 많은 단포자 균주, 특히 병원성이 약했던 균주들의 병원성 분석을 통해 또 다른 race의 존재 여부를 확인하는 것도 필요할 것이다.
- 이로써 국내의 생리적 분화형들이 주로 배추, 무, 순무 등에 강한 병원성을 보인다는 것을 알 수 있었다. 특히 그동안 대부분의 연구자들이 1차 접종 후 감염이 되지 않은 것으로 판단하여 폐기하였던 개체도 PCR 분석 결과 상당수 감염이 이루어진 것으로 밝혀져 후속 연구에 사용 가능함을 밝힌 것도 매우 의미 있는 일이라 하겠다.
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