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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 토마토 궤양병의 경종적 방제를 위하여 국내에서 재배되고 있는 주요품종들의 유묘검정법을 이용하여 저항성 품종을 선발하고자 수행하였다.
제안 방법
- 토마토 유묘는 원예용 상토에 파종하였다. 25℃에서 2주간 키운 본엽 2엽기 유묘를 병원성 검정에 사용하였다. 접종방법은 뿌리를 절단하여 상처를 주고 배양된 병원균에 10분간 침지한 후 병원균을 관주하여 주는 단근침지관주법을 사용하였다.
- 궤양병 저항성 토마토 품종을 선발하기 위해 국내에서 시판, 재배되고 있는 완숙, 방울, 대목 토마토 73품종에 대하여 저항성 검정을 수행하였다. 접종방법은 단근침지관주법을 사용하여 병원균을 접종하였고, 병원균 접종 후 약 12일 후부터 병이 발생되기 시작하였다.
- 궤양병균 1 × 108 cfu/ml 농도의 병원균 배양액에 10분간 침지를 하였고, 같은 농도의 배양액 40 ml을 식물체 주마다 관주하여 주었다.
- 접종방법은 단근침지관주법을 사용하여 병원균을 접종하였고, 병원균 접종 후 약 12일 후부터 병이 발생되기 시작하였다. 궤양병은 토양전염성 병이기 때문에 트레이 내에 수분이 마르지 않도록 조절을 하였다. 온실내 온도는 28~30℃의 온도를 유지하며 발병을 유도하였고 병 접종 12일 후부터 발병주율을 조사하였다.
- 총 5균주를 분리하여 16r RNA sequencing 분석, 지방산 분석, 전자현미경 검경을 등을 이용하여 동정하였다. 동정된 5균주를 토마토 유묘와 성체에 관주 접종하여 병원성을 확인하였다. 5균주를 접종한 모든 식물체에서 시들음증상과 물관부에 갈변 증상이 일어났으며, 잎에 반점증상도 발생하였다.
- 이에 병 발생의 감소와 방제를 위해서는 저항성 품종이 최선의 해결책으로 제시되고 있다. 따라서 국내에서 시판되고 있는 완숙토마토 39품종, 방울토마토 20품종, 대목토마토 13품종에 대한 궤양병 저항성 품종을 선별하기 위해 저항성 검정을 실시하였다. 시판되는 72품종 중 선명, 스위트, 다다끼, 아기꼬, 매치, 마그네트, 프렌즈, 그린파워, 품종이 궤양병에 대해 저항성을 나타내었다.
- 배양된 single colony를 LB 액체배지에 다시 2일간 배양한 후 살균수로 1 × 108 cfu/ml의 농도로 희석한 후 병원성 검정에 사용하였다.
- 궤양병은 토양전염성 병이기 때문에 트레이 내에 수분이 마르지 않도록 조절을 하였다. 온실내 온도는 28~30℃의 온도를 유지하며 발병을 유도하였고 병 접종 12일 후부터 발병주율을 조사하였다.
- 토마토 궤양병 균주는 전북 익산에서 발병된 이병주로부터 분리를 하였다. 이 지역에서 채집한 이병주의 지제부 단면을 절단하여 Luria-Bertani(LB) 배지에 치상하여, 균분리를 하였다. 총 5균주를 분리하여 16r RNA sequencing 분석, 지방산 분석, 전자현미경 검경을 등을 이용하여 동정하였다.
- 접종된 토마토 식물체는 28~30℃의 유리온실에 보관하면서 발병을 유도하였다. 접종 12일 후부터 발병주율을 조사하였다.
- 접종 후 토마토 식물체가 시드는 발병주 수를 조사하였으며, 최종적으로 접종 21일 후 토마토의 이병주율(%)을 (이병주수/처리주수) × 100으로 산출하였다.
- 궤양병 저항성 토마토 품종을 선발하기 위해 국내에서 시판, 재배되고 있는 완숙, 방울, 대목 토마토 73품종에 대하여 저항성 검정을 수행하였다. 접종방법은 단근침지관주법을 사용하여 병원균을 접종하였고, 병원균 접종 후 약 12일 후부터 병이 발생되기 시작하였다. 궤양병은 토양전염성 병이기 때문에 트레이 내에 수분이 마르지 않도록 조절을 하였다.
- 이 지역에서 채집한 이병주의 지제부 단면을 절단하여 Luria-Bertani(LB) 배지에 치상하여, 균분리를 하였다. 총 5균주를 분리하여 16r RNA sequencing 분석, 지방산 분석, 전자현미경 검경을 등을 이용하여 동정하였다. 동정된 5균주를 토마토 유묘와 성체에 관주 접종하여 병원성을 확인하였다.
- 접종 후 토마토 식물체가 시드는 발병주 수를 조사하였으며, 최종적으로 접종 21일 후 토마토의 이병주율(%)을 (이병주수/처리주수) × 100으로 산출하였다. 토마토 품종에 대한 궤양병 저항성 평가는 이병주율(%)을 기준으로 하였으며, 저항성(R): 0~20%, 중도저항성(M): 21~50%, 감수성(S): 51% 이상의 3단계(Table 1)로 평가하였다.
대상 데이터
- 식물체 준비. 농자재상에서 판매되고 있는 완숙 토마토 39품종, 방울 토마토 21종, 대목 토마토 13종(Table 1)을 구입하여 토마토 궤양병 저항성 검정에 사용하였다. 각 품종에 종자는 원예용 32공 트레이에 파종하였다.
- 5균주를 접종한 모든 식물체에서 시들음증상과 물관부에 갈변 증상이 일어났으며, 잎에 반점증상도 발생하였다. 이중 한균주(CDS-B2)를 저항성 검정 실험에 사용하였다. 분리된 궤양병은 LB배지에 48h 배양한 후 20% glycerol에 현탁하여 −70℃에 보관하면서 접종시 사용하였다.
- 병원균 준비. 토마토 궤양병 균주는 전북 익산에서 발병된 이병주로부터 분리를 하였다. 이 지역에서 채집한 이병주의 지제부 단면을 절단하여 Luria-Bertani(LB) 배지에 치상하여, 균분리를 하였다.
- 저항성 검정. 토마토 이병주로부터 분리한 궤양병균 CDS-B2를 LB 고체배지에 2일간 배양하였다. 배양된 single colony를 LB 액체배지에 다시 2일간 배양한 후 살균수로 1 × 108 cfu/ml의 농도로 희석한 후 병원성 검정에 사용하였다.
이론/모형
- 25℃에서 2주간 키운 본엽 2엽기 유묘를 병원성 검정에 사용하였다. 접종방법은 뿌리를 절단하여 상처를 주고 배양된 병원균에 10분간 침지한 후 병원균을 관주하여 주는 단근침지관주법을 사용하였다. 궤양병균 1 × 108 cfu/ml 농도의 병원균 배양액에 10분간 침지를 하였고, 같은 농도의 배양액 40 ml을 식물체 주마다 관주하여 주었다.
성능/효과
- 동정된 5균주를 토마토 유묘와 성체에 관주 접종하여 병원성을 확인하였다. 5균주를 접종한 모든 식물체에서 시들음증상과 물관부에 갈변 증상이 일어났으며, 잎에 반점증상도 발생하였다. 이중 한균주(CDS-B2)를 저항성 검정 실험에 사용하였다.
- 시판중인 토마토 품종의 궤양병의 감수성을 비교한 결과(Table 1) 방울과 대목토마토에서 저항성품종이 가장 많이 나타났다. 결과적으로 완숙토마토 중 1품종, 방울토마토 중 3품종, 대목토마토 중 4품종이 궤양병에 대해 저항성을 보이는 것을 알 수 있었다(Table 2). 저항성 검정시 식물체의 증상을 보면 하위엽부터 순차적으로 시들다가, 결국 전체적으로 고사하였다.
- 따라서 국내에서 시판되고 있는 완숙토마토 39품종, 방울토마토 20품종, 대목토마토 13품종에 대한 궤양병 저항성 품종을 선별하기 위해 저항성 검정을 실시하였다. 시판되는 72품종 중 선명, 스위트, 다다끼, 아기꼬, 매치, 마그네트, 프렌즈, 그린파워, 품종이 궤양병에 대해 저항성을 나타내었다.
- 시판중인 토마토 품종의 궤양병의 감수성을 비교한 결과(Table 1) 방울과 대목토마토에서 저항성품종이 가장 많이 나타났다. 결과적으로 완숙토마토 중 1품종, 방울토마토 중 3품종, 대목토마토 중 4품종이 궤양병에 대해 저항성을 보이는 것을 알 수 있었다(Table 2).
- 또한, 풋마름병과는 다르게 잎에도 전형적인 반점 증상이 나타나기도 하였다. 완숙 토마토에서는 선명이 저항성을 나타냈고, 방울토마토의 경우 스위트, 다다기, 아끼꼬에서 저항성을 보였다. 2007년 남부지방의 토마토 재배중 궤양병 발생으로 문제가 되었던 방울토마토 품종 중 일명 꼬꼬라고 불리는 텐텐은 궤양병에 대해서 감수성의 결과를 보였다.
- 궤양병에 저항성을 보이는 대목 토마토 중 매치, 마그네트, 프렌즈의 경우 풋마름병에도 저항성을 보인 결과가 보고되어 있다(Han 등, 2009). 특히 농가에서 많이 재배되고 있는 완숙토마토인 슈퍼도태랑, 방울토마토인 텐텐은 궤양병에 대해 감수성을 보였으며, 대목 토마토 품종인 J3B스트롱은 중도 저항성의 결과를 보였다.
후속연구
- 국내에서 재배되고 있는 토마토 품종들은 시설내 재배조건이 다르고, 토양환경 등 병원균의 품종에 대한 토착화에 따라 병저항성 양상이 다르게 나타나고 변화하고 있다. 따라서 주기적으로 시판품종에 대한 저항성 검정에 따른 궤양병 품종 스크리닝이 이루어져야 할 것으로 사료된다. 또한 본 연구에서 저항성 검정을 통해 선발된 저항성 8품종은 농가 재배시 품종 선택시 기초적인 정보로 활용될 수 있으며, 추후 재배 포장에서 토마토 성체를 이용한 평가도 이루어져야 될 것으로 판단된다.
- 이러한 결과로 볼 때 화학적, 생물적 방제법과 더불어 이를 대체할 만한 방제법이 요구되고 있는 실정이다. 따라서, 경종적 방제 차원에서 이들 품종을 대체할 만한 품종을 선발하거나 대목선발, 품종 육성이 이루어져야 할 것으로 사료된다. 해외에서는 궤양병 병원성 관련 유전자의 기능이나 종자내에서 병을 진단할 수 있는 연구들만 진행되고 있을 뿐, 국외건 국내건 저항성 품종에 대한 연구는 거의 전무한 상태이다.
- 따라서 주기적으로 시판품종에 대한 저항성 검정에 따른 궤양병 품종 스크리닝이 이루어져야 할 것으로 사료된다. 또한 본 연구에서 저항성 검정을 통해 선발된 저항성 8품종은 농가 재배시 품종 선택시 기초적인 정보로 활용될 수 있으며, 추후 재배 포장에서 토마토 성체를 이용한 평가도 이루어져야 될 것으로 판단된다.
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