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문제 정의
- , 2009)에 대해 길항력을 가진 버섯 균주들을 실험실 내에서 우선적으로 선발해야 한다. 따라서 본 연구에서는 국내 참나무시들음병 피해목에 재배 가능한 우수길항 균주를 선발하고, 차후 생물 방제제의 개발이나 국내외 식물병원균을 제어하는 연구에 유용한 정보를 제공하고자 상업 및 연구용으로 잠재적 활용 가치가 있다고 인정되는 국립산림과학원(KFRI) 보유의 다양한 버섯 균주들을 대상으로 R. quercus-mongolicae에 대한 길항 특성을 조사하였다.
가설 설정
- 이와 같이 참나무시들음병 피해목 활용에 적합한 균주를 선발함에 있어 참나무류나 서어나무만을 발생 기주로 하는 시험 균주만을 따로 선별하여 길항력을 시험하지 않고, 기주가 서로 다른 다양한 종류의 버섯 균주들을 대상으로 길항력을 시험한 이유는 R. quercus-mongolicae에 대한 길항 특성이 참나무나 서어나무만을 기주로 삼는 버섯균에만 국한되어 나타나지는 않을 것이라는 가정을 전제로 한 것이다. 이러한 맥락과 연관 지어 비록 버섯의 기주나 길항력의 차이로 참나무시들음병 피해목의 활용을 위해 선발되지는 않았지만 나머지 22개의 길항 균주도 차후 Raffaelea 속과 근연 관계에 있거나 기타 국내외 식물병원균을 제어할 수 있는 생물방제제를 탐색하는 데에 유용한 후보 균주가 될 것으로 사료된다.
제안 방법
- 병원균과 버섯 균주의 균사체 선단부를 각각 cork borer를 이용하여 직경 5 mm의 원반 형태로 취한 후, 小林과 野崎(2001)가 수행했던 방법과 같이 두 균주 간의 거리가 30 mm가 되도록 PDA 배지 상에 동시에 배치하였다. 25℃에서 대치 배양하면서 대치선의 이동 경로를 단기간(6~7일) 및 장기간(27~31일) 관찰하여 병원균에 대한 각 버섯 균주의 길항력과 그 지속성을 조사하였다. 길항력의 판정은 Fig.
- 국내 참나무시들음병 병원균인 Raffaelea quercus-mongolicae에 대한 버섯 균주들의 길항 특성을 대치배양을 통해 조사하였다. 총 158개의 시험 균주 중 33개의 균주는 병원균에 대해 단기간 (6~7일) 및 장기간(27~31일) 길항력이 전혀 없었으며, 96개의 균주는 길항력이 미약하거나 길항력이 장기적으로 지속되지 못했다.
- quercus-mongolicae에 대해 우수한 길항력을 갖는 버섯 균주를 선발하였다. 길항 균주의 일차 선발 시와 동일한 방법으로 대치배양을 하되, 버섯 균주 간 또는 배양 기간(7, 14 및 30~33일)에 따른 길항력을 보다 정량화하기 위해 PDA 배지상의 버섯 균주와 병원균이 차지하고 있는 균사체의 점유 면적(cm2)을 각각 측정한 후, 아래에 제시된 식에 대입하여 그 값을 %로 표기하였다 대치배양 7, 14 및 30~33일째의 길항력이 50% 이상인 조건을 모두 만족하는 균주를 조사하여 R. quercus-mongolicae에 대한 우수 길항 균주로 선발하였다.
- 25℃에서 대치 배양하면서 대치선의 이동 경로를 단기간(6~7일) 및 장기간(27~31일) 관찰하여 병원균에 대한 각 버섯 균주의 길항력과 그 지속성을 조사하였다. 길항력의 판정은 Fig. 1과같이 PDA 배지 상의 전체 영역(R0~R6)을 6개의 영역으로 세분한 후, 각 영역 내 대치선의 위치에 따른 길항력의 등급을 총 5개로 부여하여 이 기준에 따라 Fig. 2의 예 처럼 각 버섯 균주의 병원균에 대한 길항력을 결정하였다. 총 158개의 버섯 균주 중 단기간 관찰 시 R+이상, 장기간 관찰 시 R+++ 조건을 모두 만족하는 균주를 조사하여 R.
- 또한 단기적으로 길항력이 우수하더라도 시간의 흐름에 따라 이들의 길항력이 감소된다면 병원균의 이차적인 침입에 효율적으로 대처하지 못하게 되어 참나무시들음병 피해목의 활용도 측면에서 제약이 따를 수 있다. 따라서 단기간 길항력에 비중을 두면서 장기적으로도 길항력이 지속되는 버섯 균주를 찾고자 길항 균주의 일차 선발 시와는 다르게 보다 정량적인 방법을 택하여 각 균주의 병원균에 대한 길항력을 조사하였다. 즉, 앞서 일차 선발된 29개의 균주를 병원균과 대치배양한 후, PDA 상에서 두 균주가 차지하는 전체 균사체 점유율 중 버섯 균주의 균사체가 차지하는 점유율을 조사하여 이를 버섯 균주들 간에 비교함으로써 R.
- quercus-mongolicae는 주로 신갈나무와 같은 참나무류와 서어나무에 시들음병을 유발하는 것으로 알려져 있다(김 등, 2006). 따라서 침엽수보다는 참나무류를 비롯한 활엽수에서 생장할 수 있고, 산업적으로도 재배 가치가 있는 균주를 이용하는 것이 적합할 것으로 생각되어 일차 선발된 29개의 길항 균주들이 속한 균종의 일반적인 발생 장소와 그들의 유용 가치, 그리고 이차 선발된 14개 균주의 길항력을 함께 평가하여 피해목 활용에 적합한 균주를 조사하였다. 소나무잔나비버섯과 자흑색불로초는 약용버섯으로서의 가치는 있으나 침엽수를 기주로 한다(박 등, 2009, 정 등, 2006).
- 병원균과 버섯 균주의 균사체 선단부를 각각 cork borer를 이용하여 직경 5 mm의 원반 형태로 취한 후, 小林과 野崎(2001)가 수행했던 방법과 같이 두 균주 간의 거리가 30 mm가 되도록 PDA 배지 상에 동시에 배치하였다. 25℃에서 대치 배양하면서 대치선의 이동 경로를 단기간(6~7일) 및 장기간(27~31일) 관찰하여 병원균에 대한 각 버섯 균주의 길항력과 그 지속성을 조사하였다.
- 따라서 단기간 길항력에 비중을 두면서 장기적으로도 길항력이 지속되는 버섯 균주를 찾고자 길항 균주의 일차 선발 시와는 다르게 보다 정량적인 방법을 택하여 각 균주의 병원균에 대한 길항력을 조사하였다. 즉, 앞서 일차 선발된 29개의 균주를 병원균과 대치배양한 후, PDA 상에서 두 균주가 차지하는 전체 균사체 점유율 중 버섯 균주의 균사체가 차지하는 점유율을 조사하여 이를 버섯 균주들 간에 비교함으로써 R. quercus-mongolicae에 대해 길항력이 보다 우수한 14개의 균주를 이차 선발하였다. 전반적으로 단기간 길항력은 균주마다 큰 차이를 보였으나, 소나무잔나비버섯(KFRI 1008)을 비롯한 13개의 균주(KFRI 585, 654, 914, 269, 764, 1039, 1040, 1041, 588, 832, 100, 85, 154)는 대치배양 7일째의 균사체 점유율이 50% 이상으로 나타나 병원균의 균사 생장을 초기에 억제하는 능력이 타 균주에 비해 우월함을 알 수 있었다.
- 2의 예 처럼 각 버섯 균주의 병원균에 대한 길항력을 결정하였다. 총 158개의 버섯 균주 중 단기간 관찰 시 R+이상, 장기간 관찰 시 R+++ 조건을 모두 만족하는 균주를 조사하여 R. quercus-mongolicae에 대한 길항 균주를 일차 선발하였다.
대상 데이터
- 국내참나무시들음병병원균인 Raffaelea quercus-mongolicae는 국립산림과학원 산림병해충연구과 수목병리연구실로부터 분양받아 사용하였다. 또한 이에 대해 길항 특성을 나타내는 버섯 균주를 찾기 위해 국립산림과학원 산림미생물 연구실 시험에 앞서 모든 시험 균주는 potato dextrose agar(PDA) 배지 상에 미리 접종하여 25℃에서 최소 7일 이상 배양한 후, 균사체의 성상과 균주 활력을 확인한 후 사용하였다.
- 대치선 판독을 통해 일차 선발된 길항 균주를 대상으로 R. quercus-mongolicae에 대해 우수한 길항력을 갖는 버섯 균주를 선발하였다. 길항 균주의 일차 선발 시와 동일한 방법으로 대치배양을 하되, 버섯 균주 간 또는 배양 기간(7, 14 및 30~33일)에 따른 길항력을 보다 정량화하기 위해 PDA 배지상의 버섯 균주와 병원균이 차지하고 있는 균사체의 점유 면적(cm2)을 각각 측정한 후, 아래에 제시된 식에 대입하여 그 값을 %로 표기하였다 대치배양 7, 14 및 30~33일째의 길항력이 50% 이상인 조건을 모두 만족하는 균주를 조사하여 R.
- 국내참나무시들음병병원균인 Raffaelea quercus-mongolicae는 국립산림과학원 산림병해충연구과 수목병리연구실로부터 분양받아 사용하였다. 또한 이에 대해 길항 특성을 나타내는 버섯 균주를 찾기 위해 국립산림과학원 산림미생물 연구실 시험에 앞서 모든 시험 균주는 potato dextrose agar(PDA) 배지 상에 미리 접종하여 25℃에서 최소 7일 이상 배양한 후, 균사체의 성상과 균주 활력을 확인한 후 사용하였다.
- quercus-mongolicae에 대해 전혀 길항력이 없는 것으로 나타났다(Table 1). 반면, 29개의 균주는 단기간 및 장기간 관찰 시 일차 선발 조건을 모두 만족하는 것으로 조사되어 이를 R. quercus-mongolicae에 대한 일차 길항 버섯 균주로 선발하였다.
- quercus-mongolicae에 대해 길 항력을 갖는 균주들은 활엽수(참나무류 포함)나 침엽수 등 발생 기주가 서로 다른 다양한 서식지에서 살아가는 버섯 균종들의 균주임을 알 수 있었다. 참나무시들음병 피해목을 버섯 재배용 자원으로 활용하기 위해 이에 적합한 7개의 길항 균주를 다음과 같이 선발하였다; 붉은덕다리버섯(KFRI 914), 치마버섯(KFRI 832), 구름버섯(KFRI 100), 덕다리버섯(KFRI 654), 간버섯(KFRI 588), 표고(KFRI 269, 764).
성능/효과
- ) KFRI 211, 간버섯(Pycnoporus coccineus (Fr.) Bondartsev & Singer) KFRI 588, 치마버섯(Schizophyllum commune Fr.) KFRI 832, 구름버섯(Trametes versicolor (L.) Lloyd) KFRI 100 등도 일차 선발 기준에 적합한 길항력을 나타냈다.
- ) Pers.)가 포함된 산호침버섯과(Hericiaceae)의 5균주 그리고 뽕나무버섯부치(Armillaria tabescens (Scop.) Emel) 2균주는 모두 단기간 및 장기간 관찰 시 병원균에 대한 길항력이 없었다. 또한 밤버섯(Calocybe gambosa (Fr.
- 9%로 그 수치가 약 5배 정도 급격히 상승되었으며, 배양 30일째에는 대부분의 타 시험 균주와 유사하게 100%의 균사체 점유율을 보여주었다. KFRI 904와 같이 대치배양 7일째에 균사체 점유율이 50% 이하인 다른 균주들의 경우에도 대치배양 14일째에는 균사체 점유율이 급격히 상승하는 양상을 나타냈으며, 그 길항력이 배양 30일 후까지 유지되거나 더 높아지는 것을 알 수 있었다.
- 단기간 관찰 시 최고 길항력을 보인 균주는 복령 KFRI 85로 균 점유율이 99.6 ± 0.4%에 달했으며, 이와 동일한 균종인 KFRI 154의 경우에도 97.4 ± 0.2%의 높은 균사체 점유율을 나타냈다.
- 대치선 판독을 통해 총 158개의 버섯 균주 중 96개의 버섯 균주들은 일차 선발 조건 이하의 미약한 길항력을 나타내거나, 단기간의 길항력은 강하나 장기간의 길항력이 감소하거나 소실하는 등의 불안정한 양상을 나타냈다. 또한 33개의 균주는 단기간 및 장기간 관찰 시 모두 R.
- quercus-mongolicae에 대한 제어력이 매우 안정적인 범위에 속해 있다고는 볼 수 없다. 따라서 R. quercus-mongolicae에 대해 단기간, 중기간, 장기간의 길항력이 모두 50% 이상으로 나타나 보다 안정적인 길항력을 부여할 수 있는 14개의 이차 선발길항균주들중피해목에재배가어려울것으로예상되는위의 4 균종 (소나무잔나비버섯, 자흑색불로초, 복령, 자작나무버섯)에 속하는 균주들을 제외하고, 참나무시들음병 피해목 활용에 적합한 총 7개의 균주(붉은덕다리버섯 KFRI 914, 치마버섯 KFRI 832, 구름버섯 KFRI 100, 덕다리버섯 KFRI 654, 간버섯 KFRI 588, 표고 KFRI 269와 KFRI 764)를 선발하였다.
- 대치선 판독을 통해 총 158개의 버섯 균주 중 96개의 버섯 균주들은 일차 선발 조건 이하의 미약한 길항력을 나타내거나, 단기간의 길항력은 강하나 장기간의 길항력이 감소하거나 소실하는 등의 불안정한 양상을 나타냈다. 또한 33개의 균주는 단기간 및 장기간 관찰 시 모두 R. quercus-mongolicae에 대해 전혀 길항력이 없는 것으로 나타났다(Table 1). 반면, 29개의 균주는 단기간 및 장기간 관찰 시 일차 선발 조건을 모두 만족하는 것으로 조사되어 이를 R.
- 병원균과 버섯 균주를 대치배양하여 단기간 관찰시 R+이상 그리고 장기간 관찰 시 R+++ 조건을 모두 만족하는 균주를 조사한 결과, 총 158개의 버섯 균주 중 33균주는 단기간 및 장기간 관찰 시 모두 병원균에 대해 길항력이 전혀 없는 것으로 나타났다(Table 1). 대치 배양 6~7일째에 대치선은 R0~R2 영역 내에 존재하여 병원균이 자신의 균사체생장영역을 넘어 버섯 균주의 영역을 이미 침범한 상태였으며, 27일 이상의 장기 관찰 시에도 R0~R2 영역이 아닌 다른 영역으로의 대치선 이동은 관찰되지 않았다.
- 본 연구에서 설정한 실험 조건과 같이 영양분과 서식 면적이 제한된 장소에 길항 시험균과 병원균이 동시에 존재하는 경우에는 자신의 생존에 필요한 일정 면적을 가능한 한 빨리 선점하는 쪽이 유리할 것으로 생각되었다. 또한 단기적으로 길항력이 우수하더라도 시간의 흐름에 따라 이들의 길항력이 감소된다면 병원균의 이차적인 침입에 효율적으로 대처하지 못하게 되어 참나무시들음병 피해목의 활용도 측면에서 제약이 따를 수 있다.
- 이와 달리 29개의 균주는 단기간 및 장기간 길항력이 각각 ≥ R+와 ≥ R+++로 타 시험 균주에 비해 높게 나타났으며, 이들과 같이 R. quercus-mongolicae에 대해 길 항력을 갖는 균주들은 활엽수(참나무류 포함)나 침엽수 등 발생 기주가 서로 다른 다양한 서식지에서 살아가는 버섯 균종들의 균주임을 알 수 있었다.
- quercus-mongolicae에 대해 길항력이 보다 우수한 14개의 균주를 이차 선발하였다. 전반적으로 단기간 길항력은 균주마다 큰 차이를 보였으나, 소나무잔나비버섯(KFRI 1008)을 비롯한 13개의 균주(KFRI 585, 654, 914, 269, 764, 1039, 1040, 1041, 588, 832, 100, 85, 154)는 대치배양 7일째의 균사체 점유율이 50% 이상으로 나타나 병원균의 균사 생장을 초기에 억제하는 능력이 타 균주에 비해 우월함을 알 수 있었다. 단기간 관찰 시 최고 길항력을 보인 균주는 복령 KFRI 85로 균 점유율이 99.
- 국내 참나무시들음병 병원균인 Raffaelea quercus-mongolicae에 대한 버섯 균주들의 길항 특성을 대치배양을 통해 조사하였다. 총 158개의 시험 균주 중 33개의 균주는 병원균에 대해 단기간 (6~7일) 및 장기간(27~31일) 길항력이 전혀 없었으며, 96개의 균주는 길항력이 미약하거나 길항력이 장기적으로 지속되지 못했다. 이와 달리 29개의 균주는 단기간 및 장기간 길항력이 각각 ≥ R+와 ≥ R+++로 타 시험 균주에 비해 높게 나타났으며, 이들과 같이 R.
- 표고 KFRI 904는 29개의 균주 중 대치배양 7일째에 최저 균사체 점유율(15.7 ± 0.2%)을 나타냈으나, 대치배양 14일째에는 79 ± 3.9%로 그 수치가 약 5배 정도 급격히 상승되었으며, 배양 30일째에는 대부분의 타 시험 균주와 유사하게 100%의 균사체 점유율을 보여주었다.
후속연구
- quercus-mongolicae에 대한 길항 특성이 참나무나 서어나무만을 기주로 삼는 버섯균에만 국한되어 나타나지는 않을 것이라는 가정을 전제로 한 것이다. 이러한 맥락과 연관 지어 비록 버섯의 기주나 길항력의 차이로 참나무시들음병 피해목의 활용을 위해 선발되지는 않았지만 나머지 22개의 길항 균주도 차후 Raffaelea 속과 근연 관계에 있거나 기타 국내외 식물병원균을 제어할 수 있는 생물방제제를 탐색하는 데에 유용한 후보 균주가 될 것으로 사료된다.
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