벼키다리병균(Gibberella fujikuroi) 균주 및 교배 후대균주의 살균제에 대한 저항성 Fungicide Resistance of Gibberella fujikuroi Isolates Causing Rice Bakanae Disease and Their Progeny Isolates원문보기
2006년부터 2007년까지 벼키다리병균을 수집하여 25개 균주의 prochloraz와 benomyl + thiram에 대한 약제저항성을 검정하였다. 공시한 균주 중, 대부분의 균주가 감수성이었으나 prochloraz에 대한 약제저항성 균주는 6개로 조사되었고, benomyl + thiram에 대해서는 3개 균주가 저항성을 나타내었다. 이 중 CF245, CF249, CF337은 공시약제 모두에 대해 저항성이었다. 감수성 균주간 교배 및 감수성, 저항성 균주간 교배를 통해 얻어진 후대균주를 분리하여 온도별 균사 생장율과 약제에 대한 반응을 조사하였다. 온도별 균사 생장은 감수성 균주간 교배(CF202 $\times$ CF232)에서는 모균주와 비슷하였으나, 감수성과 저항성 균주간 교배(CF179 $\times$ CF337)에서는 모균주에 비해 후대균주의 균사생장이 빠른 것으로 나타났다. 공시약제에 대한 반응은 약제에 따라 모균주와 다른 양상을 나타내었다. Prochloraz의 경우, 감수성균주인 CF202 $\times$ CF232의 후대균주에서 감수성과 저항성의 분포비율이 86 : 14로 나타났고, 감수성과 저항성 균주인 CF179 $\times$ CF337의 후대균주에서는 78 : 22로 나타났다. Benomyl + thiram의 경우, CF202 $\times$ CF232의 후대균주는 모두 감수성인 것으로 나타났으며, CF179 $\times$ CF337의 후대균주에서는 35 : 65로 조사되었다.
2006년부터 2007년까지 벼키다리병균을 수집하여 25개 균주의 prochloraz와 benomyl + thiram에 대한 약제저항성을 검정하였다. 공시한 균주 중, 대부분의 균주가 감수성이었으나 prochloraz에 대한 약제저항성 균주는 6개로 조사되었고, benomyl + thiram에 대해서는 3개 균주가 저항성을 나타내었다. 이 중 CF245, CF249, CF337은 공시약제 모두에 대해 저항성이었다. 감수성 균주간 교배 및 감수성, 저항성 균주간 교배를 통해 얻어진 후대균주를 분리하여 온도별 균사 생장율과 약제에 대한 반응을 조사하였다. 온도별 균사 생장은 감수성 균주간 교배(CF202 $\times$ CF232)에서는 모균주와 비슷하였으나, 감수성과 저항성 균주간 교배(CF179 $\times$ CF337)에서는 모균주에 비해 후대균주의 균사생장이 빠른 것으로 나타났다. 공시약제에 대한 반응은 약제에 따라 모균주와 다른 양상을 나타내었다. Prochloraz의 경우, 감수성균주인 CF202 $\times$ CF232의 후대균주에서 감수성과 저항성의 분포비율이 86 : 14로 나타났고, 감수성과 저항성 균주인 CF179 $\times$ CF337의 후대균주에서는 78 : 22로 나타났다. Benomyl + thiram의 경우, CF202 $\times$ CF232의 후대균주는 모두 감수성인 것으로 나타났으며, CF179 $\times$ CF337의 후대균주에서는 35 : 65로 조사되었다.
A total of 25 isolates of Fusarium fujikuroi were obtained from diseased rice plants in Korea from 2006 to 2007 to assess their resistance against fungicides prochloraz and benomyl + thiram. Minimal inhibitory concentration (MIC) values of F. fujikuroi isolates were examined by agar dilution method....
A total of 25 isolates of Fusarium fujikuroi were obtained from diseased rice plants in Korea from 2006 to 2007 to assess their resistance against fungicides prochloraz and benomyl + thiram. Minimal inhibitory concentration (MIC) values of F. fujikuroi isolates were examined by agar dilution method. Most of the isolates were sensitive to the fungicides. Out of 25 isolates, six were resistant to prochloraz and three to benomyl + thiram. In addition, the isolates CF245, CF249 and CF337 showed resistant to both fungicides. The progenies ($F_1$ isolates) obtained through two different crosses between sensitive parental isolates(CF202, CF232 and CF179) and resistant parental isolate (CF337) were evaluated for their mycelial growth at different temperatures and resistance against fungicides. Mycelial growth rate of $F_1$ isolates originated from CF202 $\times$ CF232 was similar to the parental isolates. However mycelial growth rate of $F_1$ isolates originated from CF179 $\times$ CF337 was faster than their parent isolates. In case of prochloraz, distribution ratio of sensitivity(S) to resistance(R) against to the fungicide of $F_1$ isolates originated from CF202 $\times$ CF232 and CF179 $\times$ CF337 was 86 : 14 and 78 : 22, respectively. In case of benomyl+thiram, all the $F_1$ isolates originated from CF202 $\times$ CF232 were sensitive to the fungicide, however ratio of sensitivity(S) to resistance(R) against to the fungicide of $F_1$ isolates originated from CF179 $\times$ CF337 was 35 : 65.
A total of 25 isolates of Fusarium fujikuroi were obtained from diseased rice plants in Korea from 2006 to 2007 to assess their resistance against fungicides prochloraz and benomyl + thiram. Minimal inhibitory concentration (MIC) values of F. fujikuroi isolates were examined by agar dilution method. Most of the isolates were sensitive to the fungicides. Out of 25 isolates, six were resistant to prochloraz and three to benomyl + thiram. In addition, the isolates CF245, CF249 and CF337 showed resistant to both fungicides. The progenies ($F_1$ isolates) obtained through two different crosses between sensitive parental isolates(CF202, CF232 and CF179) and resistant parental isolate (CF337) were evaluated for their mycelial growth at different temperatures and resistance against fungicides. Mycelial growth rate of $F_1$ isolates originated from CF202 $\times$ CF232 was similar to the parental isolates. However mycelial growth rate of $F_1$ isolates originated from CF179 $\times$ CF337 was faster than their parent isolates. In case of prochloraz, distribution ratio of sensitivity(S) to resistance(R) against to the fungicide of $F_1$ isolates originated from CF202 $\times$ CF232 and CF179 $\times$ CF337 was 86 : 14 and 78 : 22, respectively. In case of benomyl+thiram, all the $F_1$ isolates originated from CF202 $\times$ CF232 were sensitive to the fungicide, however ratio of sensitivity(S) to resistance(R) against to the fungicide of $F_1$ isolates originated from CF179 $\times$ CF337 was 35 : 65.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 전국에서 벼키다리병균을 수집, 분리한 후 이들 균주의 prochloraz와 benomyl+thiram 살균제에 대한 약제저항성을 조사하였다. 또한 약제저항성의 유전적 기초연구를 위하여 저항성 균주와 감수성 균주를 유성적 재조합하였으며, 이를 통하여 병원균의 저항성 발생율 변화를 조사하였다.
제안 방법
2006년부터 2007년까지 벼키다리병균을 수집하여 25개 균주의 prochloraz와 benomyl + thiram에 대한 약제저항성을 검정하였다. 공시한 균주 중, 대부분의 균주가 감수성이었으나 prochloraz에 대한 약제저항성 균주는 6개로 조사되었고, benomyl + thiram에 대해서는 3개 균주가 저항성을 나타내었다.
후대균주와 모균주의 차이를 조사하기 위하여 후대균주의 일부를 임의로 선발하여 온도별 생장율을 조사하였다. PDA 배지에 접종하여 17℃, 20℃, 23℃, 26℃, 32℃에 4일간 배양한 후, 균사의 직경을 조사하였다. 또한 후대균주의 약제저항성을 조사하기 위하여 앞에서 설명한 방법으로 MIC를 조사하였다.
이 중 CF245, CF249, CF337은 공시약제 모두에 대해 저항성이었다. 감수성 균주간 교배 및 감수성, 저항성 균주간 교배를 통해 얻어진 후대균주를 분리하여 온도별 균사 생장율과 약제에 대한 반응을 조사하였다. 온도별 균사 생장은 감수성 균주간 교배(CF202 × CF232)에서는 모균주와 비슷하였으나, 감수성과 저항성 균주간 교배(CF179 ×CF337)에서는 모균주에 비해 후대균주의 균사생장이 빠른 것으로 나타났다.
감수성 균주간 교배를 통해 얻은 후대균주, 감수성과 저항성 균주간 교배를 통해 얻어진 후대균주를 분리하여 온도별 균사 생장과 약제에 대한 반응을 조사하여 모균주와 비교하였다. 온도별 균사 생장을 조사한 결과, 감수성 균주간 교배(CF202 × CF232)에서는 모균주와 유사하였으나, 감수성과 저항성 균주간 교배(CF179 × CF337)에서는 모균주에 비해 후대균주의 균사생장이 빠른 것으로 나타났다(Table 3, 4).
공시약제는 멸균수를 이용하여 희석하고 PDA 배지에서 최종농도가 각각 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2 μg/ml가 되도록 첨가하였다.
따라서 본 연구에서는 전국에서 벼키다리병균을 수집, 분리한 후 이들 균주의 prochloraz와 benomyl+thiram 살균제에 대한 약제저항성을 조사하였다. 또한 약제저항성의 유전적 기초연구를 위하여 저항성 균주와 감수성 균주를 유성적 재조합하였으며, 이를 통하여 병원균의 저항성 발생율 변화를 조사하였다.
PDA 배지에 접종하여 17℃, 20℃, 23℃, 26℃, 32℃에 4일간 배양한 후, 균사의 직경을 조사하였다. 또한 후대균주의 약제저항성을 조사하기 위하여 앞에서 설명한 방법으로 MIC를 조사하였다.
이병식물체의 경우, 지제부를 약 5 mm의 크기로 절단하여 1% 차아염소산나트륨으로 표면소독한 후, 살균수로 3회 세척하고 물기를 제거하여 물한천배지(water agar)에 치상하였다. 종자의 경우는, 표면소독을 하지 않고, 살균수로만 2회 세척하고 물기를 제거하여 물한천배지 plate당 10개씩 치상하였다. 5~7일 후, 균총으로부터 Fusarium균을 단포자 분리하여 PDA(potato dextrose agar)와 SNA(synthetic low nutrient agar) 사면배지에 옮겨 배양하고, 이들 균주를 10℃에서 냉장보관하면서 실험에 사용하였다.
5~7일 후, 균총으로부터 Fusarium균을 단포자 분리하여 PDA(potato dextrose agar)와 SNA(synthetic low nutrient agar) 사면배지에 옮겨 배양하고, 이들 균주를 10℃에서 냉장보관하면서 실험에 사용하였다. 총 25개 균주를 공시하였고, 이들의 교배형 검정을 위해 genomic DNA를 추출하고 교배형 진단용 특이 프라이머로 PCR을 수행하였다(Steenkamp et al., 2000).
후대균주와 모균주의 차이를 조사하기 위하여 후대균주의 일부를 임의로 선발하여 온도별 생장율을 조사하였다. PDA 배지에 접종하여 17℃, 20℃, 23℃, 26℃, 32℃에 4일간 배양한 후, 균사의 직경을 조사하였다.
Prochloraz와 benomyl + thiram 약제에 대해 모두 감수성인 CF202와 CF232 균주를 교배하였고, 감수성 균주인 CF179와 저항성 균주인 CF337 균주를 각각 교배하였다. 후대균주의 분리를 위하여 형성된 자낭각을 회수하고, 이를 마쇄하여 자낭포자를 단포자 분리하였다.
대상 데이터
2006년부터 2007년까지 전국의 벼 재배 지역에서 수집한 시료로부터 Fusarium균을 분리하였다. 공시한 25개 균주에 대해 prochloraz와 benomyl + thiram 약제를 대상으로 약제 저항성을 검정한 결과, 대부분의 균주가 약제에 대해 감수성을 나타냈다.
2006년에서 2007년까지 병원균을 분리하기 위하여 전국에서 이병시료와 벼 종자를 수집하였다. 이병식물체의 경우, 지제부를 약 5 mm의 크기로 절단하여 1% 차아염소산나트륨으로 표면소독한 후, 살균수로 3회 세척하고 물기를 제거하여 물한천배지(water agar)에 치상하였다.
균주의 약제저항성 특성을 조사하기 위하여 약제에 대한 최소억제농도(MIC)를 한천희석법을 사용하여 조사하였다. 시험약제는 prochloraz(a.i. 25%, EC)와 benomyl + thiram(a.i. 20 + 20%, WP)을 사용하였다. 공시약제는 멸균수를 이용하여 희석하고 PDA 배지에서 최종농도가 각각 0, 0.
이론/모형
균주의 약제저항성 특성을 조사하기 위하여 약제에 대한 최소억제농도(MIC)를 한천희석법을 사용하여 조사하였다. 시험약제는 prochloraz(a.
성능/효과
Prochloraz에 대한 평균 MIC값은 약 0.8μg/ml 이었으나, 저항성 균주의 경우 2μg/ml의 농도에서도 균사가 자라는 것으로 관찰되었다.
(2009)의 방법으로 교배하여 완전세대를 형성시켰다. Prochloraz와 benomyl + thiram 약제에 대해 모두 감수성인 CF202와 CF232 균주를 교배하였고, 감수성 균주인 CF179와 저항성 균주인 CF337 균주를 각각 교배하였다. 후대균주의 분리를 위하여 형성된 자낭각을 회수하고, 이를 마쇄하여 자낭포자를 단포자 분리하였다.
공시약제에 대한 후대균주의 약제반응을 조사한 결과, 약제에 따라 모균주와 다른 양상을 나타내었다(Fig. 1). Prochloraz의 경우, 감수성균주인 CF202 × CF232의 후대균주에서는 감수성과 저항성의 분포비율이 86 : 14로 나타났고, 감수성과 저항성 균주인 CF179 × CF337의 후대균주에서는 78 : 22로 나타났다.
2006년부터 2007년까지 전국의 벼 재배 지역에서 수집한 시료로부터 Fusarium균을 분리하였다. 공시한 25개 균주에 대해 prochloraz와 benomyl + thiram 약제를 대상으로 약제 저항성을 검정한 결과, 대부분의 균주가 약제에 대해 감수성을 나타냈다. Prochloraz의 경우, MIC 1.
2006년부터 2007년까지 벼키다리병균을 수집하여 25개 균주의 prochloraz와 benomyl + thiram에 대한 약제저항성을 검정하였다. 공시한 균주 중, 대부분의 균주가 감수성이었으나 prochloraz에 대한 약제저항성 균주는 6개로 조사되었고, benomyl + thiram에 대해서는 3개 균주가 저항성을 나타내었다. 이 중 CF245, CF249, CF337은 공시약제 모두에 대해 저항성이었다.
따라서 벼키다리병균의 prochloraz 저항성에 대한 유전 분석 연구를 통해 저항성 발현 기작이 규명되면 포장에 나타나는 약제저항성 균의 관리와 새로운 살균제의 개발이 가능할 것으로 생각된다. 또한 약제저항성의 유전 연구에 있어서 본 연구에 사용된 F. fujikuroi의 경우, 균주간 교배가 용이하고, 작용 기작이 서로 다른 약제에 대한 저항성 균주가 확보되어 있으며, 유전자 수준의 연구도 가능하므로 모델 생물체로의 가능성이 확인되었다.
온도별 균사 생장은 감수성 균주간 교배(CF202 × CF232)에서는 모균주와 비슷하였으나, 감수성과 저항성 균주간 교배(CF179 ×CF337)에서는 모균주에 비해 후대균주의 균사생장이 빠른 것으로 나타났다.
온도별 균사 생장을 조사한 결과, 감수성 균주간 교배(CF202 × CF232)에서는 모균주와 유사하였으나, 감수성과 저항성 균주간 교배(CF179 × CF337)에서는 모균주에 비해 후대균주의 균사생장이 빠른 것으로 나타났다(Table 3, 4).
또한 benomyl + thiram의 경우, 대부분의 균주가 2 μg/ml의 MIC값을 나타냈으나 저항성 균주는 250 μg/ml의 농도에서도 균사가 생장하는 것으로 조사되었다. 특히, CF245, CF249, CF337 균주는 prochloraz와 benomyl+thiram 모두에 대해 저항성을 나타내었다.
후속연구
국내에서는 벼키다리병의 방제를 위해 prochloraz를 오랫동안 사용해 왔고, 아직까지는 우수한 방제효과를 보이고 있으나 일부 지역에서 약제저항성 균주가 출현하여 문제가 되고 있다. 따라서 벼키다리병균의 prochloraz 저항성에 대한 유전 분석 연구를 통해 저항성 발현 기작이 규명되면 포장에 나타나는 약제저항성 균의 관리와 새로운 살균제의 개발이 가능할 것으로 생각된다. 또한 약제저항성의 유전 연구에 있어서 본 연구에 사용된 F.
본 연구에서는 전국에서 수집한 25개 균주를 조사하여 prochloraz와 benomyl+thiram 저항성 균이 각각 24%, 12%로 조사되었기 때문에 다양한 균주를 대상으로 약제저항성을 조사하고, 이에 대한 계속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 또한 약제저항성의 판단에 MIC값만을 이용하였기 때문에 균사 생육 50% 억제 농도인 EC50값의 조사가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 전국에서 수집한 25개 균주를 조사하여 prochloraz와 benomyl+thiram 저항성 균이 각각 24%, 12%로 조사되었기 때문에 다양한 균주를 대상으로 약제저항성을 조사하고, 이에 대한 계속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 또한 약제저항성의 판단에 MIC값만을 이용하였기 때문에 균사 생육 50% 억제 농도인 EC50값의 조사가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
, 2000). 이러한 유전 분석 연구 결과를 뒷받침하기 위해서는 F1 균주의 EC50값 분포를 조사해야 하며, 모균주의 감수성 균주간의 여교배가 필요하므로 앞으로 이에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
Benomyl + thiram의 경우, CF202 ×CF232의 후대균주는 모두 감수성인 것으로 나타났으며, CF179 ×CF337의 후대균주에서는 35 : 65로 조사되었다. 특히 prochloraz의 경우, 감수성 균주의 후대에서도 저항성 균주가 14%로 나타나 이에 대한 유전 양상에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 살균제 저항성의 유전에 있어서 benomyl과 metalaxyl은 질적 유전, prochloraz와 같은 DMI계 살균제는 양적 유전을 한다고 알려져 있다(Peever and Milgroom, 1992).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
벼키다리병이란?
벼키다리병은 Gibberella fujikuroi (Sawada) Ito in Ito & K. Kimura(무성세대 : Fusarium fujikuroi Nirenberg)에 의해 발생하는 대표적인 종자전염성 병해로 못자리부터 본답 후기까지 발생한다. 1960년대 한국에서는 유기수은제의 사용으로 벼키다리병은 문제되지 않았고, 유기수은제 사용이 금지된 이후에도 효과적인 종자소독제가 도입되어 농가에서 크게 문제되지 않았던 병이다(박 등, 2003).
약제저항성 균주의 출현에 있어서 특정 살균제의 위험요소를 결정하는 가장 중요한 요인은?
약제저항성 균주의 출현에 있어서 특정 살균제의 위험요소를 결정하는 가장 중요한 요인은 약제에 대한 저항성의 유전이다. 여러 가지 benzimidazole계 살균제 저항성 식물병원균과 같이 약제 효과가 갑자기 감소하는 것은 단일 주동 유전자(single major gene)의 돌연변이에 의해 나타나거나 혹은 두 개의 저항성 유전자의 동반 상승효과에 의해 나타날 수 있다.
2006년부터 2007년까지 벼키다리병균을 수집하여 25개 균주의 prochloraz와 benomyl + thiram에 대한 약제저항성을 검정한 실험의 결과는?
2006년부터 2007년까지 벼키다리병균을 수집하여 25개 균주의 prochloraz와 benomyl + thiram에 대한 약제저항성을 검정하였다. 공시한 균주 중, 대부분의 균주가 감수성이었으나 prochloraz에 대한 약제저항성 균주는 6개로 조사되었고, benomyl + thiram에 대해서는 3개 균주가 저항성을 나타내었다. 이 중 CF245, CF249, CF337은 공시약제 모두에 대해 저항성이었다. 감수성 균주간 교배 및 감수성, 저항성 균주간 교배를 통해 얻어진 후대균주를 분리하여 온도별 균사 생장율과 약제에 대한 반응을 조사하였다. 온도별 균사 생장은 감수성 균주간 교배(CF202 × CF232)에서는 모균주와 비슷하였으나, 감수성과 저항성 균주간 교배(CF179 ×CF337)에서는 모균주에 비해 후대균주의 균사생장이 빠른 것으로 나타났다. 공시약제에 대한 반응은 약제에 따라 모균주와 다른 양상을 나타내었다. Prochloraz의 경우, 감수성균주인 CF202 ×CF232의 후대균주에서 감수성과 저항성의 분포비율이 86 : 14로 나타났고, 감수성과 저항성 균주인 CF179 × CF337의 후대균주에서는 78 : 22로 나타났다. Benomyl + thiram의 경우, CF202 × CF232의 후대균주는 모두 감수성인 것으로 나타났으며, CF179 × CF337의 후대균주에서는 35 : 65로 조사되었다.
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