[논문]회화나무 녹병균(Uromyces truncicola)의 형태적 특징과 감염 기주의 조직해부학적 변화

길희영; 구창덕

회화나무 녹병균(Uromyces truncicola)의 형태적 특징과 감염 기주의 조직해부학적 변화
Morphological Characteristic of the Rust Fungi, Uromyces truncicola, and Histological Changes in the Infected Host Tree, Sophora japonica 원문보기

韓國林學會誌 = Journal of Korean Forest Society, v.99 no.3=no.190, 2010년, pp.277 - 284

초록
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회화나무 녹병균(Uromyces truncicola)은 기주식물의 줄기와 가지 그리고 잎에 감염하고 회화나무의 감염률은 78%였다. 이 녹병균의 겨울포자는 밤갈색으로 원형~난형이었으며, $29-37{\times}24-27\;{\mu}m$ 크기였고, 여름포자는 황갈색으로 타원형~난형이며 포자 표면에 가시모양의 돌기가 있고 $28-39{\times}19-22\;{\mu}m$ 크기였다. 이 병으로 감염된 가지에서는 코르크층이 비후되었고, 방사유조직은 비틀어지고 갈라지거나 합쳐졌으며 유세포가 증가하였다. 건강한 회화나무 가지의 방사유조직은 1열에서 2열인 반면에, 감염 가지의 방사유조직은 3열 이상의 유세포들이 방추형을 형성하고 있었다. 감염 가지에서는 도관들이 다양한 형태로 비틀어져 있었고, 내수피 부분과 일부 목부조직의 세포간극에는 황색물질이 형성되어 있었다. 병 발생이 적은 개체에서는 가지의 털은 밀생하고 길었으며, 잎의 상표피 두께는 평균 23.3 ${\mu}m$인데 비하여, 병 발생이 심한 개체에서는 가지의 털이 상대적으로 덜 밀생하고 짧았으며, 상표피의 두께는 평균 17.4 ${\mu}m$였으므로, 저항성 개체가 존재하는 것으로 생각되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

rust fungus, Uromyces truncicola, infected stems, branches and leaves of Sophora japonica trees, and 78% of planted host depending on investigated sites. Teliospores of this fungus were reddish brown, global to oval and $29-37{\times}24-27\;{\mu}m$. The urediniospores were yellowish brown, elliptical to oval with spiny surface and $28-39{\times}19-22\;{\mu}m$. In the infected branches cork layers were thickened, ray parenchymatous cells were distorted, branched or combined and increased in numbers. While ray parenchymatous cells in healthy branches were one or two layers, the cells in the infected branches were three or more layers to shape fusiform. In the infected branches xylem tissues also distorted and yellowish pigments formed in the intercellular space. In the less infected trees the hairs on the branches were dense and long, and the thickness of upper epidermal cell walls were ca 23.3 ${\mu}m$, while in the highly infected trees the hairs were less dense and short, and the thickness of upper epidermal cell walls was ca 17.4 ${\mu}m$. We think individual host trees resistant to this fungus are present.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 이 연구에서는 동종기생을 하며 녹포자 세대가 없는 단주기성인 회화나무 녹병균의 형태학적 특성과 저항성 개체를 포함한 기주피해의 특징을 조사하였다.
본 연구는 충북 청원군 소재 미동산 수목원의 회화나무(Sophora japonica)를 대상으로 녹병균(Uromyces truncicola)의 형태학적 특징 및 기주피해 특성을 알아보기 위해 수행되었다. 병원균은 주로 회화나무의 어린 가지나 줄기, 잎에 침입하여 병을 일으켰고 줄기가 변형되거나 작은 가지는 고사하는 현상이 흔하였다.

제안 방법

truncicola의 여름포자와 겨울포자의 형태적 특징을 관찰하고 크기를 측정하였으며, 측정 및 관찰 결과를 기존 보고와 비교하였다.
먼저 병든 혹의 조직 일부를 약 5 mm×5 mm×5 mm의 크기로 자른 후 FAA고정액에서 약 이틀간 고정시켰으며, 알콜을 이용하여 탈수하고 파라핀으로 포매(embedding)한 다음 마이크로톰(Leica SM2010 R, GERMANY)을 이용하여 약 10 µm의 두께의 절편을 제작하였다.
여름포자 및 겨울포자의 형태적 특징 조사 및 병든 부분의 조직해부학적 관찰을 위하여 녹병에 감염된 잎과 혹이 형성 되어 있는 1~3년생의 감염 가지를 채집하여 공시재료로 하였다.
잎 내부를 구성하는 여러 조직의 두께를 정밀하게 조사하기 위하여 “감염가지의 조직해부학적 특징 관찰”에서 사용한 파라핀 포매법과 동일한 방법으로 잎 조직의 절편을 제작하였으며 이병개체 3본과 정상개체 3본에서 각 5개씩 잎을 채집하여 총 30개의 잎을 공시재료로 하였다.
조직의 절편은 자일렌을 이용하여 탈파라핀 처리를 하였으며, toluidine blue 0.05%액으로 염색한 다음 카나다발삼으로 봉입한 후 병든 조직에 대한 조직해부학적 관찰에 사용하였다.
회화나무 형태학적 특징과 녹병발생과의 관계를 알아보기 위하여 병든 나무와 건전한 나무들로부터 1년생 가지를 채집하고 털의 길이, 구조, 밀도를 조사하였으며, 조사에 사용된 가지는 이병개체 3본과 정상개체 3본에서 각 5개씩 가지를 채집하여 총 30개였다.

대상 데이터

2009년 충청북도 청원군 소재 미동산 수목원에 식재되어 있는 회화나무(Sophora japonica L.) 55본을 대상으로 Uromyces truncicola에 의한 녹병의 발생유무를 조사하였으며, 이 병해의 대표적인 병징인 가지 및 줄기에 발생한 혹을 감염 여부의 판정 기준으로 하였다.

성능/효과

감염 가지는 정상 가지에 비해서 코르크층이 두터웠고, 방사유조직은 비틀어지고 갈라지거나 합쳐지는 등 고르지 못하였고, 유세포가 증가한 현상도 있었다.
그리고 줄기와 가지 모두에서 혹이 확인되었지만 총 혹 개수의 16.6%가 줄기에서, 83.4%가 가지에서 형성되어 가지에서본 병의 혹은 줄기보다 가지에 많이 형성되었다.
또한 정상 가지의 방사유조직은 1~2열의 유세포들로 이루어진 반면 감염 가지의 방사유조직은 3열 이상의 유세포들로 부풀어 방추형을 띠고 있었다.
미동산 수목원에 식재된 회화나무의 줄기와 가지에 생성된 혹의 수를 조사한 결과, 전체 55본 중 43본이 줄기나 가지에 눈에 띄는 혹을 가져 이병주율이 78%였다.
이 병에 의한 감염률은 조사 지역에서 78%였으며 환부는 줄기보다 가지에 많이 형성되었다.
4 µm로 약 6 µm의 두께 차이가 있었다. 줄기와 가지에 환부가 많은 개체에 비해 그렇지 않은 개체들의 1년생 가지의 털은 밀도도 더 높고, 길이도 더 길었다.
일본에서는 본 병에 대한 여러 가지 연구가 수행되었으나 우리나라에서는 1963년 보고된 바 있다(Kim, 1963). 한편 충북 청원군에 소재한 미동산 수목원에 식재된 회화나무들은 개체별로 녹병의 피해정도에 많은 차이가 나타났다. 병에 걸리지 않은 건전한 개체가 있는가 하면 잎에 감염이 심하여 일찍 낙엽지고, 혹에 의해 줄기가 뒤틀어질 정도로 피해가 심한 개체도 있었다.

후속연구

따라서 저항성 개체별로 Uromyces 균의 인공접종을 통한 균사침입과정과 감수성 비교 연구가 필요하다고 생각한다.
그러므로 회화나무의 어린 줄기와 가지의 표면에 존재하는 털이 녹병균의 침입에 중대한 방어 작용을 하는 것으로 보이지만, 각 개체의 털밀도에 따른 녹병균의 감수성 연구가 필요하다고 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	회화나무란 무엇인가?	회화나무(Sophora japonica L)는 콩과(Leguminosae)에 속하는 낙엽활엽교목으로서 학자수라고도 불리며 우리나라, 중국, 일본 등지에 분포한다. 꽃을 괴화(槐花), 꽃봉오리를 괴미(槐米), 열매를 괴실(槐實)이라고 하며 약용으로 한다(임록재, 1999; 이창복, 2006).
	회화나무 녹병균은 작물에 어떤 피해를 야기하는가?	녹병균은 이렇게 다양하고 복잡한 생활주기를 가지고 있기 때문에 항상 대발생의 위험을 내포하고 있어 지속적인 연구가 요구되며, 회화나무 녹병의 경우 감염률이 매우 높으며 발생시 줄기와 가지에 혹을 만들어 미관상 보기 좋지 않다. 회화나무 녹병은 가지와 줄기에 길쭉한 혹을 만들기 때문에 일명 혹병이라고도 부른다. 혹이 여러 개 생긴 나무는 생육이 나빠지고 기형이 되며, 또 혹 부위가 썩어서 가지와 줄기가 부러지기도 한다(나용준 등, 2009).
	녹병균이란 무엇인가?	녹병균은 분류학상 녹병균강(Urediniomycetes) 녹병균목(Uredinales)에 속하는 균으로 세계적으로 5,000~6,000여종이 알려져 있고(박희문 등, 2005), 초본류와 목본류에 걸쳐 많은 식물에 피해를 주고 있다(문병주 등, 2005; 박희문 등, 2005). 최근 여러 종의 녹병균이 인공배지에서 성공적으로 배양되었지만 자연계에서 순활물기생으로만 발생하며(고영진 등, 2006; 이태수, 2001) 기주에 광범위한 생리적 손상을 입히는데, 증산율 증가와 광합성과 호흡률의 감소를 야기하며, 때로는 비정상적인 확대생장을 일으키기도 한다(박희문 등, 2005).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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