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문제 정의
- 우리나라에서는 소나무재선충 감염목의 생리와 감염목내에서 소나무재선충의 이동에 관한 연구는 미진한 편이고 일본 등의 해외에서는 접종목의 광합성의 감소, 형성층의 파괴, 에틸렌의 생성, 잎의 수분포텐셜과 증산 등의 많은 연구가 진행되고 있지만 생리학적 변화에 대한 언급은 명백하지 않다(Fukuda, 1997). 이 연구에서는 소나무재선충에 감염된 소나무의 수분스트레스 진전을 이해하고자 하였다.
제안 방법
- 2009년 7월 28일 공시 소나무의 2년생 가지 수피에 5 mm×40~50 mm정도 크기의 상처를 낸 다음 소나무재선충 약 10,000마리를 멸균된 솜에 묻혀 접종하였다.
- 소나무재선충을 분리시키기 위하여 킴와이프스 1겹으로 목편을 둘러싸고, 이것을 50 mL 코니컬 튜브의 상부에 고정시킨 후 증류수를 부어 24시간 동안 담아 두었다. 분리된 소나무재선충의 수는 해부현미경을 이용하여 계수하였다. 소나무재선충의 밀도는 각 목편의 부피(mL)당 소나무재선충의 마리수로 나타내었다.
- 접종처리는 3가지로 비접종처리, 수피 상처가지에 멸균수처리, 수피상처가지에 소나무재선충을 접종처리였다. 비접종처리는 4반복, 멸균수처리와 재선충 접종처리는 각각 5반복하였다.
- 소나무재선충 밀도는 접종부위의 위아래 5 cm 떨어진 지점에서 목편 5를 잘라내어 목부와 내수피를 분리한 후 이들로부터 조사하였다. 소나무재선충을 분리시키기 위하여 킴와이프스 1겹으로 목편을 둘러싸고, 이것을 50 mL 코니컬 튜브의 상부에 고정시킨 후 증류수를 부어 24시간 동안 담아 두었다.
- 소나무재선충 접종묘 잎의 수분포텐셜은 식물수분시스템(Model 1000, Plant Moisture System, USA)을 이용하여 7일마다 해뜨기 직전과 정오에 측정하였다. 잎의 수분 포텐셜은 공시목의 1년생 잎을 떼어 식물수분시스템에 넣고 압력을 가한 후 도관에서 수분이 나오는 시점을 측정하였다.
- 잎의 수분 포텐셜은 공시목의 1년생 잎을 떼어 식물수분시스템에 넣고 압력을 가한 후 도관에서 수분이 나오는 시점을 측정하였다. 실험기간 중 온도의 변화는 온습도 데이터 로거(HOBO pro H8, Onset Computer Corporation, USA)로 측정하였다.
- 소나무재선충 접종묘 잎의 수분포텐셜은 식물수분시스템(Model 1000, Plant Moisture System, USA)을 이용하여 7일마다 해뜨기 직전과 정오에 측정하였다. 잎의 수분 포텐셜은 공시목의 1년생 잎을 떼어 식물수분시스템에 넣고 압력을 가한 후 도관에서 수분이 나오는 시점을 측정하였다. 실험기간 중 온도의 변화는 온습도 데이터 로거(HOBO pro H8, Onset Computer Corporation, USA)로 측정하였다.
- 2009년 7월 28일 공시 소나무의 2년생 가지 수피에 5 mm×40~50 mm정도 크기의 상처를 낸 다음 소나무재선충 약 10,000마리를 멸균된 솜에 묻혀 접종하였다. 접종처리는 3가지로 비접종처리, 수피 상처가지에 멸균수처리, 수피상처가지에 소나무재선충을 접종처리였다. 비접종처리는 4반복, 멸균수처리와 재선충 접종처리는 각각 5반복하였다.
대상 데이터
- 본 실험은 충북 청원군 미원면 충북산림환경연구소에서 소나무재선충의 외부 전파를 막기 위하여 야외 우화상을 철망과 피음망을 씌우고(피음율 약 30%) 그 안에서 수행하였다. 공시 소나무 묘목은 묘고 49.
- 소나무재선충은 국립산림과학원이 경남 진주시 진성면에서 피해 소나무 시료에서 분리한 것을 분양받아 사용하였다. 소나무재선충의 증식은 Botrytis cinerea를 키운 PDA 배지 위에 25℃에서 약 10일정도 암 배양하였다.
성능/효과
- 4년생 소나무 묘목의 잎 수분포텐셜은 시간이 지남에 따라 소나무재선충 접종묘가 멸균수처리묘나 비접종묘보다 점차 낮아졌다. 이는 소나무재선충의 활동에 의한 것으로 생각된다.
- 따라서 소나무재선충병에 감염된 소나무는 감염 후 수지유출의 감소, 목부 건조, 수와 내수피의 갈변 등 내부적으로 이상이 잎의 변색과 시들음 같은 외부 병징 보다 먼저 발생한다고 생각한다. 결국 소나무재선충으로 접종된 소나무묘목에서는 수분스트레스가 약 한달 후부터 감지되며, 잎을 시들게 되며, 수지생성도 멈추게 된다고 결론짓는다.
- 그리고 田 慶子와 伊藤 進一(1992)은 7년생 소나무에 소나무재선충을 접종했을 때 하루 150 cm를 이동할 정도로 빠르게 이동하였다고 하였다. 따라서 접종 후 28일에 급작스럽게 늘어난 소나무재선충은 처음 침입하여 1세대가 경과하기 전에 살아남은 소나무재선충이 접종후 수체 내에 빠르게 확산되어 있다가 접종 후 21일에서 28일 사이에 증식을 시작하여 소나무재선충의 밀도가 높아졌다고 생각한다.
- 본 실험에서 소나무재선충이 접종된 묘목에서 잎의 변색은 접종 후 68일이 지나서 나타나기 시작하였다. 하지만 Hara 등(2006)은 소나무재선충 10,000마리를 3년생 해송, 소나무, 테다 소나무에 접종한 후 12일이 지났을 때 외부 병징이 나타난 묘목의 비율은 해송은 80%, 소나무는 60%, 테다소나무는 0%라 하였고 해송과 소나무에서 소나무재선충의 밀도는 접종 후 12일째까지 꾸준히 증가하다가 15일째에 급격하게 증가한다고 하였다.
- 소나무묘목 잎의 수분포텐셜은 소나무재선충 접종 후 28일째까지는 소나무재선충 접종묘, 멸균수처리묘, 비접종묘에서 차이가 없었다. 그리고 접종 후 35일째에도 해뜨기 직전의 잎의 수분포텐셜은 소나무재선충 접종묘에서 -0.
- 소나무재선충 접종 후 7일째에 접종목 근원부 단면에서 수지는 많은 양의 수지가 분비되었다. 접종 후 14일째에는 근원부에서 많은 양의 수지가 유출되지는 않았지만 목부의 수지구에서 수지가 분비 되었다.
- 소나무재선충 접종묘의 수분스트레스는 병이 발달함에 따라 해뜨기 직전보다 정오에 수분스트레스를 더 받는 것으로 나타났다. 해뜨기 직전에 수분스트레스를 덜 받는 것은 야간에 증산 작용 없는 동안 식물체가 밤 동안 수분을 흡수하여 낮에 받은 수분스트레스를 회복하기 때문이라고 생각한다(Améglio et al.
- 소나무재선충 접종에 의한 소나무의 잎 수분스트레스는 접종 후 35일째부터 정오에 측정한 값에서 뚜렷하여져서, 소나무재선충 접종목에서 -1.04 MPa, 비접종목에서 -0.87 MPa였다. 재선충 접종 후 56째부터는 해뜨기 직전 잎의 수분포텐셜에서도 접종의 영향이 뚜렷하여져서 접종목이 -0.
- 소나무재선충을 접종한 접종목에서 병에 의한 반응은 근원부 단면의 수지 유출의 감소, 초두부의 수와 내수피의 갈변, 1년생 잎의 변색 순으로 나타났다. Tan 등(2005)은 3~4년생 해송묘목의 수간에 소나무재선충 10,000마리를 접종하였을 때 접종 후 15일째에 수지의 감소, 목부의 건조 그리고 수의 갈변이 나타났고 접종 후 70일째에 잎의 변색과 시들음이 관찰되었다고 하였으며, 須川 豊伸(1982)는 4년생 해송 묘목에 소나무재선충 10,000마리를 접종하였을 때 수지의 감소는 접종 후 7일째에 나타났고, 잎의 변색은 접종 후 21일부터 관찰되었다고 하였다.
- 그리고 접종 후 68일째에는 분리된 선충의 수가 급격히 감소하였다. 소나무재선충의 이동 확산은 전체적으로 접종가지의 아래로의 이동이 많았고, 접종 후 21일째까지 분리된 선충은 크기가 1 mm 정도였으나, 접종 후 28일째 이후에 분리된 선충은 대부분이 0.5 mm이하였다.
- 87 MPa였다. 재선충 접종 후 56째부터는 해뜨기 직전 잎의 수분포텐셜에서도 접종의 영향이 뚜렷하여져서 접종목이 -0.71 MPa, 비접종목은 -0.26 MPa이었고 정오에 측정한 소나무 잎의 수분포텐셜은 접종목이 -1.45 MPa, 비접종목이 -1.07 MPa 이었다. 접종 63일째에는 접종목의 1년생 잎이 옅은 황색이 되었으며 이때 접종목의 근원부 단면에서는 수지가 나오지 않았다.
- 접종 68일 후 멸균수를 접종한 소나무와 아무처리도 하지 않은 소나무 근원부 단면에서는 수지 유출이 관찰 되었으나 소나무재선충을 접종한 소나무에서는 수지 유출이 관찰되지 않았다.
- 접종 후 14일째에는 근원부에서 많은 양의 수지가 유출되지는 않았지만 목부의 수지구에서 수지가 분비 되었다. 접종 후 21일째에는 목부 수지구에서 수지가 분비 되는 것이 관찰되었으나 수지가 분비되는 부분이 많이 감소하였고, 접종 28일 후에는 수지 유출이 관찰되지 않았다.
- 접종 후 28일째에는 접종가지의 1년생 잎이 변색되는 것을 확인할 수 있었으며 접종가지의 1년생 가지도 약간 변색되기 시작하였다. 접종가지를 제외한 가지에서의 1년생 잎의 변색은 접종 63일째에 나타났다.
- 접종 후 42일째에는 해뜨기직전 수분포텐셜도 소나무 재선충 접종묘가 멸균수처리묘나 비접종묘보다 낮아졌으며, 특히 정오에 측정한 수분포텐셜은 소나무재선충 접종묘에서 -1.24 MPa, 멸균수처리묘에서 -0.91 MPa, 비접종묘는 -1.03 MPa로 소나무재선충 접종묘가 다른 처리묘보다 약 0.17 MPa 낮았다. 접종 후 49일째에는 해뜨기전의 수분 포텐셜은 소나무재선충 접종묘가 멸균수처리묘나 비접종묘보다 0.
- 17 MPa 낮았다. 접종 후 49일째에는 해뜨기전의 수분 포텐셜은 소나무재선충 접종묘가 멸균수처리묘나 비접종묘보다 0.07 MPa정도 낮았으며 정오의 수분스트레스는 소나무재선충 접종묘는 -1.40 Mpa, 멸균수처리묘는 -0.92 MPa, 비접종묘는 -0.93 MPa로 소나무재선충 접종묘가 약 0.48 MPa 낮았다. 접종 후 56일째의 해뜨기 직전 수분포텐셜은 소나무재선충 접종묘가 -0.
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