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문제 정의
- 본 연구에서는 뿌리혹병에 효과적인 살균 활성 물질을 선발하기 위한 생물검정법을 확립하기 위하여, 기존 살균제 3종을 이용하여 토양 종류, 배추 품종, 배추 생육 시기 및 뿌리혹병균 접종 농도 등의 발병조건에 따른 기존 살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid의 방제효과 차이를 조사하였다.
제안 방법
- 각 약제는 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 용해하고 희석하여 실험하고자 하는 약제 농도의 100배액으로 준비한 후, 250 µg/ml 농도의 Tween 20 수용액에 1%가 되도록 첨가하여 약제 용액을 조제하였다.
- 그리고 2겹의 가제로 걸러 식물조직을 제거한 후 광학현미경 하(300배) 에서 hemocytometer를 이용하여 휴면포자의 수를 측정하고, 접종원의 최종 농도는 ml 당 1.3×108개가 되도록 멸균수로 희석하였다.
- 배추의 생육 시기에 따른 방제효과 실험에서는 동일한 방법으로 배추 종자를 파종하고 각각 7일, 14일, 21일 동안 온실에서 재배한 배추 유묘를 사용하여 살균제들의 방제효과를 실험하였다. 그리고 토양의 종류에 따른 뿌리혹 병에 대한 방제효과 실험에서는 원예용상토 5호와 일반 밭토양을 동량의 부피로 섞은 혼합토양, 밭토양 그리고 원예용상토 5호 등 세 종류의 토양에 배추를 파종하여 실험하였다. 배추 품종에 따른 방제효과 실험에는 ‘노랑김장’ 외에 ‘삼복엇갈이’(몬산토코리아사) 그리고 뿌리혹병에 대한 저항성 품종인 ‘CR 하계’(농우바이오사)와 ‘부활’(몬산토코리아사)을 실험에 사용하였다.
- 배추 뿌리혹병에 대한 효율적인 살균 활성 검정법을 확립하기 위하여, 배추 품종, 기주 식물의 생육 시기, 접종원 농도, 토양 종류 등의 발병 조건에 따른 살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid의 배추 뿌리혹병에 대한 방제 효과를 온실에서 실험하였다. 배추의 생육 시기에 따른 살균제들의 방제효과는 파종 7일 및 14일 유묘에서는 21일 유묘보다 더 높은 방제효과를 보였다.
- 배추 유묘에 약제를 처리하고 1일 후에 P. brassicae의 포자현탁액을 관주접종 하였다. Deepfreezer에 보관 중인 뿌리혹병 이병조직을 꺼내어 흐르는 수돗물에 세척하여 이물질을 제거한 후 Waring blender에 넣고 멸균증류수를 첨가한 후 마쇄하였다.
- 배추의 생육 시기에 따른 방제효과 실험에서는 동일한 방법으로 배추 종자를 파종하고 각각 7일, 14일, 21일 동안 온실에서 재배한 배추 유묘를 사용하여 살균제들의 방제효과를 실험하였다. 그리고 토양의 종류에 따른 뿌리혹 병에 대한 방제효과 실험에서는 원예용상토 5호와 일반 밭토양을 동량의 부피로 섞은 혼합토양, 밭토양 그리고 원예용상토 5호 등 세 종류의 토양에 배추를 파종하여 실험하였다.
- 토양 종류에 따른 배추 뿌리혹병 방제효과. 살균제의 배추 뿌리혹병에 대한 방제효과를 밭토양, 원예용 상토및 혼합토양에서 실험하였다. 무처리구의 배추 뿌리혹병 발생은 세 종류 토양 중 원예용 상토에서 가장 높은 95%의 발병도를 그리고 혼합토양에서는 38%의 낮은 발병도를 나타냈다.
- 배추의 생육 시기에 따른 뿌리혹병 방제효과. 서로 다른 생육 시기의 배추에서 살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid의 뿌리혹병 방제효과를 실험하였다. 무처리구에서 파종 1주일, 2주일 및 3주일 후의 배추 유묘의 뿌리혹병 발병도는 각각 58%, 80%, 100%로 생육 시기가 증가할수록 뿌리혹병 발생이 크게 증가함을 알 수 있 었다.
- 3×108개가 되도록 멸균수로 희석하였다. 약제가 처리된 배추 유묘에 준비한 포자현탁액을 포트 당 5 ml씩 관주하여 접종한 후 20℃그리고 상대습도 70% 내외의 항온항습실에서 하루에 12시간 씩 광을 조사하면서 2일 동안 배양하였다. 접종원 농도에 따른 살균제의 방제효과 실험에서는 포트 당 1.
- 각 약제는 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 용해하고 희석하여 실험하고자 하는 약제 농도의 100배액으로 준비한 후, 250 µg/ml 농도의 Tween 20 수용액에 1%가 되도록 첨가하여 약제 용액을 조제하였다. 온실에서 재배한 배추 유묘에 준비한 약제 용액을 포트 당 5 ml 씩 관주하는 방법으로 약제를 처리하였다.
- 원예용상토 5호(부농사)가담긴 5×8 육묘용 연결 포트(68 ml/pot, 범농사)에 배추 종자를 파종하고 온실(20±5℃)에서 재배하였다.
- 접종원 농도에 따른 살균제의 방제효과 실험에서는 포트 당 1.8×107, 7.0×107, 2.8×108 및 1.1×109개를 각각 접종하였다.
- 접종한 배추는 20±5℃의 온실에서 1주일 동안 재배한 후 배추 뿌리혹병이 발생한 적이 없는 한국화학연구원 실험 포장에 정식한 후 시비 및 병충해 방제를 위한 약제 살포 등 통상적으로 관리하면서 60일 동안 재배하였다.
- 접종한후에 항온항습실에서 배양한 배추 유묘는 20±5℃의 온실로 이동하여 4주일 동안 재배한 후에 배추 뿌리를 뽑아 물로 씻은 후 뿌리혹병 발생 정도를 조사하였다.
대상 데이터
- Fluazinam, ethaboxam, 그리고 cyazofamid 등 3종 살균제들의 배추 뿌리혹병 방제효과를 조사하기 위하여 이 살균제들의 원제를 구입하여 실험에 사용하였다(Fig. 1). 각 약제는 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 용해하고 희석하여 실험하고자 하는 약제 농도의 100배액으로 준비한 후, 250 µg/ml 농도의 Tween 20 수용액에 1%가 되도록 첨가하여 약제 용액을 조제하였다.
- 강원도 강릉시 왕산면 대기리의 배추 재배포장에서 뿌리혹병에 감염된 배추 뿌리를 채집하여 이병조직(1 g)으로부터 휴면포자를 수확한 후 이를 다시 2주 동안 재배한 배추 유묘 100주에 접종하였다(조 등, 2010). 접종한 배추는 20±5℃의 온실에서 1주일 동안 재배한 후 배추 뿌리혹병이 발생한 적이 없는 한국화학연구원 실험 포장에 정식한 후 시비 및 병충해 방제를 위한 약제 살포 등 통상적으로 관리하면서 60일 동안 재배하였다.
- 몬산토코리아사로부터 ‘노랑김장’ 배추종자를 구입하여 배추 품종에 따른 방제효과 실험을 제외한 모든 실험에 사용하였다.
- 배추 품종에 따른 방제효과 실험에는 ‘노랑김장’ 외에 ‘삼복엇갈이’(몬산토코리아사) 그리고 뿌리혹병에 대한 저항성 품종인 ‘CR 하계’(농우바이오사)와 ‘부활’(몬산토코리아사)을 실험에 사용하였다.
- 원예용상토 5호(부농사)가담긴 5×8 육묘용 연결 포트(68 ml/pot, 범농사)에 배추 종자를 파종하고 온실(20±5℃)에서 재배하였다. 식물 생육 시기에 따른 살균제의 방제효과실험을 제외한 모든 실험은 2주 동안 재배한 2~3엽기 배추 유묘를 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 5반복으로 2회 실시하였으며, SAS(SAS Institute, Inc., 1989, Cary, NC) 프로그램을 이용하여 ANOVA 분석을 하였다. 처리 평균간 비교를 위하여 Duncan's multiple range test (P=0.
- 처리 평균간 비교를 위하여 Duncan's multiple range test (P=0.05)를 실시하였다.
성능/효과
- 따라서 불가피하게 밭토양을 사용하는 경우에는 관주접종법보다 토양에 휴면포자를 고르게 섞어주어 이병토를 만들어 실험하는 것이 바람직 할 것으로 생각되었다. Fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid는 원예용 상토보다 혼합토양에서 더 높은 배추 뿌리혹병 방제효과를 나타냈다(Fig. 2). 이것은 원예용상토의 경우 발병 환경이 혼합토양보다 좋아 disease pressure가 높아져 살균제의 방제효과가 낮아졌다고 생각되었다.
- 그리고 감수성 배추 품종에서 fluazinam, ethaboxam 그리고 cyazofamid 처리구의 뿌리혹병에 대한 방제효과는 ‘삼복엇갈이’에서 다소 높았으나, 통계적 유의성은 없었다 (Table 1).
- 배추의 생육 시기에 따른 살균제들의 방제효과는 파종 7일 및 14일 유묘에서는 21일 유묘보다 더 높은 방제효과를 보였다. 그리고 토양 종류에 따른 살균제의 방제효과는 원예용 상토보다 혼합 토양에서 더 높은 방제효과를 나타냈다. 무처리구의 뿌리혹병 발생은 배추가 커질수록 증가하였으며, 혼합토양보다 원예용 상토에서 병 발생이 더 많았다.
- 실험한 3종 살균제들은 모두 1주 혹은 2주 유묘에서는 높은 방제효과를 보였으나, 3주 배추에서는 1주와 2주에 비하여 낮은 방제효과를 나타냈다(Table 2). 따라서 병 발생이 심한 조건(3주 유묘)에서는 약한 조건(1주와 2주 유묘) 보다 방제효과가 더 낮다는 것을 알 수 있었다. 또한 fluazinam과 ethaboxam의 방제효과는 생육 시기에 따라 큰 차이를 나타내나 cyazofmid의 경우에는 차가 적었다.
- 왜냐하면 동일한 접종원을 밭토양에 고르게 섞어주어 이병토를 만든 후에 배추 유묘를 이식한 경우에는 관주접종한 경우보다 뿌리혹병 발생이 훨씬 많았다. 따라서 불가피하게 밭토양을 사용하는 경우에는 관주접종법보다 토양에 휴면포자를 고르게 섞어주어 이병토를 만들어 실험하는 것이 바람직 할 것으로 생각되었다. Fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid는 원예용 상토보다 혼합토양에서 더 높은 배추 뿌리혹병 방제효과를 나타냈다(Fig.
- 따라서 화합물의 배추 뿌리혹병에 대한 방제효과를 조사하기 위해서는 배추 종자를 원예용 상토에 파종한 후 2주 동안 재배한 유묘에 약제를 관주처리하고 1일 후에 포트 당 7×107개 정도가 되도록 P. brassicae 포자현탁액을 관주하여 접종하고 20℃ 생육상에서 2일 동안 배양한 후에 20±5℃의 온실로 이동하여 4주 동안 재배하는 것이 효율적이라 생각되었다.
- 또한 fluazinam과 ethaboxam의 방제효과는 생육 시기에 따라 큰 차이를 나타내나 cyazofmid의 경우에는 차가 적었다. 따라서 효율적으로 배추 뿌리혹병에 대한 방제효과를 조사하기 위해서는 2주 유묘를 사용하여 실험하는 것이 바람직할 것으로 생각되었다.
- 서로 다른 생육 시기의 배추에서 살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid의 뿌리혹병 방제효과를 실험하였다. 무처리구에서 파종 1주일, 2주일 및 3주일 후의 배추 유묘의 뿌리혹병 발병도는 각각 58%, 80%, 100%로 생육 시기가 증가할수록 뿌리혹병 발생이 크게 증가함을 알 수 있 었다. 일반적으로 각종 식물의 잿빛곰팡이병, 탄저병 및벼 도열병 등의 식물병은 어린 조직에서 병 발생이 높으나 배추 뿌리혹병의 경우에는 이와 반대의 결과를 나타냈으며, 이는 조 등(2010)의 결과와 일치하는 결과이다.
- 살균제의 배추 뿌리혹병에 대한 방제효과를 밭토양, 원예용 상토및 혼합토양에서 실험하였다. 무처리구의 배추 뿌리혹병 발생은 세 종류 토양 중 원예용 상토에서 가장 높은 95%의 발병도를 그리고 혼합토양에서는 38%의 낮은 발병도를 나타냈다. 그러나 밭토양에서는 뿌리혹병이 거의 발생하지 않아 약제의 방제효과를 조사할 수 없었다.
- 그리고 토양 종류에 따른 살균제의 방제효과는 원예용 상토보다 혼합 토양에서 더 높은 방제효과를 나타냈다. 무처리구의 뿌리혹병 발생은 배추가 커질수록 증가하였으며, 혼합토양보다 원예용 상토에서 병 발생이 더 많았다. 그러나 배추 품종에 따른 살균제들의 방제효과 차이는 거의 없었다.
- 배추 뿌리혹병에 대한 효율적인 살균 활성 검정법을 확립하기 위하여, 배추 품종, 기주 식물의 생육 시기, 접종원 농도, 토양 종류 등의 발병 조건에 따른 살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid의 배추 뿌리혹병에 대한 방제 효과를 온실에서 실험하였다. 배추의 생육 시기에 따른 살균제들의 방제효과는 파종 7일 및 14일 유묘에서는 21일 유묘보다 더 높은 방제효과를 보였다. 그리고 토양 종류에 따른 살균제의 방제효과는 원예용 상토보다 혼합 토양에서 더 높은 방제효과를 나타냈다.
- 실험에 사용한 배추 품종 즉, 뿌리혹병에 저항성 품종인 ‘CR하계’와‘부활’ 그리고 감수성 품종인 ‘노랑김장’과 ‘삼복엇갈이’의 무처리구 발병도는 각각 0%, 0%, 68% 및 58%였다.
- 실험한 3종 살균제들은 모두 1주 혹은 2주 유묘에서는 높은 방제효과를 보였으나, 3주 배추에서는 1주와 2주에 비하여 낮은 방제효과를 나타냈다(Table 2). 따라서 병 발생이 심한 조건(3주 유묘)에서는 약한 조건(1주와 2주 유묘) 보다 방제효과가 더 낮다는 것을 알 수 있었다.
- 이상의 결과로부터 fluazinm, ethaboxam 및 cyazofamid 들의 배추 뿌리혹병에 대한 방제효과는 실험하는 배추 유묘의 생육시기와 실험 토양 종류의 경우에는 무처리구의 뿌리혹병 발생에 차이가 있어 살균제들의 방제효과가 변하였으며, 뿌리혹병균 접종 농도의 경우에는 무처리구에서 뿌리혹병 발생이 차이가 없으나 세 살균제들의 방제 효과는 크게 영향을 받았다. 그러므로 여러 발병 조건 중약제의 배추 뿌리혹병에 대한 방제효과에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 접종하는 뿌리혹병균 포자 농도라고 생각되었다.
- brassicae 포자 농도가 100배 증가하여도 무처리구의 뿌리혹병 발생은 거의 차이가 없었으나, 살균제들의 배추 뿌리혹병 방제효과는 크게 감소하였다. 이상의 결과로부터 살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid는 토양 종류, 배추 생육시기 및 접종원 농도 등의 발병 조건에 따라 배추 뿌리혹병에 대하여 다양한 방제효과를 보였으며, 이들 중 포자 농도가 살균제의 방제효과에 가장 큰 영향을 미친다고 생각되었다.
- 한편 P. brassicae 포자 농도가 100배 증가하여도 무처리구의 뿌리혹병 발생은 거의 차이가 없었으나, 살균제들의 배추 뿌리혹병 방제효과는 크게 감소하였다. 이상의 결과로부터 살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid는 토양 종류, 배추 생육시기 및 접종원 농도 등의 발병 조건에 따라 배추 뿌리혹병에 대하여 다양한 방제효과를 보였으며, 이들 중 포자 농도가 살균제의 방제효과에 가장 큰 영향을 미친다고 생각되었다.
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