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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 개화기 기형과 발생을 줄이기 위해 in vitro에서 수확기에 주로 사용되고 있는 살균제와 친환경 자재 등이 딸기 화분 발아에 미치는 영향을 검정하고자 하였다.
제안 방법
- 살균제와 친환경자재는 Fungicide resistance action committee(FRAC)의 작용기작에 따른 분류 code를 참고하여 구분하였다(FRAC, 2012). 각 살균제와 친환경자재는 등록된 권장 희석농도로 조제 후 화분을 치상한 slide glass 배지(18% sucrose + 1% agar)에 스프레이어로 직접 분무 살포하였다. 대조로 증류수 살포 처리를 두어 시험을 수행하였으며 처리한 slide glass는 위에서 언급한 방법대로 25°C 배양기에서 24시간 발아시킨 후 화분 발아율을 조사하였다.
- 개화기 ‘설향’, ‘매향’, ‘금향’의 꽃에서 핀셋으로 화분을 채취하여 petri dish에 넣고 parafilm으로 밀봉하여 25°C의 배양기에서 1일간 배양 후, -20°C의 냉동고에 보관하면서 실험에 이용하였다.
- 농도별 화분 발아배지에 딸기 품종의 화분을 그림용 붓으로 묻혀 치상한 다음 물에 적신 여과지를 깔아 놓은 petri dish에 넣은 후 parafilm으로 밀봉하여 25°C 배양기에서 24시간 발아시킨 후 광학현미경(BX50, Olympus, Japan)하에서 화분 발아율을 조사하였다.
- 대조로 증류수 살포 처리를 두어 시험을 수행하였으며 처리한 slide glass는 위에서 언급한 방법대로 25°C 배양기에서 24시간 발아시킨 후 화분 발아율을 조사하였다.
- 살균제와 친환경자재의 화분 발아 억제가(%) = [(무처리 화분발아율 - 살균제처리 화분발아율)/(무처리 화분발아율)] × 100로 비교하였으며 처리당 3반복으로 수행하였다.
- 화분 발아에 미치는 최적배지 농도를 구명하기 위해 slide glass 위에 10, 18, 25, 35% sucrose와 1% agar를 넣고 화분 발아배지를 만들었다. 농도별 화분 발아배지에 딸기 품종의 화분을 그림용 붓으로 묻혀 치상한 다음 물에 적신 여과지를 깔아 놓은 petri dish에 넣은 후 parafilm으로 밀봉하여 25°C 배양기에서 24시간 발아시킨 후 광학현미경(BX50, Olympus, Japan)하에서 화분 발아율을 조사하였다.
- 화분 발아에 미치는 최적온도 구명은 품종별 화분을 18% sucrose와 1% agar 배지에 치상 후 15, 20, 25, 30, 35, 40°C의 배양기에서 24시간 동안 발아 시킨 후 화분발아율을 조사하였다.
대상 데이터
- 화분 발아에 미치는 살균제와 친환경자재 선발을 위해 딸기에 등록되어 수확기에 주로 사용되고 있는 흰가루병과 잿빛곰팡이병 살균제 pyraclostrobin 등 24종과 친환경자재 유황 등 6종을 시험에 사용하였다(Table 1). 살균제와 친환경자재는 Fungicide resistance action committee(FRAC)의 작용기작에 따른 분류 code를 참고하여 구분하였다(FRAC, 2012).
데이터처리
- Sucrose 농도와 온도에 따른 딸기 화분 발아율 비교는 SAS 통계프로그램(SAS Institute, Inc., Cary, NC, USA)을 이용해 Duncan multiple range test(P = 0.05)로 분석하였고, 살균제 처리에 의한 품종별 화분발아율 비교는 CoStat 통계 프로그램(CoHort software, Berkeley, USA)을 이용해 Tukey’s HSD(P = 0.05) 분석으로 실시하였다.
- zMean values within a column followed by the same letter are not significantly different at P = 0.05, by Duncan’s multiple range test.
이론/모형
- 화분 발아에 미치는 살균제와 친환경자재 선발을 위해 딸기에 등록되어 수확기에 주로 사용되고 있는 흰가루병과 잿빛곰팡이병 살균제 pyraclostrobin 등 24종과 친환경자재 유황 등 6종을 시험에 사용하였다(Table 1). 살균제와 친환경자재는 Fungicide resistance action committee(FRAC)의 작용기작에 따른 분류 code를 참고하여 구분하였다(FRAC, 2012). 각 살균제와 친환경자재는 등록된 권장 희석농도로 조제 후 화분을 치상한 slide glass 배지(18% sucrose + 1% agar)에 스프레이어로 직접 분무 살포하였다.
성능/효과
- ‘금향’ 품종의 화분 발아는 다른 살균제보다 prochloraz Mn과 cyflufenamid+triflumizole, triflumizole이 강한 억제 효과를 보여 품종에 따라 차이를 보였으며 특히 triflumizole은 다른 demethylation inhibitors(DMI) 계통의 살균제와 다르게 화분 발아 억제효과가 큰 경향을 보였다.
- ‘설향’, ‘매향’, ‘금향’ 품종의 평균 화분 발아율은 각각 15.3, 18.4, 30.7%로 ‘금향’ 품종이 다른 품종보다 높은 발아율을 보였다.
- 반면, methyl benzimidazole carbamates계와 triazole계 살균제들은 다른 살균제에 비해 화분발아 억제율이 낮았으며 특히 triazole계 살균제는 살균제 주성분에 따라 큰 차이를 보였다. Hexaconazole은 딸기 3품종 모두에서 화분발아 억제에 영향이 적었지만 triflumizole과 difenoconazole은 화분발아를 크게 억제하였다. 배의 경우 triflumizole은 화분 발아에 큰 영향을 미치지만(Mayer and Lunden, 1986) difenoconazole은 영향이 적다고 보고되어 있어(Kang et al.
- 반면, methyl benzimidazole carbamates계와 triazole계 살균제들은 다른 살균제에 비해 화분발아 억제율이 낮았으며 특히 triazole계 살균제는 살균제 주성분에 따라 큰 차이를 보였다. Hexaconazole은 딸기 3품종 모두에서 화분발아 억제에 영향이 적었지만 triflumizole과 difenoconazole은 화분발아를 크게 억제하였다.
- 반면 딸기는 8%, 23°C(Ledesma and Sugiyama, 2005), 10%, 20-25°C(Voyiatzisi and Paraskevopoulou-Paroussi, 2002), 15%, 25°C(Koyuncu, 2006)에서 시험이 수행되어 연구자에 따라 농도의 차이를 보였다. 본 결과에서 국내 딸기 품종은 blueberry와 비슷한 sucrose 농도를 보였다.
- 본 결과에서도 온도에 따라 품종간 화분 발아율에 차이가 나는데 ‘금향’ 품종은 35°C 처리에서 다른 품종보다 높은 발아율을 보여 화분이 고온조건에서도 견디는 능력이 높은 것으로 판단된다.
- 살균제 처리에 의한 딸기 품종별 화분 발아율조사에서 pyraclostrobin, azoxystrobin, kresoxim-methyl, dichlofluanid, iminoctadine tris은 무처리 대비 93.8% 이상의 화분 발아억제를 나타내었다(Table 3). 반면, simeconazole, procymidone, metrafenone 살균제는 화분 발아에 미치는 영향이 적게 나타났다.
- 시험에 사용된 3품종 모두 화분 발아에 효과적인 sucrose 농도는 18%였으며, 35% sucrose 농도에서는 3품종의 화분 발아율이 6.5% 이하로 낮은 발아율을 나타냈다(Table 2). ‘설향’, ‘매향’, ‘금향’ 품종의 평균 화분 발아율은 각각 15.
- ‘금향’ 품종의 화분 발아는 다른 살균제보다 prochloraz Mn과 cyflufenamid+triflumizole, triflumizole이 강한 억제 효과를 보여 품종에 따라 차이를 보였으며 특히 triflumizole은 다른 demethylation inhibitors(DMI) 계통의 살균제와 다르게 화분 발아 억제효과가 큰 경향을 보였다. 시험에 사용된 살균제를 FRAC group별로 구분하여 딸기 화분의 발아 억제가를 비교 분석한 결과 sulfamide, guanidines, inorganic 와 같은 multi-site contact activity(code M)과 pyraclostrobin, azoxystrobin, kresoxim-methyl과 같은 quinone outside inhibitors(QoI, code 11) 계통의 살균제는 딸기 화분 발아 억제에 영향이 큰 것으로 분석되었다(Table 4).
- 온도에 따른 화분 발아율은 3품종 모두 25°C 처리가 가장 높은 발아율을 보였으며 15°C와 40°C에서는 화분이 발아하지 않았다(Fig. 1).
- 친환경자재 처리에 의한 딸기 품종별 화분 발아율 조사에서 미생물제제는 화분발아에 미치는 영향이 적었으나, 유황제는 높은 화분 발아 억제율을 보였다(Tables 3 and 4). 딸기 잿빛곰팡이병과 흰가루병 방제에 이용되고 있는 길항미생물은 주로 Bacillus spp.
- 특히 20°C에서는 품종간 발아율에 차이가 없었으며 ‘매향’ 품종의 발아율은 온도가 올라갈수록 다른 품종보다 감소하였으나 ‘금향’ 품종은 고온에서도 높은 발아율을 보였다.
후속연구
- , 2009). 따라서 딸기의 경우 유황제는 in vitro 상에서 화분발아 억제효과가 크지만 재배포장에서는 처리시기에 따라 화분발아에 미치는 영향이 다를 수 있으므로 추후 개화시기에 따른 화분발아율 조사가 필요할 것이다. 또한 살균제와 친환경자재의 화분발아 억제 원인으로 화학적인 작용기작 외 화분의 표면에 미치는 형태적인 영향 등도 추후 검토되어야 할 것이다.
- , 1995) 화분이나 병원균의 발아 억제 기작은 비슷한 경향을 보였다. 또한 같은 성분의 살균제 경우 액상수화제가 수화제보다 화분발아 억제에 대한 영향이 있다고 보고되어(Bristow and Windom, 1987) 추후 살균제에 포함되어 있는 보조제도 화분발아에 영향을 미칠 수 있으므로 이에 대한 연구도 진행되어야 할 것이다.
- 따라서 딸기의 경우 유황제는 in vitro 상에서 화분발아 억제효과가 크지만 재배포장에서는 처리시기에 따라 화분발아에 미치는 영향이 다를 수 있으므로 추후 개화시기에 따른 화분발아율 조사가 필요할 것이다. 또한 살균제와 친환경자재의 화분발아 억제 원인으로 화학적인 작용기작 외 화분의 표면에 미치는 형태적인 영향 등도 추후 검토되어야 할 것이다.
- 위의 결과로 딸기 화분 발아에 미치는 살균제 선발 시 in vitro 검정은 개화기 주의해야 할 살균제 선발에 효과적인 방법으로 개화기 살균제 살포에 따른 기형과 발생을 줄일 수 있는 정보를 딸기재배 농가에 제공할 수 있을 것이다.
- , 2003b), captan은 딸기(Eaton and Chen, 1969)의 화분 발아를 강하게 억제한다고 하였는데 이런 살균제(QoI 계통과 M계통)들은 딸기 화분 발아에서도 비슷한 경향을 보였다. 특히 QoI와 M계통은 많은 병원균에 적용되는 광범위 살균제로 병원균뿐만 아니라 딸기의 화분에도 큰 영향이 미치므로 기형과 방지를 위해 딸기 개화기에는 사용을 자제하여야 할 것으로 사료된다.
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