서산, 태안 및 고흥 지역에서 마늘 흑색썩음병을 일으키는 Sclerotium cepivorum의 살균제 감수성 조사 Sensitivity of Sclerotium cepivorum Causing Garlic White Rot Isolated from Taeahn, Seosan and Goheung Areas to Fungicides원문보기
주요 마늘 재배지인 서산, 태안, 고흥에서 2008년과 2009년에 채집한 병든 마늘로부터 단균핵 분리를 통하여 총 147개의 흑색썩음균핵병균 Sclerotium cepivorum 균주를 분리하여 살균제에 대한 감수성 정도를 조사하였다. 실험에는 현재 방제를 위하여 사용하고 있는 prochloraz, tebuconazole, flutolanil, iminoctadine, isoprothiolane 등 5종의 살균제를 선발하여 한천희석법으로 살균제에 대한 병원균의 감수성 정도를 조사하였다. Prochloraz, tebuconazole, flutolanil, iminoctadine, isoprothiolane에 대한 병원균의 평균 $EC_{50}$값을 연도별로 비교하여 보면, 2008년에는 각각 0.054, 0.012, 23.189, 0.901, $21.362{\mu}g\;mL^{-1}$이었으며, 2009년에는 0.030, 0.020, 10.367, 1.684, $33.406{\mu}g\;mL^{-1}$이었다. Flutolanil에 대한 평균 $EC_{50}$값은 2008년에 확보한 균주에 비하여 2009년에 확보한 균주 집단에서 현저히 감소하였다. 반면 iminoctadine과 isoprothiolane에 대해서는 2008년 균주 집단의 $EC_{50}$값보다 2009년 균주 집단의 $EC_{50}$값이 더 증가하였다. 병원균 분리 지역 간의 $EC_{50}$값을 비교하여 보면 고흥 지역에서 분리한 병원균 집단의 flutolanil과 isoprothiolane에 대한 $EC_{50}$값이 14.468과 $24.653{\mu}g\;mL^{-1}$로 서산과 태안에서 분리한 병원균 집단보다 낮았으며, prochloraz에 대해서는 태안 지역에서 분리한 균주의 집단이 $0.008{\mu}g\;mL^{-1}$로 가장 낮았다. 현재 마늘 흑색썩음균핵병방제를 위하여 사용하고 있는 5종의 살균제에 대해서 국내에서 분리한 S. cepivorum 균주 집단에는 저항성을 보이는 균주는 찾아 볼 수 없었다.
주요 마늘 재배지인 서산, 태안, 고흥에서 2008년과 2009년에 채집한 병든 마늘로부터 단균핵 분리를 통하여 총 147개의 흑색썩음균핵병균 Sclerotium cepivorum 균주를 분리하여 살균제에 대한 감수성 정도를 조사하였다. 실험에는 현재 방제를 위하여 사용하고 있는 prochloraz, tebuconazole, flutolanil, iminoctadine, isoprothiolane 등 5종의 살균제를 선발하여 한천희석법으로 살균제에 대한 병원균의 감수성 정도를 조사하였다. Prochloraz, tebuconazole, flutolanil, iminoctadine, isoprothiolane에 대한 병원균의 평균 $EC_{50}$값을 연도별로 비교하여 보면, 2008년에는 각각 0.054, 0.012, 23.189, 0.901, $21.362{\mu}g\;mL^{-1}$이었으며, 2009년에는 0.030, 0.020, 10.367, 1.684, $33.406{\mu}g\;mL^{-1}$이었다. Flutolanil에 대한 평균 $EC_{50}$값은 2008년에 확보한 균주에 비하여 2009년에 확보한 균주 집단에서 현저히 감소하였다. 반면 iminoctadine과 isoprothiolane에 대해서는 2008년 균주 집단의 $EC_{50}$값보다 2009년 균주 집단의 $EC_{50}$값이 더 증가하였다. 병원균 분리 지역 간의 $EC_{50}$값을 비교하여 보면 고흥 지역에서 분리한 병원균 집단의 flutolanil과 isoprothiolane에 대한 $EC_{50}$값이 14.468과 $24.653{\mu}g\;mL^{-1}$로 서산과 태안에서 분리한 병원균 집단보다 낮았으며, prochloraz에 대해서는 태안 지역에서 분리한 균주의 집단이 $0.008{\mu}g\;mL^{-1}$로 가장 낮았다. 현재 마늘 흑색썩음균핵병방제를 위하여 사용하고 있는 5종의 살균제에 대해서 국내에서 분리한 S. cepivorum 균주 집단에는 저항성을 보이는 균주는 찾아 볼 수 없었다.
To investigate the sensitivity of Sclerotium cepivorum causing garlic white rot to 5 fungicides, including prochloraz, tebuconazole, flutolanil, iminoctadine and isoprothiolane, 147 isolates isolated from infected garlics from 2008 to 2009 through a single sclerotium isolation were screened. While e...
To investigate the sensitivity of Sclerotium cepivorum causing garlic white rot to 5 fungicides, including prochloraz, tebuconazole, flutolanil, iminoctadine and isoprothiolane, 147 isolates isolated from infected garlics from 2008 to 2009 through a single sclerotium isolation were screened. While each mean value of $EC_{50}$ (effective concentration reducing mycelial growth by 50%) of S. cepivorum isolates collected in 2008 to each fungicide was 0.054, 0.012, 23.189, 0.901, and $21.362{\mu}g\;mL^{-1}$, that of 2009 isolates were 0.030, 0.020, 10.367, 1.684, $33.406{\mu}g\;mL^{-1}$. There was a difference in mean value of $EC_{50}$ of S. cepivorum according to regions isolated. $EC_{50}$ values of S. cepivorum isolated in Goheung to flutolanil and isoprothiolane were 14.468 and $24.653{\mu}g\;mL^{-1}$, respectively, which was lower than those of Seosan and Taeahn. Isolates from Taeahn showed the lowest $EC_{50}$ value to prochloraz as $0.008{\mu}g\;mL^{-1}$. In addition, we could not find any resistant isolates to fungicides tested. The $EC_{50}$ values in this study will be used in a fungicide resistance monitoring program to determine whether shifts in sensitivity to fungicides included into different groups are occurring in S. cepivorum populations.
To investigate the sensitivity of Sclerotium cepivorum causing garlic white rot to 5 fungicides, including prochloraz, tebuconazole, flutolanil, iminoctadine and isoprothiolane, 147 isolates isolated from infected garlics from 2008 to 2009 through a single sclerotium isolation were screened. While each mean value of $EC_{50}$ (effective concentration reducing mycelial growth by 50%) of S. cepivorum isolates collected in 2008 to each fungicide was 0.054, 0.012, 23.189, 0.901, and $21.362{\mu}g\;mL^{-1}$, that of 2009 isolates were 0.030, 0.020, 10.367, 1.684, $33.406{\mu}g\;mL^{-1}$. There was a difference in mean value of $EC_{50}$ of S. cepivorum according to regions isolated. $EC_{50}$ values of S. cepivorum isolated in Goheung to flutolanil and isoprothiolane were 14.468 and $24.653{\mu}g\;mL^{-1}$, respectively, which was lower than those of Seosan and Taeahn. Isolates from Taeahn showed the lowest $EC_{50}$ value to prochloraz as $0.008{\mu}g\;mL^{-1}$. In addition, we could not find any resistant isolates to fungicides tested. The $EC_{50}$ values in this study will be used in a fungicide resistance monitoring program to determine whether shifts in sensitivity to fungicides included into different groups are occurring in S. cepivorum populations.
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문제 정의
본 실험에서는 우리나라 마늘의 주산지인 서산, 태안, 고흥에서 분리한 흑색썩음균핵병균을 사용하여 prochloraz, tebuconazole, flutolanil, iminoctadine tris-albesilate 그리고 isoprothiolane에 대한 감수성 정도를 조사하여 병원균 집단의 살균제에 대한 감수성 정도의 다양성을 알아보고, 그 결과를 포장에서 저항성 균의 발현 여부를 판단할 수 있는 자료로 사용하고자 하였다.
가설 설정
a ; Sensitivity of each isolate to each fungicide was represented as EC50 value (effective concentration (µg mL−1 ) reducing mycelial growth by 50%).
제안 방법
1은 실험에 사용한 마늘 흑색썩음병균 전체의 EC50값의 분포를 보여주고 있다. 2008년에는 고흥 지역에서 병원균을 분리하지 못하였으나, 전체 균주의 각 살균제에 대한 감수성 변화를 비교하기 위해서 2008년과 2009년의 균주 전체를 비교하였다. Prochloraz에 대한 병원균의 EC50값을 조사하여 보면 2008년에 분리한 균주의 평균 EC50값은 각각 0.
Table 1에서 보는 것과 같이 2008년과 2009년에 서산과 태안 지역에서 분리한 균주들의 살균제에 대한 감수성 반응을 비교하였다. 실험에는 서산 지역에서 2008년에 13균주, 2009년에는 33균주를 분리하여 사용하였고, 태안 지역에서는 51개 균주와 26개 균주를 분리하여 사용하였다.
b ; For calculating EC50 value able to compare the sensitivity of each isolate to each fungicide, inhibitory effect of mycelial growth of a fungicide was investigated by measuring the colony diameter on PDA with or without each fungicide after incubation during 4 days at 20℃, and calculating it the formula as follow.
분리된 병원균의 동정은 균핵의 형태나 크기를 조사하여 실시하였다. 균핵의 형태를 확인하기 위하여 분리한 병원균을 20℃의 PDA 배지에서 10일간 배양하고, 배지 상에서 형성된 균핵을 현미경 하에서 그 형태와 크기를 관찰하여, 균핵의 크기를 가지고서 병원균을 대균핵종과 소균핵종으로 분류하였다.
병원균을 PDA 배지에 접종하고 20℃의 배양기에서 4일간 배양한 후 균사 선단 부위에서 직경 5 mm의 균사 조각을 떼어내어 각 약제를 농도별로 첨가한 새로운 PDA 배지에 접종하였다. 각각의 살균제는 멸균수에 용해시켜 PDA 배지에 최종농도가 prochloraz와 tebuconazole은 0.
이 때 PDA 배지에는 세균의 오염을 방지하기 위해서 300 µg mL−1의 streptomycin을 첨가하였다. 병원균을 접종한 배지는 20℃에서 4일간 배양한 후 균총의 직경을 측정하였으며, 약제를 첨가하지 않은 배지 상에서의 균총의 직경과 비교하여 균사 생장 억제율(%)을 계산하였다.
분리된 병원균의 동정은 균핵의 형태나 크기를 조사하여 실시하였다. 균핵의 형태를 확인하기 위하여 분리한 병원균을 20℃의 PDA 배지에서 10일간 배양하고, 배지 상에서 형성된 균핵을 현미경 하에서 그 형태와 크기를 관찰하여, 균핵의 크기를 가지고서 병원균을 대균핵종과 소균핵종으로 분류하였다.
가 보고되어 있다(Cho 등, 2003; Kim 등, 2004). 실험에 사용한 147개의 흑색썩음균핵병균도 형성하는 균핵의 형태에 따라 대균핵종과 소균핵종으로 구별하였으며, 두 형태적 집단의 살균제에 대한 반응을 비교하였다. Table 3에서 보는 것과 같이 두 집단의 각 살균제에 대한 EC50값을 비교하면 전체적인 유의성은 없지만, 평균 EC50값은 대균핵을 형성하는 집단이 소균핵을 형성하는 집단보다 감수성이 높은 것으로 나타났다.
이 때 PDA 배지에는 세균의 오염을 방지하기 위해서 300 µg mL−1의 streptomycin을 첨가하였다.
대상 데이터
2008년부터 2009년까지 주요 마늘 재배지역인 태안, 서산, 고흥군에서, 흑색썩음균핵병균에 감염되어 전형적인 시들음 증상을 보이는 마늘을 채집하였다. 채집한 발병마늘의 근부에 형성된 균핵을 1% sodium hypochloride에서 1분간 표면 살균하고 멸균수로 다시 세척한 후, potato dextrose agar (PDA) 배지에 치상하여 20℃ 배양기에서 6일간 배양하였다.
분리한 총 147개의 마늘 흑색썩음균핵병균의 살균제에 대한 감수성 정도를 조사하기 위해서 ergosterol 생합성을 저해하는 prochloraz(a.i. 25%, EC)와 tebuconazole(a.i. 25%, WP), 병원균의 호흡작용에 필요한 에너지대사를 저해하는 flutolanil(a.i. 15%, EC), 지질 생합성을 저해하는 작용기작을 가지고 있는 것으로 알려진 iminoctadine tris-albesilate (a.i. 40%, WP), 병원균의 단백질합성에 관여하는 SH효소의 활동을 저해하는 isoprothiolane(a.i. 40%, EC)을 선발하여 실험에 사용하였다.
값을 비교하였다. 실험에 사용한 균주는 고흥 지역에서 분리한 24개 균주, 서산과 태안 지역에서 분리한 33개 균주와 26개 균주를 사용하였다. Flutolanil, iminoctadine, isoprothiolane에 대해서는 고흥 지역에서 분리한 병원균이 서산과 태안이 위치한 충남 지역의 균주보다도 감수성이 컸다.
Table 1에서 보는 것과 같이 2008년과 2009년에 서산과 태안 지역에서 분리한 균주들의 살균제에 대한 감수성 반응을 비교하였다. 실험에는 서산 지역에서 2008년에 13균주, 2009년에는 33균주를 분리하여 사용하였고, 태안 지역에서는 51개 균주와 26개 균주를 분리하여 사용하였다. 평균 EC50값을 가지고서 비교한 결과 flutolanil의 경우에는 2008년과 2009년의 평균 EC50값이 각각 21.
성능/효과
실험에 사용한 균주는 고흥 지역에서 분리한 24개 균주, 서산과 태안 지역에서 분리한 33개 균주와 26개 균주를 사용하였다. Flutolanil, iminoctadine, isoprothiolane에 대해서는 고흥 지역에서 분리한 병원균이 서산과 태안이 위치한 충남 지역의 균주보다도 감수성이 컸다. 하지만 병원균의 ergosterol 생합성을 저해하는 살균제로 알려진 prochloraz와 tebuconazole에 대해서는 태안 지역에서 분리한 병원균의 평균 EC50값이 가장 낮았다.
후속연구
cepivorium의 밀도가 증가하고, 본 실험의 결과처럼 Sclerotium sp.보다도 S. cepivorum이 살균제에 대한 감수성 정도가 떨어진다면, 병 방제를 위하여 포장에서 사용하는 살균제의 선발뿐만 아니라, 효과를 증대시킬 수 있는 살균제 처리 방법 등에 대한 현장 연구가 진행되어야 할 것으로 본다.
분리된 병원균의 지역 집단들에 대해서는 우선적으로 전국적인 저항성과 감수성 균주의 기준이 정해져야하고, 더불어 각 주요 재배지의 병원균 집단에 대한 저항성 정도가 조사되어야 한다. 이러한 살균제 저항성 모니터링의 결과는 국내에서 저항성 병원균의 출현 여부를 결정할 수 있는 정보로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 각 지역에서 효과적으로 사용할 수 있는 살균제를 선발하는데도 효과적인 정보를 제공할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
흑색썩음균핵병 방제를 위해 살균제를 사용하지 않는 방법으로 어떤 것들이 있는가?
오래 전부터 흑색썩음균핵병 방제를 위해서 dicloran 또는 iprodione 등과 같은 살균제를 사용하였으나, 토양에서 빠르게 분해되기 때문에 약효를 기대하기 어렵고, 또한 새로운 살균제를 개발하기 위한 비용과 시장성을 고려하여도 흑색썩음균핵병을 대상으로 살균제를 개발하는 것은 쉬운 일이 아니다(Entwistle, 1992). 살균제를 사용하지 않는 다양한 방법들도 강구되어 왔는데, Coniothyrium과 같은 사상균을 이용하여 초기 전염원인 균핵을 방제하거나, 태양열 소독을 통해서 포장에서 균핵의 밀도를 낮춤으로써 병 방제를 하기도 하였다(Entwistle, 1992; Stour 등, 1989; UlacioOsorio 등, 2006). 또한 합성한 마늘의 기름 성분인 diallyl disulfide나 마늘 가루를 마늘을 재배하기 전에 토양에 처리하여 Sclerotium 균핵의 발아를 촉진시켜 균핵의 생존을 억제함으로써 병을 방제하기도 하였다(Davis 등, 2007; Hovius와 McDonald, 2002). 살균제 사용 이외의 방법들이 다양하게 시도되어 왔지만, 상대적으로 간편하고 균일한 효과를 기대할 수 있는 방법은 살균제를 이용하는 화학적 방제 방법이다(Zewide 등, 2007).
마늘 흑색썩음균핵병균의 피해가 큰 이유는 무엇인가?
국내에서는 1990년대에 들어오면서 백합과 채소작물에서 흑색썩음 균핵병의 발생이 보고되기 시작하였고, 백합과 채소 중에서도 마늘에 특히 심하게 발생하는 것으로 보고되었다(Cho와 Kim, 1996). 마늘 흑색썩음균핵병균은 균핵 상태로 토양에서 장기간 생존할 수 있기 때문에 한 번 오염된 토양에서는 마늘의 재배가 어려울 뿐만 아니라, 토양 1g당 0.01에서 0.1개의 균핵이 생존할 경우, 수확기에 병원균에 감염된 마늘이 85%에서 100%에 달하기 때문에 피해가 매우 큰 것으로 보고되어 있다(Crowe 등, 1980). 마늘 흑색썩음균핵병이 발생한 포장의 토양에 균핵이 장기간 생존하게 되면 마늘 생산에 큰 피해를 받기 때문에 병원균의 균핵이 포장에 유입되는 것을 막아야 하며, 유입되었다고 한다면 균핵의 생존을 억제하는 다양한 방법을 강구하여야 한다(Kim 등, 2005).
국내 흑색썩음 균핵병은 언제 어떤 작물에서 처음 발생이 보고 되었는가?
전 세계적으로 파속 채소에 큰 피해를 주고 있는 흑색썩음균핵병은 국내 마늘 재배에도 많은 피해를 주고 있다(Kim, 2001; Kim, 2002; Kim, 2003; Kim, 2004). 국내에서는 1990년대에 들어오면서 백합과 채소작물에서 흑색썩음 균핵병의 발생이 보고되기 시작하였고, 백합과 채소 중에서도 마늘에 특히 심하게 발생하는 것으로 보고되었다(Cho와 Kim, 1996). 마늘 흑색썩음균핵병균은 균핵 상태로 토양에서 장기간 생존할 수 있기 때문에 한 번 오염된 토양에서는 마늘의 재배가 어려울 뿐만 아니라, 토양 1g당 0.
참고문헌 (21)
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