[논문]콩 잎 엽모에 의한 불마름병균 부착 저해

김승한; 박석희; 우진하; 최성용

doi:10.5423/rpd.2015.21.1.040

초록
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콩에 발생하는 불마름병은 주로 엽맥을 따라 병징이 형성되며, 이러한 병징의 형성에 대한 원인을 밝히고자 광학현미경 및 주사전자현미경으로 표면을 관찰하였다. 광학현미경 관찰에 의한 조직의 차이는 볼 수 없었으나 주사전자현미경으로 표면 관찰시, 잎 뒷면 미세한 엽모가 잎표면에 존재하였으며 엽맥 주위로는 엽모가 관찰되지 않았다. 세균은 엽맥 주위 엽모가 없는 부분에 주로 부착되어 있었고, 엽모가 있는 부분에서 세균은 관찰되지 않았다. 또한 잎에 불마름병균을 접종 후 표면 미생물을 배양시 엽맥주위에서 주로 세균이 검출되어 엽모의 존재가 불마름병균의 부착을 방해하여 엽맥주변으로 병징이 발현된 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Bacterial pustule of soybean is caused by Xanthomonas axonopodis pv. glycines, one of the most important diseases in soybean. The symptom of bacterial pustule is mainly distributed around leaf veins. However, the reason has not been known. In order to determine pathosystem of bacterial pustule in le...

Bacterial pustule of soybean is caused by Xanthomonas axonopodis pv. glycines, one of the most important diseases in soybean. The symptom of bacterial pustule is mainly distributed around leaf veins. However, the reason has not been known. In order to determine pathosystem of bacterial pustule in leaf, soybean leaves were collected and observed using scanning electron microscopy (SEM) and light microscopy. Many hairs were observed at abaxial sides of the leaf, few hairs were observed at tissue around the leaf veins. In addition, unidentified bacterial cells and dusts at the no hair part near veins were observed. In the inoculation assays, the cells of X. axonopodis pv. glycines were observed near leaf veins. The imprint of underside of soybean leaves inoculated with X.axonopodis pv. glycines on PDA showed that the growth of bacteria around veins was observed but no bacterial growth at the part with leaf hairs. Our data demonstrated that soybean leaf hairs play an important role as a physical barrier for structural resistance of soybean against bacterial pustule pathogen.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러므로 발병이 엽맥주변에서 주로 된다면 엽맥주변의 trichome이나 기공 등의 분포 등 형태적 특성이 병발현과 관련이 있을 것이라 추측할 수 있다. 이 시험은 병반이 엽맥주변에 분포하는 현상에 대한 원인을 밝히고자 주사전자현미경(SEM)을 이용한 형태적 관찰을 실시하였고 그 결과를 보고한다.

제안 방법

axonopodis pv. glycines를 희석한 현탁액을 분무기로 살포하여 상온에서 건조한 다음 가운데 엽맥을 포함하여 5 mm 정도 크기의 사각형으로 절단하고 뒷 면이 위로 오도록 시료대에 고정시킨 다음 상온에서 3일간 건조한 후 골드코팅을 하여 관찰에 사용하였다. 잎의 SEM 관찰시 엽맥과 약 40 mm 정도 떨어진 부분부터 작은 엽모가 촘촘히 배열되어 있는 것이 관찰되었으나 엽맥 주변은 이러한 엽모가 관찰되지 않았다.
희석액은 가정용 500 ml 분무기를 이용하여 준비한 콩 식물체에 살포하였으며 대조구로는 살균수를 분무하였다. 살포 1일 후 잎을 채취하여 potato dextrose agar(PDA) 배지에 잎 뒷면이 접촉되게 올린 다음 문질러줌으로써 표면의 미생물이 배지에 부착되도록 한 다음 25^oC 배양기에서 2일간 배양하고 결과를 관찰하였다. 살균수를 분무한 처리의 경우 세균은 전혀 관찰되지 않았으나 불마름병균을 살포한 처리의 경우 표면배양을 한 콩 잎의 엽맥 위치에서 세균이 자랐으며(Fig.
잎 표면 미생물의 배양. 세균이 엽맥주위로 부착이 된다면 엽맥 주위에서 세균이 검출될 것이므로 이를 알아보기 위해 표면 미생물의 배양을 실시하였다. 온실에서 지름 12 cm의 포트에 콩을 파종하여 5마디까지 자랐을 때 PDA 배지에 3일간 배양한 X.
2C, D). 콩잎의 표면 세포를 광학현미경으로 관찰하기 위해 미세핀셋으로 엽맥부위가 포함되게 껍질을 벗겨 관찰에 이용하였다. 광학현미경 관찰시 400배 배율에서는 특별한 구조적 차이는 관찰되지 않았으며 1,000배의 배율로 관찰하였을 때 엽맥주위 세포에서는 특별한 구조가 관찰되지 않았으나(Fig.
glycines를 살균된 니들로 채취하여 살균수에 1×10⁷ cfu/ml의 농도로 희석하였다. 희석액은 가정용 500 ml 분무기를 이용하여 준비한 콩 식물체에 살포하였으며 대조구로는 살균수를 분무하였다. 살포 1일 후 잎을 채취하여 potato dextrose agar(PDA) 배지에 잎 뒷면이 접촉되게 올린 다음 문질러줌으로써 표면의 미생물이 배지에 부착되도록 한 다음 25^oC 배양기에서 2일간 배양하고 결과를 관찰하였다.

대상 데이터

전자현미경 관찰. 경상북도 농업기술원 시험포장에 재배중인 태광 품종의 잎을 채취하여 주사전자현미경(VP1250, Zeiss) 관찰에 사용하였다. 채취한 잎은 1×10⁷ cfu/ml의 농도로 X.

성능/효과

2B1). SEM에서 관찰된 엽모의 크기는 1 mm 이하로 일반적인 세균의 크기보다 작았으며 동일한 시료에서 관찰된 세균으로 추정되는 부착체보다 작은 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2C, D). 콩잎의 표면 세포를 광학현미경으로 관찰하기 위해 미세핀셋으로 엽맥부위가 포함되게 껍질을 벗겨 관찰에 이용하였다.
콩잎의 표면 세포를 광학현미경으로 관찰하기 위해 미세핀셋으로 엽맥부위가 포함되게 껍질을 벗겨 관찰에 이용하였다. 광학현미경 관찰시 400배 배율에서는 특별한 구조적 차이는 관찰되지 않았으며 1,000배의 배율로 관찰하였을 때 엽맥주위 세포에서는 특별한 구조가 관찰되지 않았으나(Fig. 3A) 엽맥과 떨어진 부위의 세포에서는 엽모로 보이는 소형입자들이 다수 관찰되었다(Fig. 3B). 이는 SEM 관찰과 동일하게 엽맥 부근에서는 관찰되지 않았으므로 엽모로 판단할 수 있었다.
이는 SEM 관찰과 동일하게 엽맥 부근에서는 관찰되지 않았으므로 엽모로 판단할 수 있었다. 따라서 엽모는 광학현미경 1,000배의 배율이나 전자현미경을 이용할 때 관찰이 가능한 미세조직으로 trichome과는 구별되는 구조임을 확인할 수가 있었다. 엽모가 없는 부분으로 발병이 되는 원인은 세균이 표면에 도달할 경우 엽모가 일반적인 세균의 크기보다 작아서 식물체 잎 표면에 부착하지 못하고 엽모에 부착하게 되는데 엽모의 크기가 세균보다 작으므로 세균과 식물체와의 접촉면이 줄어들게 되어 세균이 견고하게 부착하지 못하고 쉽게 떨어져 나가는 것으로 추측된다(Fig.
잎의 SEM 관찰시 엽맥과 약 40 mm 정도 떨어진 부분부터 작은 엽모가 촘촘히 배열되어 있는 것이 관찰되었으나 엽맥 주변은 이러한 엽모가 관찰되지 않았다. 또한 엽모가 있는 표면은 먼지나 미생물등 이물질이 부착되어 있는 것이 거의 관찰되지 않은 반면 엽맥 주변의 엽모가 없는 표면은 미생물을 포함한 이물질이 많이 부착되어 있는 것이 관찰되었다 (Fig. 2A). Trichom을 실체현미경 관찰시 잎 전체에 분포하고 있었으나 주로 엽맥을 따라 형성되어 있었다(Fig.
살포 1일 후 잎을 채취하여 potato dextrose agar(PDA) 배지에 잎 뒷면이 접촉되게 올린 다음 문질러줌으로써 표면의 미생물이 배지에 부착되도록 한 다음 25^oC 배양기에서 2일간 배양하고 결과를 관찰하였다. 살균수를 분무한 처리의 경우 세균은 전혀 관찰되지 않았으나 불마름병균을 살포한 처리의 경우 표면배양을 한 콩 잎의 엽맥 위치에서 세균이 자랐으며(Fig. 5), 이를 채취하여 Lee 등(2013)의 방법에 따라 PCR을 실시하였을 때 불마름병균임을 확인할 수 있었다 (Data not shown). 이러한 결과는 SEM에서 관찰한 엽모가 없는 위치에 세균이 부착되어 있는 결과와 동일하다 할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콩이란?	콩은 세계적으로 중요한 식량작물이며 국내에서는 메주의 원료로 사용되어 우리나라 식생활에 반드시 필요한 작물이다. 콩에 병을 일으키는 병원체는 바이러스, 진균, 세균 등으로 이 중 세균에 의한 병은 불마름병, 세균점무늬병, 세균갈색점무늬병(KSPP, 2009), 들불병(Myung 등, 2009)의 4종이 보고되어 있다.
	콩에 병을 일으키는 병원체는?	콩은 세계적으로 중요한 식량작물이며 국내에서는 메주의 원료로 사용되어 우리나라 식생활에 반드시 필요한 작물이다. 콩에 병을 일으키는 병원체는 바이러스, 진균, 세균 등으로 이 중 세균에 의한 병은 불마름병, 세균점무늬병, 세균갈색점무늬병(KSPP, 2009), 들불병(Myung 등, 2009)의 4종이 보고되어 있다. 불마름병은 Xanthomonas axonopodis pv.
	콩에 발생하는 불마름병의 병징은?	불마름병은 Xanthomonas axonopodis pv. glycines에 의해 발생하는데 전형적인 병징은 주변이 옅은 황색인 적갈색의 원형병반으로 잎 전면에 병반이 나타나며 주로 엽맥을 중심으로 병반이 분포한다(Fig. 1).

참고문헌 (9)

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Myung, I. S., Kim, J. W., An, S. H., Lee, J. H., Kim, S. K., Lee, Y. K. and Kim, W. G. 2009. Wildfire of soybean caused by Pseudomonas syringae pv. tabaci, a new disease in Korea. Plant Dis. 93: 1214.

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Underwood, W., Melotto, M. and He, S. Y. 2007. Role of plant stomata in bacterial invasion. Cell. Microbiol. 9: 1621-1629.

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