[논문]국내 딸기 시설재배 주산단지 토양 내의 주요 식물기생선충 감염 현황

고형래; 이민아; 김은화; 김세종; 이재국

doi:10.5423/rpd.2016.22.4.249

국내 딸기 시설재배 주산단지 토양 내의 주요 식물기생선충 감염 현황
Incidence of Major Plant-parasitic Nematodes in Main Producing Areas of Strawberry in Korea 원문보기

Research in plant disease = 식물병연구, v.22 no.4, 2016년, pp.249 - 256

고형래 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 작물보호과) , 이민아 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 작물보호과) , 김은화 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 작물보호과) , 김세종 (투엠바이오) , 이재국 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 작물보호과)

초록
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국내 딸기 주산단지의 시설재배지 170개 포장으로부터 토양시료를 채취하여 식물기생선충을 조사한 결과, 농업적으로 중요한 뿌리썩이선충이 96개포장(56.5%), 뿌리혹선충이 63개 포장(37.1%)에서 검출되었다. 이 중 44개 포장은 뿌리썩이선충과 뿌리혹선충이 복합감염된 것으로 나타났다. 뿌리썩이선충과 뿌리혹선충의 도별 발생은 경남지역이 각각 68%와 46%, 시 군별로는 진주시가 81%와 54%로 가장 높았다. 국내 최대의 딸기 수출재배단지이자 식물기생선충의 검출률이 가장 높았던 진주시의 뿌리썩이선충과 뿌리혹선충의 종 동정 결과, 사과뿌리썩이선충(P. vulnus), 당근뿌리혹선충(M. hapla)이 우점하고 있는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

To investigate the incidence of plant-parasitic nematodes from plastic-house fields of strawberry, 170 soil samples were collected from the main producing area of strawberry in Korea from 2014 to 2015. Based on the investigation, root-lesion nematode (RLN; Pratylenchus spp.) and root-knot nematode (RKN; Meloidogyne spp.) are the most important pests in plastic-house fields of strawberry with 57% and 36% incidences, respectively. Among the collected fields, 96 and 63 fields were infected RNL and RKN, respectively with 44 fields (38.8%) being detected at both nematode. High degree of incidence of both nematodes were observed in the regions of Jinju, Gyeonnam Province, Korea. For identification of species level, phylogenetic and distance analysis were performed using RLN and RKN isolates generated from the regions of Jinju. The results indicated that the RLN and RKN isolates were Pratylenchus vulnus and Meloidogyne hapla, respectively. This study showed that P. vulnus and M. hapla could be most dominant species in plastic-house fields of strawberry. This data will provide basic knowledge for development of effective control strategies.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 딸기 작부형태가 시설재배로 전환된 이래로 식물기생선충의 발생실태에 관해 연구된 바가 미흡하며, 딸기 시설재배에서 발생하는 기생선충의 종류및 피해조사와 피해경감을 위한 기술 개발이 시급한 실정이다. 이에 따라, 본 연구는 딸기 주산단지 시설재배지에 발생하는 식물기생선충의 종류와 분포 및 우점종을 조사하여 종합적 방제를 위한 기초자료로 활용하고자 수행하였다.

제안 방법

증폭산물은 PCR Purification Kit (Macherey-Nagel, Düren, Germany)를 이용하여 정제하였으며, (주)제노텍(GenoTech, Daejeon, Korea) 유전자분석센터에 염기서열분석을 의뢰하였다. 뿌리혹선충 mtDNA의 COII와 16S rRNA 사이 유전자와 뿌리썩이선충 28S rRNA D2–D3 유전자의 염기서 열은 미국국립생물정보센터(National Center for Biotechnology Information, NCBI)에 기등록된 데이터들과 함께 Clustal X 1.

대상 데이터

2014년 11 월부터 2015년 5월까지 충남의 3개 지역(논산, 공주, 부여), 전북의 2개 지역(익산, 완주), 전남의 2개 지역(담양, 곡성), 경북의 1개 지역(고령) 및 경남의 2개 지역(진주, 밀양)을 포함하는 총 10개 지역의 국내 딸기 주산단지 내 시설재배지로부터 170점의 토양시료를 채취하였다(Table 1). 채취한 토양을 골고루 섞어 선충의 밀도를 균일하게 하고 500cm³ 토양을 정량하여 토양현탁액을 만들었다.

이론/모형

83의 기본값으로 정렬하였다. 분자생물학적 계통수는 MrBayes 3.2.6의 general time reversible substitution model (GTR+G)을 이용하여 작성하였으며(Vovlas 등, 2015), 종내 · 종간 변이율 분석을 위해 Mega 6.06의 Maximum composite Likelihood substitution model을 이용하여 distance 분석을 수행하였다. DNA 염기서열을 기반으로 한 계통수 분석과 distance 분석에 이용한 선충의 정보는 Table 2와 같다.
선충 한 마리로부터의 genomic DNA 추출은 필터페이퍼를 이용한 선충 체벽 파쇄법으로 수행하였다(Iwahori 등, 2000). 슬라이드글라스 위에 멸균수 한 방울을 떨어뜨린 다음, 진주지역 26개 포장 가운데 뿌리혹선충과 뿌리썩이선충이 검출되었던 각 10개, 19개 포장의 토양시료로부터 선충을 각각 15마리씩 표준집단으로 건져 슬라이드글라스 위의 멸균수에 올려놓았다.
DNA 염기서열을 기반으로 한 계통수 분석과 distance 분석에 이용한 선충의 정보는 Table 2와 같다. 외집 단분류군(outgroup)에서 뿌리혹선충은 Humphreys-Pereira 등(2014)의 계통수를 참고하였으며, 뿌리썩이선충은 Palomares-Rius 등(2010)을 참고하였다.

성능/효과

2014년 11월부터 2015년 5월까지 국내 딸기 주산단지 시설재배 포장에서 총 170개의 토양을 채취하여 식물기생선충 발생현 황을 조사한 결과, 뿌리혹선충(Meloidogyne), 뿌리썩이선충 (Pratylenchus), 나선선충(Helicotylenchus), 궁침선충(Trichodorus) 등의 식물기생선충이 검출되었다. 170개 포장에서 검출된 식물기생선충 가운데 뿌리혹선충이 63개 포장(37.
국내 딸기 주산단지의 시설재배지 170개 포장으로부터 토양시료를 채취하여 식물기생선충을 조사한 결과, 농업적으로 중요한 뿌리썩이선충이 96개 포장(56.5%), 뿌리혹선 충이 63개 포장(37.1%)에서 검출되었다. 이 중 44개 포장은 뿌리썩이선충과 뿌리혹선충이 복합감염된 것으로 나타났다.
딸기 주산단지의 지역별 뿌리혹선충 발생현황은 경남지역이 46%로 가장 높은 검출률을 보였으며 충남 39%, 전남 38%로 나타났고, 주산단지인 진주, 담양 및 논산지역이 각각 54%, 50%와 39%로 높은 검출률을 보였다. 뿌리썩이선충도 마찬가지로 경남 68%, 충남 61%와 전남 60%로 나타났고, 딸기 재배가 오래된 지역인 진주, 곡성, 공주 순으로 나타났다(Table 1).
연구 결과에 따라, 진주시 수곡면 딸기 시설재배지에서 뿌리썩이선충은 사과뿌리썩이선충(P. vulnus), 뿌리혹선충은 당근뿌리혹선충(M.
전국 딸기 시설재배지 가운데 식물기생선충의 검출률이 가장 높았으며 국내 최대의 딸기 수출재배단지로 잘 알려진 진주시 수곡면을 대상으로 뿌리혹선충에 감염된 10개 포장과 뿌리썩이선충에 감염된 19개 포장을 대상으로 종 동정을 통해 우점종을 확인하였다. 증폭된 PCR 산물을 UV 장치에서 확인한 결과, 모든 포장의 뿌리혹선충 시료로부터 약 520bp의 PCR 증폭산물을 얻었으며, 뿌리썩이선충 시료로부터는 약 750 bp의 PCR 증폭산물을 획득하였다 (data not shown).
진주시 수곡면 10개 포장에서 검출된 뿌리혹선충을 DNA 염기서열을 기반으로 GTR+G를 통한 계통수 분석과 DNA 염기서열을 이용한 distance 분석을 수행한 결과, 분석에 이용된 뿌리혹선충의 종내 변이율은 0.7%로 나타났다. NCBI에 기등록되있는 M.
진주시 수곡면 19개 포장에서 검출된 뿌리썩이선충을 DNA 염기서열을 기반으로 general time reversible substitution model (GTR+G)을 통한 계통수 분석과 distance 분석을 수행한 결과, 분석에 이용된 뿌리썩이선충의 종내 변이율은 0.2%로 나타났다. NCBI에 기등록되어 있는 P.

후속연구

사과뿌리썩이선충이 우점하는 현상도 뿌리혹선충과 마찬가지로 최저 생육온도와 큰 연관성이 있을 것으로 판단되나 추가적인 연구가 필요하다. 또한, 온도, 지역 및 서식환경 등에 따라 우점종이 달라질 수 있으므로 진주 이외의 논산, 담양 등 딸기 주산단지에 대한 종 동정 및 우점종에 대한 추가적인 분석이 필요하다.
본 연구결과를 토대로 진주지역에서 식물기생선충이 이미 감염된 딸기 시설재배지는 당근뿌리혹선충과 사과뿌리석이선충이 우점하고 있다는 점을 염두에 두고 선충 전용 약제, 선충 밀도감소용 녹비작물이나 윤작작물을 선택하는 등 종합적 방제 대책을 수립해야 할 것이다.
arenaria)보다 영하 2 ^oC와 같은 비교적 저온에서도 생존률이 강하기 때문에 촉성재배로 인해 주로 겨울에 재배되는 딸기 시설재배지의 우점종으로 나타난 것으로 생각된다(Park, 1979). 사과뿌리썩이선충이 우점하는 현상도 뿌리혹선충과 마찬가지로 최저 생육온도와 큰 연관성이 있을 것으로 판단되나 추가적인 연구가 필요하다. 또한, 온도, 지역 및 서식환경 등에 따라 우점종이 달라질 수 있으므로 진주 이외의 논산, 담양 등 딸기 주산단지에 대한 종 동정 및 우점종에 대한 추가적인 분석이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	딸기는 어떻게 활용되는가?	딸기는 생과일이나 잼, 음료 등과 같은 먹거리뿐만 아니라 케이크 등의 장식용 재료로도 널리 이용되고 있다. 딸기의 국내 시설재배면적은 2012년 6,290 ha로 전체 시설재배 과채류 가운데 3순위, 생산량은 수박 등 박과작물에 이어 4순위로 나타났다(Hur, 2013).
	딸기 재배지에서 경제적으로 손실을 일으키는 기생선충은 무엇인가?	딸기 재배지에서 경제적으로 큰 손실을 일으키는 식물 기생선충으로는 뿌리혹선충(Meloidogyne), 뿌리썩이선충 (Pratylenchus), 잎선충(Aphelenchoides), 창선충(Xiphinema), 바늘선충(Longidorus), 주름선충(Criconematoides) 등이 알려져 있다(Brown 등, 1993; Esnard와 Zukerman, 1998). 국내에서도 Choi (1977)에 의해 1970년대 노지재배 딸기의 문제 선충으로 뿌리혹선충과 뿌리썩이선충이 보고된 바 있다.
	딸기가 농가의 안정적인 수입원이 될 수 있는 이유는?	딸기의 국내 시설재배면적은 2012년 6,290 ha로 전체 시설재배 과채류 가운데 3순위, 생산량은 수박 등 박과작물에 이어 4순위로 나타났다(Hur, 2013). 반면, 총 생산액은 2012년 경상가격 기준 1조 1,888억 원으로 전체 과채류 가운데 가장 큰시장규모를 형성하고 있다. 또한, 저온에서도 생육이 가능하여 난방비가 적게 들며 연도별 가격 편차가 적기 때문에 농가의 안정적인 수입원이 되고 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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