[논문]붉은곰팡이 감염 벼와 건전 벼의 독성 곰팡이와 제랄레논 발생

장자영; 김소수; 진현숙; 백슬기; 오수진; 김규태; 김점순; 이데레사

doi:10.5423/rpd.2018.24.4.308

붉은곰팡이 감염 벼와 건전 벼의 독성 곰팡이와 제랄레논 발생
Occurrence of Toxigenic Fusarium spp. and Zearalenone in Scabby Rice Grains and Healthy Ones 원문보기

Research in plant disease = 식물병연구, v.24 no.4, 2018년, pp.308 - 312

장자영 (국립농업과학원유해생물팀) , 김소수 (국립농업과학원유해생물팀) , 진현숙 (국립농업과학원유해생물팀) , 백슬기 (국립농업과학원유해생물팀) , 오수진 (거창군농업기술센터항노화산업과) , 김규태 (거창군농업기술센터항노화산업과) , 김점순 (국립농업과학원유해생물팀) , 이데레사 (국립농업과학원유해생물팀)

초록
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2017년산 붉은곰팡이 감염 벼시료의 곰팡이 발생을 분석한 결과 Fusarium 속의 발생빈도가 가장 높았다. Fusarium 속 중에서는 Fusarium asiaticum-니발레놀 형이 79%로 우점하였다. 곰팡이독소 중에서는 제랄레논이 1117 ng/g으로 가장 많이 검출되었으며 데옥시니발레놀(163 ng/g), 15-아세틸 데옥시니발레놀(155 ng/g), 니발레놀(110 ng/g)의 순으로 높았다. 2015년산 벼시료를 붉은곰팡이 감염벼와 건전벼로 구분한 후 곰팡이독소 수준을 분석한 결과 두 시료는 모두 제랄레논으로 오염되었다. 그러나 이들 시료 간 제랄레논의 수준차이는 5배 이상이었으며 감염벼는 1400-2370 ng/g, 건전벼는 240-430 ng/g이었다. 이 결과는 벼의 제랄레논 독소 저감화를 위해 벼 수확 시 붉은곰팡이 감염종자의 제거가 필요함을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

We analyzed rice sample with scab (collected in 2017) for fungal occurrence and found that frequency of Fusarium spp. was the highest among fungal genera. Within Fusarium, Fusarium asiaticum-nivalenol type dominated as 79%. Among mycotoxins, zearalenone was the highest toxin detected (1117 ng/g), followed by deoxynivalenol (163 ng/g), 15-acetyl deoxynivalenol (155 ng/g), nivalenol (110 ng/g). Analysis of mycotoxin levels in scabby and healthy grains (collected in 2015) revealed that both grain samples were contaminated with zearalenone. However, level difference of zearalenone between the samples was over 5 times as the scabby samples were 1400-2370 ng/g, while healthy ones were 240-430 ng/g. This result indicates that scabby grains should be removed when harvest to reduce zearalenone contamination in rice.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Frequency (%) of fungal genus observed from the rice sample #1
그림 Fig. 1. Rice grains with healthy or scab appearance. (A) sample #2,(B) sample #3.
표 Table 2. Species composition (%) of FGSC isolates in the rice sam-ple #1
표 Table 3. Level of Fusarium toxins in the mixed rice sample #1
표 Table 4. Comparison of toxin levels (ng/g) between healthy and scabby rice samples

AI 본문요약
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문제 정의

우리나라의 곡류 중에는 보리와 밀 뿐 아니라 벼와 옥수수에도 발생이 지속적으로 보고되었다(Chung, 1975; Lee 등, 1986; Lee 등, 2010a; Park 등, 1992). 이 연구에서는 붉은곰팡이에 감염된 벼 시료에서 병원균을 분리, 동정하고 시료의 곰팡이독소 오염수준을 분석하는 한편, 시료 중 육안상 감염 낟알과 건전한 낟알을 구분하여 감염정도, 곰팡이 발생과 곰팡이독소 오염수준의 연관성을 구명하고자 하였다.

대상 데이터

붉은곰팡이 감염 벼 시료는 2017년 8월 경남 거창군의 예찰포장에서 채취한 것(#1)과 2015년 10월 전남 해남군에서 수집한 것(#2, #3)을 사용하였다. 각 시료는 원시료와 원시료를 육안상 건전한 낟알과 감염 낟알로 각각 분리한 것으로 구분하여 분석에 사용하였다.

데이터처리

32 질량값을 선택적으로 검출하였다. 통계분석은 SPSS 프로그램(SPSS, version 21.0 Chicago, IL, USA)을 이용하여 처리 평균간 비교를 위해 t-test (p<0.05)를 실시하여 유의성 검증을 수행하였다.

이론/모형

곰팡이 발생조사를 위해 낟알을 표면살균한(1% NaOCl, 2분) 후 감자한천배지(PDA)에 무작위로 치상하고 25℃에서 5일간 배양한 후 자라나는 균총을 계수하였다. 곰팡이 발생조사, 붉은곰팡이 분리와 DNA 추출, 종과 독소화학형 동정은 Lee 등(2016)의 방법에 따라 실시하였으며 종 동정은 TEF (translation elongation factor) 유전자, 독소형(trichothecene chemotype) 동정은 TRI12 유전자를 이용하였다.
시료의 Fusarium 곰팡이독소(3-ADON, 15-ADON, ZEA)는 퀘처스(QuEChERS) 법으로 다음과 같이 분석하였다(Lee 등, 2013). 시료를 마쇄하여 2 g을 취한 후 시료에 0.

성능/효과

붉은곰팡이의 종 구성은 Table 2와 같다. 감염시료에서 분리한 붉은곰팡이의 우점종은 F. asiaticum-NIV 생성형으로 붉은곰팡이 중 79%를 차지하였으며 F. graminearum-15-ADON (17%), F. graminearum-3-ADON (4%)의 순으로 우점하였다. 이는 원시료와 유사한 결과이며(Table 2), 우리나라의 벼에 발생하는 붉은곰팡이 우점종이 F.
벼 시료(#1, 2017년 산)에서 가장 빈번하게 관찰된 곰팡이는 Fusarium 속 (34.2%) 이었으며 Bipolaris 속(29.1%)가 그 다음이었다(Table 1). Fusarium 속은 붉은곰팡이(FGSC, 20.
벼 시료의 붉은곰팡이 독소 5종의 오염을 분석한 결과, 2017년산 혼합시료(#1)는 ZEA의 오염수준이 가장 높았으며(1117 ng/g), DON > 15-ADON > NIV> 3-ADON의 순으로 오염이 높았다(Table 3). ;ZEA 의 농도는 DON의 6배 이상, NIV의 10배 가량 높았다. 기존의 보고에 따르면 국내 벼 시료의 ZEA 평균 수준은 11.
이때 건전시료와 감염시료 간 ZEA 농도의 차이는 5배 이상으로 나타났다. 이 결과는 벼의 제랄레논 오염 저감을 위해서는 벼 수확 시 붉은곰팡이 감염종자를 최대한 제거해야 함을 시사한다. 또한 감염종자를 제거할 수 있는 장치 개발을 위한 실용화 연구가 필요함을 보여준다.

후속연구

ZEA에 가장 민감한 돼지의 경우 더욱 주의가 필요하다. 또한 붉은곰팡이독소의 오염은 이와 같이 환경의 영향을 크게 받으므로 오염 취약 작물의 지속적인 실태조사가 필요하다.
3%)가 높았다. 이것은 Clonostachys spp.가 F. graminearum의 길항균으로 저장 중 Fusarium 균에 대한 생물방제효과와 제랄레논 분해에 관여한다는 것이 밝혀진 바 있어(Jensen 등, 2000; Kosawang 등, 2014) 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	붉은곰팡이병이란?	붉은곰팡이병(Fusarium head blight)은 곡류에 발생하는 주요 곰팡이 병의 하나로 개화기에 잦은 강우 등 습한 환경이 지속될 때 많이 발생한다. 이 병은 작물에 병해를 일으켜 수량감소와 품질을 저하시킬 뿐 아니라 곰팡이독소를 분비하여 감염된 종자를 섭취하는 인축에 2차 피해를 야기할 수 있다.
	붉은곰팡이병의 피해는?	붉은곰팡이병(Fusarium head blight)은 곡류에 발생하는 주요 곰팡이 병의 하나로 개화기에 잦은 강우 등 습한 환경이 지속될 때 많이 발생한다. 이 병은 작물에 병해를 일으켜 수량감소와 품질을 저하시킬 뿐 아니라 곰팡이독소를 분비하여 감염된 종자를 섭취하는 인축에 2차 피해를 야기할 수 있다. 대표적인 붉은곰팡이 독소는 데옥시니발레놀(deoxynivalenol, DON), 니발레놀(nivalenol, NIV), 제랄레논(zearalenone, ZEA), T-2독소로 이들은 소화기 장애, 생식기질환, 피부병을 일으키거나 면역저하를 초래한다(Desjardins, 2006; Placinta 등, 1999).
	붉은곰팡이의 독소의 종류와 그 위험성은?	이 병은 작물에 병해를 일으켜 수량감소와 품질을 저하시킬 뿐 아니라 곰팡이독소를 분비하여 감염된 종자를 섭취하는 인축에 2차 피해를 야기할 수 있다. 대표적인 붉은곰팡이 독소는 데옥시니발레놀(deoxynivalenol, DON), 니발레놀(nivalenol, NIV), 제랄레논(zearalenone, ZEA), T-2독소로 이들은 소화기 장애, 생식기질환, 피부병을 일으키거나 면역저하를 초래한다(Desjardins, 2006; Placinta 등, 1999). 병원균인 붉은곰팡이는 다수의 종으로 구성된다.

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