Podosphaera fusca에 의한 멜론 흰가루병은 우리나라에서 멜론의 심각한 식물병 중의 하나이다. 본 연구에서는 선발한 길항세균의 다양한 식물병원균에 대한 균사 생육 억제 및 메론 흰가루병 방제에 대한 효과를 평가하였다. 16S rDNA 및 gyrA 유전자의 염기서열을 바탕으로 선발한 길항세균 Bacillus sp. M09, M70 및 M99-1을 동정한 결과 B. velezensis로 동정되었다. B. velezensis M09, M70 및 M99-1는 다양한 식물병원균에 47~69%의 균사생육 억제 효과를 보였을뿐만 아니라 흰가루병균의 발생을 현저히 감소시켰다. 본 연구에서 선발한 3균주는 멜론 흰가루병뿐만 아니라 다양한 식물병에 대한 잠재적인 생물방제제로 활용될 수 있을 것으로 생각되었다.
Podosphaera fusca에 의한 멜론 흰가루병은 우리나라에서 멜론의 심각한 식물병 중의 하나이다. 본 연구에서는 선발한 길항세균의 다양한 식물병원균에 대한 균사 생육 억제 및 메론 흰가루병 방제에 대한 효과를 평가하였다. 16S rDNA 및 gyrA 유전자의 염기서열을 바탕으로 선발한 길항세균 Bacillus sp. M09, M70 및 M99-1을 동정한 결과 B. velezensis로 동정되었다. B. velezensis M09, M70 및 M99-1는 다양한 식물병원균에 47~69%의 균사생육 억제 효과를 보였을뿐만 아니라 흰가루병균의 발생을 현저히 감소시켰다. 본 연구에서 선발한 3균주는 멜론 흰가루병뿐만 아니라 다양한 식물병에 대한 잠재적인 생물방제제로 활용될 수 있을 것으로 생각되었다.
Melon powdery mildew, caused by Podosphaera fusca, is one of the serious diseases of melon plant in Korea. In this study, we evaluated the effect of selected antagonistic bacteria on the inhibition of mycelial growth of various plant pathogens, and control of melon powdery mildew. Based on the 16S r...
Melon powdery mildew, caused by Podosphaera fusca, is one of the serious diseases of melon plant in Korea. In this study, we evaluated the effect of selected antagonistic bacteria on the inhibition of mycelial growth of various plant pathogens, and control of melon powdery mildew. Based on the 16S rDNA and gyrA gene sequences, the selected antagonistic bacteria, M09, M70, and M99-1, were identified as Bacillus velezensis. These bacteria not only inhibited the mycelial growth of 47~69% in various plant pathogens, but also significantly reduced the incidence of powdery mildew. The three strains selected in this study could be used as potential biological control agents for various plant diseases as well as melon powdery mildew.
Melon powdery mildew, caused by Podosphaera fusca, is one of the serious diseases of melon plant in Korea. In this study, we evaluated the effect of selected antagonistic bacteria on the inhibition of mycelial growth of various plant pathogens, and control of melon powdery mildew. Based on the 16S rDNA and gyrA gene sequences, the selected antagonistic bacteria, M09, M70, and M99-1, were identified as Bacillus velezensis. These bacteria not only inhibited the mycelial growth of 47~69% in various plant pathogens, but also significantly reduced the incidence of powdery mildew. The three strains selected in this study could be used as potential biological control agents for various plant diseases as well as melon powdery mildew.
따라서 본 연구에서는 멜론의 친환경 재배를 위하여 선발한 Bacillus velezensis M09, M70 및 M99-1 균주의 멜론의 주요 병원균에 대한 항균 활성 및 흰가루병에 대한 방제 효과를 검정하였다.
제안 방법
는 부여 지역의 멜론, 토마토, 딸기 재배농가에서 채집한 식물체의 이병조직에서 분리하여 충남농업기술원 과채연구소에 보관중인 균주를 사용하였다. 병원균은 PDA 배지에 7일간 배양하여 균사의 끝부분에서 5mm 직경의 cork-borer로 agar plug를 떼어내어 YPDA 배지의 중앙에 치상하고, 동시에 길항미생물을 멸균수에 현탁하여 루프를 이용해 가장자리 3곳에 접종하고 25°C에서 6~20일간 배양 후 생육억제 정도를 조사하였다. 각 실험은 3반복으로 수행하였다.
DNA 염기서열의 분석은 Macrogen (Seoul, Korea)에서 수행하였다. 얻어진 염기서열은 EzTaxon-e server (http://eztaxon-e.ezbiocloud.net)와 GenBank database (NCBI database)를 통해 기존에 보고된 세균의 16S rDNA 염기서열과 상동성을 비교하여 동정하였다. 계통수는 MAFFT v.
페트리 디쉬 내의 filter paper에 식물체 조직이 직접 닿지 않도록 스트로우를 놓고, 그 위에 시설하우스에서 흰가루병이 자연 발생된 멜론(품종: 얼스탤런트) 잎을 직경 38 mm 디스크로 제작한 후 앞, 뒷면을 선발균의 현탁액(108 CFU/mL)에 적셔 올려놓은 다음, 14시간은 26°C 에서 광 상태로, 10시간은 25°C에서 암 상태로 조절된 항온배양기에 두고 5일간 배양한 후 식물체 표면에 발달한 균사체의 생육상태를 해부현미경으로 흰가루병균의 억제 및 발생 정도를 육안으로 달관조사하였다. 실험은 3반복으로 3차례 시험하였다.
대상 데이터
Bacillus sp. M09, M77 및 M99-1 균주는 부여의 멜론 재배 농가에서 채집한 멜론 잎 조직에서 분리하였다. 멜론 잎 조직을 멸균수 5 mL가 들어있는 test tube에 넣고 20분간 방치 후 potato dextrose agar (PDA; Difco, Detroit, MI, USA) 배지에 도말하여 25°C에서 2일간 배양한 다음 분리하였다.
멜론의 주요 병원균으로 검은점뿌리썩음병균 Monosporascus cannonballus (KACC 42093), 덩굴마름병균 Didymella bryoniae (KACC 40939), 덩굴쪼김병균 Fusarium oxysporum f. sp. melonis (KACC 47669)는 국립농업과학원 농업생명자원서비스에서 분양받았고, 나머지 Verticillium dahliae, Fusarium solani, Fusarium equiseti, Stemphylium lycopersici, Botrytis cinerea, Colletotrichum fructicola 및 Phomopsis sp.는 부여 지역의 멜론, 토마토, 딸기 재배농가에서 채집한 식물체의 이병조직에서 분리하여 충남농업기술원 과채연구소에 보관중인 균주를 사용하였다. 병원균은 PDA 배지에 7일간 배양하여 균사의 끝부분에서 5mm 직경의 cork-borer로 agar plug를 떼어내어 YPDA 배지의 중앙에 치상하고, 동시에 길항미생물을 멸균수에 현탁하여 루프를 이용해 가장자리 3곳에 접종하고 25°C에서 6~20일간 배양 후 생육억제 정도를 조사하였다.
데이터처리
net)와 GenBank database (NCBI database)를 통해 기존에 보고된 세균의 16S rDNA 염기서열과 상동성을 비교하여 동정하였다. 계통수는 MAFFT v.7 [14]로 염기서열을 정렬한 후 Kimura 2-parameter model [15]과 1,000회 반복 bootstrapping으로 MEGA ver. 5.0 [16]을 사용하여 neighbor-joining tree를 작성하였다[Fig. 1]. 16S rDNA의 염기서열 분석 결과, 분리한 3균주는 Bacillus subtilis species complex의 Bacillus amyloliquefaciens DSM 7(T), Bacillus siamensis KCTC 13613(T) 및 Bacillus velezensis CR-502(T)와 같은 그룹을 형성하였다[Fig.
성능/효과
8%의 염기서열 유사도를 보였다. 16S rDNA 및 gyrA 유전자의 염기서열을 바탕으로 Bacillus sp. M9, M70 및 M99-1 균주는 Bacillus velezensis으로 동정하였다.
선발된 균주의 멜론의 주요 병원균 및 다양한 식물병원균에 대한 균사생육 억제효과를 조사한 결과, B. velezensis M09와 M70은 다양한 식물병원균에 49~67%의 유사한 균사생육 억제효과를 보였고, Verticillium dahliae를 제외한 모든 식물병원균에 대하여 B. velezensis M99-1 보다 높은 균사생장 억제효과를 보였다[Fig. 2]. 특히 B.
후속연구
pumilus 등은 식물체 잎 표면에서 정착력, 증식력, 항균 활성물질 생산력이 우수하여 식물병원균의 균사 억제 뿐만 아니라 포자발아, 균사의 조직침입 저지 등 병 발생을 초기에 예방 및 방제 효과가 우수하여 생물학적 미생물제제로서 농업현장에서 사용되고 있다[20, 23]. 따라서 본 연구에서 선발된 균주는 멜론의 흰가루병뿐만 아니라 멜론의 다양한 병원균에 대하여 친환경적인 재배에 적용 가능한 대체 생물제로의 가능성을 보여주었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
멜론의 효능은?
멜론(Cucumis melo L.)은 달콤한 향과 맛을 내며, 특히 독특한 사향 냄새와 유사하다고 하여 이름 붙여진 머스크멜론처럼 항산화 물질과 각종 비타민 등이 풍부해 암, 혈관질환 등을 비롯한 다양한 성인병 관리에 효과가 뛰어나다고 알려져 있다[1-3]. 멜론은 초기에 소규모로 재배되었으나 2000년 들어 소비의 증가로 국내 재배면적이 급격히 증가되었고, 주산지는 담양, 나주 및 부여 지역이며 동기작과 하기작으로 나누어 재배되고 있다.
우리나라에서 멜론에 발생하는 주요 병에는 무엇이 있는가?
1990년 이후 재배 면적은 1,764 ha로 확대되었다[4]. 우리나라에서 멜론에 발생하는 주요 병으로 흰가루병, 덩굴쪼김병, 덩굴마름병, 역병, 노균병, 과일썩음병 및 모자이크병 등을 포함한 다수의 곰팡이, 세균 및 바이러스 병이 알려져 있다[5].
초기에 멜론의 흰가루병 방제 시기를 놓치게 되면 효과를 보기 어렵다고 판단하는 이유는 무엇인가?
멜론 흰가루병은 Podosphaera fusca (Fr.) Braun & Shishkoff에 의하여 발생하며, 멜론 과실의 생장이 지연되고 비대 불량으로 현저한 수량 감소를 야기하기 때문에 초기 방제 시기를 놓치면 방제 효과를 보기 어렵고 농가 소득에 큰 피해를 야기한다[6, 8].
참고문헌 (23)
Goodwin JS, Brodwick M. Diet, aging and cancer. Clin Geriatr Med 1995;11:577-89.
Haldhar SM, Bhargava R, Choudhary BR, Pal G, Kumar S. Allelochemical resistance traits of muskmelon (Cucumis melo) against the fruit fly (Bactrocera cucurbitae) in a hot arid region of India. Phytoparasitica 2013;41:473-81.
Koubala BB, Bassang'na G, Yapo BM, Raihanatou R. Morphological and biochemical changes during muskmelon (Cucumis melo var. Tibish) fruit maturation. J Food Nutr Sci 2016;4:18-28.
Kim SR, Ji HS, Kim JK, Jeong HK. Trend and outlook of fruit vegetables supply and demand. In: Korea Rural Economic Institute, editor. Agricultural outlook 2011. Seoul: Korea Rural Economic Institute; 2011. p. 613-61.
The Korean Society of Plant Pathology. List of plant disease in Korea. 5th ed. Suwon: Korean Society of Plant Pathology; 2009.
Zitter TA, Hopkins DL, Thomas CE. Compendium of cucurbit diseases. St. Paul: APS Press; 1996.
Perez-Garcia A, Romero D, Fernandez-Ortuno D, Lopez-Ruiz F, De Vicente A, Tores JA. The powdery mildew fungus Podosphaera fusca (synonym Podosphaera xanthii), a constant threat to cucurbits. Mol Plant Pathol 2009;10:153-60.
Kim HT, Park JI, Nou IS. Identification of fungal races that cause powdery mildew in melon (Cucumis melo L.) and selection of resistant commercial melon cultivars against the identified races in Korea. J Plant Biotechnol 2016;43:58-65.
Choi IY, Cheong SS, Cho SE, Park JH, Shin HD. First report of powdery mildew caused by Podosphaera xanthii on oriental pickling melon in Korea. Plant Dis 2015;99:730.
Yeo KH, Jang YA, Kim S, Um YC, Lee SG, Rhee HC. Evaluation of environment-friendly control agents for the management of powdery mildew infection during seedling stage of three Cucurbitaceae vegetables. Protected Hort Plant Fac 2013;22:413-20.
Cawoy H, Bettiol W, Fickers P, Ongena M. Bacillus-based biological control of plant diseases. In: Stoytcheva M, editor. Pesticides in the modern world: pesticides use and management. London: InTechOpen; 2011. p. 273-302.
Lee SY, Weon HY, Kim JJ, Han JH. Biocontrol of leaf mustard powdery mildew caused by Erysiphe cruciferarum using Bacillus velezensis YP2. Kor J Pestic Sci 2016;20:369-74.
Roberts MS, Nakamura LK, Cohan FM. Bacillus mojavensis sp. nov., distinguishable from Bacillus subtilis by sexual isolation, divergence in DNA sequence, and differences in fatty acid composition. Int J Syst Bacteriol 1994;44:256-64.
Kimura M. A simple method for estimating evolutionary rates of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences. J Mol Evol 1980;16:111-20.
Tamura K, Peterson D, Peterson N, Stecher G, Nei M, Kumar S. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Mol Biol Evol 2011;28:2731-9.
Lee SY, Weon HY, Kim JJ, Han JH, Kim WG. Control effect of the mixture of Bacillus amyloliquefaciens M27 and plant extract against cucumber powdery mildew. Kor J Pestic Sci 2013;17:435-9.
Romero D, de Vicente A, Rakotoaly RH, Dufour SE, Veening JW, Arrebola E, Cazorla FM, Kuipers OP, Paquot M, Perez-Garcia A. The iturin and fengycin families of lipopeptides are key factors in antagonism of Bacillus subtilis toward Podosphaera fusca. Mol Plant Microbe Interact 2007;20:430-40.
Chowdhury SP, Hartmann A, Gao X, Borriss R. Biocontrol mechanism by root-associated Bacillus amyloliquefaciens FZB42-a review. Front Microbiol 2015;6:780.
Copping LG. The manual of biocontrol agents. 4th ed. Alton: BCPC; 2009.
Romero D, de Vincente A, Zeriouh H, Cazorla FM, D. Fernandez-Ortuno D, Tores JA, Perez-Garcia A. Evaluation of biological control agents for managing cucurbit powdery mildew on greenhouse-grown melon. Plant Pathol 2007;56:976-86.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.