[논문]마 재배지의 뿌리혹선충의 발생 실태 및 수직 분포

권기윤; 강헌일; 서종민; 윤을수; 박남숙; 최인수

doi:10.5423/rpd.2019.25.3.124

마 재배지의 뿌리혹선충의 발생 실태 및 수직 분포
Occurrence and Vertical Distribution of Meloidogyne incognita in Chinese Yam (Dioscorea batatas) 원문보기

Research in plant disease = 식물병연구, v.25 no.3, 2019년, pp.124 - 130

권기윤 (부산대학교생명자원과학대학 식물생명과학과) , 강헌일 (부산대학교생명자원과학대학 식물생명과학과) , 서종민 (부산대학교생명자원과학대학 식물생명과학과) , 윤을수 (부산대학교생명자원과학대학 선충연구센터) , 박남숙 (부산대학교생명자원과학대학 선충연구센터) , 최인수 (부산대학교생명자원과학대학 식물생명과학과)

초록
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국내 마 주산지인 경상북도 안동시 풍천면 일대 총 53개 지점을 대상으로 식물기생성선충 종류와 밀도, 시기별 발생 실태, 토양 깊이별 분포를 조사하였다. 검출된 식물기생성선충은 뿌리혹선충(Meloidogyne incognita), 침선충(Paratylenchus spp.), 뿌리썩이선충(Pratylenchus spp.)등 3개의 속이었으며, 그중 뿌리혹선충은 53개 조사지점 중 43개 지점에서 검출되어(81%) 안동지역 마 재배지에서 가장 중요한 식물기생성선충이었다. 시기별 토양 내 뿌리혹선충 유충의 수는 8월까지는 토양 $300cm^3$ 당 10마리 정도였으며 9월에는 274마리, 수확기인 10월에는 624마리로 증가되었다. 토양 깊이별로는 토양 40-50 cm 깊이에 가장 유충의 밀도가 높았으며(1,840마리/$300cm^3$) 토양 70 cm 깊이까지 뿌리혹선충 유충이 발견되었다. 뿌리혹선충에 감염된 괴경은 외부에 혹이 발생하였고 괴경의 내부는 갈색점으로 변색되었으며, 마의 괴경 내 침입한 뿌리혹선충의 수도 40-50 cm에서 79마리로 가장 많았다. 따라서, 마 재배지에서의 뿌리혹선충 방제를 위해서는 토양 깊이 50 cm 정도에 가장 많은 뿌리혹선충 유충이 분포하므로 현재 사용하고 있는 시설재배지 토양소독법과는 다른 방제 방법이 개발되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The study was conducted to investigate the infestation and distribution of plant-parasitic nematodes on Chinese yam (Dioscorea batatas) in Andong, Korea. Root-knot nematodes, Meloidogyne incognita was the most prevalent nematode species which is found from 43 yam fields (81.1%) with high population densities (average of 450 juveniles/$300cm^3$). Other nematodes, root-lesion nematode (Pratylenchus spp.) and pin nematode (Paratylenchus spp.) were less problematic. Density of juveniles (J2) of M. incognita was $10\;J2/300cm^3$ by August, then increased to 274 in September and 624 in October. The highest J2 density was found at the soil depth between 40 and 50 cm ($1,840\;J2/300cm^3$). M. incognita was able to infest yam tuber down to a depth of 70 cm and developed galls outside and brown spots inside. The highest number of females were found at 40-50 cm (79 females/10 cm piece) tuber from the top.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Distribution and population density of root-knot nematode (Meloidogyne incognita) in Chinese yam (Dioscorea batatas) area in Andong, Korea. (A) The distribution map and population density of juveniles. (B) Growth of Chinese yam tuber. (C) Percentage distribution of densities of juveniles of M. incognita in Chinese yam cultivation fields (n=43).
표 Table 1. Drainage classes of area cultivating Chinese yam (Dioscorea batatas ) in Andong, Korea
그림 Fig. 2. Perineal pattern of Meloidogyne incognita from Chinese yam(Dioscorea batatas) in Andong, Korea.
표 Table 2. Nematodes found from farmer’s fields for Chinese yam (Dioscorea batatas) cultivation at harvest time in Andong, Korea
그림 Fig. 3. Monthly changes of number of juveniles of root-knot nema-tode (Meloidogyne incognita) in soils of Chinese yam. Average of four locations. Vertical bars are presented the standard error.
그림 Fig. 4. Chinese yam (Dioscorea batatas) tuber infected with root-knot nematode (Meloidogyne incognita). (A) Comparisons of infested and uninfested. (B) Brown spots on Chinese yam tuber were infected with M. incognita.
그림 Fig. 5. Vertical distribution of juveniles in soil and female in tuber of Meloidogyne incognita on Chinese yam (Dioscorea batatas). (A-D) Sample 1-4. (E) Average of four locations.

AI 본문요약
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문제 정의

마 선충 관련 연구는 둥근마(Dioscorea bulbifera)를 가해하는 뿌리혹선충의 cytochrome oxidase subunit II (COII) 염기서열 분석(Han 등, 2007)이 있고, 농업연구 결과보고서로 마와 우엉 재배지의 뿌리혹선충 분포, 마 주산단지의 뿌리혹선충 우점종은 고구마 뿌리혹선충이라는 보고가 있다(Lee 등, 2013). 본 연구는 국내 마 주산지인 경북 안동 지역을 대상으로 식물기생성선충 종류와 밀도, 시기별 발생 실태, 토양 깊이별 분포를 조사함으로서 마에 발생되는 식물기생성선충 방제에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행하였다.

제안 방법

선충의 분리는 먼저 굵은 돌과 식물 뿌리 등을 골라내고, 3번 이상 잘 섞어 선충의 밀도를 균일하게 한 후, 그 중에서 300 cm³를 취하고 개량된 Baermann funnel법으로 분리하였다(Kang 등, 2016). 24시간 후, 분리된 선충은 counting dish에 넣고 40배 해부현미경하에서 식물기생성선충의 속별로 밀도를 조사하였다.
뿌리혹선충에 감염된 9지점의 마를 채집하고 해부현미경하에서 식물 뿌리를 찢어 각 지점에서 채집한 마에서 뿌리혹선충의 암컷을 10마리씩 잡아내어 45% lactic acid가 들어있는 플라스틱 Petri dish에 옮기고 Petri dish 위에서 선충 암컷의 중간 부분을 해부칼로 끊어 털바늘로 가볍게 비벼 불순물을 제거하였다. 이후 꼬리부분의 perineal pattern 표본을 만들어 400배 광학현미경하에서 검경하였다(Taylor와 Netscher, 1974).
마는 토양 1 m 이상 깊이까지 뿌리가 자라는 작물이므로, 효율적인 방제방법 검토를 위하여 토양 깊이별 선충의 분포에 대한 조사가 필요하다. 이를 위하여 수확기인 10월에 4개의 마 재배 농가를 대상으로 토양 깊이별 선충의 분포를 조사하였다. 조사방법은 마가 자라고 있는 토양에서 마의 괴경이 드러나도록 깊이 80 cm까지 흙을 파낸 후 마 괴경을 기준으로 10 cm 간격으로 토양을 채집하였다.
이후 꼬리부분의 perineal pattern 표본을 만들어 400배 광학현미경하에서 검경하였다(Taylor와 Netscher, 1974).
이를 위하여 수확기인 10월에 4개의 마 재배 농가를 대상으로 토양 깊이별 선충의 분포를 조사하였다. 조사방법은 마가 자라고 있는 토양에서 마의 괴경이 드러나도록 깊이 80 cm까지 흙을 파낸 후 마 괴경을 기준으로 10 cm 간격으로 토양을 채집하였다. 채집된 토양은 위와 동일한 방법으로 토양을 채집하고 선충을 분리하여 검경하였다.
조사방법은 마가 자라고 있는 토양에서 마의 괴경이 드러나도록 깊이 80 cm까지 흙을 파낸 후 마 괴경을 기준으로 10 cm 간격으로 토양을 채집하였다. 채집된 토양은 위와 동일한 방법으로 토양을 채집하고 선충을 분리하여 검경하였다.
토양 채집과 동시에 마 괴경을 같이 채집하여(Fig. 1A) 마 조직 내 뿌리혹선충의 감염 정도를 조사하였다. 마 조직 내 뿌리혹선충의 감염 정도 조사는, 마를 위로부터 10 cm 간격으로 자르고, 각 토막마다 껍질을 0.

대상 데이터

aTotal of 53 fields were examined. n/N×100 (n=number of times individual nematodes occurred, N=each sample size).
국내 마 주산지인 경상북도 안동시 풍천면 일대 총 53개 지점을 대상으로 식물기생성선충 종류와 밀도, 시기별 발생 실태, 토양 깊이별 분포를 조사하였다. 검출된 식물기생성선충은 뿌리혹선충(Meloidogyne incognita), 침선충(Paratylenchus spp.
1B). 사지역의 위치는 국토지리정보원의 지도서비스(http:// map.ngii.go.kr/ms/map/NlipMap.do)와 온나라 지도사이트(https://seereal.lh.or.kr/main.do)를 참조하였고, 토양 특성은 국립농업과학원 흙토람 (http://soil.rda.go.kr/)을, 현황도는 GIS(Arc. Info)를 이용하였다.
연구대상 지역은 낙동강의 중·상류에 위치한 1개의 들녘으로 구성되어 있으며 총 면적은 61.6 ha로 행정구역상 안동시 풍천면의 광덕리, 신성리 그리고 기산리를 중심으로 57.9 ha, 예천군 지보면 신풍리의 3.7 ha이다.
우리나라 마의 대표적 주산지인 경상북도 안동시 풍천면과 예천군 지보면 일대(북위 36°32'01'', 동경 128°27'55'') 총 53개 지점을 대상으로 조사를 실시하였다(Fig. 1B).
월별 선충 발달 실태를 조사하기 위하여 안동시 풍천면의 4개 농가를 선정하고 5월부터 10월까지 매달 첫째 주에 위와 동일한 방법으로 토양을 채집하고 선충을 분리하여 검경하였다.
토양 시료는 선충의 밀도가 높은 9월–10월 사이에 53개 지점을 대상으로 1개 지점 내 3개 이상의 포인트로부터 토양 약 1,000 cm3를 채집하여 선충을 분리하였다.

이론/모형

를 채집하여 선충을 분리하였다. 선충의 분리는 먼저 굵은 돌과 식물 뿌리 등을 골라내고, 3번 이상 잘 섞어 선충의 밀도를 균일하게 한 후, 그 중에서 300 cm³를 취하고 개량된 Baermann funnel법으로 분리하였다(Kang 등, 2016). 24시간 후, 분리된 선충은 counting dish에 넣고 40배 해부현미경하에서 식물기생성선충의 속별로 밀도를 조사하였다.

성능/효과

안동 마 재배지 토양의 선충의 종류 및 밀도는 Table 2와 같다. 검출된 식물기생성선충은 뿌리혹선충(Meloidogyne incognita), 침선충(Paratylenchus sp.), 뿌리썩이선충 등 3개의 속이었다 (Table 2). 그중 뿌리혹선충은 53개 지점 중 43개 지점에서 검출되어(81%) 안동지역 마 재배지에서 가장 넓게 분포되고 중요한 식물기생성선충이었다.
국내 마 주산지인 경상북도 안동시 풍천면 일대 총 53개 지점을 대상으로 식물기생성선충 종류와 밀도, 시기별 발생 실태, 토양 깊이별 분포를 조사하였다. 검출된 식물기생성선충은 뿌리혹선충(Meloidogyne incognita), 침선충(Paratylenchus spp.), 뿌리썩이선충(Pratylenchus spp.)등 3개의 속이었으며, 그중 뿌리혹선충은 53개 조사지점 중 43개 지점에서 검출되어(81%) 안동 지역 마 재배지에서 가장 중요한 식물기생성선충이었다. 시기별 토양 내 뿌리혹선충 유충의 수는 8월까지는 토양 300 cm³ 당 10마리 정도였으며 9월에는 274마리, 수확기인 10월에는 624마리로 증가되었다.
), 뿌리썩이선충 등 3개의 속이었다 (Table 2). 그중 뿌리혹선충은 53개 지점 중 43개 지점에서 검출되어(81%) 안동지역 마 재배지에서 가장 넓게 분포되고 중요한 식물기생성선충이었다. 뿌리혹선충의 밀도가 토양 300 cm³ 당 1,000마리 이상인 지점은 5개 지점(11.
비기생선충의 경우는 자유생활선충 등 4속이 검출되었다. 비기생성선충의 경우 안동시 전반에 걸쳐 나타났고 밀도는 곰팡이를 먹는 자유생활선충(Cephalobid spp., Rhabditidae spp.)이 가장 높았고, 그 다음으로 잡식성선충(Dorylaimida)과 포식성선충(Mononchidae spp.) 순으로 높았다.
안동 마 재배지의 감염된 마에서 뿌리혹선충 추출하여 perineal pattern 형태적 동정 결과, M. incognita로 동정되었다(Fig. 2). 뿌리혹선충의 정확한 종 동정은 향후 선충 방제 대책 수립 및 윤작작물 선정 등에 있어 매우 중요한데, 예를들어, M.
물 빠짐이 나쁘면 괴경이 썩기 쉽고 찰흙이 많은 곳에서는 괴경의 비대가 나쁘고 수확에 많은 힘이 들며 또한 자갈이 많은 땅에서 재배하면 괴경의 생육과 모양이 좋지 않아 상품성이 떨어진다. 안동의 마 재배지역은 조립질 모래 토양으로 자연배수가 좋은 낙동강 연변의 자연제방에 속하는 곳이었으며 배수가 양호한 토양이 전체의 80%이며 나머지는 20%는 배수약간양호 토양으로 전체적으로 마 재배에 적합한 토양이었다. 단, 배수약간양호 토양에서는 수확기에 강우량이 많을 경우, 습해가 우려되므로 주의가 필요할 것으로 생각된다.
이번 조사에서 검출된 식물기생성선충 중 침선충(Paratylenchus sp.)과 뿌리썩이선충(Pratylenchus sp.)은 그 개체수가 매우 적고 분포 또한 불규칙적으로 나타나 마 괴경에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 추정되었고 실제 채집한 마에서 뿌리혹선충 감염 증상을 제외한 다른 선충에 의한 피해증상은 나타나지 않았다.
4A와 같다. 정상 괴경에 비해 감염 괴경은 외부에 혹이 발생하였고 괴경의 내부는 갈변현상이 발생하는 특성을 보였다. 뿌리혹선충이 마 괴경에 들어가 거대세포 형태로 자리 잡으면 조직에 달라붙어 젤리와 같은 상태가 되고 주변 조직을 황색으로 변화시켜 갈색 반점으로 나타난다(Fawole, 1988).
7 ha이다. 토성은 하성충적 조립질이며 토양의 자연배수등급별로는 배수가 매우양호(somewhat excessively drained)한 토양이 21.1 ha (34.1%), 양호(well drained) 토양이 28.4 ha (46.1%)로 전체의 70.2%로 가장 많았고, 배수약간양호(moderately well drained) 토양이 약 12 ha (19.8%)이었다(Table 1).
토양의 뿌리혹선충 유충은 0–20 cm 깊이까지는 토양 300 g당 623–768마리였고 깊어질수록 점점 밀도가 증가하다가 40–50 cm 깊이에서는 1,840마리 정도로 가장 높은 밀도를 보였으며 이후 약간 감소하였으나 토양 70 cm 깊이까지 뿌리혹선충이 발견되었다.

후속연구

뿌리혹선충에 감염된 괴경은 외부에 혹이 발생하였고 괴경의 내부는 갈색점으로 변색되었으며, 마의 괴경 내 침입한 뿌리혹선충의 수도 40–50 cm에서 79마리로 가장 많았다. 따라서, 마 재배지에서의 뿌리혹선충 방제를 위해서는 토양 깊이 50 cm 정도에 가장 많은 뿌리혹선충 유충이 분포하므로 현재 사용하고 있는 시설재배지 토양 소독법과는 다른 방제 방법이 개발되어야 할 것이다.
선충 피해 예방과 안정적인 마 생산을 위한 마 재배지의 선충 밀도 조사는 5–8월보다는 10월경에 실시하며 또한 일반적인 토양 선충조사(깊이 20 cm)보다 더 깊은 40–50 cm에서이루어지는 것이 보다 쉽고 정확한 선충의 감염정도를 추정할 수 있을것이다.
시설재배지의 경우 살선충제 처리 시 포장 전면에 살선충제를 처리하여 15–20 cm 깊이로 갈아엎고 하우스를 밀폐하여 1개월 정도 방치하는 방법으로 식물기생성선충을 방제하고 있다. 이번 조사의 결과로 마 재배지에는 토양 깊이 50 cm 정도에 가장 많은 뿌리혹선충 유충이 분포하므로 현재 사용하고 있는 시설재배지 토양소독법과는 다른 방제 방법이 개발되어야 할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	마란 무엇인가?	마(Yams, Dioscorea spp.)는 가장 오래된 식량작물 중의 하나로 전 세계적으로 약 600여종이 분포하고 있고(Coursay, 1967), 그중 약 10여종을 식용으로 재배한다(Mudiope 등, 2012). 세계적으로 마의 생산량은 44백만톤정도이고 주산지는 나이지리아, 가나 등이다.
	우리나라의 마 재배지는?	세계적으로 마의 생산량은 44백만톤정도이고 주산지는 나이지리아, 가나 등이다. 우리나라에서는 경북의 안동, 영주, 경남 진주 지역에서 약 812 ha 정도의 마를 생산하고 있으며 최근 건강식품으로서 소비가 증가하면서 재배면적 또한 급격히 증가하는 추세이다.
	토양 깊이별 선충의 분포에 대한 조사방법은 무엇인가?	마는 토양 1 m 이상 깊이까지 뿌리가 자라는 작물이므로, 효율적인 방제방법 검토를 위하여 토양 깊이별 선충의 분포에 대한 조사가 필요하다. 이를 위하여 수확기인 10월에 4개의 마 재배 농가를 대상으로 토양 깊이별 선충의 분포를 조사하였다. 조사방법은 마가 자라고 있는 토양에서 마의 괴경이 드러나도록 깊이 80 cm까지 흙을 파낸 후 마 괴경을 기준으로 10 cm 간격으로 토양을 채집하였다. 채집된 토양은 위와 동일한 방법으로 토양을 채집하고 선충을 분리하여 검경하였다.

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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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