[논문]Fusarium avenaceum에 의한 복숭아 신규 과실 썩음병 발생 보고

허아영; 구영모; 최영준; 김상희; 정규영; 최형우

doi:10.5423/rpd.2020.26.1.48

Fusarium avenaceum에 의한 복숭아 신규 과실 썩음병 발생 보고
First Report of Peach Fruit Rot Caused by Fusarium avenaceum in Korea 원문보기

Research in plant disease = 식물병연구, v.26 no.1, 2020년, pp.48 - 52

허아영 (국립안동대학교 생명과학대학 식물의학과) , 구영모 (국립안동대학교 생명과학대학 식물의학과) , 최영준 (국립군산대학교 자연과학대학 생물학과) , 김상희 (경상대학교 생명과학부) , 정규영 (국립안동대학교 생명과학대학 원예.생약융합학부) , 최형우 (국립안동대학교 생명과학대학 식물의학과)

초록
AI-Helper

2019년 7월 안동지역 노지 재배지에서 복숭아에 과실 썩음병 피해가 발생하였다. 피해 과실에서는 병이 진전됨에 따라, 썩음증상과 함께, 흰색과 자주색을 띄는 균사 및 포자가 관찰되었다. 병원균을 순수 분리한 뒤, 건전한 복숭아 과일에 접종하였을 때 동일한 과실 썩음 증상을 유도하였다. 분리된 병원균의 internal transcribed spacer (ITS), translation elongation factor 1-alpha (TEF) 그리고 β-tubulin (β-TUB) sequence 분석을 통해 Fusarium avenaceum으로 동정되었다. 따라서, 이 증상을 Fusarium avenaceum에 의한 "복숭아 과실 썩음병"으로 명명하고자 한다. 분리된 균주는 농촌진흥청 국립농업과학원 미생물 은행[Korean Agricultural Culture Collection(KACC)]에 기탁되었다(KACC accession number 48936).

Abstract ▼ AI-Helper

In July 2019, typical rot symptom was observed on peach fruits harvested from the fields at Andong, Korea. As the disease progressed, white and purple colored mycelial mat developed on the surface of the infected fruits. A causal pathogen was isolated from the infected fruit and cultured on potato dextrose agar media for identification. Fungal colonies on potato dextrose agar produced 3 pigments, including purple, yellow, and white colors. The isolate incited fruit rot symptoms on artificially inoculated peach fruits, from which the same fungus was isolated, fulfilling Koch's postulates. Based on the morphological characteristics and sequence analysis of rDNA internal transcribed spacer, translation elongation factor 1-alpha, and β-tubulin, the causal agent of the disease was identified as Fusarium avenaceum. This study is the first report of fruit rot of peach fruits caused by Fusarium avenaceum in Korea.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Fruit rot disease caused by Fusarium avenaceum ANU1 on peach fruit.
그림 Fig. 2. Colony morphology of Fusarium avenaceum ANU1 on malt extract agar (A, E), potato dextrose agar (B, F), oatmeal agar (C, G), and sabouraud dextrose agar (D, H) media.
그림 Fig. 3. Morphological characteristics of Fusarium avenaceum ANU1.
표 Table 1. Oligonucleotides used in this study
그림 Fig. 4. Phylogenetic tree of Fusarium avenaceum isolate ANU1 and other Fusarium spp.

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

분리된 병원균의internal transcribed spacer (ITS), translation elongation factor 1-alpha (TEF) 그리고 β-tubulin (β-TUB) sequence 분석을통해 Fusarium avenaceum으로 동정되었다. 따라서, 이 증상을Fusarium avenaceum에 의한 “복숭아 과실 썩음병”으로 명명하고자 한다. 분리된 균주는 농촌진흥청 국립농업과학원 미생물은행[Korean Agricultural Culture Collection(KACC)]에 기탁되었다(KACC accession number 48936).

제안 방법

1A). 과실 썩음병을 일으키는 병원균을 분리하기 위해 부패 된 과실 부위를 소독한 메스로 잘라1% NaOCl 용액으로 30초간, 70% 에탄올로 30초간 침지하여표면살균을 실시하였다. 이후 멸균수로 3회 세척하고, 남은 수분을 살균된 필터페이퍼를 이용하여 제거하였다.
따라서, 추가적으로 ef1/ef2와 tubT1/tubT22 primer를 사용하여(Table 1), TEF와 β-TUB 유전자를 추가로 분석하였다(O’Donnell와 Cigelnik, 1997; O’Donnell 등, 1998).
배양한 후 플레이트를 25°C 인큐베이터에서 10일 동안두며 관찰하였다.
피해 과실에서는 병이 진전됨에 따라, 썩음증상과 함께, 흰색과 자주색을 띄는 균사 및 포자가 관찰되었다. 병원균을 순수 분리한 뒤, 건전한 복숭아 과일에 접종하였을 때 동일한 과실 썩음 증상을 유도하였다. 분리된 병원균의internal transcribed spacer (ITS), translation elongation factor 1-alpha (TEF) 그리고 β-tubulin (β-TUB) sequence 분석을통해 Fusarium avenaceum으로 동정되었다.
분리된 균주의 병원성을 검정하기 위하여 건전한 복숭아를 70% 에탄올 용액으로 표면살균하고, 멸균수로 세척한 후 자연 건조하였다. 복숭아에서 순수 분리된 균주를 PDA 배지에서 7일간 배양시킨 후, 배양시킨 곰팡이 조각을cork borer를 이용하여 균사체를 분리하고(직경 0.8 cm), 주사기 바늘을 이용해 상처를 낸 복숭아 표면에 접종하였다. 접종한 복숭아는 플라스틱 용기에 담아 25°C 인큐베이터에 두면서병 진전 상황을 조사하였다.
분리된 균주를 분자생물학적으로 동정하기 위해 균주를PDA^STP에서 1주일 동안 배양한 후 HiGene Genomic DNA PrepKit (BIOFACT, Daejeon, Korea)를 이용하여 genomic DNA를 분리하였고, ITS1/ITS2 primer를 사용하여 ITS 유전자를 증폭하였다(Kim 등, 2018; Lee 등, 2018; White 등, 1990) (Table 1). 증폭된 PCR 산물은 1.
분리된 균주의 병원성을 검정하기 위하여 건전한 복숭아를 70% 에탄올 용액으로 표면살균하고, 멸균수로 세척한 후 자연 건조하였다. 복숭아에서 순수 분리된 균주를 PDA 배지에서 7일간 배양시킨 후, 배양시킨 곰팡이 조각을cork borer를 이용하여 균사체를 분리하고(직경 0.
접종한 복숭아는 플라스틱 용기에 담아 25°C 인큐베이터에 두면서병 진전 상황을 조사하였다.
에서 1주일 동안 배양한 후 HiGene Genomic DNA PrepKit (BIOFACT, Daejeon, Korea)를 이용하여 genomic DNA를 분리하였고, ITS1/ITS2 primer를 사용하여 ITS 유전자를 증폭하였다(Kim 등, 2018; Lee 등, 2018; White 등, 1990) (Table 1). 증폭된 PCR 산물은 1.5% agarose gel에서 전기영동하여 band를 확인한 후, PCR purification kit (BIOFACT, Daejeon, Korea)를 이용하여 정제한 뒤 염기서열 분석에 이용되었다(Solgent,Daejeon, Korea). Blastn 프로그램을 (https://blast.

대상 데이터

2019년 7월에 경상북도 안동시의 농가에서 재배 중인 복숭아에서 흰색, 분홍색의 균사체로 인한 과실부패증상이 나타났다. 본 연구에서는 복숭아 과실 썩음병의 병원균을 분리하고 동정하기 위해 형태적 특징과 internal transcribed spacer(ITS), translation elongation factor 1-alpha (TEF), beta-tubulin(β-TUB) 유전자의 염기서열분석을 수행하였으며, 그 결과 분리된 병원균을 Fusarium avenaceum으로 동정하였으며, 병원성을 증명함으로써 해당 병원균이 복숭아 과실 썩음병의 원인균임을 증명하였다.
Fusarium 균주를 4개의 다른 배지에서 배양하였다: malt extract agar (31.28 g MEA in 1 l ofdeionized water; MBcell, Seoul, Korea), potato dextrose agar(39 g PDA in 1 l of deionized water; MBcell), oatmeal agar(72.5 g OA in 1 l of deionized water; MBcell), and sabourauddextrose agar (65 g SDA in 1 l of deionized water; MBcell)(Aktaruzzaman 등, 2018; Choi 등, 2015; Kim 등, 2015; Lee 등,2016). 배양한 후 플레이트를 25°C 인큐베이터에서 10일 동안두며 관찰하였다.
TEF and β-TUB sequences of 4 different Fusarium species complexes, Fusarium fujikuroi species complex (FFSC), Fusarium incarnatum-equiseti species complex (FIESC), Fusarium tricinctum species complex (FTSC), and Fusarium sambucinum species complex (FSAMSC), were used.
경상북도 안동시의 남후면 하아리(36°33'08.2''N, 128°34'02.0''E)에서 수확된 복숭아에서 과실 썩음병 증상이 관찰되었다(Fig. 1A).

이론/모형

aveanceum isolate ANU1으로 명명되었다. 최종적으로 MEGA-X program을 이용하여maximum likelihood 방법을 사용하여 계통수를 작성하였다(Kumar 등, 2018). TEF 및 β-TUB 유전자의 염기서열을 이용하여 분자계통학적 유연관계를 분석한 결과 복숭아과실썩음병균 Fusarium avenaceum isolate ANU1은 Fusarium tricinctumspecies complex에 속하는 것으로 나타났다(Fig.

성능/효과

10일 후 관찰한 결과 MEA, PDA, OA 그리고SDA 배지에서 각각 직경이 2.8–3.2 cm (평균, 3 cm), 1.7–1.95cm (평균, 1.9 cm), 2–2.75 cm (평균, 2.4 cm), 2.4–3.1 cm (평균,2.8 cm)였다(Fig. 2).
5% agarose gel에서 전기영동하여 band를 확인한 후, PCR purification kit (BIOFACT, Daejeon, Korea)를 이용하여 정제한 뒤 염기서열 분석에 이용되었다(Solgent,Daejeon, Korea). Blastn 프로그램을 (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PAGE_TYPE=BlastSearch) 이용하여 ITS sequence (NCBI accession no. MT071567)를 분석한 결과 Fusarium tricinctum 및 F. aveanceum 두 종에서 모두 99.8% 이상의상동성을 나타내어, ITS sequence 분석만으로는 종명을 결정할수 없었다. 따라서, 추가적으로 ef1/ef2와 tubT1/tubT22 primer를 사용하여(Table 1), TEF와 β-TUB 유전자를 추가로 분석하였다(O’Donnell와 Cigelnik, 1997; O’Donnell 등, 1998).
Blastn 프로그램을 이용하여 β-TUB sequence (NCBI accession no. MT118720)를 분석한 결과에서도 F. aveanceum의 β-TUB sequence와는 최고 99.64%의 상동성을 나타내었으나(sequence coverage 99%), F. tricinctum의 β-TUB sequence와는 98.5% 미만의 상동성을 나타었다(sequence coverage93%).
따라서, 추가적으로 ef1/ef2와 tubT1/tubT22 primer를 사용하여(Table 1), TEF와 β-TUB 유전자를 추가로 분석하였다(O’Donnell와 Cigelnik, 1997; O’Donnell 등, 1998). Blastn 프로그램을 이용하여 본 연구에서 분리된 균주의 TEF sequence(NCBI accession no. MT118719)를 분석한 결과, F. aveanceum의 TEF sequence와는 최고 99.67%의 상동성을 나타내었으나(sequence coverage 100%), F. tricinctum의 TEF sequence와는 98% 미만의 상동성을 나타내었다(sequence coverage91%). Blastn 프로그램을 이용하여 β-TUB sequence (NCBI accession no.
TEF 및 β-TUB 유전자의 염기서열을 이용하여 분자계통학적 유연관계를 분석한 결과 복숭아과실썩음병균 Fusarium avenaceum isolate ANU1은 Fusarium tricinctumspecies complex에 속하는 것으로 나타났다(Fig. 4).
균주의 소형분생포자(microconidia)는 넓이는 약 2.2–4.5 µm(평균, 3.4 µm)였으며, 길이는 2.0–6.9 µm (평균, 4.5 µm)로 관찰되었다(Fig. 3B).
대형분생포자는 넓이는 약 3.0–4.5 µm (평균, 3.8 µm)였으며, 길이는 32–43.5 µm (평균, 37.5 µm)로 관찰되었고, 3–5개의 격벽을 가지는 것으로 관찰되었다.
1D). 병 발생이 된 부위에서 병원균을 분리한 결과 처음과 같은 곰팡이가 균일하게 분리되었으며, 염기서열 분석을 통해 같은 곰팡이임을 확인하였다.
본 연구에서는 복숭아 과실 썩음병의 병원균을 분리하고 동정하기 위해 형태적 특징과 internal transcribed spacer(ITS), translation elongation factor 1-alpha (TEF), beta-tubulin(β-TUB) 유전자의 염기서열분석을 수행하였으며, 그 결과 분리된 병원균을 Fusarium avenaceum으로 동정하였으며, 병원성을 증명함으로써 해당 병원균이 복숭아 과실 썩음병의 원인균임을 증명하였다.
분리한 균주를 PDA에서 배양했을 때 25°C에서 매우 빨리 자랐으며 7일 후 직경 9 cm의 Petri dish를 가득 채웠다. 분리된 균주는 배양 초기에 흰색의 균사를 형성하였으며, 배양을 진행함에 따라 3일째부터는 배지의 중심부로부터 노란색에서 보라색을 띠는 것이 관찰되었다.
분리된 병원균의internal transcribed spacer (ITS), translation elongation factor 1-alpha (TEF) 그리고 β-tubulin (β-TUB) sequence 분석을통해 Fusarium avenaceum으로 동정되었다.
분리한 균주를 PDA에서 배양했을 때 25°C에서 매우 빨리 자랐으며 7일 후 직경 9 cm의 Petri dish를 가득 채웠다.
2). 성장속도는 MEA에서 가장 빨랐으며 SDA,OA, PDA 순으로 성장속도가 빨랐다. 이에 반해, PDA에서 배양하였을 때 균주에서 보라색 색소침착이 가장 빠르고 높은 수준으로 나타났다.
후벽포자(chlamydospore)는 원형에 가까운 타원 모양으로 격벽이 없었으며, 직경은 9.3–13.3 µm (평균, 11.5 µm)로 관찰되었다(Fig. 3D, E).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	복숭아는 분류학적으로 어디에 속하는가?	복숭아(Prunus persica L.)는 장미과(Rosaceae) 벚나무속(Prunus)에 속하며, 사과, 감, 배와 함께 우리나라의 주요 경제과수로(Bak 등, 2017) 잼이나 젤리 등 다양한 용도로 쓰인다.현재 2019년 기준 한국에서 복숭아 재배면적은 20,636 ha이고, 그 중 경북지역에서는 9,578 ha (46.
	2019년 기준 국내 복숭아 재배 면적은 어느 정도인가?	)는 장미과(Rosaceae) 벚나무속(Prunus)에 속하며, 사과, 감, 배와 함께 우리나라의 주요 경제과수로(Bak 등, 2017) 잼이나 젤리 등 다양한 용도로 쓰인다.현재 2019년 기준 한국에서 복숭아 재배면적은 20,636 ha이고, 그 중 경북지역에서는 9,578 ha (46.4%)에서 재배되고 있다(Korean Statistical Information Service, 2019).
	국내 복숭아에서 발생하는 것으로 보고된 병은 무엇이 있는가?	4%)에서 재배되고 있다(Korean Statistical Information Service, 2019). 현재 국내 복숭아에서 발생하는 것으로 보고된 병은 잿빛무늬병(Rhizopusstolonifera), 잿빛곰팡이(Botrytis cinerea), 줄기썩음병(Botrosphaeria dothidea), 그을음병(Capnophaeum fuliginodes), 탄저병(Glomerella cingulata), 잎오갈병(Taphrina deformans) 등으로 보고되었다(Arrebola 등, 2010; The Korean Society of PlantPathology, 2009). 또한 복숭아에 7종의 바이러스와 바이로이드(Apple chlorotic leaf spot virus [ACLSV], Apple stem groovingvirus [ASGV], Cucumber mosaic virus [CMV], Hop stunt viroid[HSVd], Little cherry virus 1 [LChV-1], Peach latent mosaic viroid[PLMVd], Prunus necrotic ringspot virus [PNRSV])가 발생한다고국내에 보고되었다(Bak 등, 2017).

참고문헌 (15)

Aktaruzzaman, M., Afroz, T., Lee, Y.-G. and Kim, B.-S. 2018. Morpho-logical and molecular characterization of Fusarium tricinctum causing postharvest fruit rot of pumpkin in Korea. J. Gen. Plant Pathol. 84: 407-413.

상세보기
Arrebola, E., Sivakumar, D., Bacigalupo, R. and Korsten, L. 2010. Combined application of antagonist Bacillus amyloliquefaciens and essential oils for the control of peach postharvest diseases. Crop Prot. 29: 369-377.

상세보기
Bak, S., Seo, E., Kim, S. Y., Park, W. H. and Lee, S.-H. 2017. First report of Apricot pseudo-chlorotic leaf spot virus infecting peach trees in South Korea. Res. Plant Dis. 23: 75-81. (In Korean)

원문보기 상세보기
Choi, J.-H., Nah, J.-Y., Jin, H.-S., Lim, S.-B., Paek, J.-S., Lee, M.-J. et al. 2019. Identification and chemotype profiling of Fusarium species in Korean oat. Res. Plant Dis. 25: 157-163. (In Korean)
Choi, I.-Y., Kim, J., Ju, H.-J., Park. J.-H. and Shin H.-D. 2015. First report of Fusarium wilt caused by Fusarium oxysporum on Kohlrabi in Korea. Res. Plant Dis. 21: 27-31. (In Korean)

원문보기 상세보기
Kim, J.-H., Kim, J., Choi, I.-Y., Cheong, S.-S., Uhm, M.-J. and Lee, W. H. 2015. First report of Anthracnose on bitter gourd caused by Colletotrichum gloeosporioides in Korea. Res. Plant Dis. 21: 32-35. (In Korean)

원문보기 상세보기
Kim, Y. S., Yun, Y. J. and Jeon. Y. 2018. First report of black rot caused by Diplodia seriata on apple. Res. Plant Dis. 24: 321-327. (In Korean)
Korean Statistical Information Service. 2019. Area of cultivated field fruit trees. URL http://kosis.kr/statHtml/statHtml.do?orgId101&tblIdDT_1ET0014 [30 February 2019].
Kumar, S., Stecher, G., Li, M., Knyaz, C. and Tamura, K. 2018. MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Mol. Biol. Evol. 35: 1547-1549.

상세보기
Lee, D., Hassan, O., Kim, C. and Chang, T. 2018. First report of peach (Prunus persica) anthracnose caused by Colletotrichum fioriniae in Korea. Plant Dis. 102: 2650.

상세보기
Lee, H. W., Nguyen, T. T. T. and Lee, H. B. 2016. First report of postharvest fruit rot of Aronia melanocarpa caused by Fusarium tricinctum in Korea. Korean J. Mycol. 44: 68-71.

원문보기 상세보기
O'Donnell, K., Kistler, H. C., Cigelnik, E. and Ploetz, R. C. 1998. Multiple evolutionary origins of the fungus causing Panama disease of banana: concordant evidence from nuclear and mitochondrial gene genealogies. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95: 2044-2049.

상세보기
O'Donnell, K. and Cigelnik, E. 1997. Two divergent intragenomic rDNA ITS2 types within a monophyletic lineage of the fungus Fusarium are nonorthologous. Mol. Phylogenet. Evol. 7: 103-116.

상세보기
The Korean Society of Plant Pathology. 2009. List of Plant Disease in Korea. 5th ed. The Korean Society of Plant Pathology, Suwon, Korea. 859 pp. (In Korean)
White, T. J., Bruns, T. D., Lee, S. B. and Taylor, J. W. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, eds. by M. A. Innis, D. H. Gelfand, J. J. Sninsky and T. J. White, pp. 315-322. Academic Press, New York, NY, USA.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증