초록 ▼

○ 연구결과
리지나뿌리썩음병균의 생리 및 유전학적 특성 규명 : 리지나뿌리썩음병균의 최적 생장 온도는 30℃, pH는 4~5 및 최적 균사 생장 배지는 PDA 이었으며, 자낭포자는 40~ 70℃의 열처리에 의하여 발아하였고, 50℃에서 12시간 이상의 열처리는 자낭포자 발아를 억제시켰으나, 40℃에서는 30시간의 열처리에서도 자낭포자 발아율이 지속적으로 증가하였다. 또한, 자낭포자는 4℃에서 30일간 저장하였을 때에도 발아력을 유지하였다. 16수종의 수용성 추출물 배지 및 가지와 뿌리에서의 리지나뿌리썩음병균 균사 생장 특성을

○ 연구결과
리지나뿌리썩음병균의 생리 및 유전학적 특성 규명 : 리지나뿌리썩음병균의 최적 생장 온도는 30℃, pH는 4~5 및 최적 균사 생장 배지는 PDA 이었으며, 자낭포자는 40~ 70℃의 열처리에 의하여 발아하였고, 50℃에서 12시간 이상의 열처리는 자낭포자 발아를 억제시켰으나, 40℃에서는 30시간의 열처리에서도 자낭포자 발아율이 지속적으로 증가하였다. 또한, 자낭포자는 4℃에서 30일간 저장하였을 때에도 발아력을 유지하였다. 16수종의 수용성 추출물 배지 및 가지와 뿌리에서의 리지나뿌리썩음병균 균사 생장 특성을 조사한 결과, 전반적으로 활엽수 보다 침엽수에서 균사 생장이 양호하였다. 한편, 은수원사시나무의 수용성 추출물 배지 및 가지와 뿌리에서의 리지나뿌리썩음병균 균사 생장이 억제되었으며, 시판되고 있는 살균제보다 우수한 리지나뿌리썩음병균 균사 생장 억제 효과를 나타내었다. 각 지역별 및 기주별로 분리한 14종의 분리주를 공시하여 유전적 유연관계를 분석한 결과, 국내 분리주들은 100%의 상동성을 나타내었으며, 국내분리주들과 일본분리주인 PTJ-1과는 88% 및 PTJ-2와는 83%의 상동성을 나타내었다.
발병생태와 소나무와의 관계 : 산불피해정도와 리지나뿌리썩음병균 자실체의 발생은 양의 상관관계가 있으며 리지나뿌리썩음병균이 만연한 시기(산화 6개월후)에 이식한 용기묘의 고사율은 자실체가 거의 소멸된 시기(산화 15개월후)에 이식한 경우보다 고사율이 3-4배 높게 나타났으며 용기묘의 근원경, 수고, 가지 발달 정도도 저조하였다. 용기묘와 실생묘를 산불발생 2개월 후에 이식하고 2개월후에 다시 고사율을 비교한 결과, 용기묘에 비하여 실생묘의 고사율이 엄청나게 높게 나타나 용기묘가 리지나뿌리썩음병에 저항성을 나타내는 것으로 추측되며 이는 뿌리에 밀집되어 형성된 외생균근에 기인한 것으로 생각된다. 병원균에 대한 균근균의 병저항성을 확인하기 위하여 소나무 무균묘에 리지나뿌리썩음병균을 균근균과 동시 또는 균근균을 먼저 접종한 처리에서는 묘목의 고사가 일어나지 않은데 비하여 병원균을 먼저 접종한 경우에는 약 18%의 묘목고사율을 나타내어 균근균이 뿌리병해 저항성에 관여한다는 것이 증명되었다. 또한 균근균의 대사물질을 첨가한 배지에서 리지나뿌리썩음 병균의 균사생장이 최대 76%까지 억제되었다. 이상의 결과는 용기묘에 형성된 외생균근이 송이복원조림지에 이식시 리지나뿌리썩음병균에 대한 저항성을 나타내어 활착율을 높이는 것으로 생각된다.
리지나뿌리썩음병의 효과적인 방제기술 개발 : 산불지역에 있어서의 토양개량제, 길항미생물 Ta22 및 현사시나무 칩 처리에 의한 병원균의 자실체발생 억제효과는 하층식생의 피복도나 토양의 건조 및 경사도에 따라 상당히 복합적으로 나타났으며, 토양미생물의 밀도, 토성변화에는 뚜렷한 변화를 볼 수 없었으나 목초액의 사용이 토양의 화학적인 변화에 크게 기여하였다. 산불발생당년에 대부분의 소나무림에 발생한 파상땅해파리버섯의 자실체는 산불발생 후 약 3개월부터 발생하기 시작하여 1년 후에는 급격히 감소하여 활력을 상실하고 있는 것으로 판단되었다. 길항미생물로 선발된 방선균 Ta22는 토양내 정착성이 높은 것으로 밝혀져 장기적으로는 방제효과도 얻을 수 있을 것으로 추정되었다.
서해안 곰솔림에 발생한 리지나뿌리썩음병은 주로 봄∼여름에 걸쳐서 나무를 고사시키며, 불규칙한 원형으로 매년 병이 확산되어 년 7m이상의 균사생장이 확산가능한 것으로 밝혀졌다. 태안 병발생지역의 토양미생물 밀도는 산불지역 토양미생물 밀도보다 낮았고, 태안해안림에서는 병의 회복과 아울러 토양미생물 밀도도 증가하였다. 한편 방선균류의 밀도는 산악산불지역에서는 S1, S2가 우점균이었으나, 해안림에서는 S1, S3가 우점균으로서 S2는 산악산불지역에서만 검출되었다.

Abstract ▼

1. Physiological and genetical characteristics of Rhizina undulata
1) Physiological characteristics of R. undulata
Characteristics of the mycelial growth of R. undulata isolates isolated from various diseased sites and host were examined. Optimum temperature, pH and medium of R. undulata isola

1. Physiological and genetical characteristics of Rhizina undulata
1) Physiological characteristics of R. undulata
Characteristics of the mycelial growth of R. undulata isolates isolated from various diseased sites and host were examined. Optimum temperature, pH and medium of R. undulata isolates were 30 ℃, 4~5 and PDA medium, with some differences of growth activity among the isolates. Ascospore of R. undulata was germinated by heat shock at 40 ~ 70 ℃. Heat shock above 12 hours at 50℃ was inactivated the germination of ascospores. On the other hand, heat shock for 30 hours at 40℃ increased the germination of ascospores than heat shock for 12 hours at 40℃. Ascospores of R. undulata were maintained their germination activity above 30 days at 4℃. From these results, outbreak of rhizina root rot disease could be forecast by soil temperature.
2) Host rang and host specificity of R. undulata
Mycelial growth of R. undulata on water-soluble media, twigs and root from 16 tree species were characterized. Mycelial growth was much better on water-soluble media extracted from conifers than from hardwoods, as a whole. Mycelial growth of R. undulata was completely inhibited on water-soluble extract media from Populus tomentiglandulosa. In twig and root segment test, R. undulata did not grow well on P. tomentiglandulosa. It suggests that P. tomentiglandulosa has anti-fungal materials. Inhibitory effects on mycelial growth of R. undulata by the water-soluble extract from P. tomentiglandulosa were more effective than those by commercial anti-fungal chemicals. These results can be used to study the host range and control of R. undulata.
3) Genetic diversity of R.undulata isolates
Genetic diversity of R.undulata isolates isolated from various sites and hosts was investigated. Phylogenetic tree of the isolates was analysed by random amplified polymorphic DNA (RAPD) using Operon 10-mer Kit B primer (Operon Tech.). Genetic homology among 12 Korean isolates of R.undulata was 100%. Genetic homology of Korean isolates with Japanese isolate PTJ-1 and PTJ-2 was 88% and 83%, respectively. From these results, it is presumed that Korean isolates of R.undulata was derived from Japan, and have a same genetic characteristics, up to now.
2. Ecological studies on disease occurrence of Rhizina root rot in fire-burned pine forests, and relationships of the disease with transplanted pine seedlings and root symbionts.
1) Disease survey of Rhizina root rot by the degree of damage by fire.
Frequency of fruiting body development of Rhizina undulata was positively correlated with the degree of fire damage.
2) Mortality and growth of transplanted pine seedlings in restoration of mycorrhizal association with Tricholoma matsutake in fire-burned pine forests.
Mortality of seedlings transplanted 6 months after fire was 3-4 times higher than that of seedlings transplanted 15 months after fire, and diameter at root crown, seedling height, and branch development were also poor.
Comparison in seedling mortality of natural and containerized pine seedlings transplanted 2 months after fire showed higher mortality of natural seedlings than containerized seedlings. It means that containerized seedlings are relatively resistant to Rhizina root rot and the resistance is due to dense formation of mycorrhzae on the seedling roots.
3) Pathogenicity test of Rhizina undulata.
To confirm the antifungal activity of mycorrhizal fungi against root pathogenic fungi, Rhizina undulata was inoculated before, simultaneously, and after treatment of mycorrhizal fungi. Pre-inoculation of R. undulata caused death of inoculated seedlings with the mortality of 18%, while simultaneous and post-inoculation of R. undulata caused no death of seedlings, indicating that mycorrhizal fungi play a role in the protection of seedlings from the infection by the pathogen.
4) Mycorrhizal formation in the roots of containerized pine seedlings.
Mycorrhizal formation on the root of containerized pine seedlings grown in Gangnung, Hongcheon and Samcheok were monitored until 215 days after seeding. Mycorrhizal formation rate of pine seedlings from 3 locations was increased upto 98% at 215 days after seeding.
Artificial inoculation of mycorrhizal fungi into the pot soil increased mycorrhizal formation of pine seedlings regardless of soil sterilization. Trenching of benomyl increased mycorrhizal formation, but wood vinegar decreased mycorrhizal formation. Mycorrhizal formation rate depended on the concentration and frequency of benomyl treatment.
5) Interactions between Rhizina undulata and mycorrhizal fungi.
Culture filtrates of 3 mycorrhizal fungi(Hebeloma cylindrosporum, Pisolithus tinctorius, and Suillus bovinus) from liquid culture supplemented in culure media showed that H. cylindrosporum have a strong antifungal activity against R. undulata. In addition, inhibiting activity was more stronger as culture period is longer.
The maximum inhibition of mycelial growth was 76% on culture media supplemented with culture filtrates from 3 months culturing H. cylindrosporum.
3. Development of the effective control method for Rhizina root rot
1) Effect of soil amendments for the suppression of disease occurrence
In order to investigate the disease suppression effect by the treatment of soil improvements, total occurrence of fruit bodies of R. undulata, flora of soil microorganisms and their density, and soil texture were analysed at the diseased forests. As results, there was no significant relationship between the occurrence of R. undulata fruit bodies and the soil improvements. It was supposed that occurrence of fruiting bodies of R. undulata was related with the density of pine trees and the level of soil dryness, which were dependant on the coverage ratio of the herb vegetation occupying the diseased forest floor.
Changes of flora of soil microorganisms and of their density by the treatment of soil improvements were not confirmed. However, S1 isolate (Sokcho-1) among the colonies of actinomycetes showed the dominance in its density compared to other isolates, but S3 (Sokcho-3) showed the stabilization trend in its density with the passing of time. There was not marked differences in the soil texture and the soil pH according to the treatment of soil improvements, but it was supposed that treatment of wood vinegar could change the chemical characteristics of soil and give an some effect on the disease development.
Fruit bodies of R. undulata, massively occupied forest soil as a dominant microorganism at the mountainous fire-burned pine forest stands just after the forest fire occurred were rapidly decreased in their numbers after one year of fire-burning. It was suggested that the decrease in the population of R. undulata at the fire-burned forest soils came from the recovering of many other soil-microbes, which caused loss of viability of R. undulata in the soil microbic system.
2) Selection of useful antagonistic microorganisms for the bio-control
There was no significant relationship between the occurrence of fruit bodies of R. undulata and the treatment of an antagonistic actinomyces of Ta 22 as 5.32×107 cfu/ml. Isolation ratio of a actinomyces Ta 22 was surveyed to be only 1.5% in soil before treatment, but the density of Ta22 isolate was rapidly increased at 24% two months after treatment. The results showed that Ta 22 could be alive for a long time in soil and be used as an efficient antagonistic microorganism to control Rhizina root rot disease.
3) Survey on the disease spreading at the seashores in the Western coast in Korea
First damage at the black pine (Pinus thunbergii) seashore forests of Taean located in the Western coast of Korea was occurred in 2001 and spreaded outwards in an irregular asymmetric circles year by year during the growing seasons. Fruit bodies of R. undulata were confirmed to be mainly distributed at the outer regions which new dead trees were occurred. Therefore it was suggested that field survey on the fruit bodies must be conducted during the growing seasons from spring to summer because fruit bodies sometimes did not occur since the late July. The survey results on disease development pattern showed that dead trees had been spreading in asymmetric circles with a radius of above 20m outwards from the first damaged areas for three years. Conclusionally the pathogen could move above seven meter outward per one year in soil. This data would be very useful in deciding the proper control range for the effective control of the disease.
Density of soil microorganisms at the mountainous forest areas were higher than those of the diseased seashores at Taean, in which their density increased with the decrease of the disease. The comparative study on the densities of Actinomycetes among the microorganisms showed that isolates of Si and S2 were dominant in the fire-burned mountainous forest areas, but isolates of S1 and S3 dominant in the seashores of Taean. Therefore it was concluded that S2 isolate is a actinomyces distributed only at the mountainous forest areas. Further examination on these actinomyces must be done for the verification of direct and/or indirect roles of these actinomyces in relation with the rapid extinction of the pathogen at the fire-burned mountainous forest areas.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 17
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 19
• 1) 기술적 측면 ... 19
• 2) 경제⋅산업적 측면 ... 19
• 3) 사회⋅문화적 측면 ... 20
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• (1) 국내의 관련기술 현황 ... 21
• (2) 국외의 관련기술 현황 ... 21
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 제1절. 리지나뿌리썩음병균의 생리 및 유전적 특성 ... 22
• 1. 서론 ... 22
• 2. 재료 및 방법 ... 23
• 가. 공시 균주 ... 23
• 나. 균사 배양 ... 24
• 다. 자낭포자의 열처리 ... 24
• 라. 수목의 수용성 추출물배지 제조 ... 25
• 마. 접종용 가지 제조 ... 25
• 바. 은사시나무 추출물의 제조 ... 25
• 사. R. undulata total DNA의 추출 ... 26
• 아. PCR 및 RAPD 분석 ... 26
• 3. 결과 및 고찰 ... 27
• 가. 리지나뿌리썩음병 이병목의 병징 및 표징 ... 27
• 나. 온도, pH 및 배지조성이 리지나뿌리썩음병균의 균사생장에 미치는 영향 ... 28
• 다. 온도가 리지나뿌리썩음병균 자낭포자의 발아에 미치는 영향 ... 33
• 라. 16수종으로부터 추출한 수용성추출물 배지에서의 리지나뿌리썩음병균의 균사생장 특성 ... 36
• 마. 16 수종의 가지상에서의 리지나뿌리썩음병균의 균사생장 특성 ... 38
• 바. 은사시나무 수용성 추출물이 리지나뿌리썩음병균의 균사생장에 미치는 영향 ... 41
• 사. 리지나뿌리썩음병균으로부터 total DNA의 추출 및 PCR 조건 ... 44
• 아. 14종의 리지나뿌리썩음병균 분리주로부터 추출한 total DNA의 RAPD 분석 ... 47
• 자. 14종의 리지나뿌리썩음병균 간의 유전적 다양성 해석 ... 49
• 제2절. 리지나뿌리썩음병의 발병생태와 소나무와의 관계 ... 51
• 1. 재료 및 방법 ... 51
• 가. 산불발생 정도별 리지나뿌리썩음병 발생조사 ... 51
• 나. 송이복원 조림지에서 조림 묘목의 고사율 및 생장 조사 ... 51
• 다. 리지나뿌리썩음병균의 병원성 검정 ... 52
• 라. 소나무 용기묘 균근형성 조사 ... 52
• 마. 소나무 균근균과 리지나뿌리썩음병균과의 상호관계 ... 53
• 2. 결과 및 고찰 ... 55
• 가. 산불발생 정도별 리지나뿌리썩음병 발생조사 ... 55
• 나. 송이복원 조림지에서 조림 묘목의 고사율 및 생장 조사 ... 57
• 다. 리지나뿌리썩음병균의 병원성 검정 ... 62
• 라. 소나무 용기묘 균근형성 조사 ... 66
• 마. 소나무 균근균과 리지나뿌리썩음병균과의 상호관계 ... 69
• 제3절. 리지나뿌리썩음병균의 효과적인 방제기술 개발 ... 75
• 1. 재료 및 방법 ... 75
• 가. 토양개선에 의한 병발생 억제효과 구명 ... 75
• 나. 생물적 방제기술 개발 ... 76
• 다. 서해안 해안림 병발생 진전조사 ... 76
• 라. 산불지역과 해안림 병발생지의 미생물상 분석 ... 76
• 2. 결과 및 고찰 ... 77
• 가. 토양개선에 의한 병발생 억제효과 구명 ... 77
• 나. 생물적 방제기술 개발 ... 91
• 다. 서해안 해안림 병발생 진전조사 ... 96
• 라. 산불지역과 해안림 병발생지의 미생물상 분석 ... 101
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 103
• 1. 목표달성도 ... 103
• 2. 기술적 기여도 ... 104
• 3. 경제⋅산업적 기여도 ... 104
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 106
• 제1절 리지나뿌리썩음병균의 생리 및 유전학적 특성 규명 ... 106
• 제2절 리지나뿌리썩음병의 발병생태와 소나무와의 관계 ... 106
• 제3절 리지나뿌리썩음병의 효과적인 방제기술 개발 ... 106
• 제6장 참고문헌 ... 107
• 끝페이지 ... 114