초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
< 기후변화 대응 참다래, 감귤 미래 병해 발생 영향평가 및 감염예측모형 개발 >
○ 참다래 궤양병 병원균은 온도와 CO₂농도가 높을수록 생장량이 감소하고 병원균 활력이 낮았음
○ 기후변화로 대기 중 CO₂농도가 상승하면 식물체내 생리적 변화와 기공의 변화를 가져와 병원균의 잎으로 침입과 감염이 감소될 것으로 예측
○ 온도가 높고 CO₂ 농도가 증가할수록 감귤 궤양병원균의 생장량은 감소하고 병원균 활력이 낮았음
○ CO₂

Ⅳ. 연구개발결과
< 기후변화 대응 참다래, 감귤 미래 병해 발생 영향평가 및 감염예측모형 개발 >
○ 참다래 궤양병 병원균은 온도와 CO₂농도가 높을수록 생장량이 감소하고 병원균 활력이 낮았음
○ 기후변화로 대기 중 CO₂농도가 상승하면 식물체내 생리적 변화와 기공의 변화를 가져와 병원균의 잎으로 침입과 감염이 감소될 것으로 예측
○ 온도가 높고 CO₂ 농도가 증가할수록 감귤 궤양병원균의 생장량은 감소하고 병원균 활력이 낮았음
○ CO₂농도상승은 감귤 궤양병원균 밀도와 발병률을 감소시키고, salicylic acid 함량을 증가시켜 궤양병 발생이 감소 할 것으로 예측
○ 식물병 일반 감염 모형식을 이용하여 참다래 잎의 궤양병 발생 예측 모형을 개발하였으며 골드키위에서 51.1%의 예측 정확도를 보였음
○ 온도에 따른 참다래 줄기 (가지) 궤양병 발생 위험 예측 모형(D=NNF×(NIR+1))을 개발하였으며 헤이워드 품종의 최대 이병주율 (DI)과 누적 괴사 피해량 D사이의 관계식은 DI=0.1158D (R²=0.898)이었음
* D= 직전 생육기와 월동기 동안의 가지 피해 추정량(cm)
* NNF(동해 및 저온이 없다는 가정)= 직전 생육기와 월동기 동안의 피해 추정량(cm)
* NIR=동해 및 저온으로 인한 참다래 궤양병 괴사병징 증가비(0=증가없음, 1=100% 증가)
○ 참다래 줄기(가지) 궤양병 발생 위험 예측 모형을 구동하여 2020(2021∼2030), 2050(2051∼2060)년대 RCP기반 과수재배적지 변동에 따른 미래 참다래 재배 가능지에서 궤양병 발생 예측 수치지도를 작성하였으며 대기온도상승이 빠르게 진행되는 RCP8.5 기후변화 환경조건에서 참다래 궤양병 피해가 증가할 것으로 예측
< 식물 RNA 바이러스병에 대한 기후변화의 영향 예측(국제공동, 협동과제) >
○ 25℃와 30℃에서 PVY HCPro, CMV 2b, 그리고 tombusvirus P19 바이러스 silencing suppressor 유전자의 발현수준을 GFP 리포터 유전자의 활성을 본 결과,PVY HCPro와 CMV 2b의 활성이 30℃에서 25℃와 거의 비슷한 수준이거나 약간 증가되었으나, HCPro 및 2b의 축적은 30℃에서 낮음
○ 고온에서 PVY 또는 PVX CP 축적의 감소는 gene silencing 의 suppressor의 활성과는 무관하며, 다른 저항성 경로(proteasome, autophagy), 바이러스 증식, 또는 세포간 및 세포내의 이동과 관련이 있을 것으로 추정되며, 이는 CMV에는 다른 방식으로 영향을 미치는 것으로 추정
○ PVX P25 는 PVX 관련 병 상승작용의 주요 결정원임
○ 아라비돕시스(A. thaliana) 식물체에서 PPV 또는 PPV+PVX 감염으로 인해 가뭄시(단수 처리시) 발아가 가능한 종자를 생산하는 식물체수 증가
○ 노던블로팅 결과, 30℃고온에서 siRNA 축적량이 많으며, 온도가 낮아질수록(10℃)축적량이 감소하는 것을 볼 수 있었으며, siRNA축적량은 CO₂의 영향을 받지 않음.10℃ 에서는 siRNA의 축적량이 감소되었지만 저항성은 유지되었음
○ PVY-O 의 전신감염의 온도범위는 16~32°C 범위이며, 이 온도범위에서 감염에 소요되는 일수는 온도가 높아짐에 따라 감소되어 20°C는 14일, 28°C는 5.7일 소요됨

Abstract ▼

< 1세부과제 : 참다래 궤양병 감염 예측모형 개발 >
This study were carried out to development a risk model for estimating incidence of kiwifruit bacterial canker caused by Pseudomonas syringae pv. actinidae. The two models were made on leaves and vines(K-Psa risk) of kiwifruit. They was evaluated infection risk of b

< 1세부과제 : 참다래 궤양병 감염 예측모형 개발 >
This study were carried out to development a risk model for estimating incidence of kiwifruit bacterial canker caused by Pseudomonas syringae pv. actinidae. The two models were made on leaves and vines(K-Psa risk) of kiwifruit. They was evaluated infection risk of bacterial canker using the weather and disease data collected from kiwifruit orchards.And then the future maps made for estimating the infection risk of bacterial canker based on climate change scenario. A model of infection risk of bacterial canker on kiwifruit leaves developed using the generic infection model of Magarey et al. It showed the predictive accuracy at 51.1%. K-Psa risk model developed for estimating the accumulated damage on kiwifruit vines during growing and overwintering season. The correlationship between maximum disease incidence (DI) and the cumulative damage D in Hayward variety showed as DI = 0.1158D (R² = 0.898). The future maps for predicting maximum disease incidence by bacterial canker in the 2020s and 2050s were drawn using K-Psa risk model with RCP4.5 and RCP 8.5 scenario. The maps is predicted to increase bacterial canker incidence according to air temperature rise in the RCP 8.5 environmental condition than now.
< 2세부과제 : 기후변화에 따른 참다래, 감귤의 미래병해 발생 영향 평가 >
This study was carried out to assess climate change impact on the degree of damage and occurrence of citrus and kiwifruit bacterial canker using a large indoor controlled growth chamber. In vivo mycelial growth of kiwifruit phytophthora and citrus scab disease pathogens were reduced at high CO₂ concentration than at 400 ppm CO₂ in the optimum growth temperature. In vivo growth of kiwifruit bacterial canker pathogen was decreased according to increasing temperature and CO₂ concentration. Bacterial canker incidence and severity of kiwifruit tended to decrease on leaves in the elevated CO₂ concentration condition. And also the elevated CO₂ concentration is predicted to reduce invasion of bacterial canker pathogen changes in the chemical composition and stomatal response of leaves. In vivo growth of citrus bacterial canker pathogen was decreased in the elevated CO₂ concentration and high temperature environmental condition. Pathogen density and incidence of citrus canker were reduced on leaves in the elevated CO₂ concentration condition. Citrus canker disease is predicted to reduce by increasing CO₂ concentration at the RCP climate change scenario condition.
< 1협동과제 : 식물 RNA 바이러스병에 대한 기후변화의 영향 예측 >
We comparatively studied infection of Nicotiana benthamiana plants by the positive-sense RNA viruses Cucumber mosaic virus (CMV), Potato virus Y (PVY), and a Potato virus X vector (PVX), either unaltered or expressing CMV 2b or PVY HCPro suppressors of silencing, at standard vs. high temperatures, or at current vs. high ambient CO₂ levels, and assessed the corresponding activities of their viral suppressors of silencing. At 30 °C, CMV accumulation and infection symptoms remained comparable to those observed at 25 °C, but accumulation of PVY and those of the three PVX constructs roughly halved and plants showed attenuated or no symptoms. Elevated CO₂ made plants grow larger but with less total protein content/equivalent leaf area. Although infection symptoms remained unaltered for all five viruses, viral titers as a proportion of total plant protein content in leaf disks increased markedly for CMV, and less so for PVY and the three PVX constructs. Neither higher temperature nor higher CO₂ levels prevented efficient suppression of silencing by the corresponding viral suppressors. We conclude that the observed effects of temperature or high CO₂ on infection by these viruses were not caused by viral silencing suppression being overrun by the host enhanced antiviral silencing defenses. Virus infections delayed the appearance of drought symptoms, which was evidenced by higher water content in infected plants. Furthermore, analysis of different parameters related to drought tolerance such as the speed of dehydration and modification of root architecture were made. Under environmental conditions associated with global warming, some virus infections have a balancing effect on the fitness, measured as seed production per individual, of A. thaliana grown under water deficit.