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Kafe 바로가기주관연구기관 | 군산대학교 Kunsan National University |
---|---|
연구책임자 | 최영준 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2022-12 |
과제시작연도 | 2022 |
주관부처 | 농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
과제관리전문기관 | 농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 | TRKO202300028078 |
과제고유번호 | 1395072261 |
사업명 | 신농업기후변화대응체계구축 |
DB 구축일자 | 2023-11-15 |
키워드 | 기후변화.식물병원균.DNA기반.분류·동정.변이분석.Climate change.Plant pathogen.Nucleotide sequence.Classification and identification.Variation. |
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
기후변화에 따른 주요 식물병원균의 염기서열 기반 분류·동정 및 변이 분석 기술 개발
전체 내용
■ 주관
○ 국내에서 발생하는 녹병 및 병원균에 대한 문헌 조사
○ 국내 주요 작물의 녹병 발생 조사
○ 녹병균의 형태적, 분자계통학적 분류·동정
○ 국내 돌발 녹병 발생 보고 및 균학적/병리학적 특성 분석
○ 농업기후지대별 녹병의 정기조사
○ 기후변화(온난화)와 녹병 발생의 상관관계 분석을 통한 병해 분포 및 발달 모델 개발
○ 다유전자 염기서
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
기후변화에 따른 주요 식물병원균의 염기서열 기반 분류·동정 및 변이 분석 기술 개발
전체 내용
■ 주관
○ 국내에서 발생하는 녹병 및 병원균에 대한 문헌 조사
○ 국내 주요 작물의 녹병 발생 조사
○ 녹병균의 형태적, 분자계통학적 분류·동정
○ 국내 돌발 녹병 발생 보고 및 균학적/병리학적 특성 분석
○ 농업기후지대별 녹병의 정기조사
○ 기후변화(온난화)와 녹병 발생의 상관관계 분석을 통한 병해 분포 및 발달 모델 개발
○ 다유전자 염기서열기반의 분류·동정 및 인벤토리 구축
○ 녹병균의 분류·동정용 신규 분자마커 개발
○ 녹병균의 유전변이 분석기술 개발
■ 제2공동
○ 병 발생 상황 조사
○ 국내 Macrophomina속 균주 확보
○ Macrophomina속 병원균의 균학적 특징
○ 병원성 검정법 확립
○ 병원균 진단; 종 특이적 프라이머(MpKFI/MpKRI)를 사용하는 유전자 진단벙의 특이성과 유용성 규명
○ M. phaseolina의 유전적 다양성
○ 살균제 반응 검정
○ 살균제의 병 방제 효과
전체 내용
■ 제3공동
○ 농업기후지대별 두류작물, 배추 시들음병 발생 조사 및 균주수집
○ 수집균주의 균학적, 유전적 특성 조사 및 병원성 검정
○ 두류작물에서 분리한 Fusarium균의 변이분석을 위한 특성 조사
○ Fusarium속의 종 복합체(species complex)의 온도별 균사생장율 조사
○ 콩에서 분리한 균주의 DMI 살균제 반응 조사
○ 수집균주의 DNA 다형성 분석 및 기주범위 조사
연구개발성과
■ 주관
<국내 녹병 발생조사 및 균학적/병리학적 특성 분석>
○ 국내에서 발생하는 병원균에 대한 문헌 조사
- 기주식물 515종(품종, 아종 포함) 중 245종(12과 27속 154종)의 국내 녹병 기록 확인
- 총 270종의 미기록 기주식물 및 미기록 녹병균종/신종의 표본 확보
○ 국내 주요 작물의 녹병 발생조사
- 50과 76속 157종의 기주 총 766점의 녹병균 시료 확보 및 표본 제작
○ 국내 돌발 녹병 발생 보고 및 균학적/병리학적 특성 분석
- 주요 재배작물 9종(마늘, 양파, 파, 쪽파, 아욱, 옥수수, 포도, 들깨, 미나리)과 원예 및 약용작물 5종(미국담쟁이, 등수국, 큰꽃으아리, 개미취, 국화), 기타작물 3종(초피나무, 산딸나무, 때죽나무) 확보 및 기술보급서 발간
<농업기후지대별 녹병의 발생 조사 및 시료 수집>
○ 농업기후지대별 마늘 녹병의 정기조사
- 2020년부터 2022년까지 전국 총 649개 조사지점 중 268지점에서 녹병 발생 확인
- 녹병에 감염된 개체수를 백분율로 세분화하여 발병률 평가
- 제주도 및 남부지방에서 녹병 발생률이 높았고, 중부지방에서는 발생률이 상대적으로 낮음
- 병강도도 남부에서 중부지방으로 갈수록 낮아짐
- 연도별 마늘 녹병 발생 및 병강도는 2022년이 2020년 및 2021년에 대비 낮음.
- 월별, 지역별 병발생율을 조사한 결과, 3월, 4월에 남부지방을 중심으로 녹병이 발생하였으나 5월, 6월에는 고온 및 건조 기후로 녹병이 거의 발생하지 않음
○ 기후변화(온난화)와 녹병 발생의 상관관계 분석을 통한 병해 분포 및 발달 모델 개발
- 2020~2022년도에 조사한 마늘 녹병 발생 데이터를 바탕으로 미래 기후변화 시나리오에 따른 마늘 녹병 분포 모델 제작 및 평가
- 마늘 녹병균의 여름포자 및 겨울포자의 온도별 발아율 측정
- 온난화와 마늘 녹병 발생의 상관관계 분석을 통해 국내에서 병발생이 더 심해질 것이며, 제주도 및 남부지방에서 중부지방으로 발병이 확산될 것이고, 병발생 시기가 빨라질 것으로 추정됨
<염기서열기반의 분류·동정체계 구축 및 염기서열 인벤토리 구축>
○ 다유전자 염기서열기반의 분류·동정 및 인벤토리 구축
- ITS, LSU rDNA, CO3 mtDNA의 염기서열분석을 위한 최적 primer 조합 선발
- 녹병균의 다유전자 염기서열 인벤토리 구축
○ 녹병균의 분류·동정용 신규 분자마커 개발
- 신규 분류동정용 마커 rpl3의 primer 디자인 및 적합성 평가
- rpl3 유전자 영역은 다양한 녹병균 속 및 종에 대해서 PCR 효율이 높고 계통학적 분석에 유용한 다수의 SNP를 보유하기 때문에, 녹병균의 분류동정류에 유용한 마커로 제안함
○ 녹병균의 유전변이 분석기술 개발
- 녹병균간 유전적 변이 분석에 유용한 RAPD 및 ISSR 마커를 선발하고, 녹병균 Puccinia allii 내의 유전적 변이 확인
■ 제2공동
○ 병 발생 상황 조사
- 2020년부터 2022년까지 3년 동안 전국의 콩 재배 지역에서 병든 콩을 채집하고 병원균을 분리하였음. 주요 병원균은 Macrophomina, Fusarium, Diaporthe, Caronectria 등 4종이었음.
- M. phaseolina는 주로 밭 토양 재배지에서 검출되었음.
○ 국내 Macrophomina속 균주 확보
- 콩(75균주), 참깨(22균주), 도라지(2균주), 들깨(2균주), 수박(4균주), 팥(4균주)
○ Macrophomina속 병원균의 균학적 특징
- 생장 적온은 32.5-35.0℃로 고온성 토양 병원균이었음.
- 병원균의 병원성도 25℃보다는 35℃에서 강하게 발현되었음.
- 일부 콩 품종에 대한 반응
○ 병원성 검정법 확립
- 실내와 온실 검정법을 확립하였음.
- 병원균의 접종원은 소립균핵과 균사를 사용하였음.
- 확립된 검정법
·실내 검정법
소립균핵 접종법; 식물배양접시 또는 conical 튜브 사용
균사 접종법; 식물배양접시 사용
·온실 검정법; 소립균핵을 접종원으로 사용
이쑤시개 접종법, 소립균핵 종자 분의 접종법, 소립균핵 토양 관주 접종법
○ 병원균 진단: 종 특이적 프라이머(MpKFI/MpKRI)를 사용하는 유전자 진단법의 특이성과 유용성 규명
○ M. phaseolina의 유전적 다양성
- 다중 유전자(ITS, TEF-1α, TUB2, ACT) 염기서열을 이용한 계통 분석; 콩 분리 균주 그룹과 참깨 분리 균주 그룹으로 나눌 수 있었음.
- 콩 분리 그룹의 균주가 더 고온성이었음; 콩 분리 그룹의 생장 적온→35℃, 참깨 분리 그룹의 생장 적온→32.5℃
- 염소산염에 대해서 참깨 분리 균주 그룹이 더 저항성이었음.
- 콩과 참깨에 대한 병원성도 참깨 분리 균주 그룹이 더 강하였음.
○ 살균제 반응 검정
- Metconazole, prochloraz, benomyl, fluazinam, fludioxonil, tebuconazole 등이 고사된 콩에서 분리되는 4종의 주요 병원균에 대한 균사생장 억제효과가 높았음.
- 2018년 이전에 분리한 균주 집단에 비해서 2020년 이후에 분리한 균주 집단의 benomy, fludioxonil, tebuconazole, metconazole에 대한 감수성이 저하되었음.
○ 살균제의 병 방제 효과
- 실내 및 온실 검정을 통해서 종자 처리 효과를 검정하였음
- 2021년과 2022년에 경기도 화성 포장에서 종자 처리와 경엽 처리 효과를 실험하였음.
·살균제 종자 처리 효과는 benomyl이 우수하였음.
·살균제의 경엽 처리는 병 방제 효과가 아주 미미하거나 거의 없었음.
■ 제3공동
○ 녹두, 팥, 콩, 병아리콩, 강낭콩, 작두콩 등 두류작물의 시들음 증상에 총 54개 Fusarium균을 분리한 결과, 5개 종 복합체(species complex)로 분류되었으며, 총 9종의 국내 미기록 병원균을 동정하였고, 각 균주별 병원학적 특성을 분석하였음
활용계획 및 기대 효과
○ 농업기후대별 녹병 발생률 및 병강도의 상이함을 증명하고, 향후 기후변화에 따른 병 발생 분포 예측 및 상관관계를 제시하여, 국내 마늘 재배 전략 구축에 기여함
○ 유전자 마커(rpl3)를 새롭게 제시하여, 국내외 녹병균의 분류·동정·진단학적 연구에 큰 기틀을 제공함
○ 기후변화대응 식물병원균의 분포 및 주요 환경요인분석 모델의 새로운 패러다임 제시
○ 콩의 품질과 생산성을 감소시키는 Macrophomina 병 발생을 조사하여 밭 토양 재배지에서 발병이 심함을 보고하였음.
○ 기후변화에 따라 밭 토양 재배지에서 콩 균핵마름병의 발생이 증가할 것이라는 예측함.
○ 종 특이적 프라이머는 Macrophomina phaseolina에 의한 균핵마름병을 조기에 신속하고 정확하게 진단할 수 있기 때문에 현장에서 용이하게 사용할 수 있을 것으로 판단함.
○ 실내 및 온실 검정과 2년간의 포장 실험을 통하여 benomyl의 종자 처리가 콩 균핵마름병 방제에 효과적임을 규명하였음.
○ 콩 균핵마름병의 현장 방제에 이용 가능 → 콩의 생산성과 품질 향상 기대
○ 팥, 녹두, 기타 두류에 발생하는 Fusarium균의 다양성을 파악하고, 병원학적 특징을 분석하여 병 방제를 위한 기초자료로 활용
○ 국내 분포 두류작물 Fusarium균의 다양성 확보로 약제개발 및 저항성 품종 육종에 활용
(출처 : 요약문 2p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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