Studies on Garlic Mosaic Virus -lts isolation, symptom expression in test plants, physical properties, purification, serology and electron microscopy-

마늘 모자이크 바이러스에 관한 연구 -마늘 모자이크 바이러스의 분리, 검정식물상의 반응, 물리적성질, 순화, 혈청반응 및 전자현미경적관찰-

Garlic (Allium sativum L.) is an important vegetable crop for the Korean people and has long been cultivated extensively in Korea. More recently it has gained importance as a source of certain pharmaceuticals. This additional use has also contributed to the increasing demand for Korean garlic. Garlic has been propagated vegetatively for a long time without control measures against virus diseases. As a result it is presumed that most of the garlic varieties in Korea may have degenerated. The production of virus-free plants offers the most feasible way to control the virus diseases of garlic. However, little is known about garlic viruses both domestically and in foreign countries. More basic information regarding garlic viruses is needed before a sound approach to the control of these diseases can be developed. Currently garlic mosaic disease is most prevalent in plantings throughout Korea and is considered to be the most important disease of garlic in Korea. Because of this importance, studies were initiated to isolate and characterize the garlic mosaic virus. Symptom expression in test plants, physical properties, purification, serological reaction and morphological characteristics of the garlic mosaic virus were determined. Results of these studies are summarized as follows. 1. Surveys made throughout the important garlic growing areas in Korea during 1970-1972 revealed that most of the garlic plants were heavily infected with mosaic disease. 2. A strain of garlic mosaic virus was obtained from infected garlic leaves and transmitted mechanically to Chenopodium amaranticolor by single lesion isolation technique. 3. The symptom expression of this garlic mosaic virus isolate was examined on 26 species of test plants. Among these, Chenopodium amaranticolor, C. quince, C. album and C. koreanse expressed chlorotic local lesions on inoculated leaves 11-12 days after mechanical inoculation with infective sap. The remaining 22 species showed no symptoms and no virus was recovered from them whet back-inoculated to C. amaranticolor. 4. Among the four species of Chtnopodium mentioned above, C. amaranticolor and C. quinoa appear to be the most suitable local lesion test plants for garlic mosaic virus. 5. Cloves and top·sets originating from mosaic infected garlic plants were $100\%$ infected with the same virus. Consequently the garlic mosaic virus is successively transmitted through infected cloves and top-sets. 6. Garlic mosaic virus was mechanically transmitted to C, amaranticolor when inoculations were made with infective sap of cloves and top-sets. 7. Physical properties of the garlic mosaic virus as determined by inoculation onto C. amaranticolor were as follows. Thermal inactivation point: $65-70^{\circ}C$, Dilution end poiut: $10^-2-10^-3$, Aging in vitro: 2 days. 8. Electron microscopic examination of the garlic mosaic virus revealed long rod shaped particles measuring 1200-1250mu. 9. Garlic mosaic virus was purified from leaf materials of C. amaranticolor by using two cycles of differential centrifugation followed by Sephadex gel filtration. 10. Garlic mosaic virus was successfully detected from infected garlic cloves and top-sets by a serological microprecipitin test. 11 Serological tests of 150 garlic cloves and 30 top-sets collected randomly from seperated plants throughout five different garlic growing regions in Korea revealed $100\%$ infection with garlic mosaic virus. Accordingly it is concluded that most of the garlic cloves and top-sets now being used for propagation in Korea are carriers of the garlic mosaic virus. 12. Serological studies revealed that the garlic mosaic virus is not related with potato viruses X, Y, S and M. 13. Because of the difficulty in securing mosaic virus-free garlic plants, direct inoculation with isolated virus to the garlic plants was not accomplished. Results of the present study, however, indicate that the virus isolate used here is the causal virus of the garlic mosaic disease in Korea.

현재 우리나라에서 재배되고 있는 마늘은 오랜 세월에 걸쳐 바이러스 감염에 무방비상태로 방치된채 영양번식을 계속해 왔기 때문에 대부분의 품종들이 퇴화되어 있을 것으로 생각된다. 따라서 마늘의 단위수량과 질의 향상을 기하기 위해선 바이러스 무감염 씨마늘의 육성, 보급에 의한 품종경신이 불가피할 것으로 보인다. 본 연구는 우리나라 마늘 재배지대 전역에서 가장 많이 발생하고 있는 모자이크병을 대상으로 바이러스의 분리, 검정식물상의 반응, 전염방법, 물리적성질, 순화방법, 혈청학적반응 및 형태등을 조사함과 동시, 마늘 모자이크 바이러스의 적절한 검정방법을 구명하여 앞으로 바이러스 무감염 씨마늘을 육성, 보급하는데 필요한 기초자료를 얻을 목적으로 실시했으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 1970-1972년까지 3년간 전투의 주요 마늘재배지대를 조사한 바 우리나라에서 재배되고 있는 마늘의 거의 대부분이 모자이크병에 걸려있음이 관찰되었다. 2. 마늘 모자이크 바이러스는 Chenopodium amaranticelor에 즙액접종 함으로써 단일계통을 분리할 수 있었다. 3. 26종의 검정식물을 공시하여 마늘 모자이크 바이러스를 즙액접종한 결과, 접종 11-12일 후에 Chenopodium amaranticolor, C. quince, C. album, C. koreanse 등 4종 식물의 접종엽상에 r국부병반 반응이 나타났다. 나머지 식물들에서는 병징이 나타나지 않았을 뿐 만 아니라 C. amaranticolor에 역접종했을 때도 바이러스는 회수되지 않았다. 4. 즙액접종에 의해 국부병반 반응이 나타날 상기 4종 Chenopodium속 식물중에서 C. amaranticolor 와 C. quinoa는 반응이 설민하고 정확하기 때문에 마늘 모자이크 바이러스의 검정식물로 적당하다고 생각된다. 5. 감염주에서 유내한 종구와 주아는 모두 모자이크 바이러스에 감염되어 있었고 이들 감염종구와 주아를 통하여 $100\%$ 전염되었다. 6. 마늘 모자이크 바이러스는 감염종구와 주아의 즙액에 의해서도 C. amaranticolor에 기계적 전염이 되었다. 7. C. amaranticolor 상에 계통분리된 마늘 모자이크 바이러스의 내열성은 $65^{\circ}-70^{\circ}C$, 희석한계는 $10^{-}2-10^{-3}$, 그리고 보존한계는 2 일이었다. 8. 마늘 모자이크 바이러스의 순화는 2회의 분획원심과 Sephadex gel filtration에 의해서 가능했다. 9. 전자현미경하에서 관찰한 마늘 모자이크 바이러스는 길이 1200-1225mu 폭 10-12mu의 사상이었다. 10. 혈청학적 미량침강 반응법에 의해 마늘잎에서뿐만 아니라 인편과 주아에서도 마늘 모자이크 바이러스의 검정이 가능했다. 11. 우리나라 5개 지방에서 수집한 마늘 종구 150개와 주아 30개에 대해 혈청학적방법으로 마늘 모자이크 바이러스의 감염률을 조사한 결과 $100\%$의 감염률을 보였다. 12. 마늘 모자이크 바이러스와 크기가 근사한 Potato Virus X. Potato virus Y, Potato virus S, Potato virus M 등과의 혈청학적 유연관계를 조사한 바, 마늘 모자이크 바이러스는 이들과 구별되는 다른 바이러스라고 생각된다. 13. 마늘의 모자이크 감염주에서 단일계통으로 분리하여 본 실험에 사용한 바이러스는 마늘의 바이러스 무감염주를 얻을 수가 없기 때문에 직접 마늘잎에 접종해서 모자이크톤의 병원이라는 것을 확인할 수 없었지만, 검정식물상의 반응, 혈청학적반응, 전자현미경적 관찰등의 간접적인 조사 결과로 미루어 미인록의 마늘모자이크 바이러스라고 생각된다.