주요 봄철 채소의 하나인 냉이에 발생하는 병해를 조사한 결과 다음의 4가지 병해가 발견되었다. 흰녹가루병은 주로 근생엽에 발생하나 때로 중기와 꽃대에도 발생하여 피해를 주었으며, 병원균은 Albu해 candida로 동정되었다. 노균병은 주로 군집밀도가 높은 상태에서 발생하였고 피해도 심했는데, 병원균은 Peronospora parasitica로 동정되었다. 흰무늬병은 드물게 발생하였고 피해도 거의 없다고 판단되는데, 병원균은 Pseudocercosporella capsellae로 동정되었다. 그리고 흰가루병은 주로 그늘에서 자란 개체에서만 발생하였는데, 병원균은 Erysiphe cichoracearum으로 동정되었다. 이들 4가지 병해는 모두 한국에서 처음기록되는 것이다. 이 중 흰녹가루병과 노균병은 자연상태에서 발생이 심하였을 뿐만 아니라 여러 가지 발병환경을 고려해 볼 때 시설재배에서 많이 발생할것으로 예상되므로 시설재배에서는 철저한 관리가 요구된다.
토양에 존재하는 식물의 잔사는 식물 병원균의 확산 및 월동을 위한 자원으로써 역할을 수행 할 수 있다. 본 연구에서는 식물 잔사인 밀짚에서 식물 병원균인 Fusarium solani의 군락 형성에 대한 생물학적 방제균인 Trichoderma harzianum의 억제 효과를 조사하였다. 두 종류의 토양 수분 조건(-50, -500 kPa)의 멸균하지 않은 토양에서 연구를 수행하였다. T. harzianum ThzID1-M3와 F. solani를 밀짚과 함께 토양에 첨가 한 후 ThzID1-M3, Trichoderma spp. 및 F. solani를 quantitative real-time PCR을 사용하여 21일 동안 관찰하였다. 모든 토양 수분 조건에서 ThzID1-M3는 F. solani의 밀짚 점유를 감소하고(p < 0.05), 반면에 F. SOLANI는 ThzID1-M3 및 Trichoderma spp.의 밀짚 점유를 감소시켰다(p < 0.05). 이 결과는 F. solani와 ThzID1-M3 사이의 경쟁적 억제를 보여주고 있다. 높은 수분 조건의 토양(-50 kPa)에서 ThzID1-M3 및 Trichoderma spp.는 더 높은 밀짚의 점유를 보여주었다(p < 0.05), 반면에 F. solani의 밀짚 점유는 두 수분조건에서 차이가 없었다. 따라서 ThzID1-M3의 병원균 억제 효과는 높은 수분 조건의 토양에서 더 컸다(p < 0.05). 토양내 식물 잔사를 점유할 때 발생되는 ThzID1-M3와 F. solani 사이의 강력한 경쟁 관계는 생물학적 방제 균인 T. harzianum가 작물 시스템에서 식물 병원균의 생존과 증식을 감소시킬 수 있음을 시사한다.
본 실험은 벼흰빛잎마름병에 대한 저항성계통선발에 필요한 인공접종법 개발을 위해 시도한 것으로서 병원균의 접종농도와 식물체의 노유가 본병의 발전에 미치는 영향에 관해 중점을 두었다. 일정한 환경조건하에서 본병에 대한 식물의 감수성은 식물의 묘령이 어릴 때 일수록 예민하게 나타났으며 식물의 생장과 더불어 점차 둔감해지는 경향이었다. 파종후 14, 37, 48 및 58일째 되는 식물에서 본병에 대한 저항성과 이병성 계통을 선별할 수 있는 병원균의 적정농도는 각각 $10^6,\;10^7,\;10^7-10^{-9}$및$10^9 cells/ml.,$였다. 어린 식물에 대해 지나치게 높은 농도의 접종액은 식물의 품종에 관계없이 단시일에 고사시키는 결과를 초래하였고 묘령이 많은 식물에 대해 일정수준 이하의 세균접종농도를 적용했을 때는 식물의 품종간 특성을 구별할 수 없었다.
43종의 식물오일들을 대상으로 잿빛곰팡이병균 (Botrytis cinerea) 외 9종의 식물병원균에 대한 살균 효과로 이들의 생리활성 검증을 실시하였다. 이 중 thyme 오일이 잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea), 잎집무늬 마름병균(Rhizoctonia solani), 고추역병균(Phytophthora capsici), 고추탄저병균(Glomerella cingulate), 사과점무늬 낙엽병균(Alternaria mali)과 벼도열병균(Magnaporthe grisea)에서 광범위하게 살균효과를 나타내었다. Thyme 오일의 주성분을 GC/MS로 분석한 결과 thymol, carvacrol, borneol, linalool과 p-cymene임을 확인하였다. 이 중 thymol과 carvacrol이 높은 살균활성을 나타내었다. 한편, 식물병원균에 대한 살균활성관련 작용기작을 실험한 결과, 잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea), 잎집무늬마름병균(Rhizoctonia solani)과 사과점무늬낙엽병균(Alternaria mali)의 포자발아를 억제하는 것으로 나타났다. Thymol과 carvacrol은 in vivo에서 잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea)과 잎집무늬마름병균(Rhizoctonia solani)에 대하여 높은 예방효과를 나타내었으며, thymol, carvacrol의 유사구조를 갖는 alkylphenol계 화합물들도 살균활성이 있음을 검정하였다.
수종의 근권세균류를 시설토양에서 분리한 후 육묘용토에 혼입처리하여 식물생장촉진효과를 측정하였다. 시설토양에서 총 125주의 단일균구를 1차적으로 순수분리하였으며, 고추에서 발생하는 위조병원균, 입고병원균, 및 묘잘록병원균 등에 대하여 항균작용이 우수한 4주의 근권세균을 최종적으로 분리하였다. 항균작용이 가장 높았던 균주로는 RB 109로서 위조병원균에 대해서는 66.0%, 입고병원균에 대해서는 65.0%, 묘잘록병원균에 대해서는 66.1% 정도의 항균작용을 나타내 전반적으로 60% 이상의 길항작용을 갖는 것으로 보였다. 길항성 균주 RB 109의 배양액을 육묘용토에 혼입처리시 고추 유묘의 초기생장이 촉진되었다. 길항성 세균 RB 109를 동정한 결과 Pseudomonas sp.와 82% 정도 유사한 균주로 동정되어 Pseudomonas sp. RB 109로 명명하였다.
Chlorella는 광합성을 통해 자가영양하는 미생물이다. 이전 연구를 통해 Chlorella fusca를 전처리한 오이 잎에서 오이 탄저병균의 부착기 형성률이 억제됨을 밝혔다. 본 연구에서는 SEM 및 TEM을 통해 C. fusca를 전처리한 잎에서 오이탄저병균의 초미세 감염구조를 관찰하였다. SEM 이미지에서는 대부분의 병원균 포자와 균사 주위에 많은 수의 C. fusca 세포가 관찰되었다. 또한 포자는 발아되었으나 식물조직에 침입하는 데 필요한 부착기는 형성되지 않았다. 이를 통하여 병원균 주위에 있는 C. fusca 세포가 병원균 부착기 형성을 억제하는 데 역할을 할 것으로 생각되었다. 한편, TEM 이미지를 통한 병원균 균사 내부의 초미세 구조에서는 C. fusca를 전처리한 잎과 무처리한 잎 간에 별다른 차이가 관찰되지 않았다. 이는 전처리한 식물에서 병원균은 무처리한 잎과 유사하게 성장하는 것으로 보인다. 이들 결과를 통하여 C. fusca에 의한 식물 표면에서의 병원균 부착기 형성 억제가 오이탄저병 감소의 원인인 것으로 판단된다.
본 연구는 국내 주요 식물검역관리 대상 Phytophthora pinifolia를 대상으로 신속하고 정확한 병원균 종동정 및 검출을 위해 Ypt1 유전자 염기서열을 활용하여 제작된 종 특이적 분석용 분자마커와 다양한 PCR 기법을 활용하여 병원균들에 대한 다양한 검출기술의 표준화 및 최적 검출 시스템 구축을 통하여 실제 검역검역 현장에서 활용 가능한 병원균 존재여부의 신속, 정확한 판별기법을 개발하고자 수행하였다. Ypt1 영역의 염기서열을 기초로 선발된 종 특이적 primer는 1~10 pg의 검출민감도를 가지며 193 bp의 종 특이적 PCR 증폭산물을 형성시켰다. 또한 선발된 종 특이적 primer의 종 특이성을 확인하기 위하여 국내 식물검역대상에 포함된 Phytophthora속 종들과 주요 식물병원균들을 대상으로 conventional PCR과 real-time PCR을 수행한 결과 목표로 한 P. pinifolia DNA에서만 특이적 PCR 증폭산물을 확인할 수 있었다. 선발된 종 특이적 primer에 대한 PCR의 검출 민감도를 확인했을 때 conventional PCR의 검출민감도는 1~10 pg이었다.
제주도 서귀포의 해변에서 채집한 해양퇴적물로부터 Myxococcus속의 점액세균 JW154를 분리하여 그 대사산물로부터 강한 항균활성을 나타내는 두 개의 bithiazole계 화합물을 분리하고 각종 기기분석을 통하여 구조를 확인한 바, 이들은 각각 KR025와 melithiazole F로 보고된 화합물임을 밝혔다. 유묘 검정법으로 조사된 이 화합물의 주요 식물병원균에 대한 in vivo 항균활성은 토마토 역병과 밀 녹병 및 보리 흰가루병에 대해 높게 나타났는데, 20$\mu\textrm{g}$/m1 수준으로 처리하였을 때 80% 이상의 높은 방제가를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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