33(4)-[09] 11(국).fm

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1 J. Ginseng Res. Vol. 33, No. 4, (2009) 일정조건에서아인산염을이용한 Phytophthora cactorum 이야기하는인삼역병의방제 이병대 * 밝훈 허브킹, 생물자원개발연구소, 한경대학교, 안성 (2009 년 9 월 8 일접수 ; 2009 년 12 월 10 일수정 ; 2009 년 12 월 11 일수리 ) Control of Phytophthora Blight of Panax ginseng Caused y Phytophthora cactorum using Phosphonate under the Controlled Condition Byung Dae Lee* and Hoon Park Bioresource Development Institute, Herking Inc., Hankyong University, Anseong , Korea (Received Septemer 8, 2009; Revised Decemer 10, 2009; Accepted Decemer 11, 2009) Astract : Potassium phosphonate inhiited less mycelial growth of Phytophthora cactorum in vitro than metalaxyl-m. But the net protection rate in leaflet test and whole plant pot test was greater in potassium phosphonate than metalaxyl-m. P. ginseng appeared to have an induced resistance against P. cactorum with phosphonate around 50~ ppm. Key words : Ginseng, phosphonate, Phytophthora cactorum, leaflet test, pot test 서 현재우리나라의인삼 (Panax ginseng) 에서발생하는병해는총 19 종이보고되어있다. 1) 이가운데토양전염성병에의한피해는막대한경제적손실을초래할뿐만아니라발병포장에서의방제가매우어렵다. 인삼역병 (Phytophthora light) 은 1 년생유묘에서부터고년근인 6 년생에이르기까지전생육단계에발생하는대표적토양전염성병해중의하나이다. 또한인삼의뿌리를포함하여잎, 줄기등지상부와지하부에모두발생하며 2) 일단발병시에는방제가매우까다롭다. 우리나라에서는 1922년中田등에의해인삼역병이최초보고된이후 1980년오등이경기도광릉에서임간재배지의 3 년근인삼으로부터 Phytophthora sp. 를분리하였으며유는이를 Phytophthora cactorum (Le. and Cohn) Schroeter로동정하였다. 3,4) 우리나라에서아직인삼역병의전국적발생상황과이에따른피해규모에대한정확한보고가없으며주요인삼재배지에서의역병피해율이상대적으로높을것으로생각되나이의정확한보고또한없는실정이다. 론 *Corresponding author. dlee37@hanmail.net Phone: , Fax: 년미국에서역병에의한미주삼의지상부피해가 25~30% 에달하는것으로보고된바있다. 5) 일반적으로고랭지및산간지방과과수원이인접한인삼재배포에서역병발생이더잦은것으로알려져있는데이는장마철기후와밀접한관련이있는역병의생리적특성과과수와수목등기주와관련된생태적발병특성에기인하는것으로생각된다. 지등이 P. cactorum에의한과수피해로사과, 배나무의역병발병을보고하였다. 6,7) 2000년에우리나라에서 P. cactorum에의한국내역병발생기주로복숭아등과수를포함하여 10 종을보고하였으며 8) 이후모란, 팔손이나무등다른기주식물에서역병발병보고가이어지고있다. 9,10) 유등은인삼역병에대한방제약제로써 metalaxyl을선발하였으며침투성살균제의연용에따른내성균유발의문제점을제시하였다. 3) Phytophthora 속균의 metalaxyl 저항성에대한연구로국내에분포하는감자역병균인 P. infestans의저항성균검출빈도가 2001년 17% 에서 2004년 84.2% 로증가한반면감수성균주의빈도는감소하였다고보고하였고 11) 국내에서수집한고추역병균 P. capsici의 28.5% 가저항성임을보고하였다. 12) 미국에서는위스콘신과미시건에위치한미주삼재배지로부터분리된 P. cactorum 총 210 균주의 311

2 312 이병대 밝훈 J. Ginseng Res. mefenoxam (metalaxyl) 에대한저항성검정결과 82% 가저항성균이었음을보고하였다. 13) 국내에서는아직인삼역병균에대한약제저항성연구보고는없으나이상의연구보고들과현재우리나라의인삼재배지에서 metalaxyl이관행적으로사용되고있음을감안할때국내저항성균주의출현가능성이높다. 환경친화적인인삼역병방제기술연구의일환으로유용미생물을이용한역병방제기술이보고되고있다. 상등이미생물을이용한역병방제효과를보고하였으며 14) 배등은인삼의병저항성발현을유도하는미생물을처리하여인삼의역병발병을억제하였다. 15) 아인산은환경친화성으로국내에서도상추, 토마토, 고추, 감자등에대해보고되고실용화하고있으나 8,16,17) 인삼역병에대한연구가보고되어있지않다. 따라서, 아인산을이용한인삼역병의방제효과를구명하는한편인삼포에서의환경친화적인삼역병방제대책수립을위한기초자료를마련하고자본시험을수행하였다. 재료및방법 1. 공시인삼역병균의분리동정 2008년 11월경기도이천시백사면의인삼포에서채굴한뿌리에연부증상을보이는 6 년생인삼으로부터역병균을분리하였다. 분리된역병균은지등 8), 류등 18) 및김등 9) 의분류기준과비교하였으며병원균의배양및형태적특성등을토대로 P. cactorum으로동정하였다. 분리동정된 P. cactorum은시중에서판매되는야채쥬스 ( 당근즙 48.3%, 사과즙 25%) 를이용하여조제한 Vegetale and Fruit juice agar ( 이하 VF juice agar) ( 야채쥬스 ml, CaCO g, Bacto agar 17 g, D.W. 1 L) 에 7 일간배양후균사절편을잘라멸균수가담긴시험관에넣은다음빛이없는 10 o C 항온기에보존하면서시험에사용하였다. 2. 아인산염처리가인삼역병균의균사생장에미치는영향아인산염의조제를위해아인산 (H 3 PO 3, 97.5%, Kanto Chemical) 과수산화칼륨 (KOH, 85%, Duksan Pure Chemicals) 을사용하여조제용액의 ph를 6.0으로조정하였다. 대조농약은시중에서판매되고있는 metalaxyl-m (a.i. 12%) 수화제를사용하였다. VF juice agar를멸균후아인산염용액을주입하여 0, 50,, 200, 500 ppm 아인산염배지를조제하였으며 metalaxyl-m 수화제는권장사용농도 (a.i ppm) 로배지를조제하였다. VF juice agar에 P. cactorum을배양후살균된 cork orer ( 직경 6 mm) 를이용하여균사 절편을만든다음조제한각각의배지중앙에치상하였으며각처리별 5 반복으로실시하였다. 접종된배지는 25 o C 항온기에서배양하면서 24 시간간격으로균사의생장상황을조사하였다. 균사생장억제율 (%) 은 ( 무처리구생장량 -처리구생장량 ) 무처리구생장량으로계산하였다. 3. 인삼잎을이용한아인산염의농도별인삼역병방제효과검정병원균접종원조제를위해 P. cactorum을 VF juice agar 에접종하여 23 o C 항온기에서배양후균사조각을멸균수에담가 23 o C 항온기에서형광등을조사하여유주자낭형성을유도하였다. 다량의유주자낭이형성된후균사조각을 30분간 10 o C에서저온처리 (chilling) 후 23 o C 항온기로옮겨 1 시간뒤유주자의유출이충분히이루어지면 4 겹의멸균 cheesecloth를이용하여유주자만을걸러내어현탁액을조제하였다. 인삼잎을이용하여아인산염의농도별분무효과및 metalaxyl-m과의방제효과를비교하였다. 건전한 3 년생에서절제한소엽을흐르는수돗물에세척후물기를제거하여사용하였다. 유주자현탁액에농도별로아인산염용액을첨가하여 0, 50,, 200, 500, 0 ppm의분무접종원을조제하였다. 대조약제로 metalaxyl-m은권장사용농도 (a.i ppm) 로첨가하였다. 분무를위한접종원의유주자밀도는 zoospores/ml이었다. 조제된접종원을 1 개처리당 3반복으로인삼잎에분무하였다. 접종된인삼잎은습실처리한플라스틱밀폐상자 ( cm) 에넣고 23 항온기에서 7 일간이병상황을이병면적의비율로달관조사하였다. 순보호율 (Net Protection Rate) 은 (%)-무처리구보호율 (%)- 처리구이병면적율 (%) 로계산하였다. 4. 아인산염의인삼역병방제포트시험포트시험을위한인삼재배를위해플라스틱포트 (10 14 cm) 에멸균토양 ( 원야토 3 : 약토 1 의비율로섞은양직묘포토양 ) 을채우고포트당 1주씩 1년생묘삼을이식하여전엽이완료된것을시험에사용하였다. 유주자현탁액에농도별로아인산염용액을첨가하여 0, 500, 0, 2000 ppm의분무접종원을조제하였다. Metalaxyl-M은권장처리농도 (a.i ppm) 로조제하였다. 최종분무접종원의유주자밀도는 zoospores/ml이었다. 포트에재배된인삼의지상부에 1 개처리당 5 반복으로분무접종한후 23 o C 습실상에서 24 시간동안발병유도후생육실로옮겨두고이병상황을이병소엽의숫자백분율로조사하였다. 순보호율 (NPR) 은 (%)-무처리구보호율 (%)-처리

Vol. 33, No. 4 (2009) 일정조건에서 아인산염을 이용한 Phytophthora cactorum이 야기하는 인삼 역병의 방제 313 을 보인 반면 아인산염이 처리된 인삼잎 처리구는 0~1.67%의 구 이병엽수율 (%)로 계산하였다. 이병율을 보였으며 50 ppm의 비교적 낮은 농도에서도 역병 결과 및 고찰 발병을 억제하였다 (Tale 2).

3 Vol. 33, No. 4 (2009) 일정조건에서 아인산염을 이용한 Phytophthora cactorum이 야기하는 인삼 역병의 방제 313 을 보인 반면 아인산염이 처리된 인삼잎 처리구는 0~1.67%의 구 이병엽수율 (%)로 계산하였다. 이병율을 보였으며 50 ppm의 비교적 낮은 농도에서도 역병 결과 및 고찰 발병을 억제하였다 (Tale 2). Metalaxyl-M 처리구는 16%의 이병율로 아인산염 처리구 보다 다소 높게 나타났으나 (Fig. 2) 아인산염 처리구와 비교하여 유의성 있는 차이는 아니었다. 1. 아인산염의 농도별 처리가 P. cactorum의 생장에 미치 는 영향 아인산염의 농도별로 인삼 역병균의 균사생장을 metalaxylm을 대조약제로 하여 조사하였다 (Tale 1). 균사의 생장은 아인산 농도가 증가할수록 감소하였으며 (Fig. 1) 24 시간까 지는 500 ppm에서 %균사생장을 억제시켜 metalaxyl-m 효과와 같다. 이 결과는 지 등이 실험한 아인산 처리농도별 Phytophthora spp.의 균사생장억제결과와 일치하는 경향 이었 다16). 그러나 48 시간 후에는 아인산 500 ppm과 metalaxyl-m 처리구에서도 균사가 서서히 자라기 시작하였다. 48 시간 후에 균사의 생육억제는 아인산이 metalaxyl-m 보다 약하며 96시간 후에는 10%의 차이로 커졌다. 2. 인삼 절제엽에서 P. cactorum의 방제효과 인삼잎에 아인산염을 농도별로 분무 처리하고 대조약제인 Fig. 1. Effect of phosphonate and metalaxyl-m on mycelial growth of P. cactorum on VF juice agar at 25oC for 96 hours after cultivation. (A) phosphonate 0, (B) phosphonate 50, (C) phosphonate, (D) phosphonate 200, (E) phosphonate 500 ppm, (F) metalaxyl-m 40.2 ppm. metalaxyl-m 및 농도처리별 발병억제효과를 비교하였다. 아인 산염이 첨가되지 않은 처리구 (0 ppm)에서 73.3%의 이병율 Tale 1. Effect of phosphonate on mycelial growth of P. cactorum in vitro Concentration PHA MTL Hours cultured ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± PHA; phosphonate, MTL; metalaxyl-m, Gr; growth, In; growth inhiition. Tale 2. Spray effect of phosphonate (PHA) -pathogen mixture on the infected leaf area (ILA) and net protection rate (NPR) of P. ginseng against P. cactorum in leaflet experiment Pesticide PHA ,000 2,000 MTL DAT ILA (%) ± ±2.89 NPR (%) ILA (%) 73.3± ± ± ± ± ±20.8 DAT; days after treatment (spray), MTL; metalaxyl-m, DMRT; Duncan multiple range test, NPR; (%)-control protection rate (%)-ILA (%) of treatment. 8 DAT DMRT (1) a NPR (%)

314 이병대 밝훈 J. Ginseng Res. Fig. 3. Spray effect of phosphonate-pathogen mixture on the control of Phytophthora light caused y P. cactorum in pot experiment at 7 days after treatment.

cactorum in leaflet experiment at 8 days after treatment. (A) metalaxyl- M 40.2 ppm, (B) phosphonate 50 ppm, (C) phosphonate 0 ppm. 3.

4 314 이병대 밝훈 J. Ginseng Res. Fig. 3. Spray effect of phosphonate-pathogen mixture on the control of Phytophthora light caused y P. cactorum in pot experiment at 7 days after treatment. (A) metalaxyl- M 40.2 ppm, (B) phosphonate 0 ppm, (C) phosphonate 500 ppm. Fig. 2. Spray effect of phosphonate-pathogen mixture on the control of Phytophthora light caused y P. cactorum in leaflet experiment at 8 days after treatment. (A) metalaxyl- M 40.2 ppm, (B) phosphonate 50 ppm, (C) phosphonate 0 ppm. 3. 아인산염의인삼역병방제포트시험 포트에재배된인삼을이용하여아인산염을지상부에분무처리하였으며역시 metalaxyl-m을대조약제로비교하였다 (Tale 3). 아인산염이처리된모든포트에서역병이발병되지않았으며아인산염무처리구의모든포트에서역병이심하게발병되어지상부가완전히고사하였다 (Fig. 3). Metalaxyl-M 처리구는 60% 의병방제율을보여아인산염처리에의한방제효과보다낮게나타났는데이는인삼잎을이용한처리결 과 (Tale 2) 와유사한경향으로나타났다. 아인산의균사생장억제력이 metalaxyl-m 보다약한데도불구하고 (Tale 2) 절제엽이나전체식물체에서 metalaxyl-m 보다억제효과가 좋았던것은아인산과인삼의상호작용즉아인산이인삼의 P. cactorum에대한저항성을유도하는것으로볼수있다. Araidopsis thaliana에서아인산은식물체자체의방어기작을유도하는것으로보고하였다. 19,20) 아인산처리에의한인삼에서의유도저항성은 50~ ppm의적은농도에서효과가높을가능성도있다 (Tale 2). 본시험결과는 50~ ppm 에서 500 ppm보다효과가높게나왔으므로포장조건에서도 50~ ppm으로효과가있을가능성을보인다. 요약아인산의농도별 (50~2,000 ppm) 인삼역병방제효과를 metalaxyl-m (a.i ppm) 과비교하여역병균의균사생장에대한영향, 인삼절제엽과포트시험으로검토하였다. 아인산은균사생장억제력이 metalaxyl-m 보다낮았으나절제엽이나식물전체실험에서는 metalaxyl-m 보다방제효과가우수하여인삼에서병저항성을유도하는것으로보였으며, Tale 3. Spray effect of phosphonate (PHA)-pathogen mixture on the infected leaflet numer (ILN) and net protection rate (NPR) of P. ginseng against P. cactorum on pot experiment Pesticide 4 DAT 5 DAT 6 DAT 7 DAT ILN (%) ILN (%) ILN (%) DMRT (1) ILN (%) NPR (%) PHA 0 ±0 ±0 ±0 a ±0 500 c 1,000 c 2,000 c MTL ± ± ± DAT; days after treatment(spray), DMRT; Duncan multiple range test, MTL; metalaxyl-m. NPR; (%)-control protection rate (%)-ILN (%) of treatment.

5 Vol. 33, No. 4 (2009) 일정조건에서아인산염을이용한 Phytophthora cactorum 이야기하는인삼역병의방제 ~ ppm의아인산이병저항성을유도하는적정농도일것으로생각된다. 인용문헌 1. The Korean Society of Plant Pathology. List of plant diseases in Korea. 4th ed.: (2004) 2. Yu YH, Ohh SH. Research on Ginseng diseases in Korea. Korean J Ginseng Res. (Formerly Korean J Ginseng Sci.) 17: (1993) 3. Yu YH, Ohh SH. Effect of metalaxyl on controlling of Phytophthora disease of Korea ginseng. Korean J Ginseng Res. (Formerly Korean J Ginseng Sci.) 9: (1985) 4. Ohh SH, Park CS. Studies on Phythophthora disease of Panax ginseng C. A Meyer; its causal agent and possile control measures. Korean J Ginseng Res. (Formerly Korean J Ginseng Sci.) 4: (1980) 5. Rosenaum J. Phytophthora disease of ginseng. Cornell Univ Agr Exp Sta Bul. 363 (1915) 6. Jee HJ, Cho WD, Kim WG. Phytophthora disease of apple in Korea: I. Occurrence of a destructive collar rot caused y P. cactorum. Korean J Plant Pathol. 13: (1997) 7. Jee HJ, Cho WD, Nam KW, Park YS. Outreak of Phytophthora rot on pear under environmental conditions favorale to the disease. Plant Pathol J. 17: (2001) 8. Jee HJ, Cho WD, Kim CH. Phytophthora Diseases in Korea. National Institute of Agricultural Science and Technology, Rural Development Administration p.221. (2000) 9. Kim BS, Lim YS, Kim JH. Leaf spot and light of peony caused y Phytophthora cactorum. Plant Pathol J. 19: (2003) 10. Kim BS, Lim YS, Kim JH. Leaf Blight of Fatsia japonica caused y Phytophthora cactorum. Plant Pathol J. 21: (2005) 11. Zhang XZ, Ryu KY, Kim JS, Cheon JU, Kim BS. Changes in the sensitivity to metalaxyl, dimethomorph and enthaoxam of Phytophthora infestans in Korea. Plant Pathol J. 21: (2005) 12. Song JY. Analysis of genetic diversity and variation factors in Phytophthora capsici population causing red pepper light. Ph. D. thesis, Choognam Univ. p.127 (2000) 13. Hill SN, Hauseck MK. Virulence and fungicide sensitivity of Phytophthora cactorum isolated from American ginseng gardens in Wisconsin and Michigan. Plant Dis. 92: (2008) 14. Sang MK, Chiang MH, Yi ES, Park KW, Kim KD. Biocontrol of Korean ginseng root rot caused y Phytophthora cactorum using antagonistic acterial strains ISE13 and KJ1R5. Plant Pathol J. 22: (2006) 15. Bae YS, Park KS, Kim CH. Bacillus spp. as iocontrol agents of root rot and Phytophthora light on ginseng. Plant Pathol J. 20: (2004) 16. Jee HJ, Cho WD, Kim CH. Effect of potassium phosphonate on the control of Phytophthora root rot of lettuce in hydroponics. Plant Pathol J. 18: (2002) 17. Hong SY, Lee KS, Kang YK, Jee HJ. Control of potato late light(phytophthora infestans) with potassium phosphonate. Res Plant Dis. 9: (2003) 18. Ryu KY, Kim YH, Lee YH, Heo NY. Stem rot of Lily (Lilium L.) caused y Phytophthora cactorum in Korea. Korean J Plant Pathol. 14: (1998) 19. Guest DI, Bompeix G. The complex mode of action of phosphonates. Australas Plant Pathol. 19: (1990) 20. Daniel R, Guest D. Defence responses induced y potassium phosphonate in Phytophthora palmivora-challenged Araidopsis thaliana. Physiol Mol Plant Pathol. 67: (2006)

연구목표 재료및방법 년도시험연구보고서

연구목표 재료및방법 년도시험연구보고서 ABSTRACT This study was conducted to determine the optimum concentration of cactus standard nutrient solution for hydroponic culture in potted succulents, Echeveria derenbergii, Sedeveria Letizia and Cotyledon