2016. 6. 10. 과수바이러스주요특성및무병묘생산기술 한농대강의자료 과수과김대현
초미세병원체종류및크기 파이토플라즈마 (1967 년 ) * 대추나무빗자루병 특수세균 ( 원핵미생물 ), 바이러스와세균의중간영역세포벽이없고 3겹의단위막으로둘러싸여있음 바이러스 : 세균에 1/1000 배크기 크기가나노수준 (10-9 ) 으로작아전자현미경으로만관찰이가능한병원체 바이로이드 (1/80 배 ) 바이러스보다더작은초소형미생물로식물에만존재
바이러스? ( 정 20 면체 ) - ( 발견 ) 1892 년러시아과학자 이바노프스키 - 담배모자이크병을일으키는물질이세균여과기 (0.2 μm) 통과한여과액에서감염되는것을처음관찰 ( 세균 : 1 μm) - ( 결정화 ) 1935 년, 미국의생화학자 스탠리 가담배모자이크바이러스의입자를결정화하는데성공 - 라틴어로 독 을의미 ( 생물?) - 가장작은미생물 (?), 살아있는세포에기생, 자기복제 - 핵산은 DNA 또는 RNA 중하나 - 감염세포내에서만증식하는감염성미소생명체. ( 무생물?) ( 박테리오파지 ) - 대사안함 ( 영양섭취, 호흡, 탄소배출 ) 정제후결정체화가능, 광물과같은물질에가까움 출처 : 생명과학대사전
1) 반드시살아있는세포에만 2) 숙주세포수용체와바이러스가 부착시에일치해야만 ( 동물 식물감염 ) 3) 반드시 DNA 또는 RNA만주입 4) 잠재하다가필요시방출 ( 바이러스증식과정 ) (1) 대장균 ( 타원체 ) 에바이러스부착및 DNA물질주입. 단백질외피는남는다. (2) 균체내에서바이러스물질증식. 이시기에바이러스는나타나지않음. (3) 성숙바이러스형성. (4) 균체파열에의한바이러스방출 ( 전체경과시간 : 약 30분 ). 출처 : 생명과학대사전
다양한바이러스입자모양
< 활성화된바이러스입자모습 >
식물바이러스 ( 식물의기본기능 ( 왼쪽 ) 과식물병에의한장애 ( 오른쪽 ) 를나타낸모식도
( 식물바이러스피해사례 ) ** 아일랜드대기근은 19세기에발생한인류최대의재앙중하나로기록. - 1847년아일랜드인구의절반이감소한사건 - 전체 800만명의인구중 200만명이사망, 200만명은해외로이주했기때문 - 이유 : 감자잎마름병 식물바이러스에의한것임이밝혀짐 ** 영국에도움을요청했지만 신의섭리 라고모른척.
신생아의소두증등을유발하는것으로알려진바이러스. 1947년우간다지카 (Zika) 숲에사는붉은털원숭이에서바이러스가최초로확인되었고, 인체감염사례는 1952 년우간다와 탄자니아에서처음보고되었다
호흡기로전염되는바이러스 1) 리노바이러스 (rhino virus) - 가장흔한질병인감기도바로바이러스로인한질병 - 감기를일으키는원인의 30~50% 를차지하는바이러스이지만, - 그외코로나바이러스, 아데노바이러스, 파라인플루엔자바이러스, 에코바이러스등 - 바이러스가워낙다양하기때문에감기마다증상이조금씩다르며, 백신생산불가능 2) 인프루엔자바이러스 ( 독감 ) * 치료제 : 타미플루 ( 내성 ) - 1743 년, 이탈리아어로 ' 추위의영향 (influenza di freddo)' 이라는뜻. 바이러스의세포탈출구를봉쇄하여바이러스의확산을막음 - 감기와독감은서로전혀다른질병이지만, 증상이비슷해대부분같은것으로생각 - 독감은그증상이감기보다더빠르고심한편, 갑작스런고열과심각한근육통동반 1918 년독감 ( 일명스페인독감, H1N1) 은 1 차세계대전과맞물리면서전세계인구 2 천만명이상의목숨을앗아간치명적인전염병으로기록 그당시, 국내에서도 740 만명이감염되었고, 사망자가 14 만명에달한다는보고
에볼라바이러스 (Ebola virus, 1967) - 1967년독일의미생물학자가아프리카자이르의 에볼라 강에서발견 - 1976년 6월, 에볼라바이러스의첫희생자발생 - 아프리카수단, 한남자가두통과가슴의통증을호소, 병원으로옮겨진뒤에코와구강, 소화관으로부터엄청난양의피를쏟으며사망 - 50% 가넘는치사율을기록 - 최근알려진바이러스중가장위험한바이러스 * 감염자가너무빨리죽기때문에한순간에사그라짐 ( 숙주 : 녹색원숭이 ) 후천성면역결핍바이러스 (Human immunodeficiency virus, HIV, 1981) - 1981년두개의논문이의학계에서큰주목 뉴욕과로스앤젤레스의남성동성애자사이에유행하는병들에대한논문 이들이모두면역체계가파괴되어죽음 그래서이병을면역이안되는병, ' 후천성면역결핍증 ' - 1950년대말선진국의아프리카개발과정에서, 중앙아프리카의녹색원숭이로부터감염되어, 미국과유럽으로전파된것으로추정. - 1991년말부터급속도로전세계에퍼져, 지금은감염자가 3,300만명에달함
바이러스와바이로이드차이 구분 바이러스 바이로이드 구성핵산 + 단백질 핵산 DNA, 또는 RNA ( 겹가닥, 외가닥 ) 분자량 1,000,000-10,000,000 핵산 RNA ( 외가닥 ) 110,000-130,000 (1/100) 게놈의크기 게놈의구조 20,000 nt 이상 선형의게놈 250-400 nt * 식물에서가장작은생물체 원형의 RNA 구조 기주동물 + 식물 변이가능성 +++ 식물에만감염 +++++ * 진단방법 생물검정, ELISA, RT-PCR 생물검정, RT-PCR * 바이로이드 : 전체 Sequence 중에서 10% 이상 homology 가바뀌면다른종으로분류
Discovery of Viroids Theodor O. Diener discovered a cell-invading plant pathogen 80 times smaller than a virus The smallest plant pathogen Circular, single stranded RNA molecules Sizes : 245-401 nucleotides Only plant infected The first identified: Potato spindle tuber viroid (PSTVd)
감자걀쭉병 (PSTVd) 당진 감자걀쭉병 (PSTVd) 주의보 (2010-03-12) 1 급금지병해충 ( 검역금지 ) 당진 ] 본격적인감자파종기를앞두고 감자걀쭉병 (PSTVd) 주의보가내렸다. 감자걀쭉병은 감자구제역 으로불릴정도로감자에치명적이며다른작물에게도전염되는작물외래병해이다. 당진군농업기술센터는이에따라감자걀쭉병의의전국확산을방지하고감자재배농가의피해를예방하기위해영농교육시감자걀쭉병에대한주의를당부하고있다. 또감염이의심되는일부품종의씨감자를보유한것으로알려진군내감자재배농업인을대상으로전량폐기를유도하고있다. 농림식품수산부는 2009 년산보라밸리 골든밸리 다솜밸리 얼리밸리 구이밸리등을감염의심품종으로보고이동 재배금지품종으로지정했다. 이같은품종의감자를재배했거나현재종서로보관한농가 법인등은이달말까지농업관련기관에신고해야한다. 정부의방제대책과정에서발생한손실에대해서는관련법에따라보상을받을수있다.
바이로이드변이에따른증상
사과바이로이드병 Apple scar skin viroid (ASSVd) 후지 홍로 동녹 미끼라이프 나리따 - Apscaviroid Genus 에속하는바이로이드 - 병징 : 잎, 줄기에는무병징, 과실얼룩착색, 동녹, 과실기형, 과실크기감소등 - 전염 : 접목전염, 전정도구를통한즙액전염도가능 - 방제법 : 무병묘재식, 전정시전정도구소독철저 과실내부갈변증상
사과바이로이드특징 바이로이드병은미국, 일본등전세계적으로발생하며감자의걀쭉병을일으키는 Potato spindle tuber viroid, Apple scar skin viroid (ASSVd) 등약 48종이보고 우리나라의경우사과에서 '99년경북의성군안평면농가의 ' 미끼라이프 ' 품종 (Senshu x Tsugaru의교배종 ) 에서 ASSVd 발생이최초보고 바이로이드는핵산 (RNA) 으로만구성 바이러스는단백질껍데기에싸여있는데반해바이로이드의 RNA는껍데기가없이노출된상태로존재
사과바이로이드병징 사과의경우병징이잎이나줄기에는나타나지않고과실의과피에주로나타남 묘목에서과실이결실되는 6 7년정도가경과되어야확인이가능하므로육안으로병징을확인하기까지장기간이소요 품종에따라병징의발현정도가다르지만주로과피에노란색반점들이생긴후과실이성숙함에따라크기가점점커짐 전체적으로착색이불균일
과수바이러스증상및피해해석
1. 사과 바이러스병 1) 고접병 병원바이러스 : Apple chlorotic leafspot virus (ACLSV) Apple stem pitting virus (ASPV) Apple stem grooving virus (ASGV) 주요병징 : 잎이작아지고황화, 수세쇄약접목불친화, 목질부홈이패이는이상증상외관상으로수세쇄약증상이날개무늬병과유사
ACLSV - 전세계적으로분포 - Trichovirus 에속하는사상형바이러스 - 입자크기 : 720~740nm - 접목전염 ( 초본식물에서는즙액전염가능 ) - 배, 복숭아등에도자연감염 홍로소과
ASPV - 사상형바이러스 (Foveavirus), 입자길이 800nm - 삼엽해당계대목이용시쇄약증상 - 내수피에괴저, 홈패임등의증상나타냄 - 접목전염 ( 화분, 종자, 접촉전염불가 ) 지표식물품종 Spy227 에서의병징 추광품종에서의병징
ASGV - Capillovirus에속하는사상형바이러스 - 입자길이 600~700nm - 접목부이상, 줄기의목질부에홈패임등의증상나타냄 - 접목전염
2) 모자이크바이러스병 병원바이러스 : Apple mosaic virus (ApMV) 주요병징 : 잎에황백색의선명한모자이크품종에따라모자이크발현병징다양수세약화, 수량감소
바이로이드병 1) 과피얼룩바이로이드병 병원바이러스 : Apple scar skin viroid (ASSVd) 주요병징 : 잎, 줄기에무병징과실얼룩, 동녹, 소과등
주요품종별바이로이드증상 후지홍로추광 미끼라이프나리따미시마 송본금하크나인하향
감홍품종바이로이드검출과에서의증상 과실동녹 기형과및동녹 과실내부 ` 갈변증상
2. 배 바이러스병 1) 배나무잎검은점병 병원바이러스 : 사상형바이러스 (Capillovirus 로확인 ) 주요병징 : 5~6 월경신초의하엽에서잎에검은반점발생하여상엽으로전반잎에다수반점들이나타나심하면조기낙엽
바이로이드병 1) Apple scar skin viroid 신고품종
2) Pear blister canker (PBCVd) A20 indicator 품종 ( 바이로이드접종 3 년후병징 )
3. 포도 바이러스병 1) GLRaV (Grapevine leafroll associated virus) 병원체특성 : Closterovirus 에속하는사상형바이러스 약 2000nm 정도의가장긴입자를가짐 분포 : 전세계적분포, GLRaV-1 ~ GLRaV-8 까지보고 병징 : 잎이조기홍엽화, 잎말림증상품종에따라황화모자이크증상 전염 : 접목전염, 깍지벌레에의해전염가능 (GLRaV-3)
2) GFkV (Grapevine fleck virus) 병원체특성 : 구형바이러스, 사부에만존재직경약 30nm 정도의입자크기 병징 : 잎의엽맥을따라작은투명한반점잎가장자리의엽맥이쭈글해지면서모자이크증상품종에따라잠복감염되어무병징인경우도많음 전염 : 접목전염
3) GFLV (Grapevine fanleaf virus) 국내미발생 병원체특성 : Nepovirus 에속하는구형바이러스직경약 30nm 정도의입자크기 병징 : 잎이부채잎모양으로잎가장자리가찢어지고길어짐절간이짧아지고잎에심한모자이크, 왜화, 수세쇄약 전염 : 접목전염, 선충전염 검역관리대상바이러스병으로경제적위험도큼
바이로이드병 1) Grapevine yellow speckle viroid GYSVd-1 GYSVd-2 GYSVd-1 + GYSVd-2 GYSVd GYSVd + GFLV
4. 복숭아 바이러스병 1) PNRSV (Prunus necrotic ringspot virus) 병원체특성 : Ilarvirus 에속하는다립자성의구형바이러스약 23nm 의구형또는간상형의입자존재 병징 : 주요재배품종에서무병징, 발아지연및수세약화양앵두, 벚나무에서잎괴사반점, 작은구멍 전염 : 접목전염, 화분전염, 종자전염가능
2) ACLSV (Apple chlorotic leafspot virus) 병원체특성 : Trichovirus 에속하는사상형바이러스 분포 : 인과류및핵과류재배지역전세계적분포 병징 : 잎에담녹색의반점무늬나타내는경우도있으나대부분잠복감염되어무병징가지의수피부분수피괴사, 홈이패이거나뒤틀림 전염 : 접목전염
3) PPV (Plum pox virus) 국내미발생 병원체특성 : Potyvirus 에속하는굴곡성사상형바이러스 분포 : 세계적분포도가넓고위험성높은병국내검역시금지병으로지정 병징 : 잎이엽맥을따라투명해짐목질부가납작해지고수피에거친암종형성과실이푸르면서기형, 과피에원형또는불규칙한선형성, 과피및과육조직괴사 전염 : 접목전염, 즙액전염, 진딧물등매개충전염
바이로이드병 1) Hop stunt viroid (HSVd) : 국내보고 ( 03) 2) Peach latent mosaic viroid (PLMVd) ( 국내미보고 ) PLMVd (cv. Angeleno ) HSVd (cv. Taiyo )
바이러스피해해석 사과 후지 품종바이러스무병주와이병주의생장량비교 수 고 ( cm ) 주간직경 ( mm ) 400 300 200 100 0 80 60 40 20 0 ApMV ASPV ACLSV+ASGV Virus-Free 1 년차 2 년차 3 년차 4 년차 5 년차 VF ACLSV +ASGV ASPV ApMV 나무생장량지수 100 75 72 67 Virus-free ACLSV+ASGV ApMV 나무생장량지수는가지신장생장과주간비대생장량을 곱한생장량을지수화하여계산
바이러스감염과사과과실특성과의상관성 품종 화홍 바이러스 상관계수과중당도경도 ACLSV -0.518 * -0.766 ** -0.405 ASGV -0.120-0.449-0.669 ** ApMV -0.402 0.147-0.027 Total -0.512-0.511-0.480 ACLSV -0.491-0.417 0.673 * 홍로소과 ( 돌사과 ) 홍로 ASGV 0.280 0.015-0.238 Total -0.353-0.395 0.546 화홍 : ACLSV 감염과과실당도, ASGV 감염과과실경도고도로유의한부의상관성 홍로 : ACLSV 감염과과실경도유의한정의상관성 ( 딱딱해짐 )
사과품종별 ASSVd 감염과실의과실특성 품종 과실특성 과중 (g) 경도 (kg) 당도 ( o Bx) 산도 (%) 비고 홍로 이병과 174.6 (46) 1.89 14.1 0.275 소과, 과피얼룩증상 정상과 378.0 (100) 2.52 15.9 0.250 감홍 이병과 237.7 (86) 2.10 11.4 0.160 과실내부갈변 과육스폰지화 정상과 277.5 (100) 1.64 12.3 0.164 과피얼룩증상
포도 GLRaV-3 바이러스감염과과실품질과의상관관계 상관계수 구 분 과방중 과립중 당도 산도 안토시아닌 (g) (g) ( o Bx) (%) (OD 535nm) 거봉 -0.256-0.198-0.532 ** -0.369 * - 0.691 ** 캠벨얼리 -0.615 ** -0.183-0.400 * -0.429 * 0.269 바이러스감염에따른포도과실수량지수비교 품종감염바이러스 VF( 무병주 ) 수량지수 이병주 거봉 GLRaV-3 100 85 캠벨얼리 GLRaV-3 100 88 캠벨얼리 HSVd+ GLRaV-3 + GFkV 100 64
과수바이러스발생상황 (2009-2013)
바이러스, 바이로이드병종류 국내발생하는바이러스, 바이로이드병종류 : 5 과종 25 종 과종검출바이러스, 바이로이드 사과 배 포도 복숭아 ( 핵과류 ) 감귤 ACLSV, ASGV, ASPV, ApMV, ASSVd ACLSV, ASGV ( 배나무잎검은점병 ), ASPV, ASSVd GLRaV-1, GLRaV-3, GLRaV-5, GFkV, GVA, GYSVd, HSVd, Phytoplasma ACLSV, PNRSV, HSVd CTLV, SDV, CiMV, CTV, Viroid
과수바이러스발생현황 (2009-2013) 바이러스진단을위한조사시료 : 5 과종 27 개지역 3,365 점분석 과종구분계조사지역 사과배포도복숭아단감 지역 6지역영주안동충주예산장수포천시료수 1123점 219 150 237 171 180 166 지역 6지역울산나주안성천안상주남양주시료수 1067점 211 211 158 153 174 160 지역 6지역김천영동천안상주안성화성시료수 433점 82 70 71 70 70 70 지역 6지역영천청도이천음성춘천충주시료수 516점 70 83 65 98 100 100 지역 3지역창원김해진주시료수 226점 74 76 76
사과바이러스발생모니터링 사과조사지역별바이러스감염률 조사지역 조사농가수 진단주수 ELISA 양성반응주수 ACLSV ASGV ASPV ApMV 복합감염주수 감염률 (%) 영주 19 219 3 18 34 0 6 48 21.9 안동 13 150 0 16 43 0 7 52 34.7 충주 13 237 1 9 87 0 4 93 39.2 예산 12 171 59 26 22 0 16 90 52.6 장수 14 180 101 33 32 0 38 124 68.8 포천 10 166 79 78 62 0 73 127 76.5 계 81 1123 243 180 280 0 144 534 47.6 ASPV 24.9% > ACLSV 21.6% > ASGV 16.0% 2 종또는 3 종복합감염
배바이러스발생모니터링 배조사지역별바이러스감염률 조사지역 조사농가수 진단주수 ELISA 양성반응주수 ACLSV ASGV ASPV 복합감염주수감염률 (%) 울 산 21 211 1 55 18 7 67 31.8 나 주 22 211 0 68 0 0 68 32.2 안 성 20 158 0 21 32 0 53 33.5 천 안 11 153 0 17 2 0 19 12.4 상 주 12 174 0 62 1 0 63 36.2 남양주 10 160 0 34 6 1 39 24.4 계 96 1067 1 257 59 8 309 29.0 ASGV 24.1% > ASPV 5.5% > ACLSV 0.1% 2종복합감염
포도바이러스발생모니터링 포도조사지역별바이러스감염률 조사지역 조사농가수 진단주수 RT-PCR 양성반응주수 GLRaV1 GLRaV3 GFkV GFLV 복합감염주수 감염률 (%) 김천 9 82 2 39 21 0 15 46 56.1 영동 7 70 0 13 1 0 1 13 18.6 천안 8 71 6 71 47 0 47 71 100.0 상주 14 70 2 2 20 0 1 23 32.9 안성 7 70 2 10 32 0 6 38 54.3 화성 7 70 0 1 13 0 0 14 20.0 계 52 1123 12 136 134 0 70 205 47.3 GLRaV3 31.4% > GFkV 31.0% > GLRaV1 2.8% 2 종또는 3 종복합감염
복숭아바이러스발생모니터링 복숭아조사지역별바이러스감염률 조사지역 조사농가수 ACLSV 64.9% > PNRSV 4.3% > PDV 0.2% 2 종복합감염 진단주수 RT-PCR 양성반응주수 ACLSV PDV PNRSV PPV 복합감염주수 감염률 (%) 영천 7 70 61 1 8 0 9 61 87.1 청도 7 83 72 0 12 0 11 73 88.0 이천 6 65 53 0 0 0 0 53 81.5 음성 7 98 44 0 1 0 1 44 44.9 춘천 7 100 49 0 0 0 0 49 49.0 충주 7 100 56 0 1 0 1 56 56.0 계 52 1123 335 1 22 0 22 336 65.1
무병묘생산및공급관련 R&D 추진계획
과수묘목산업현황 과수시장규모 : 320~480 억원 전체종자시장 (4,400억원) 의 10% 내외 국내과수묘목은연간 500-700 만주생산 이중 300-400만주가유통되는것으로추정 * 사과, 포도위주로생산, 60% 가상업적으로유통, 40% 는비상업적 ( 자기생산등 ) 유통추정 과수묘목생산및유통 경산 ( 경북 ) 옥천 ( 충북 ) 의묘목생산업체에서주도 종묘업등록과수묘목업체 445 개소 ( 경북 116, 충북 91, 전남 59)
무병묘생산및유통현황 중앙과수묘목관리센터에서무병대목 접수생산, 묘목업체에서무병묘생산 유통 (2012년부터, 4% 수준 ) 무병대목은 2009 년부터, 무병접수는 2011 년부터묘목업체에공급 * 선진국무병묘유통 : 미국 (1963 년 ), 영국 (1971), 네델란드 (1974), 일본 (1983) 무병묘관리 : 종자산업법에의한자체보증제도이용 그러나, 바이러스검사는 2017년까지유예된상태 자체보증은강제성이없어대부분쉽고편한규격묘로유통 * 우량묘목생산지원사업참여업체 (15 개소 ) 는사업지침에따라자체보증의무실시
무병묘생산및보급실적 무병묘원원종최종선발및보급 : 4 과종 46 품종 주요과종에대한무병묘원종분양실적 : 사과, 배, 포도, 복숭아등 4과종 46품종 ( 중앙과수묘목관리센터, 16. 05. 현재 )
무병묘공급실적 원원종 : 국내육성품종의 50% 수준무병화달성 ( 농진청 ) 다만, 해외육성품종중보호기간이만료되지않은품종의경우실시권 ( 통상, 전용 ) 문제로원원종무병화미시행 원종 접수 : 묘목센터가무병접수생산, 2011 년부터공급 구분 총수요 (A) 2013년 공급 2014 년공급 2015 년공급 (B) 대비 (B/A) 대목 4,000 천주 350 321 419 10.5% 접수 4,000 천주 14 113 149 3.8 ** 과종별무병묘공급 ( 15) : 사과 93 천주, 포도 10 천주, 배 10 천주
기관간역할분담 농촌진흥청 중앙과수묘목관리센터 묘목생산업체 ( 원원종 ) ( 원종 ) ( 보급종 ) 기관역할분담 농촌진흥청 ( 시험장, 기술원 ) 국립종자원 과수농협연합회 ( 중앙과수묘목관리센터 ) 묘목생산자 (15개업체 ) 기본식물개발및원원종보존 검사기술 방법개발, 시범포운영 원종특성검정및보존비용지원 보유원종바이러스검사 (2년주기), 이력관리 무병원종을확보 증식 바이러스검사등품질보증 무병묘목계약재배 수매및공급총괄 무병묘신청접수및공급 우량묘목생산 공급
무병묘생산 / 공급체계 농촌진흥청 ( 원원종 ) 중앙과수묘목관리센터 ( 원종 ) 대목모수, 대목 / 품종접수 대목모수, 품종접수 민간묘목생산자 (150ha, 19 개소 ) 영주 / 옥천기술센터 (3ha, 2 개소 ) 자체모수포 증식 자체모수포 증식 무병대목, 품종접수 무병묘목 묘목생산자 농가 무병묘목
무병묘생산유통활성화중점추진방향 목표및중점추진방향 ( 방향 ) 무병묘생산유통활성화로과수산업경쟁력강화 2025년까지주요과수묘목유통량의 80% 를무병묘목으로공급 공급목표 : ('15) 3.8% ( 20) 30 ('25) 80 ** 선진국 ( 네덜란드 ) 무병묘유통비율 80% ( 추진과제 ) 무병묘기간단축 무병묘공급기간확충 묘목관리시스템구축 무병묘유통생태계조성
무병묘생산활성화방안 (R&D) (1. 무병묘보급기간단축 ) 지역적응및품종등록단계에서무병화 - 무병묘원원종, 원종생산 : ( 기존 ) 품종등록後 ( 개선 ) 품종출원前 * 무독처리 (4 년 ) : 열처리및조직배양, 유전자진단, 무병묘선발및육성 * 특성검정 (3 4 년 ) : 조직배양체돌연변이, 바이러스감염, 품종혼입검정 < 기존 > 육종기관심사기관육종기관중앙과수묘목관리센터 지역적응시험 품종출원품종등록무병화, 원원종생산무병묘특성검정, 원종생산무병묘증식, 판매농가보급 우량선발계통, 5 년 1~2 개월 2 년 4 년 3-4 년 2-3 년총 19~20 년 < 개선 > 육종기관 지역적응시험 육종기관 / 심사기관중앙과수묘목관리센터품종출원품종등록무병묘증식, 판매농가보급 무병묘보급소요기간 : 19~20 년 12~13 년 우량선발계통, 5 년 1~2 개월 2 년 2~3 년총 12~13 년 무병화, 원원종생산 무병묘특성검정, 원종생산 4 년 3-4 년
(2. 부서간역할분담 효율성제고 ) ( 기존 ) 과수과에서무병묘생산 분양 ( 이후 ) 1과수과 ( 자원개발실 ) : 무병묘생산 + 2 육종부서에서과실특성조사, 무병묘신품종공급 분양 기존직무육종품종에대해서는과수과에서생산 공급
(3. 기존확립된기술의고도화 ) 무병화기술이확립된과종 ( 사과, 배, 포도 ) 은처리기간 방법등을효율적으로향상시킬수있는연구실시 * 바이러스제거및생존율향상을위한처리방법의다양화 ( 기존 ) 열처리 (37 ) + 경정배양 ( 보완 ) 한냉처리 (4 ), 항바이러스제단독및복합처리 * 무병묘를연중생산할수있는기술개발 ( 기존 ) 열처리 (37 ) 후생장점배양 ( 보완 ) 수삽등으로연중생장점채취후무병화 + 발근
(4. 원천기술조기개발 ) 무병화기술이미확보된과종 ( 복숭아, 감 ) 은 2020 년까지개발완료 * 배지조성 ( 호르몬함량등 ), 발근기술 ( 암처리, 호르몬함량등 ), 미세접목기술 ( 온 습도조절등 ) 확립예정 < 원천기술보유현황및계획 > 과종 2016 년현재 2018 년 2020 년 사과, 배, 포도 100% - - 복숭아 50% ( 기내도입, 경정배양기술확보 ) 80% ( 무병화및발근기술 ) 100% ( 순화, 미세접목기술 ) 감 30% 수준 ( 기내도입기술확보 ) 80% ( 무병화및발근기술 ) 100% ( 순화, 미세접목기술 )
< 과수무병원종분양현황및계획 > 과종 대상품종 2016년현재 2017년 2020년 사과 24 17품종 (70%) 19(80%) 22(92%) 배 20 13품종 (65%) 14(70%) 18(90%) 포도 19 13품종 (68%) 14(74%) 17(90%) 복숭아 7 3 품종 (43%) 4(57%) 6(86%) 감귤 19-10(53%) 18(95%) 감 4-1(25%) 3(75%)* 일부품목 계 93 46 품종 (49.4%) 62(66.7%) 84(90%)
(5. 홍보 교육 ) 농업인홍보및교육강화 - 우리청우수과수품종에대한홍보강화및바이러스피해방지를위한농업인교육강화 * 우수품종품평회확대, 주산지선도농가대상시범포조성운영 ( 농업기술센터활용 ) - 과수규격과된무병묘목안정공급시범사업추진 * 경기, 강원, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북등 12개소 * 사업비 : 480백만원 ( 개소당 40백만원규모 )
사업량 : 12 개소 계경기강원충북충남전북전남경북 12 이천영월, 삼척충주, 옥천천안, 홍성장수고흥문경, 청송, 울진 시범요인 과수무병묘목생육전시포조성 농업인현장교육장활용 과수품종비교전시포운영 지원범위 기반조성 ( 암거배수등 ), 점적관수, 지주, 방조망, 묘목 전시포운영기반시설, 비가림시설, 홍보판등
생육상황 (6.15.) 생육상황 ( 7.13.) 생육상황 ( 8.16.) 생육상황 ( 8.19.) 생육상황 ( 9.14.) 안내판설치
기대효과 < 경쟁력강화 > 과원의생산성향상과과실품질개선등으로소비자 신뢰도향상및과수산업경쟁력강화 < 소득증대 > 전국과원을무병묘로갱신할경우연간 3,601 억원의 농가소득증대효과기대 - 품목별 : 사과 1,338 억원, 배 228, 포도 657, 복숭아 580, 감 269, 감 530 < 신품종공급촉진 > 신품종의신속공급으로농가만족도증대 < 묘목산업내실화 > 묘목품질향상및묘목업체경쟁력강화
과수무병묘생산기술 ASSVd
바이러스 ( 바이로이드 ) 제거기술 1. 열처리법 (37 ) < 열처리 + 생장점배양 ( 대부분과수 ) 2. 저온처리법 (5 ) < 저온처리 + 생장점배양 (ASSVd, Pear) 3. 생장점배양법 4. micro-grafting (0.2-0.3mm) < 열처리 + micro-grafting (Citrus) 5. 항바이러스제등화학약품 (ribavirin) < 항바이러스제 + 생장점배양 6. 세포배양 7. 스트레스유발원처리에의한바이러스이병주조기퇴화 8. 약독바이러스이용한교차방제 9. 유전공학기법이용한저항성식물체개발
열처리및경정배양에의한무병묘생산기술 열처리주의생장점절취 ( 엽원기 4 매포함 )` 미처리주의생장점절취 ( 엽원기 2 매포함 )` 열처리 (37~38 4~8 주간 ) 초대배양의성공율이높음바이러스무독묘의육성율도높음 초대배양의성공율이낮음바이러스무독묘의육성율도 열처리주보다저조
과수바이러스무병화흐름도 우량계통선발 무병묘 1 차검정 품종판별 ( 분자마커검정 ) 최종무병묘선발 묘목양성및열처리 생장점배양 (0.5-1mm) 기외식물체양성 2 차정밀검정 (RT-PCR 등 ) 선발무병묘특성검정 순화 접목검정 망실관리
우량계통선발및열처리용묘목양성 무병화를위한열처리 - 병원체종류별무독화조건 ( 문헌참조 ) - 과실특성이우수하고안정적인우량계통선정 - 건전한실생대목에절접하여품종당계통당 5 개체접목묘양성 ACLSV : 37, 35days 열처리온도와기간은품종과처리식물체의상태에따라다를수있음 전체병원체를목표로하여일반적으로 37~38, 5~6weeks 로처리 ASGV : 37, 4~5weeks ASPV : 37~38,4~5weeks ApMV : 37, 3~4weeks ASSVd : 36~37, 41~48days 소요기간 : 1~2 개월 소요기간 : 1~2 개월
생장점배양 기내식물체양성및증식 < 기내도입과정 > 1. 열처리중신장한정단부또는측아발아신초 1cm 절취 2. 표면살균 -1 차 : 흐르는물에수차례세척 -2 차 : 70% 에탄올에 30 초침지 -3 차 : 1% 차아염소산나트륨에 1 분 30 초침지 -4 차 : 멸균수로 3~4 회세척 3. 엽원기 2~3 매를포함한생장점조직 0.5~1.0mm 절취한후인공배지에치상 초대배양용배지조성 : MS + 1mg/L BA + 3% sucrose + 0.8% agar 소요기간 : 3~4 개월 < 조직배양묘증식과정 > - 배지교환 : 4~5 주간격 - 증식용배지조성 MS + 1mg/L BA + 0.3mg/L IBA + 0.5mg/L GA3 + 3% sucrose + 0.8% agar 소요기간 : 1~2 개월
조직배양배지조성 기내도입배지조성표 (/1L) MS (g) Sucrose (g) BA (ppm) NAA (ppm) Plant agar(g) Charcoal (g) ph (1N KOH) 전과종 4.4 30 1 0.1 8 1.5 5.8 증식배지조성표 (/1L) 과종 MS (g) Sucrose (g) Sorbitol (g) BA (ppm) IBA (ppm) GA3 (ppm) Zeatin (ppm) Plant agar (g) ph (1N KOH) 사과 4.4 30-1 0.3 0.5-10 5.8 배 4.4 30-1 0.1 - - 10 5.8 포도 4.4 30-0.1 0.1 - - 10 5.8 감 4.4 30 - - - - 0.2 10 5.8 복숭아 4.4-20 2 - - - 10 5.8
유전자진단을통한 virus-free 개체선발 선발계통기내경화처리 ASSVd - 진단대상병원체 : ACLSV, ASGV, ASPV, ApMV, ASSVd - 시료준비 : 계통별로증식된기내식물체 2 개체모아액체질소로마쇄하여핵산추출 - 바이러스는 multiplex RT-PCR 진단수행 - 바이로이드는단독 RT-PCR 진단수행 * RT-PCR 방법참조소요기간 : 1~2 일 - 1차선발된무병계통기내경화처리 : 기내에서배지교환하지않고 2~3개월생육시킴소요기간 : 1~2개월
기외미세접목을통한유식물체양성 소요기간 : 2~3 개월 2~3 개월경화시킨기내식물체배양신초 (1.0cm) 채취하여절접 대목은직경 4~6mm 실생으로무병개체확인후사용 접목부위는파라필름밴딩 접목즉시플라스틱튜브를씌운후파라필름으로밴딩하여완전밀폐 10 일후에습도조절을위해튜브상단을자른다 접목한신초가자라나오면플라스틱튜브를제거 * 선발무병계통별 10 개체육성
정밀검정을통한무병계통 2 차선발 유전자진단생물검정 ( 목본지표식물검정 ) ASSVd 수피접 녹지절접 소요기간 : 1~2 일 소요기간 : 1~2 년
품종혼입방지를위한품종판별마커검정 DNA 추출 RAPD 분석선발표지의 cloning 염기서열분석 SCAR 프라이머제작 SCAR 표지개발 F: CATCAAAGCTTAAAGACTCAAGCAGCTT R: GGCATGACCTGGCTGTTAACTTTG
과수주요품종판별용분자표지개발 5과종주요품종의판별용분자표지개발 실용화 * 사과, 배, 감, 포도, 복숭아국내육성품종및도입품종총 161품종판별가능 * 품종특이적 SCAR 마커개발 (81종) 및 SSR 마커선발 신속, 정확한품종판별기술로활용 사과품종의 SSR profile GB17_732 SCAR 마커를이용한포도품종분석 M 1 2 3 4 5 6 7 793bp * 흑보석 : 홍이두 거봉 * 수옥 : 거봉 홍이두 거봉 흑보석 수옥 732bp <CH04d02 SSR primer> M, 100bp plus DNA ladder; 1, 거봉 ; 2, 흑보석 ; 3, 4, 6, 수옥 ; 5, 7, 흑보석.
무병계통 3 차선발및망실보존관리 무병원원종계통별특성검정 - 선발계통 ( 후보원원종 ) 별 5~7 주선발하여대형포트로이식 - 망실로이동하여안전재배관리 ( 관수, 방제철저 ) - 2 차선발무병계통별과실특성검정용묘목양성 : 원원종계통별접수채취, 무병왜성대목에 3~5 주씩접목 - 목본지표식물검정결과무병화계통 3 차선발 - 야외포장환경에서무병계통별특성검정 : 나무생육및과실특성변이발생여부등 - 품종판별용마커검정 : 금후개발완료후정보제공예정 소요기간 : 2~3 년
http://www.nihhs.go.kr 김대현, kimdh823@korea.kr