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156 엄민용 조수정 장경수 최용호 김진철 최경자 들방법은경제적으로용이하지않다. 그리고살균제를사용하여방제하는화학적방법이있는데, 뿌리혹병방제용살균제는미토콘드리아에서산화적인산화를방해하여 ATP를생산하지못하게하는 fluazinam, cytochrome bc 1 complex의 ubiquinone reducing site에서전자전달을억제하여호흡을저해하는 cyazofamid 그리고작용기작이알려져있지않은 benzenesulfonamide 계살균제인 flusulfamide와 thiazolecarboxamide 계의 ethaboxam 등이있다 ( 장등, 2005; Komyoji 등, 1995; Mitani 등, 2003; Shimotori 등, 1996). 최근에는친환경농산물에대한수요가증가함에따라농약을사용하지않고도배추를재배할수있는저항성품종이요구되어, 우리나라종자회사에서도다양한저항성품종을개발하여판매하고있다. 하지만배추뿌리혹병저항성유전자는단일우성유전자로알려져있고, 뿌리혹병균은감염기주내에서핵융합으로변형체를만들기때문에생리형분화가쉽게발생하는병원균이다 (James와 Williams, 1980; Kuginuki 등, 1999). 따라서일본뿐만아니라우리나라에서도저항성품종을재배하는배추연작지를중심으로저항성품종을감염하는새로운균주가출현하여뿌리혹병방제에실패하는결과가발생하고있다 (Kuginuki 등, 1999). 따라서뿌리혹병방제를위해서는새로운병저항성자원을이용한저항성품종의개발과더불어저독성의환경친화적인살균활성물질의개발이지속적으로필요하다. 본연구에서는뿌리혹병에효과적인살균활성물질을선발하기위한생물검정법을확립하기위하여, 기존살균제 3종을이용하여토양종류, 배추품종, 배추생육시기및뿌리혹병균접종농도등의발병조건에따른기존살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid의방제효과차이를조사하였다. 재료및방법 병원균. 강원도강릉시왕산면대기리의배추재배포장에서뿌리혹병에감염된배추뿌리를채집하여이병조직 (1 g) 으로부터휴면포자를수확한후이를다시 2주동 안재배한배추유묘 100주에접종하였다 ( 조등, 2010). 접종한배추는 20±5 o C의온실에서 1주일동안재배한후배추뿌리혹병이발생한적이없는한국화학연구원실험포장에정식한후시비및병충해방제를위한약제살포등통상적으로관리하면서 60일동안재배하였다. 뿌리혹병이발생한배추뿌리이병조직을수확한후이를 80 o C deep freezer에보관하면서실험에사용하였다. 식물의재배. 몬산토코리아사로부터 노랑김장 배추종자를구입하여배추품종에따른방제효과실험을제외한모든실험에사용하였다. 원예용상토 5호 ( 부농사 ) 가담긴 5 8 육묘용연결포트 (68 ml/pot, 범농사 ) 에배추종자를파종하고온실 (20±5 o C) 에서재배하였다. 식물생육시기에따른살균제의방제효과실험을제외한모든실험은 2주동안재배한 2~3엽기배추유묘를실험에사용하였다. 배추의생육시기에따른방제효과실험에서는동일한방법으로배추종자를파종하고각각 7일, 14일, 21일동안온실에서재배한배추유묘를사용하여살균제들의방제효과를실험하였다. 그리고토양의종류에따른뿌리혹병에대한방제효과실험에서는원예용상토 5호와일반밭토양을동량의부피로섞은혼합토양, 밭토양그리고원예용상토 5호등세종류의토양에배추를파종하여실험하였다. 배추품종에따른방제효과실험에는 노랑김장 외에 삼복엇갈이 ( 몬산토코리아사 ) 그리고뿌리혹병에대한저항성품종인 CR 하계 ( 농우바이오사 ) 와 부활 ( 몬산토코리아사 ) 을실험에사용하였다. 약제처리. Fluazinam, ethaboxam, 그리고 cyazofamid 등 3종살균제들의배추뿌리혹병방제효과를조사하기위하여이살균제들의원제를구입하여실험에사용하였다 (Fig. 1). 각약제는 dimethyl sulfoxide(dmso) 에용해하고희석하여실험하고자하는약제농도의 100배액으로준비한후, 250 µg/ml 농도의 Tween 20 수용액에 1% 가되도록첨가하여약제용액을조제하였다. 온실에서재배한배추유묘에준비한약제용액을포트당 5 ml 씩관주하는방법으로약제를처리하였다. 접종및발병. 배추유묘에약제를처리하고 1일후에 P. brassicae의포자현탁액을관주접종하였다. Deep Fig. 1. Chemical structures of fluazinam (A), ethaboxam (B), and cyazofamid (C).

발병조건에따른살균제들의배추뿌리혹병방제효과 157 freezer에보관중인뿌리혹병이병조직을꺼내어흐르는수돗물에세척하여이물질을제거한후 Waring blender에넣고멸균증류수를첨가한후마쇄하였다. 그리고 2겹의가제로걸러식물조직을제거한후광학현미경하 (300배 ) 에서 hemocytometer를이용하여휴면포자의수를측정하고, 접종원의최종농도는 ml 당 1.3 10 8 개가되도록멸균수로희석하였다. 약제가처리된배추유묘에준비한포자현탁액을포트당 5 ml씩관주하여접종한후 20 o C 그리고상대습도 70% 내외의항온항습실에서하루에 12시간씩광을조사하면서 2일동안배양하였다. 접종원농도에따른살균제의방제효과실험에서는포트당 1.8 10 7, 7.0 10 7, 2.8 10 8 및 1.1 10 9 개를각각접종하였다. 접종한후에항온항습실에서배양한배추유묘는 20±5 o C의온실로이동하여 4주일동안재배한후에배추뿌리를뽑아물로씻은후뿌리혹병발생정도를조사하였다. 조사기준은 0= 뿌리혹병발생이없음, 1 = 측근에뿌리혹이착생되어비대정도가적고서로독립하여존재, 2 = 측근에뿌리혹이착생되며비대정도가비교적큼, 3 = 주근에뿌리혹이착생되며서로접합되고비대정도가큼, 4 = 주근에뿌리혹이착생되며서로접합되고비대정도가매우큼등의 5단계로하였다 (Kuginuki 등, 1999; Suwabe 등, 2003). 모든실험은 5반복으로 2회실시하였으며, SAS(SAS Institute, Inc., 1989, Cary, NC) 프로그램을이용하여 ANOVA 분석을하였다. 처리평균간비교를위하여 Duncan's multiple range test (P=0.05) 를실시하였다. 약제의방제효과는다음과같은식에따라계산하였다. 방제가 (%) = (1 처리구의발병도 / 무처리구의발병도 ) 100 결과및고찰 배추품종에따른뿌리혹병방제효과. 실험에사용한 배추품종즉, 뿌리혹병에저항성품종인 CR하계 와 부활 그리고감수성품종인 노랑김장 과 삼복엇갈이 의무처리구발병도는각각 0%, 0%, 68% 및 58% 였다. 즉감수성품종들에서는매우높은뿌리혹병발생을나타냈으나, 저항성두품종에서는전혀발생하지않았다. 그리고감수성배추품종에서 fluazinam, ethaboxam 그리고 cyazofamid 처리구의뿌리혹병에대한방제효과는 삼복엇갈이 에서다소높았으나, 통계적유의성은없었다 (Table 1). 우리나라에는유럽순무로부터뿌리혹병저항성유전자가도입된 CR 하계 와 부활 등과같은저항성품종이여러종자회사에서개발되었다. James와 Williams(1980) 는배추뿌리혹병저항성을단인자우성으로보고하여저항성품종을감염하는새로운균주의출현이예견되었다. 그후일본및우리나라의배추대단위연작재배지에서배추뿌리혹병저항성품종에병을일으키는뿌리혹병균이보고되고있다 (Crute과 Pink, 1989; Kuginuki, 2001). 따라서배추의뿌리혹병을방제하기위해서는저항성품종육성과더불어환경친화적인살균제개발이지속적으로요구되고있다. 배추의생육시기에따른뿌리혹병방제효과. 서로다른생육시기의배추에서살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid의뿌리혹병방제효과를실험하였다. 무처리구에서파종 1주일, 2주일및 3주일후의배추유묘의뿌리혹병발병도는각각 58%, 80%, 100% 로생육시기가증가할수록뿌리혹병발생이크게증가함을알수있었다. 일반적으로각종식물의잿빛곰팡이병, 탄저병및벼도열병등의식물병은어린조직에서병발생이높으나배추뿌리혹병의경우에는이와반대의결과를나타냈으며, 이는조등 (2010) 의결과와일치하는결과이다. 이는 3주유묘가 1주유묘보다병원균에대한감수성이높아발생한것이라생각되기보다는 1주유묘보다 3주유묘가뿌리혹병균이침입할수있는배추뿌리가더많 Table 1. Efficacy of three fungicides for control of clubroot in two Chinese cabbage cultivars a Con. (µg/ml) 4 20 Cultivar Chemical Fluazinam Ethaboxam Cyazofamid Average Noranggimjang 54b b 54b 82a 63 Sambokeotgalyi 81ab 57b 90a 76 Noranggimjang 84ab 92ab 99a 92 Sambokeotgalyi 90ab 99a 99a 96 Noranggimjang 100a 93ab 100a 98 100 Sambokeotgalyi 100a 100a 100a 100 adisease severities of untreated controls Noranggimjang and Sambokeotgalyi were 68% and 58%, respectively. bcontrol value (%).

158 엄민용 조수정 장경수 최용호 김진철 최경자 기때문으로생각된다. 왜냐하면뿌리혹병균은활물기생균이므로포자현탁액을접종한후에수시간이내에침입하지못하면포자는사멸하게되므로 1주유묘보다 3 주유묘에서뿌리침입에성공하는뿌리혹병균의양이더많으리라생각된다. 하지만정확한원인을규명하기위해서는실험을통하여확인할필요가있다. 실험한 3종살균제들은모두 1주혹은 2주유묘에서는높은방제효과를보였으나, 3주배추에서는 1주와 2주에비하여낮은방제효과를나타냈다 (Table 2). 따라서병발생이심한조건 (3주유묘 ) 에서는약한조건 (1주와 2주 유묘 ) 보다방제효과가더낮다는것을알수있었다. 또한 fluazinam과 ethaboxam의방제효과는생육시기에따라큰차이를나타내나 cyazofmid의경우에는차가적었다. 따라서효율적으로배추뿌리혹병에대한방제효과를조사하기위해서는 2주유묘를사용하여실험하는것이바람직할것으로생각되었다. 접종원농도에따른배추뿌리혹병방제효과. 배추유묘 (10일) 에살균제를관주하여약제처리하고뿌리혹병균을포트당 1.8 10 7, 7.0 10 7, 2.8 10 8 및 1.1 10 9 개씩접종하여배추뿌리혹병에대한 fluazinam, ethaboxam 및 Table 2. Control activity of three fungicides on clubroot of Chinese cabbage at several growth stages a Con. (µg/ml) 4 20 Growth stage b Chemical Fluazinam Ethaboxam Cyazofamid Average 7 47cd c 39b 48c 45 14 56bcd 19bc 62abc 46 21 0e 5c 55bc 20 7 100a 90a 91ab 94 14 93ab 81a 99a 91 21 30de 15bc 80abc 42 7 100a 100a 100a 100 100 14 100a 94a 100a 98 21 75abc 75a 100a 83 adisease severity of untreated controls was 58% for 7 days after sowing (DAS), 80% for 14 DAS and 100% for 21 DAS. bgrowth stage of Chinese cabbage seedlings. c Control value (%). Table 3. Control of three fungicides on the development of clubroot in Chinese cabbage plants inoculated with spore suspension of Plasmodiophora brassicae at various concentrations a Con. (µg/ml) 4 20 Spore concentration ( 10 7 spores/pot) Chemical Fluazinam Ethaboxam Cyazofamid Average 1.8 100a b 68a e 95ab 88 7 42bc 52b e 68bc 54 28 15cd 30de 50c 32 110 0d 26e 53c 26 1.8 100a 74a d 100a 91 7 63b 74a d 100a 79 28 25cd 45cde 99a 56 110 5d 47a e 89ab 47 1.8 100a 100a 100a 100 7 100a 89ab 100a 96 100 28 70ab 75abc 100a 82 110 63b 73a-d 100a 79 adisease severity of untreated controls was 95% for 1.8 10 spores/pot, 95% for 7.0 10 spores/pot, 100% for 2.8 10 spores/pot, and 95% for 7 7 8 1.1 10 spores/pot. 9 b Control value (%).

발병조건에따른살균제들의배추뿌리혹병방제효과 159 cyazofamid의방제효과를조사하였다. 배추뿌리혹병은포자농도가포트당 1.8 10 7, 7.0 10 7, 2.8 10 8 및 1.1 10 9 개로증가함에따라각각 95%, 100%, 95%, 95% 의발병도를나타내어접종원농도가 100배증가하여도유사한정도의뿌리혹병발생을나타냈다. 그러나살균제들의배추뿌리혹병방제효과는 3종살균제모두접종원의농도가증가함에따라크게감소하였다 (Table 3). 세가지살균제중 fluazinam은가장큰차이를보였는데, 가장낮은포자농도인포트당 1.8 10 7 개접종구에서는모든처리농도에서 100% 의방제가를보여서처리약제의농도에따른방제효과의차이를알수없었으나, 7.0 10 7, 2.8 10 8 및 1.1 10 9 의접종구에서는처리약제농도가높아짐에따라방제효과가증가함을알수있었다. 따라서약제들의배추뿌리혹병에대한방제효과실험에서접종원농도는방제효과에영향을미치는가장중요한인자중하나라고생각되었으며, 배추뿌리혹병에대한약제의방제효과는포트당 7 10 7 개정도가되도록 P. brassicae 포자현탁액을관주하여접종하여조사하는것이바람직할것으로생각되었다. 오이탄저병균경우에도분무접종하는 Colletotrichum lagenarium 포자현탁액의포자농도가 ml 당 10 4, 10 5, 10 6 개로증가함에따라 benomyl의방제효과가크게감소하였다고보고하여배추뿌리혹병과유사한경향을나타냈다 ( 김등, 1991). 하지만상추잿빛곰팡이병의경우에는이와달리접종원농도가증가함에따라 fludioxonil의상추잿빛곰팡이병방제효과가다소감소하지만뿌리혹병과같은정도의차이를나타내지는않았다 ( 최등, 2010). 토양종류에따른배추뿌리혹병방제효과. 살균제의배추뿌리혹병에대한방제효과를밭토양, 원예용상토및혼합토양에서실험하였다. 무처리구의배추뿌리혹병발생은세종류토양중원예용상토에서가장높은 95% 의발병도를그리고혼합토양에서는 38% 의낮은발병도를나타냈다. 그러나밭토양에서는뿌리혹병이거의발생하지않아약제의방제효과를조사할수없었다. Narisawa 등 (2005) 은토양의공극이 20 40% 일때뿌리혹병발생이최대였다는보고로추정하면원예용상토에비하여혼합토양의경우공극이줄어들어뿌리혹병발생이감소하였다고생각되었다. 게다가본실험에서는뿌리혹병균을관주하는접종방법을사용하였는데, 이방법은밭토양의입자가작아뿌리혹병균의포자가배추의세근에도달할수없어뿌리혹병발생이적었다고생각되었다. 왜냐하면동일한접종원을밭토양에고르게섞어주어이병토를만든후에배추유묘를이식한경우에는관주접종한경우보다뿌리혹병발생이훨씬많았다. 따라서불가피하게밭토양을사용하는경우에는관주접종법보다토양에휴면포자를고르게섞어주어이병토를만들어실험하는것이바람직할것으로생각되었다. Fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid는원예용상토보다혼합토양에서더높은배추뿌리혹병방제효과를나타냈다 (Fig. 2). 이것은원예용상토의경우발병환경이혼합토양보다좋아 disease pressure가높아져살균제의방제효과가낮아졌다고생각되었다. 이상의결과로부터 fluazinm, ethaboxam 및 cyazofamid 들의배추뿌리혹병에대한방제효과는실험하는배추유묘의생육시기와실험토양종류의경우에는무처리구의뿌리혹병발생에차이가있어살균제들의방제효과가변하였으며, 뿌리혹병균접종농도의경우에는무처리구에서뿌리혹병발생이차이가없으나세살균제들의방제효과는크게영향을받았다. 그러므로여러발병조건중약제의배추뿌리혹병에대한방제효과에가장큰영향을미치는요인은접종하는뿌리혹병균포자농도라고생각되었다. 따라서화합물의배추뿌리혹병에대한방제효 Fig. 2. In vivo antifungal activities of three fungicides (A, fluazinam; B, ethaboxam; C, cyazofamid) on clubroot of Chinese cabbage seedlings cultivated in two soil types. And disease severity of untreated controls was 95% for commercial horticulture nursery media soil (CNS) and 38% for mixed soil of CNS and upland soil (1:1, v/v). Columns labeled with the same letter are not significantly different in Duncan's multiple range test (P = 0.05).

160 엄민용 조수정 장경수 최용호 김진철 최경자 과를조사하기위해서는배추종자를원예용상토에파종한후 2주동안재배한유묘에약제를관주처리하고 1일후에포트당 7 10 7 개정도가되도록 P. brassicae 포자현탁액을관주하여접종하고 20 o C 생육상에서 2일동안배양한후에 20±5 o C의온실로이동하여 4주동안재배하는것이효율적이라생각되었다. 요약 배추뿌리혹병에대한효율적인살균활성검정법을확립하기위하여, 배추품종, 기주식물의생육시기, 접종원농도, 토양종류등의발병조건에따른살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid의배추뿌리혹병에대한방제효과를온실에서실험하였다. 배추의생육시기에따른살균제들의방제효과는파종 7일및 14일유묘에서는 21일유묘보다더높은방제효과를보였다. 그리고토양종류에따른살균제의방제효과는원예용상토보다혼합토양에서더높은방제효과를나타냈다. 무처리구의뿌리혹병발생은배추가커질수록증가하였으며, 혼합토양보다원예용상토에서병발생이더많았다. 그러나배추품종에따른살균제들의방제효과차이는거의없었다. 한편 P. brassicae 포자농도가 100배증가하여도무처리구의뿌리혹병발생은거의차이가없었으나, 살균제들의배추뿌리혹병방제효과는크게감소하였다. 이상의결과로부터살균제 fluazinam, ethaboxam 및 cyazofamid는토양종류, 배추생육시기및접종원농도등의발병조건에따라배추뿌리혹병에대하여다양한방제효과를보였으며, 이들중포자농도가살균제의방제효과에가장큰영향을미친다고생각되었다. Acknowledgement This study was carried out with the support of Cooperative Research Program for Agricultural Science & Technology Development (Project No. PJ006657022011), Rural Development Administration, Republic of Korea. 참고문헌 김흥태, 정영륜, 조광연. 1991. 오이탄저병에대한 bennomyl 의억제효과에영향을미치는요인. 한국식물병리학회지 7: 153 158. 장경수, 김진철, 이희경, 조광연, 최경자. 2005. 다양한살균제의배추뿌리혹병방제효과. 농약과학회지 9: 422 428. 조수정, 장경수, 최용호, 김진철, 최경자. 2010. 관주접종법을이용한효율적인배추뿌리혹병저항성검정법. 식물병연구 16: 279 284. 최경자, 장경수, 최용호, 김진철. 2009. 발병조건에따른 fludioxonil의상추잿빛곰팡이병방제효과. 식물병연구 15: 217 221. Arie, T., Kobayashi, Y., Okada, G., Kono, Y. and Yamaguchi, I. 1998. Control of soilborne clubroot disease of cruciferous plants by epoxydon from Phoma glomerata. Plant Pathol. 47: 743 748. Cho, W. D., Kim, W. G. and Takahashi, K. 2003. Occurrence of clubroot in cruciferous vegetable crops and races of the pathogen in Korea. Plant Pathol. J. 19: 64 68. Crute, I. R. and Pink, D. A. C. 1989. The characteristics and inheritance of resistance to clubroot in Brassica oleracea. Aspect Appl. Biol. 23: 57 60. James, R. V. and Williams, P. H. 1980. Clubroot resistance and linkage in Brassica campestris. Phytopathology 70: 776 779. Kim, C. H., Cho, W. D. and Kim, H. M. 2000a. Distribution of Plasmodiophora brassicae causing clubroot disease of Chinese cabbage in soil. Plant Dis. Res. 6: 27 33. Kim, C. H., Cho, W. D. and Kim, H. M. 2000b. Yield loss of spring Chinese cabbage as affected by infection time of clubroot disease in fields. Plant Dis. Res. 6: 23 26. Kim, C. H., Cho, W. D. and Lee, S. B. 2003. Review of researches on cluroot disease of Chinese cabbage in Korea and future tasks for its management. Plant Dis. Res. 9: 57 63. Komyoji, T., Sugimoto, K., Mitani, S., Matsuo, N. and Suzuki, K. 1995. Biological properties of a new fungicide, fluazinam. J. Pestic. Sci. 20: 129 135. Kuginuki, Y., Yoshikawa, H. and Hirai, M. 1999. Variation in virulence of Plasmodiophora brassicae in Japan tested with clubroot resistance cultivars of Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis). Eur. J. Plant Pathol. 105: 327 332. Mitani, S., Sugimoto, K., Hayashi, H., Takii, Y., Ohshima, T. and Matsuo, N. 2003. Effects of cyazofamid against Plasmodiophora brssicae Woronin on Chinese cabbage. Pest Manag. Sci. 59: 287 293. Narisawa, K., Shimura, M., Usuki, F., Fukuhara, S. and Hashiba, T. 2005. Effects of pathogen density, soil moisture, and soil ph on biological control of cluroot in Chinese cabbage by Heteroconium chaetospira. Plant Dis. 89: 285 290. Shimotori, H., Yanagida, H., Enomoto, Y. Igarashi, K., Yoshinari, M. and Umemoto, M. 1996. Evaluation of benzenesulfonanilide derivatives for the control of crucifers clubroot. J. Pestic. Sci. 21: 31 35. Suwabe, K., Tsukazaki, H., Iketani, H., Hatakeyama, K., Fujimura, M., Nunome, T., Fukuoka, H., Matsumoto, S. and Hirai, M. 2003. Identification of two loci for resistance to clubroot (Plasmodiophora brassicae Woronin) in Brassica rapa L. Theor. Appl. Genet. 107: 997 1002.