PCR 기법을 이용한 사탕무씨스트선충과 콩씨스트선충의 간이동정

고형래,김은화,김세종,이재국,이왕휴,Ko, Hyoung Rai,Kim, Eun Hwa,Kim, Se Jong,Lee, Jae Kook,Lee, Wang Hyu 한국식물병리학회 2017 식물병연구 Vol.23 No.3

강원도 고랭지배추 포장에서 검출된 사탕무씨스트선충(H. schachtii)과 콩씨스트선충(H. glycines)을 구별할 수 있는 신속진단법을 개발하고자 하였다. 이를 위해 mtDNA COI 유전자 영역의 계통분석으로 동정된 사탕무씨스트선충 GC147, GC408, PM001 개체군과 콩씨스트선충 YS224, DA142, BC115 개체군을 대상으로 PCR-RFLP와 본 연구에서 개발한 특이 프라이머 세트를 이용한 PCR을 수행하였다. 사탕무씨스트선충과 콩씨스트선충 각각 3개 개체군의 mtDNA COI 영역 PCR 증폭산물에 8종류의 제한효소를 처리하여 DNA 절편길이다형성을 확인하였으며, 2종류의 제한효소 RsaI과 HinfI을 처리하면 DNA 밴드 양상의 차이로 사탕무씨스트선충과 콩씨스트선충 두 종을 구별할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 개발한 프라이머 세트(JBS1, JBG1과 JB3R)는 사탕무씨스트선충 mtDNA COI 영역의 277과 339 bp, 콩씨스트선충의 339 bp의 특정 DNA 단편을 증폭시켰으며, 뿌리혹선충 3종과 뿌리썩이선충 2종의 식물기생선충은 증폭시키지 않았다. 따라서, 본 연구에서 개발한 프라이머 세트를 이용하여 PCR을 수행하면 사탕무씨스트선충과 콩씨스트선충을 구별할 수 있었다. The purpose of this study was to develop rapid methods for distinguishing between Heterodera schachtii and H. glycines detected from chinese cabbage fields of highland in Gangwon, Korea. To do this, we performed PCR-RFLP and PCR with the primers set developed in this study for GC147, GC408 and PM001 population, H. schachtii, and YS224, DA142 and BC115 population, H. glycines. Eight restriction enzymes generated RFLP profiles of mtDNA COI region for populations of H. schachtii and H. glycines, repectively. As a result, treatment of two restriction enzymes, RsaI and HinfI, were allowed to distinguish H. schachtii from H. glycines based on the differences of DNA band patterns. The primer set, #JBS1, #JBG1 and #JB3R, amplified specific fragments with 277 and 339 bp of H. schachtii, 339 bp of H. glycines, respectively, while it did not amplify fragments from three root-knot nematodes and two root-lesion nematodes. Thus, the primer set developed in this study could be a good method, which is used to distinguish between H. schachtii and H. glycines.

클로버씨스트선충에 대한 배추과 유전자원의 저항성 스크리닝

고형래,박은형,김은화,박세근,강헌일,박병용,Ko, Hyoung-Rai,Park, Eunhyeong,Kim, Eun-Hwa,Park, Se-Keun,Kang, Heonil,Park, Byeongyong 한국환경생물학회 2021 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.39 No.3

2017년 이후 강원도 고랭지배추는 클로버씨스트선충에 의한 피해를 받아 왔다. 저항성 배추 품종 재배는 씨스트선충 피해를 줄일 수 있는 가장 경제적인 방제 방법이다. 본 연구에서는 클로버씨스트선충 저항성 배추 신품종 육성을 위한 육종 소재 탐색을 위해 배추류 유전자원 총 57자원을 대상으로 클로버씨스트선충에 대한 저항성 검정을 수행하였다. 배추(Brassica rapa subsp. pekinensis), 순무(B. rapa), Brassica sp., 갓(B. juncea), 겨자류(B. carinata, B. tournefortii), 경수채(B. rapa subsp. nipposinica), 다채(B. rapasubsp. narinosa), 평지(B. rapa var. perviridis), 루타바가(B. napus var. napobrassica), 로켓샐러드(Eruca sativa) 54자원은 뿌리에 클로버씨스트선충 암컷이 300개 이상 증식되어 매우 감수성인 것으로 나타났다. 겨자류 2자원(B. carinata, B. tournefortii)도 클로버씨스트선충 암컷이 각각 144개, 110개 증식되어 감수성인 것으로 나타났다. 반면, 겨자류 중에서 African mustard (B. tournefortii, 씨앗은행 관리번호 IT218058)는 클로버씨스트선충 암컷이 평균 4±1.8로 증식되어 저항성인 배추류 유전자원인 것으로 나타났다. 본 연구에서 선발된 African mustard (IT218058)는 클로버씨스트선충 저항성 배추 품종 육성을 위한 육종 소재로 활용 가능할 것으로 판단된다. Chinese cabbage fields have been damaged by cyst nematodes in highland of Gangwon province in Korea since the year 2011, and clover cyst nematode (CCN) is one of the most problematic cyst nematodes in the crop. To investigate the plant resources for breeding new Chinese cabbage cultivar, which is resistant to CCN, screening for resistance of fifty-seven Brassicaceae plant resources to CCN was conducted. Among the plant resources, fifty-four plant resources (Brassica rapa subsp. pekinensis, B. rapa, Brassica sp., B. juncea, B. carinata, B. rapa subsp. nipposinica, B. rapa subsp. narinosa, B. rapa var. perviridis, B. rapa var. perviridis, B. napus var. napobrassica, and Eruca sativa) were very susceptible to CCN and the number of females on roots was more than 300. Two plant resources (B. carinata and B. tournefortii) with more than 100 females on roots were susceptible to CCN. However, African mustard (B. tournefortii, Korean Genebank accession no. IT218058) was resistant to CCN because of the small number of females (4±1.8) on roots. This study showed that African mustard (IT218058) was valuable as a breeding material for Chinese cabbage, which is resistant to CCN.

클로버씨스트선충이 무시들음병 발병에 미치는 효과

고형래,박은형,강은혜,최효원,이영기,김점순,홍성기,Ko, Hyoung-Rai,Park, Eun-Hyeong,Kang, Eun-Hye,Choi, Hyo-Won,Lee, Youngkee,Kim, Jeomsoon,Hong, Sung Kee 한국환경생물학회 2021 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.39 No.1

Radish is one of the major vegetable crops and has been damaged economically by the causal agent of Fusarium wilt disease, Fusarium oxysporum f. sp. raphani (FO) in the highlands of Gangwon province, Korea. Recently, clover cyst nematode, Heterodera trifolii(HT), occurred in highland of Jeongseon area and poses a threat to radish plants. The nematodes, besides causing direct damage to radish plants, possess the capability to synergize with other plant pathogens, leading to the development of a disease complex. The aim of this study was to investigate the interaction between FO and HT in radish plants. The length of plants co-infected with both FO and HT was shorter than that of plants infected with FO alone, but there was no statistically significant difference. However, the disease severity was much higher in the plants co-infected with both FO and HT(1.60±0.97) compared to FO alone(0.20±0.42)(df=3, F=10.17, p<0.001). Disease incidence was also about two-fold higher in plants co-infected with both FO and HT (80%) compared to FO alone (44%). These results suggested that the clover cyst nematode should be considered in the management of Fusarium wilt disease in the highlands of Gangwon province. 무는 중요한 채소작물 중 하나이며 강원도 고랭지에서는 시들음병 Fusarium oxysporum f. sp. raphani에 의해 지속적으로 경제적인 피해를 받아왔다. 최근에는 정선군의 고랭지에서 배추과 작물을 기주로 하는 클로버씨스트선충(Heterodera trifolii)이 발생하여 무 생산에도 위협을 가하고 있다. 이 선충은 무에 직접적인 피해뿐만 아니라 다른 병원균과 복합감염에 의한 2차 피해를 일으킬 수 있는 것으로 잘 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 무시들음병균의 발병에 있어 클로버씨스트선충이 미치는 영향을 알아 보고자 하였다. 무시들음병균과 클로버씨스트선충을 복합감염시킨 처리구의 식물 초장은 무시들음병균을 단독감염시킨 처리구의 식물 초장보다 더 낮은 경향을 보였으나 통계적인 유의성은 없었다. 반면, 무시들음병균과 클로버씨스트선충을 복합감염시킨 처리구의 발병도(1.60±0.97)는 무시들음병균을 단독감염시킨 처리구(0.20±0.42)보다 더 높은 것으로 나타났다. 발병률도 무시들음병균과 클로버씨스트선충 복합처리구(80%)가 무시들음병균 단독처리구(44%)보다 2배 정도 높은 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 따라 강원도 고랭지에서 무시들음병의 방제전략 수립 시에는 클로버씨스트선충의 방제도 함께 고려해야 할 것으로 생각된다.

딸기 육묘장 토양 내 식물기생선충의 감염현황과 자묘를 통한 선충의 분산

고형래,이민아,김은화,김세종,이재국,Ko, Hyoung Rai,Lee, Min A,Kim, Eun Hwa,Kim, Se Jong,Lee, Jae Kook 한국식물병리학회 2017 식물병연구 Vol.23 No.2

2016년 6월부터 9월까지 국내 딸기 육묘장 117개 포장의 토양으로부터 식물기생선충의 토양 내 감염현황을 조사하였다. 그 결과 뿌리썩이선충(Pratylenchus)과 뿌리혹선충(Meloidogyne)이 11%와 3%로 검출되어 딸기 육묘장의 문제선충으로 나타났다. 육묘 형태별로는 토경육묘에서 뿌리썩이선충과 뿌리혹선충의 발생빈도가 다른 육묘방법에 비해 높았고, 상토를 이용한 비가림 포트육묘에서는 식물기생선충이 검출되지 않았다. 뿌리썩이선충은 딸기뿌리썩이선충(P. penetrans)과 사과뿌리썩이선충(P. vulnus) 2종이 확인 되었으며, 뿌리혹선충은 당근뿌리혹선충(M. hapla) 1종이 확인되었다. 사과뿌리썩이선충은 딸기 자묘를 통해 식물기생선충이 감염되지 않은 건전한 토양으로의 확산이 확인되었다(33%). To survey the incidence of plant-parasitic nematode in strawberry nursery, 117 soil samples were collected from main producing area of strawberry nursery plants in 2016. The incidences of two major problematic nematodes such as root-lesion nematodes (Pratylenchus spp.) and root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) were 11% and 3%, respectively. Strawberry nurseries using upland soil either in fields or in plastic-houses showed were higher infection rates of Pratylenchus spp. or Meloidogyne spp. than others. On the other hand, a strawberry nursery using pots filled with bed soil in plastic-house was the lowest infection rate with 0%. Phylogenetic relationships and distance analysis were performed for identification of Pratylenchus spp. and Meloidogyne spp. detected from strawberry nurseries. As the results, they were identified as Pratylenchus penetrans, Pratylenchus vulnus and Meloidogyne hapla. Meanwhile, when nursery plants of strawberry infested with P. vulnus transplanted to pots filled with sterilized soil, P. vulnus was detected from soil in pots as 33% frequency. Thus, P. vulnus can be spread through nursery plants of strawberry infested with that. These studies suggested that Pratylenchus spp. and Meloidogyne spp. were ploblematic nematodes in major areas of strawberry nursery plants and P. vulnus could be spread through nursery plants of strawberry.

국내 들깨 재배지 식물기생선충 감염현황

고형래,강헌일,김은화,박은형,박세근,Ko, Hyoung-Rai,Kang, Heonil,Kim, Eun-hwa,Park, Eun-Hyung,Park, Se-Geun 한국환경생물학회 2021 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.39 No.2

국내 들깨 재배지의 식물기생선충 감염현황을 조사하기 위해 2020년 1월 21일부터 10월 27일까지 8개 시군의 노지, 시설 들깨 재배지에서 채취한 토양 시료 51점을 분석하였다. 들깨 재배지에는 뿌리썩이선충류, 나선선충류, 뿌리혹선충, 위축 선충이 감염되어 있었으며, 뿌리썩이선충(39%)과 나선선충(55%)이 다른 선충에 비해 높은 감염률을 보였다. 들깨는 연작연수가 증가할수록 뿌리썩이선충의 발생 빈도는 증가하는 추세를 보였으며, 11년 이상 연작하면 5년 미만일 때보다 발생 빈도가 2배 이상 증가하였다. 잎들깨와 종실용 들깨 재배지에 감염된 선충 종류와 밀도는 차이를 보였다. 들깨 검출 선충 가운데 경제적으로 중요한 뿌리썩이선충의 분자생물학적 종 동정 결과, 2속 3종(Pratylenchus penetrans, P. vulnus, Pratylenchoides leiocauda)의 뿌리썩이선충이 감염되어 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 따라, 들깨 밭의 선충 관리 전략 수립을 위해서는 뿌리썩이선충이 문제 선충이라는 점이 고려되어야 할 것이다. To investigate the incidence of plant-parasitic nematodes (PPNs) in perilla fields in Korea, 55 soil samples were collected from open fields and plastic-film house fields and were analyzed during January 2020 to October 2020. Root-lesion nematodes (RLNs), spiral nematodes, root-knot nematodes, and stunt nematodes were detected in perilla fields, and the incidences of RLNs (39%) and spiral nematodes (55%) were higher than those of other nematodes. Among PPNs, RLNs are very important species found on economic crops. The detection frequency of RLNs was increased due to continuous crop cultivation, and the frequency of fields that cultivated only one crop continuously for over 11 years was twice higher than the frequency of fields that cultivated only one crop for less than 5 years. The PPN species diversity and density were different between leaf-perilla cultivation fields and seed-perilla cultivation fields. In phylogenetic analysis of RLNs, Pratylenchus penetrans, P. vulnus, and Pratylenchoides leiocauda were identified in perilla fields. These results suggest the RLNs should be considered for establishing nematode management strategies in perilla fields in Korea.

훈증성 약제 처리용 토양소독기의 클로버씨스트선충 방제 효과

고형래(Hyoung-Rai Ko),이상희(Sang-Hee Lee),강태경(Tae-Gyoung Kang),김태형(Tae-Hyeong Kim),김상수(Sang-Su Kim),이재국(Jae-Kook Lee) 한국식물병리학회 2020 식물병연구 Vol.26 No.2

클로버씨스트선충은 국내 고랭지배추 재배지에서 가장 문제 되고 있는 식물기생선충 중 하나이다. 본 연구는 새로 개발한 훈증성 약제 처리기의 성능을 시험하기 위하여 고랭지배추 문 제 클로버씨스트선충을 대상으로 훈증성 약제 2종(dimethyl disulfide [DMDS], metam sodium [MNa])의 살선충 활성을 검 정하였다. 훈증성 약제의 방제 효과는 약제 처리 4주 후 처리구 별 토양으로부터 씨스트를 채집하여 클로버씨스트선충 알 부 화율을 조사하였고, 씨스트 내부의 알을 배추에 접종하여 얻 은 암컷 증식 수를 조사하여 평가했다. DMDS (39 l/10 a)는 클 로버씨스트선충 알 부화율과 암컷 증식 수를 각각 99.0% 이상 억제하였으나, MNa (29 l/10 a)는 알 부화율은 78.3–99.4%, 암 컷 증식 수는 34.7–49.3% 정도 억제하였다. 훈증성 약제 2종의 처리 깊이에 따른 클로버씨스트선충 알 부화율과 암컷 증식수 는 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다. 본 연구에서 개 발된 토양 소독기를 이용하여 DMDS를 토양 처리하면 클로버 씨스트선충 방제 효과가 있을 것으로 보인다. Clover cyst nematode, Heterodera trifolii, is one of the most important plant-parasitic nematode on Kimchi- cabbage in highland in Korea. Recently, a demand of soil disinfection machine for fumigants is increasing. This study was conducted to assess the control effects of a newly developed prototype soil disinfection machine to the cyst nematode. Two fumigants, dimethyl disulfide (DMDS) and metam sodium (MNa), were treated using the machine in a field, which was infected with the cyst nematode. After 4 weeks, control effects of fumigants were assessed as eggs hatching rates inside of cysts extracted from the soil, and as a number of fe- males reproduced in roots of Kimchi-cabbage. DMDS (39 l/10 a) suppressed over 99.0% of the eggs hatching rate and the number of females reproduced. On the other hand, MNa (29 l/10 a) controlled the egg hatching rates from minimum 78.3% to maximum 99.4%, and the number of females from 34.7% to 49.3%. The control effects of two fumigants to clover cyst nematode by treated depth were no significant differences statistically. These results showed that DMDS treatment using the soil disinfection machine was expected to have the control effects for the clover cyst nematode.

배추과 녹비작물의 클로버씨스트선충 방제 효과

고형래(Hyoung-Rai Ko),김세종(Se-Jong Kim),이재국(Jae-Kook Lee) 한국식물병리학회 2020 식물병연구 Vol.26 No.2

녹비작물을 이용한 선충 방제 기술 개발을 위해 클로버씨 스트선충이 감염된 정선군 배추 포장에서 기름무 6품종과 백 겨자 4품종의 녹비작물을 재배하였다. 2개월 후 트랙터 로터 리를 이용하여 녹비작물을 토양에 환원시키고 1개월 동안 부 숙시켰다. 이후 배추를 정식하고 70일이 경과한 다음 씨스트 선충에 대한 알 증식률과 배추의 생체중을 조사하였다. 그 결 과, 기름무 Adios와 Anaconda 품종을 재배한 처리구의 토 양에 존재하는 씨스트 내부의 알 밀도 감소율(Pf/Pi)은 각각 0.04, 0.02로 가장 낮았다. Adios와 Anaconda 처리구의 암컷 의 증식수는 토양 300 cm3당 각각 2.5마리, 3.5마리로 무처리 를 비롯한 다른 처리구들보다 낮은 것으로 나타났다. 또한, 배 추 3포기 생체중은 Adios와 Anaconda 처리구에서 각각 7.67 kg, 7.35 kg으로 나타나 무처리 5.64 kg보다 높았다. 본 연구 결과에 따라 배추과 녹비작물인 기름무 Adios와 Anaconda 품종은 클로버씨스트선충의 친환경적인 방제 소재로 활용 가 능하다고 판단된다. To investigate the effects of Brassicaceae cover crops on clover cyst nematode, Heterodera trifolii, 10 cultivars consisting of six of oil radish and four of white mustard were planted in the nematode infected field at Jeong- seon city. Two months after planting, the cover crops were plow down and incorporated into the soil using rotavator, decomposed for 1 month, then transplanted kimchi-cabbages. After 70 days, the density of eggs inside of the cyst and the number of females in the soil were examined. As a result, the reproduction rates of eggs in each plots of Adios and Anaconda cultivars, which were 0.04 and 0.02, respectively, were greatly reduced. The number of females in the plots of above two cultivars showed means at 2.5 and 3.5 per 300 cm3 soil, which were lower than those of other plots. In addition, fresh weights of three plants in the two plots, which were 7.67 and 7.35 kg, were significantly higher than that of the control plot. Collectively, these results suggest that the two cultivars of Brassicaceae cover crops, Adios and Anaconda, could be used for reducing the cyst nematode density.

클로버씨스트선충 방제용 자원 선발을 위한 갯무(Raphanus sativus var. hortensis f. raphanistroides)와 들갓(Sinapis arvensis)의 발아특성 및 선충 저항성 검정

김진원(Jin-Won Kim),고형래(Hyoung-Rai Ko) 한국잡초학회 2024 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) Vol.44 No.1

고랭지 배추재배지에서 클로버씨스트선충에 대한 살선충제의 방제효과

이재국(Jae-Kook Lee),고형래(Hyoung-Rai Ko),이동운(DongWoon Lee) 한국농약과학회 2018 농약과학회지 Vol.22 No.1

강원도 고랭지배추 재배지에서 씨스트선충의 분포 확산

권순배,박동권,원헌섭,문윤기,이재홍,김용복,최병곤,서현택,고형래,이재국,이동운,Kwon, Soon-Bae,Park, Dong-Kwon,Won, Heon-Seop,Moon, Youn-Gi,Lee, Jae-Hong,Kim, Yong-Bog,Choi, Byoung-Gon,Seo, Hyun-Taek,Ko, Hyoung-Rai,Lee, Jae-Kook,Lee, Do 한국응용곤충학회 2018 한국응용곤충학회지 Vol.57 No.4

2011년 강원도 태백에서 최초 발생이 확인 된 사탕무씨스트선충은 고랭지 배추에 경제적 손실을 주는 주요 선충의 하나이다. 또한 2017년 고랭지 배추 재배지역에서 클로버씨스트선충도 분포가 확인 되었다. 본 연구는 씨스트선충의 확산을 조사하기 위하여 2013년부터 고랭지 배추 재배지역에서 씨스트선충의 발생지역 조사를 수행하였다. 아울러 2017년에는 종 특이 프라이머를 이용한 Real-time PCR기법으로 이들 두 선충 이외에 국내 분포가 알려진 콩씨스트선충의 검출지를 강원도 고랭지배추 주산지를 중심으로 조사하였다. 고랭지 배추재배지에서 씨스트선충류의 감염포장은 매년 증가하여 2017년 태백, 삼척, 정선, 강릉지역에서 분포가 확인되었으며 정선지역이 2017년까지 누적 감염 포장 수가 245개로 가장 많았다. PCR분석이 가능한 41점의 씨스트선충들 중 61%가 클로버씨스트선충이었으며 사탕무씨스트선충은 9.8%에 불과하였고, 콩씨스트선충도 29.3% 확인되었다. 따라서 기존에 알려졌던 씨스트선충 검출 포장의 일부는 콩씨스트선충이 감염되어 있을 것으로 보이며 클로버씨스트선충이 고랭지 배추재배지에 우점하는 것으로 나타나 향후 이 종에 대한 방제 대책이 필요할 것으로 생각된다. The sugar beet cyst nematode (SBCN), Heterodera schachtii first detected in Taebaek, Gangwon-do in 2011, is one of the major plant parasitic nematodes that cause economic damage to the Chinese cabbage in highland regions. In addition, the distribution of clover cyst nematode (CCN), H. trifolii was confirmed in the highland Chinese cabbage cultivated regions in 2017. In order to investigate the spread of cyst nematodes, this study has been conducted since 2013 in the highland Chinese cabbage cultivation area. In addition, in 2017, the Real-Time PCR technique with the species-specific primer was used to investigate those two cyst nematodes and the soybean cyst nematode (SCN), H. glycines which is known for its distribution in Korea, focusing on the main production regions of highland Chinese cabbage cultivation. The number of infected fields in the Chinese cabbage plantation in highland increased every year to confirm distribution in Taebaek, Samcheok, Jeongseon and Gangneung in 2017, and the cumulative number of infection fields reached 245 by 2017. Of the 41 possible cyst nematode samples for PCR analysis, 61% were CCN, only 9.8% of the SBCN and 29.3% of the SCN were identified. Therefore, some of the previously known SBCN or CCN discoveries are likely to have been infected with SCN. It is believed that the CCN needs to be controlled in the future as CCN have been found to be dominant species in the highland Chinese cabbage plantation regions.