The Korean Society of Pesticide Science

Current Issue

The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 24 , No. 2

[ ORIGINAL ARTICLES ]
The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 24, No. 1, pp.34-42
Abbreviation: Korean J. Pestic. Sci.
ISSN: 1226-6183 (Print) 2287-2051 (Online)
Print publication date 31 Mar 2020
Received 02 Jan 2020 Revised 06 Feb 2020 Accepted 19 Feb 2020
DOI: https://doi.org/10.7585/kjps.2020.24.1.34

딸기 위황병원균 Fusarium oxysporum f sp. fragariae의 살균제 감수성 평가
권슬기1, ; 전창욱2, ; 남명현3 ; 곽연식1, 2, *
1경상대학교 식물의학과
2경상대학교 농업생명과학연구원
3충남농업기술원 딸기연구소

Evaluation of fungicides sensitivities of Strawberry wilt disease pathogen, Fusarium oxysporum f sp. fragariae
Seul Ki Kwon1, ; Chang-Wook Jeon2, ; Myeong Hyeon Nam3 ; Youn-Sig Kwak1, 2, *
1Department of Plant Medicine, Institute Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University, Jinju 52828, Korea
2Division of Applied Life Science (BK21Plus), Gyeongsang National University, Jinju 52828, Korea
3Chungnam ARSE, Nonsan 32914, Korea
Correspondence to : *E-mail: kwak@gnu.ac.kr
Contributed by footnote: These authors contributed equally to this work

Funding Information ▼

초록

딸기는 국내 수출 과채류 중 2.4%를 차지하며 경남, 충남, 경기도 등 전국적으로 재배되고 있는 작물이다. 딸기는 재배과정에서 발생되는 문제로 생리장해, 냉해 그리고 병해가 있다. 병해의 경우 Fusarium oxysporum f sp. fragariae의해 발생하여 토양전염성이 강한 위황병, 고온에서 주로 발생하는 탄저병(Colletotrichum spp.) 그리고 Botrytis cinerea의 의해 공기전염성으로 전파되는 잿빛곰팡이병이 대표적이다. 국내외에서 다양한 병해를 방제하고자 화학적 방제가 지속적으로 사용되어 왔으나 최근에는 오남용으로 인해 저항성 발달이 이루어짐에 따라 저항성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 93개의 위황병원균을 이용하여 코퍼하이드록사이드 수화제, 테부코나졸 수화제, 프로클로라즈망가니즈 수화제에 대한 저항성을 확인하였다. 그 결과 테부코나졸 수화제에서 균주별로 저항성 발달의 분포가 가장 다양하게 확인되었으며 코퍼하이드록사이드 수화제, 테부코나졸 수화제에서 병원균의 분리 지역에 따라 저항성 발달 정도가 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 다양한 위황병원균에 대한 약제 저항성 발달의 기초적 자료를 마련하였으며 저항성 발달과 생물학적 요인간의 상호관계를 확인하였다.

Abstract

Strawberry is an important cash crop worldwide and mainly produced in China, the United States, Mexico, Egypt, Turkey, and Spain. In Korea, it is also an economically valuable agriculture product of about $ 667 million annually. Fusarium wilt (Fusiarum oxysporum), anthracnose (Colletotrichum spp.) and gray mold (Botrytis cinerea) disease have been known as major biological problems in strawberry production. Fusarium wilt management depended on the disease-free plant and soil fumigants, but no appropriate fungicides have been selected. In this study, EC50 values of three fungicides were evaluated for 93 Fusarium oxysporum f sp. fragariae strains isolated from five regions nationwide. ANOVA analyses and Duncan’s test to investigate the relationship between EC50 values and biological factors were studied. The most important finding in this study was that EC50 of Tebuconazole was significantly different by location and EC50 of Prochloraz Mn showed segregation based on the strawberry variety. Copper hydroxide showed no correlation with environmental parameters. The results will provide a piece of fundamental knowledge for preserving the strawberry Fusarium wilt disease.


Keywords: Copper hydroxide WP, Fusarium oxysporum f sp. fragariae, Prochloraz Mn WP, Tebuconazole WP
키워드: 위황병, 코퍼하이드록사이드 수화제, 테부코나졸 수화제, 프로클로라즈망가니즈 수화제

서 론

딸기(Fragaria x ananassa Duch.)는 장미과에 속하는 식물로서 독특한 향기, 붉은 색의 과육과 수분이 많으며 단맛을 내는 작물로 알려져 있으며, 전 세계적으로 널리 재배되는 원예작물이다(Folta and Davis, 2006). 딸기는 고유의 맛과 향기, 비타민 C를 풍부하게 함유하고 있으며, 우수한 국산 딸기 품종의 육종, 재배기술의 발전 및 작형의 변화로 딸기 산업은 급속하게 확장되었고, 그 생산액은 12,843억 원에 이르고 있다. 국내에서의 딸기는 전체 채소 생산액의 10.7%을 차지하는 중요한 작물이며, 국내의 딸기 재배면적은 6,324 ha, 생산량은 203,772톤으로 세계 13위를 차지하고 있으며, 널리 재배되고 있는 딸기 품종으로는 설향, 매향, 금향 등이 있다. 이중 설향이 전체 재배 품종 중 51.8%를 차지하고 있다(Nam et al., 2011).

이러한 딸기에서 발생하는 병으로는 Fusairum oxysporum f sp. fragariae (Fof)에 의해 발생하는 위황병, Collectotrichum gloeosporioides에 의해서 발생하는 탄저병, Phytophthora fragariae에 의해서 발생하는 딸기 역병(Kim et al., 2015a; Jacobs et al., 2019), Botrytis cinerea에 의해서 발생하는 잿빛곰팡이병(Mohammad et al., 2015), Xanthomonas fragariae에 의해서 발생하는 세균모무늬병이 대표적이다(Kim et al., 2015b). 그 중 Fof에 의해서 발생하는 위황병은 병원균이 후막포자(Chlamydospore)를 형성하여 토양에서 생존력이 강하며 한국에서 딸기의 생산에 가장 영향을 끼치는 토양 매개 질병 중에 하나이다(Nam et al., 2008). 위황병이 발생 초기에는 새로 발달하는 잎이 황록색이 되거나 작아지며, 감염된 포기의 줄기를 잘라보면 도관이 갈변 되어 있고, 하엽은 시드는 증상을 보이게 된다(Nam et al., 2008). 위황병을 방제하기 위해서는 무병주를 도입하여 정식하거나 토양 훈증과 더불어 살균제를 사용하고 있으며(Matuo et al., 1980), 또 다른 방법으로는 토양 전염성 병을 차단하고 건전한 묘를 확보하기 위해 벤치 위에서 상토를 이용하여 재배하는 방식인 고설 수경재배로 육묘를 진행하고 있는 상황이다(Choi et al., 2016)

살균제로 사용되는 약제는 Dicarboximide계열의 코퍼하이드록사이드 수화제(Nam et al., 2011), Phenol ether계의 프로클로라즈망가니즈 수화제(Korea Crop Protection Association, 2011)과 Triazole계의 테부코나졸 수화제(Wang et al., 2015) 등이 있다. 테부코나졸과 프로클로라즈망가니즈는 딸기 재배지에서 흔히 사용되고 있으며 코퍼하이드록사이드는 딸기 재배지에서 토양 관주처리를 통하여 딸기의 여러 병해 방제에 사용되어지고 있다(Washington et al., 1992; Nam et al., 2011). 각 약제의 작용기작으로서 코퍼하이드록사이드 수화제는 Multi-site contact activity로 세포의 단백질을 파괴하여 살균력을 나타낸다고 알려져 있다(FRAC code list, 2018; Husak., 2015). 그리고 테부코나졸 수화제와 프로클로라즈망가니즈 수화제는 FRAC Group에서 demethylation inhibitor (DMI)에 속하는 살균제로 지질의 생합성을 저해하는 기작을 가지는 것으로 보고되어 있다. 특히 진균의 지질 생합성 중 일부 시토크롬 P450 (cytoP450)을 포함하여 에르고스테롤 생합성에 관련된 생물 전환 효소와 상호작용 하는 것으로 밝혀져 있다(Mateo et al., 2011).

본 실험에서는 국내 주요 딸기 재배 지역과 품종 그리고 병원균의 분리 위치에 따라 확보된 다양한 위황병원균 93개를 대상으로 코퍼하이드록사이드 수화제, 테부코나졸 수화제 그리고 프로클로라즈망가니즈 수화제의 EC50 값을 측정하였다. 이를 바탕으로 3가지 살균제에서 측정된 EC50 값과 생물학적 변수간의 상호관계 및 영향 정도를 분석하고 각 살균제 별로 어떠한 환경요인이 F. oxysporum f sp. fragariae의 농약에 대한 감수성에 영향을 미치는지 밝혀내고자 하였다.


재료 및 방법
위황병원균 및 약제 선발

Fusarium oxysporum f sp. fragariae는 93개의 균주를 사용하였다. 93개의 위황병 균주는, Kim et al. (2017)에 의한 선행연구에서 유전적 다양성을 확인하였으며 이를 분리 지역, 품종, 병원균의 분리 위치에 따라 분류하여 실험에 사용하였다. 살균제로 코퍼하이드록사이드 수화제(77%), 프로클로라즈망가니즈 수화제(50%), 테부코나졸 수화제(25%)가 사용되었다. 3가지 약제에 대한 EC50 값의 기준은 코퍼하이드록사이드 수화제 0.05 μg/mL (Mirkovic et al., 2015), 프로클로라즈망가니즈 수화제 0.005 μg/mL (Amini et al., 2010), 테부코나졸 수화제 0.2340 μg/mL (Yang et al., 2008)로 설정하여 실험을 진행하였다.

딸기 위황병원균 배양 조건 및 EC50 산출

위황병원균 균주의 배양 조건으로는 9-cm Petri dish(SPL, Pocheon)에 1/5 감자한천배지(PDA, 24 g of potato dextrose broth, 20 g of agar/L)를 사용하여 계대배양 하였으며, 정체배양기에서 27oC, 암 조건으로 5일간 배양하였다. 약제 저항성 실험은 6-well plate (SPL, Korea)에 감자한천배지와 살균제를 희석하여 분주하였으며, 각 플레이트에는 대조구(감자한천배지,살균제 무처리)와, 살균제 별 기준 농도 처리구를 포함하였다(Fig. 1A-C). 기준값 농도에 각각 100배, 10배 희석 농돠와 기준 농도의 10배, 100배로 농축된 살균제를 배지와 혼합 후 5 mL을 분주하였다(Fig. 1A-C). 코퍼하이드록사이드 수화제는 0 μg/mL, 0.0005 μg/mL, 0.005 μg/mL, 0.05 μg/mL, 0.5 μg/mL, 5.0 μg/mL의 농도로 각각 5 mL씩 분주하였으며, 프로클로라즈망가니즈 수화제은 0 μg/mL, 0.00005 μg/mL, 0.0005 μg/mL, 0.005 μg/mL, 0.05 μg/mL, 0.5 μg/mL의 농도로 5 mL씩 분주하였다. 테부코나졸 수화제 은 각각 0 μg/mL, 0.002340 μg/mL, 0.02340 μg/mL, 0.2340 μg/mL, 2.340 μg/mL, 23.40 μg/mL 의 농도로 5 mL 분주하였다. 이 후 Petri dish에 배양된 93개의 균주를 살균된 cork borer (diam. 0.4 mm)와 needle을 사용하여 절단하고 agar 조각을 배지에 접종한 뒤 27oC 정체배양기에서 암조건으로 배양하였다. 6-well plate에서 대조구가 완전히 자라는 시점인 7일을 기준으로 하여 처리구의 지름을 4반복으로 측정하였다. 6-well plate의 지름이 3.5 cm이므로 지름의 절반인 1.75 cm를 EC50의 기준으로 정하였다. 일반적인 직선 회귀분석식인 y = ax + b를 사용하여 y의 값을 1.75로 설정하였다. 이 후 EC50값을 산출하였고 직선 회귀 분석은 R (version 3.6.1)을 이용하여 ggplot2의 stats package를 사용하여 실시하였다(Seber and Lee, 2003).


Fig. 1. 
Fungicides resistance test and linear regression analyses of EC50 value (A ~ C). A strain was cultured on 6-well plate for7 days (n = 4, independent replication) (D ~ F). Linear regression with ggplot2 package of R (3.6.1) (G ~ H). All strains were cultured at 27oC in 1/5 PDA medium, and linear regression analysis was calculated with ggplot2 package of the R (3.6.1) program.

EC50값에 대한 통계 분석

코퍼하이드록사이드 수화제(77%), 프로클로라즈망가니즈 수화제(50%), 테부코나졸 수화제(35%) 각 약제에 대해 93균주로부터 도출된 EC50 결과값을 이용한 유의차 분석은 분산분석(analysis of variance, ANOVA)을 사용하였다(Girden, 1992). EC50값을 종속변수로 지정한 후 분리 지역, 품종 그리고 병원균의 분리 위치를 생물학적요인 변수로 지정하여 분석을 진행하였다. 사후 분석으로는 Duncan’s new multiple range test를 진행하였으며, p-value의 값은 0.001 이하의 기준으로 유의차를 산정하였다. 분석이 완료된 결과 값은 R(version 3.6.1) 프로그램의 ggplot2와 agricolae package를 사용하여 분석 및 시각화를 수행하였다.


결과 및 고찰

딸기 산업이 급속하게 확장됨에 따라 딸기 재배 면적이 증가하고 있으며 약제를 이용한 병해 방제의 경우 초기 발병 시 농약을 살포하는 방식을 고수하고 있다(Kim et al., 2016). 이에 따라 화학적 방제의 오남용이 지속되어 살균제에 대한 저항성이 증가하고 있는 추세이다(Pincot et al., 2018). 딸기 위황병 방제에 사용 되어온 약제 중 테부코나졸과 프로클로라즈는 2016년 보고된 논문에 따르면 감 탄저병균에서(Collectotrichum horii) 저항성이 나타났다는 보고가 있었다(Kim et al., 2016). 2005년 채집된 균주에 비해 2015년 채집된 균주 중 절반 이상이 저항성 반응을 보였으며, 10년 전보다 살균제에 대한 병원균의 저항성 정도가 증가했다(Kim et al., 2016). 또한 테부코나졸의 살균제 저항성 기작으로는 살균제의 작용점인 CYP51유전자의 돌연변이와 CYP51유전자의 과발현, ABC transporter에 의한 약제 유출 등이 알려져 있다. 그 외에도 2007년 보고된 논문에서 dicarboximide fungicides에 속하는 코퍼하이드록사이드 에 대한 살균제 저항성이 보고 되었다(Kim et al., 2016).

이처럼 저항성 병원균의 지속적인 발생이 나타나고 있으므로 딸기 위황병원균 93개의 분리균주에서 약제 저항성 정도를 확인하기 위해 코퍼하이드록사이드 수화제(77%), 프로클로라즈망가니즈 수화제(50%), 테부코나졸 수화제(25%)를 대상으로 위황병원균의 생장을 확인하였다. 균사가 자라난 형태를 관찰 하였으며 그 중 코퍼하이드록사이드 수화제 함량이 높아질수록 균사의 생장이 부정형으로 자라는 것을 확인하였다(Fig. 1A). 기존의 보고에 따르면 코퍼하이드록사이드 의 작용 기작으로 알려져 있는 세포 단백질의 비특이적 변성을 유발시킬 수 있다(Husak, 2015). 이에 근거하여 위황병원균의 세포막 단백질 형성 과정에 영향을 미쳐서 정상적인 생장이 이루어 지지 않았을 것으로 판단 된다.

이 후 살균제의 농도 별로 균주 생장을 직선 회귀분석을 사용하여 EC50을 산출한 결과(Table 1), 코퍼하이드록사이드 수화제는 최소값으로 0.2188 μg/mL 농도로 확인되었고 최고값으로 0.3717 μg/mL, 프로클로라즈망가니즈 수화제는 0.2111 μg/mL이 최소값, 0.3292 μg/mL이 최고값으로 확인되었다(Table 1). 테부코나졸 수화제의 EC50 최소는 0.1926 μg/mL, 최대는 1.7301 μg/mL 농도가 나타났다(Table 1). 테부코나졸 수화제의 경우 다른 두 가지 약제에 비교하여 EC50 값의 범위가 넓게 나타난 것으로 보아 위황병원균 균주에 따른 약제에 대한 감수성의 차이가 큰 것으로 실험을 통해 확인되었다(Fig. 2). 각 약제에 따라 EC50의 분포를 확인 하여본 결과 테부코나졸 수화제의 경우 좁은 정규분포가 확인되었으며, 다른 약제인 코퍼하이드록사이드 수화제와 프로클로라즈망가니즈 수화제는 넓은 정규분포 모양을 띄고 있었다(Fig. 2). 각각의 중앙값으로는 코퍼하이드록사이드 수화제는 0.2830 μg/mL, 프로클로라즈망가니즈 수화제는 0.2721 μg/mL, 테부코나졸 수화제는 1.184 μg/mL으로 나타났다(Fig. 2).

Table 1. 
EC50 values for three fungicides of Fusairum oxysporum f sp. fragariae strains
Strains Locations Varieties Plant tissues Copper hydroxide
WP (77%)
Prochloraz Mn WP
(50%)
Tebuconazole WP
(25%)
Fo080703 Sancheong Janghee Crown 0.2188 0.2674 0.6585
Fo1 Sugok (Jinju) Sulhyang Crown 0.3020 0.2555 1.3788
Fo104 Hadong Sulhyang Crown 0.2934 0.2717 1.3597
Fo107 Hadong Sulhyang Crown 0.2872 0.3048 1.4935
Fo117 Hadong Sulhyang Crown 0.2840 0.2788 1.1307
Fo12 Sugok (Jinju) Janghee Crown 0.3604 0.2555 1.1476
Fo120 Sancheong Janghee Crown 0.2659 0.2234 1.1811
Fo121 Sancheong Janghee Crown 0.2755 0.2717 1.5023
Fo123 Sancheong Janghee Crown 0.2700 0.2159 1.1440
Fo124 Sancheong Sulhyang Crown 0.2872 0.2804 1.3398
Fo125 Sancheong Sulhyang Crown 0.2659 0.2500 1.4394
Fo126 Sancheong Sulhyang Crown 0.2604 0.2567 1.3220
Fo128 Sancheong Sulhyang Crown 0.2604 0.3292 1.1462
Fo129 Sancheong Sulhyang Crown 0.2872 0.2441 1.3379
Fo130 Sancheong Sulhyang Crown 0.2872 0.2441 1.3014
Fo134 Sancheong Janghee Crown 0.2659 0.3026 1.1693
Fo135 Sancheong Janghee Crown 0.3020 0.3000 1.1126
Fo136 Sancheong Sulhyang Crown 0.2551 0.3125 1.1215
Fo137 Sancheong Sulhyang Crown 0.2812 0.3048 1.4311
Fo139 Sancheong Janghee Crown 0.2755 0.2500 1.1141
Fo140 Sancheong Janghee Crown 0.2934 0.2555 1.1496
Fo140501 Nonsan Sulhyang Petiole 0.2959 0.2236 0.7053
Fo140604 Buyeo Sulhyang Crown 0.3085 0.2934 0.8633
Fo140607 Nonsan Sulhyang Runner 0.2812 0.2441 0.8755
Fo140703 Nonsan Sulhyang Crown 0.2300 0.2625 0.6051
Fo141 Sancheong Janghee Crown 0.2812 0.2111 1.2542
Fo145 Sancheong Sulhyang Crown 0.2543 0.2948 0.8476
Fo147 Sancheong Sulhyang Crown 0.2647 0.2755 1.3896
Fo148 Sancheong Sulhyang Crown 0.2700 0.2272 1.3352
Fo15 Sugok (Jinju) Janghee Crown 0.3100 0.2625 1.1638
Fo150702 Sugok (Jinju) Sulhyang Root 0.3152 0.2674 0.8285
Fo153 Sancheong Sulhyang Crown 0.2659 0.2395 1.3936
Fo16 Sugok (Jinju) Janghee Crown 0.2934 0.2435 1.2522
Fo160 Sancheong Sulhyang Crown 0.2755 0.2804 1.3719
Fo160303 Nonsan Sulhyang Crown 0.2934 0.2346 1.2900
Fo160304 Nonsan Sulhyang Crown 0.2872 0.2604 1.2932
Fo160403 Nonsan Sulhyang Crown 0.3295 0.3085 1.0482
Fo160405 Nonsan Sulhyang Crown 0.3068 0.2735 0.6523
Fo160506 Nonsan Sulhyang Crown 0.3717 0.2333 0.7396
Fo160510 Nonsan Sulhyang Crown 0.2672 0.2234 0.8663
Fo160609 Nonsan Sulhyang Crown 0.2812 0.2959 1.4734
Fo160612 Nonsan Sulhyang Crown 0.2755 0.3214 1.0344
Fo160618 Buyeo Sulhyang Crown 0.2959 0.2358 0.9603
Fo160701 Buyeo Sulhyang Crown 0.3020 0.2358 0.9960
Fo160705 Nonsan Sulhyang Petiole 0.2755 0.2916 0.7942
Fo160708 Nonsan Sulhyang Petiole 0.3444 0.2916 1.2008
Fo160712 Buyeo Sulhyang Crown 0.2843 0.2916 0.8037
Fo160721 Nonsan Sulhyang Crown 0.2788 0.2763 0.6760
Fo160801 Nonsan Sulhyang Runner 0.2872 0.2763 0.8945
Fo160802 Nonsan Sulhyang Crown 0.3222 0.2446 0.7871
Fo160805 Nonsan Sulhyang Crown 0.3000 0.2755 0.7635
Fo160902 Buyeo Sulhyang Crown 0.2454 0.2234 0.4072
Fo161 Sancheong Sulhyang Crown 0.2659 0.2976 1.3206
Fo162 Sancheong Sulhyang Crown 0.2934 0.2738 1.2850
Fo170 Sancheong Sulhyang Crown 0.2934 0.2738 1.0885
Fo174 Sancheong Sulhyang Crown 0.2959 0.3000 0.9777
Fo176 Sancheong Sulhyang Crown 0.3085 0.2282 1.3526
Fo187 Sancheong Janghee Crown 0.3020 0.2282 1.2538
Fo188 Sancheong Janghee Crown 0.3152 0.2804 1.4169
Fo2 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2812 0.2659 1.5025
Fo25 Sugok (Jinju) Sulhyang Crown 0.3085 0.2441 1.4808
Fo26 Sugok (Jinju) Sulhyang Crown 0.2596 0.2551 1.3737
Fo27 Sugok (Jinju) Janghee Crown 0.3297 0.2604 1.1786
Fo28 Sugok (Jinju) Janghee Crown 0.3297 0.2555 1.5483
Fo3 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2900 0.2142 1.2883
Fo36 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2934 0.2346 1.5337
Fo37 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2647 0.2300 1.2774
Fo38 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2812 0.3205 1.6027
Fo39 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2900 0.2500 1.2436
Fo4 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2604 0.2500 1.3299
Fo40 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2314 0.2812 1.3734
Fo41 Sugok (Jinju) Sulhyang Crown 0.2604 0.2976 1.3092
Fo42 Sugok (Jinju) Janghee Crown 0.2812 0.2976 1.7301
Fo44 Sugok (Jinju) Sulhyang Crown 0.2613 0.2500 1.3295
Fo46 Sugok (Jinju) Sulhyang Crown 0.2812 0.2551 1.3156
Fo47 Sugok (Jinju) Sulhyang Crown 0.2872 0.2234 1.7072
Fo57 Sugok (Jinju) Sulhyang Crown 0.3625 0.2804 0.1926
Fo68 Hadong Sulhyang Crown 0.2446 0.2358 1.0960
Fo69 Hadong Sulhyang Crown 0.2755 0.3139 1.1518
Fo7 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2812 0.2674 1.4128
Fo70 Hadong Sulhyang Crown 0.3604 0.2948 1.5972
Fo71 Hadong Sulhyang Crown 0.2717 0.2738 1.4693
Fo72 Hadong Sulhyang Crown 0.2755 0.2625 1.3045
Fo73 Hadong Sulhyang Crown 0.2872 0.2358 1.3776
Fo74 Hadong Sulhyang Crown 0.2872 0.3000 1.1772
Fo76 Hadong Sulhyang Crown 0.2812 0.2261 1.1578
Fo78 Hadong Sulhyang Crown 0.3444 0.2500 1.6673
Fo79 Hadong Sulhyang Crown 0.3085 0.2613 0.8450
Fo8 Sugok (Jinju) Maehyang Crown 0.2872 0.2840 1.4158
Fo85 Hadong Sulhyang Crown 0.2934 0.2875 1.5130
Fo96 Hadong Sulhyang Crown 0.2659 0.2700 1.4414
Fo97 Hadong Sulhyang Crown 0.2551 0.2700 1.2574
Fo98 Hadong Sulhyang Crown 0.2188 0.2674 0.6585


Fig. 2. 
Histogram of EC50 values for each fungicide. (A) Copper hydroxide WP, (B) Prochloraz Mn WP, (C) Tebuconazole WP. The gridExtra package of R (3.6.1) was used, and the red arrow line is the median of the EC50 value.

3가지 약제에 대한 93개 균주의 EC50값을 환경 변수(분리 지역, 품종, 식물체에서의 병원균 분리 조직)와 ANOVA 분석을 실시하였다. 결과로 코퍼하이드록사이드 수화제는 Pr(>F)의 값이 0.0499로 99.9% 신뢰할 수 있다는 결과가 나왔으며, 프로클로라즈망가니즈 수화제의 경우는 환경 변수에 대해서 유의차를 확인할 수 없었다(Table 2). 테부코나졸 수화제의 Pr (>F) 값은 1.61e-0.3으로 매우 높은 신뢰 결과가 확인되었다(Table 2). 코퍼하이드록사이드 수화제와 테부코나졸 수화제는 유의차가 확인된 분리 지역에 대하여 지역간의 차이를 확인하기 위해 Duncan’s multiple range test(DMRT) 진행하였다. 코퍼하이드록사이드 수화제는 경남 하동, 충남 논산과 경남 수곡이 하나의 그룹으로 나타났으며 충북 부여와 경남 산청이 각각 다른 그룹으로 확인되었다(Fig. 3A). 테부코나졸 수화제에서 분리 지역간에 DMRT를 진행한 결과 하동, 산청과 수곡이 동일 그룹으로 확인되었고 부여와 논산이 다른 그룹으로 확인되었다(Fig. 3B). 병원균의 분리 지역, 딸기의 품종, 병원균이 분리된 식물체 조직에서 [지역]의 요소가 병원균의 약제 감수성 차이와 통계적으로 나타났다. 이러한 이유는, 지배 지역별로 사용된 농약의 종류와 사용량의 차이에 의해 나타난 결과로 사료된다.

Table 2. 
ANOVA analyses of 93 strains EC50 values for three fungicides
Copper hydroxide WP (0.05 μg/mL)
df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)
Locations 4 0.0734 0.00183 2.484 0.0499*
Varieties 2 0.00105 0.00053 0.713 0.0493
tissues 3 1.00131 0.00044 0.599 0.623
Residuals 83 0.06132 0.00074
Prochloraz Mn WP (0.005 μg/mL)
df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)
Locations 4 0.02096 0.00074 0.914 0.46
Varieties 2 0.00198 0.00099 1.221 0.3
tissues 3 0.00038 0.00013 0.156 0.925
Residuals 83 0.06714 0.00081
Tebuconazole WP (0.2340 μg/mL)
df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)
Locations 4 2.389 0.5972 9.762 1.61e-0.3***
Varieties 2 0.078 0.0388 0.633 0.533
tissues 3 0.348 0.128 2.093 0.107
Residuals 83 5.077 0.0612
*** Pr (>F) < 0.001, * Pr (>F) < 0.05


Fig. 3. 
Duncan's test results of Copper hydroxide and Tebuconazole for the location. (A) Copper hydroxide, (B) Tebuconazole. Duncan’s test with agricolae package from R (3.6.1) and different letters were show statistical significance by p<0.0001.

Fusairum oxysporum f sp. fragariae는 딸기에서 특이적으로 위황병을 야기 시키는 병원균으로 잘 알려져 있다(Kim et al., 2015a). 위황병 외에도 진균병 방제를 위해 화학적 방제가 과거부터 사용되어 왔으나 최근 약제의 오남용으로 인해 저항성 개체가 증가된다는 보고가 지속적으로 이루어 졌다(Pincot et al., 2018). 이에 외국의 경우 저항성이 보고된 약제들이 많지만 국내에서는 동일한 병원균에 대해 지속적으로 사용이 이루어져 왔으며 살균제 저항성에 관한 연구 결과는 부족한 실정이다(Kim, 2000). 본 연구에서는 국내에서 분리 된 93개의 위황병원균 균주를 이용하여 약제 저항성의 발달 정도와 다양한 환경 조건들 간의 상관관계를 분석 하고자 하였다. 이번 실험을 통하여 국내의 위황병 방제에 사용 되고 있는 3가지 살균제 중 테부코나졸 수화제 살균제에 대해서 병원균들의 저항성 정도가 가장 다양하게 확인되었으며 코퍼하이드록사이드 수화제와 테부코나졸 수화제는 분리 지역에 따라 병원균의 저항성 정도가 차이를 나타내는 것을 밝혀냈다. 이번 연구를 결과를 바탕으로 국내에서 딸기 위황병원균의 약제 저항성 발달 정도를 최초로 보고하는 바이며 병원균 개체들이 분리 지역에 의해서 유의차를 보였으므로 더 다양한 분리 지역을 추가하여 지역 간의 저항성 차이를 확인해 보는 실험이 필요하다고 판단된다.


Acknowledgments

본 연구는 농촌진흥청 차세대바이오그린21(PJ013250)과 농림수산식품기술기획평가원 농업생명산업기술개발사업(과제번호315004-5)의 지원에 의해서 이루어진 것임.


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