Clover cyst nematode (Heterodera trifolii, CCN) is one of the important plantparasitic nematodes in the Republic of Korea, causing serious damage to Kimchi-cabbage in Gangwon province since 2017. Soil fumigants are the preferred choice for managing CCN. However, cabbage fields in Gangwon province have a slope, making it challenging to apply soil fumigants and use plastic mulch. Consequently, alternative materials should be developed for managing CCN. Nematicidal cover crops and resistant cultivars are among the alternatives. We conducted resistance screening of 82 white mustard (Sinapis alba) resources from a genebank at RDA against CCN for use as nematicidal cover crops or breeding materials. In the first assay (1st, 2nd, and 3rd pot experiments), 15 white mustard resources were selected, while others were susceptible to CCN. To confirm the reproducibility of resistance to CCN for 13 selected resources, the second assay was performed. As a result, five white mustard resource (IT297309, IT297312, IT302951, IT302953, IT302954) demonstrated resistance to CCN. These findings indicate the potential use of these five white mustard resources as nematicidal cover crops or for breeding cultivars of Kimchi-cabbage in Republic of Korea.

Southern root-knot nematode (SRKN, Meloidogyne incognita) is known to be responsible for annual economic losses of 38.2 million USD in cucumber cultivation in Korea. Nematicides are frequently used to manage SRKN in plastic greenhouses. A field experiment was conducted to assess the effect of a soil fumigant (dimethyl disulfide, DMDS) and a non-fumigant (fluopyram, FL) against SRKN during the winter fallow season in a greenhouse from October to December. Nematicidal efficacy was assessed at 43 days after treatment, and the root gall index was measured 4 months after transplanting cucumber seedlings. DMDS effectively reduced second-stage SRKN juvenile density with 91% control efficacy, while FL showed no control efficacy against SRKN. Root gall index values were significantly different (p=0.020) in DMDS treatment and controls at 1.0±0.00 and 4.3±0.58, respectively. This study showed that DMDS could be considered an effective nematicide for controlling SRKN in the fallow period in winter.

Perilla plant is a special crop that is used as oilseed and food in Korea. Root lesion nematodes have caused great damage to perilla plants, so for effective management of root lesion nematodes, it is necessary to understand their ecology in perilla. In this study, we investigated the effect of temperature in the development of Pratylenchus penetrans (Pp) and Pratylenchus vulnus (Pv) when the nematodes infected the perilla plant. To estimate the effect of temperature, we assessed the reproduction factor (RF); final population/initial population (Pf/Pi) of these two nematode species. We used perilla plants as inoculated hosts and investigated the density of nematodes at 10 weeks after inoculation. As a result, the RF of Pp was highest at 20°C (0.41 (1st test), 2.2 (2nd test)) followed by 25, 30, and 15°C. The RF of Pv was highest at 30°C (9.84 (1st test), 31.39 (2nd test)), followed by 25, 20, and 15°C. Comparing the RF by temperature between Pp and Pv, Pv was higher than Pp at all temperatures used in the test. This study showed the optimal development temperature of Pp was 20-25°C and Pv was 30°C, respectively.

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 57 자원을 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. rapa subsp. 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, 110 개 증식되어 감수성인 것으로 나타났다. 반면, 겨자류 중 에서 African mustard (B. tournefortii, 씨앗은행 관리번호 IT218058)는 클로버씨스트선충 암컷이 평균 4±1.8로 증 식되어 저항성인 배추류 유전자원인 것으로 나타났다. 본 연구에서 선발된 African mustard (IT218058)는 클로버씨 스트선충 저항성 배추 품종 육성을 위한 육종 소재로 활용 가능할 것으로 판단된다.

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 뿌리썩이 선충의 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 수립 을 위해서는 뿌리썩이선충이 문제 선충이라는 점이 고려 되어야 할 것이다.

인삼 뿌리썩음병균(Cylindrocarpon destructans)과 뿌리혹선충(Meloidogyne spp.)은 국내 인삼(panax ginseng C. A. Meyer) 연작장해의 주요인으로, 인삼 생산성 향상을 위해 방제가 필요하다. 본 연구는 새로 개발한 액제 훈증성 토양 소독제를 살포하며 동시에 비닐피복이 가능한 트랙터부착형 토양 소독기를 이용하여 dimethyl disulfide (DMDS)를 처리하였을 때, C. destructans와 뿌리혹선충의 방제효과를 분석하고, 시작기의 성능을 확인하기 위해 수행하였다. 토양 소독기를 이용하여 인삼 재배 포장에 DMDS를 처리한 후 비닐이 피복된 상태에서 5주간 훈증하였다. 토양 소독기의 성능은 약제 살포량 오차 2.5%, 작업능률 0.9h/10a로 40%의 노력절감 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 처리 전후 C. destructans 의 밀도를 분석한결과 82.5%의 밀도 억제 효과가 있는 것으로 나타났으며, 뿌리혹선충 방제효과는 100%로 나타났다. 따라서, 본 토양 소독기 시작기를 이용하여 능률적으로 DMDS를 처리할 수 있으며, C. destructans와 뿌리혹선충의 방제효과를 볼 수 있는 것으로 판단된다.

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 무시들음병균 의 발병에 있어 클로버씨스트선충이 미치는 영향을 알아 보고자 하였다. 무시들음병균과 클로버씨스트선충을 복합 감염시킨 처리구의 식물 초장은 무시들음병균을 단독감염 시킨 처리구의 식물 초장보다 더 낮은 경향을 보였으나 통계적인 유의성은 없었다. 반면, 무시들음병균과 클로버씨 스트선충을 복합감염시킨 처리구의 발병도 (1.60±0.97)는 무시들음병균을 단독감염시킨 처리구 (0.20±0.42)보다 더 높은 것으로 나타났다. 발병률도 무시들음병균과 클로버씨 스트선충 복합처리구 (80%)가 무시들음병균 단독처리구 (44%)보다 2배 정도 높은 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 따라 강원도 고랭지에서 무시들음병의 방제전략 수립시에는 클로버씨스트선충의 방제도 함께 고려해야 할 것으로 생각된다.

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 씨스트선충 류의 감염포장은 매년 증가하여 2017년 태백, 삼척, 정선, 강릉지역에서 분포가 확인되었으며 정선지역이 2017년까지 누적 감염 포장 수가 245 개로 가장 많았다. PCR분석이 가능한 41점의 씨스트선충들 중 61%가 클로버씨스트선충이었으며 사탕무씨스트선충은 9.8%에 불과하였고, 콩 씨스트선충도 29.3% 확인되었다. 따라서 기존에 알려졌던 씨스트선충 검출 포장의 일부는 콩씨스트선충이 감염되어 있을 것으로 보이며 클로버 씨스트선충이 고랭지 배추재배지에 우점하는 것으로 나타나 향후 이 종에 대한 방제 대책이 필요할 것으로 생각된다.

사탕무씨스트선충의 밀도 감소를 위한 유인작물의 이용 가능성을 구명하기 위하여 white mustard(품종:Braco)와 메밀(품종: 약선메밀, 양절메밀)에 대한 뿌리침출액의 씨스트 선충 알부화 유인 효과와 선충감염 토양에서의 알 밀도 감소 효과를 각각 실내 검정과 온실에서 포트 검정하였다. 유인작물 뿌리침출액의 씨스트 알부화 유인 효과는 씨스트를 접종하고 6주후에 무처리 대비 white mutard 뿌리침출액은 2.6배, 약선메밀은 2.3배, 양절 메밀은 1.8배 씨스트 알에서 부화된 유충수가 증가하였다. 사탕무씨스트선충 감염 토양에 유인작물 재배 8주후에 white mustard는 81.0%, 양절메일은 72.6% 알 밀도가 감소하였으며, 씨스트선충은 증식되지 않았다. 사탕무씨스트선충 피해 경감을 위해 white mustard와 메밀의 활용 가치가 높을 것으로 사료된다.

전국 과채류 시설재배지의 뿌리혹선충을 발생 현황을 2013년 부터 2015년에 조사한 결과 2,074개 포장중 42%의 검출율을 보였다. 작물별 뿌리혹선충의 검출율은 박과작물인 오이 44%, 수박 45%, 참외 42%, 멜론 31%, 가지과인 토마토 40%, 고추 41%, 장미과인 딸기 46%를 보였다. 지역별 시설재배지 뿌리혹선충 발생 현황은 중부지역은 184개 포장중 48.4%, 호남지역은 638개 포장중 30.3%, 영남지역은 1,252개 포장중 47.1%의 검출율을 보였다. 뿌리혹선 충이 감염된 토양중 132점 시료에 대하여 분자생물학적 방법을 이용하여 분류 진단한 결과 M. incognita 36.4%, M. arenaria 15.1%, M. hapla 46.2%, M. javanica 2.3%를 보였다.

2011년 강원도 고랭지 배추재배지에서 사탕무씨스트선충(H. schachtii)이 우리 나라에서 최초로 발생하였다. 사탕무씨스트선충은 유럽, 미국 등 전 세계적으로 주로 사탕무, 배추 등 십자화과에 피해를 주는 중요한 선충이다. 사탕무씨스트선충에 대한 내성한계 밀도는 방제의사 결정에 중요하지만 작물 재배지역 환경에 따라 차이가 있어 국내 고랭지 여건에 맞는 배추의 내성 한계밀도 기준을 마련하고자 하였다. 사탕무씨스트선충에 대한 밀도별 고랭지배추의 피해수준을 구명하여 내성 한계밀도 기준을 제시하고자 강원도 삼척시 포장에서 포트검정(직경 29cm)으로 2014년 5월 28일부터 8월 13일까지 수행하였다. 토양 1cm3당 0, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 eggs의 밀도별로 배추(품종 : 춘광)를 포트당 1주씩 심었으며 8반복으로 처리하였다. 배추 정식 65일 후 배추의 지상부 생체중을 조사하였으며, 선충밀도는 토양내 씨스트 수와 씨스트 내 2기 유충과 알 수를 조사하였다. 사탕무 씨스트선충 초기 밀도가 토양 1cm3당 2eggs/cm3 이상에서 배추의 지상부 생체중은 현저히 감소하였다. 본 연구의 결과에 따라 사탕무씨스트선충에 대한 고랭지 배추 의 내성 한계 밀도는 토양 1cm3당 2eggs 수준으로 제안하고자 한다.

중부지역(강원도, 경기도, 충청도) 오이, 토마토, 딸기 등 시설재배지 주산단지에서 2013년에 120점의 토양을 채집하여 식물기생선충의 감염 실태를 조사한 결과 뿌리혹선충(Meloidogyne spp.)은 53%의 높은 검출율을 보였으며, 뿌리썩이선충 (Pratylenchus spp.)은 21%의 검출율을 보였다. 주요 작물별 뿌리혹선충과 뿌리썩이선충의 발생실태는 오이재배지 41점의 토양에서 뿌리혹선충은 56%, 뿌리썩이선충은 5%의 검출율을 보였으며, 토마토재배지 40점의 토양에서 뿌리혹선충은 58%, 뿌리썩이선충은 30%의 검출율을 보였으며, 딸기재배지 27점의 토양에서 뿌리혹선충은 44%, 뿌리썩이선충은 41%의 검출율을 보였다. 조사 지역별로 뿌리혹선충의 검출율은 8～100%, 뿌리썩이선충은 0～54%로 차이를 보였으나, 시설재배지중 장기연장 재배하는 작물(딸기)과 봄재배에 이어 가을재배를 하는 작물(오이, 토마토)을 10년 이상 이어짓기하는 지역에서 검출율과 발생밀도가 높게 나타났다. 발생 지역별로 채취한 14점의 뿌리혹선충을 PCR-RFLP 분석을 통해 종 동정을 실시한 결과 M. incognita가 87%, M. arenaria가 13% 분포하였다.

뿌리혹선충의 화학적 방제를 대체할 수 있는 친환경적 선충방제제 개발을 위해 아미노산의 활용 가능성을 검토하고 케라틴 단백질로 구성된 닭우모 단백질로부터 추출한 가수분해물(chicken feather protein hydrolysate, CPH)의 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita)에 대한 증식억제 효과를 검정하였다. 고구마뿌리혹선충 2령 유충을 대상으로 19종의 아미노산을 이용하여 유충 치사력을 실내 검정한 결과, L-asparagine, L-aspartic acid, L-methionine, L-tyrosine 및 L-cysteine은 50 mM 농도에서 50% 이상의 유충 치사율을 나타내었다. 케라틴 단백질 분해세균 Chryseobacterium sp. FBF-7 균주는 실험실 규모의 6ℓ 발효조에서 배양 3일 후 75%의 닭우모분을 분해하였으며, CPH에 함유된 17종 아미노산의 총 함량은 1,661 μmol/㎖ 이었다. CPH의 고구마뿌리혹선충 알 부화 억제율과 2령 유충 치사력을 실내 검정한 결과, 1/100 희석액 처리 시, 24일 후 61%의 알 부화 억제율, 72시간 후 67%의 유충 치사력을 나타내었다. 토마토 포트 재배시험 토양에 CPH 1/100 희석액을 15일 간격으로 4회 처리한 결과, 토양 내 유충밀도 64%, 난낭수가 61% 감소되었다. 수박시설재배지에서 고구마뿌리혹선충에 대한 방제효과 시험을 수행한 결과, CPH 1/100 희석액 처리구에서는 토양 내 유충밀도와 난낭수가 무처리구에 비해 50% 억제되었으며, CPH 1/50 희석액 처리구에서는 토양 내 유충밀도와 난낭수가 60% 억제되었다. 따라서 Chryseobacterium sp. FBF-7에 의해 생산된 닭우모 단백질 가수분해물은 작물 생육기간에 사용가능한 고구마뿌리혹선충 방제제로 활용 가능하리라고 판단된다.

사탕무씨스트선충(Heterodera schachtii)의 암컷 성충은 성숙하면 껍질이 가죽같이 딱딱해지면서 갈색으로 변하는데 이것을 씨스트(Cyst)라고 하며 씨스트안에는 평균 200～250개의 알이 있으며 휴면상태로 수년간 토양에서 생존이 가능한 전세계적으로 중요한 난방제 선충이다. 사탕무씨스트선충에 의해 피해를 받은 배추는 뿌리 발달이 저해되고, 수분과 영양 결핍으로 생육이 불량하며, 기온이 높고 토양 수분이 부족할 경우 시들음 증상을 보인다. 특히 사탕무, 배추, 무 등 십자화과 채소에 피해를 주어 수량과 품질에 손실을 준다. 세계적으로 중요한 국가검역관리 선충인 사탕무씨스트선충(H. schachtii)이 2011년 7월에 국내 최초로 강원도 태백시 창죽동 등 12.7 ha의 배추포장에서 발생되었다. 2013년에 삼척시, 정선군, 태백시에서 약 70개 포장 39ha(추정)의 배추 포장에서 추가 발생되었다. 2011년과 2013년 발생된 씨스트선충은 rDNA ITS 염기서열 분석 결과 사탕무씨스트선충으로 동정되었다. 2011년에 발생한 사탕무씨스트선충 발생 포장은 휴경을 하면서 훈증성살선충제와 저항성 유인 녹비작물을 처리하여 확산방지를 위해 공적방제를 추진하고 있다. 사탕무씨스트선충은 한번 감염되면 방제가 어려운 선충으로 확산방지를 위해 감염 토양의 외부로 이동을 제한해야 하며 발생포장의 주변포장과 발생 의심포장에 대해 사탕무씨스트선충 발생 예찰을 강화하여야 한다. 또한, 고랭지배추의 고품질 안정적 생산을 위해서는 사탕무씨스트선충의 발생특성 구명과 재배 환경을 고려한 지역 여건에 맞는 비기주 작물을 이용한 윤작 등 경종적, 생물학적, 화학적 방제법 연구를 통한 종합 관리 체계를 확립이 시급하다.

To survey the incidence of plant-parasitic nematodes, 187 soil samples from leguminous plant fields in Chungnam province, Korea were assessed from June to August 2018. As the result, four nematode genera ─ the cyst nematode (Heterodera spp.), root-knot nematode (Meloidogyne spp.), root-lesion nematode (Pratylenchus spp.), spiral nematode (Helicotylenchus spp.) ─ were detected. Among them, the incidence of cyst nematode was the highest in Taean (73%) and lowest in Hongseong (10%). The cyst nematode was detected from the adzuki and kidney bean fields as well as soybean fields. The incidence of cyst nematode in upland fields was higher than in paddy fields. In addition, the extracted cyst nematodes consisted of two species, which was identified as Heterodera glycines and H. sojae. The incidence of H. glycines (22%) was higher than H. sojae (10%), and a few of the fields (5%) was mixed with two cyst nematodes. This result suggested that we should consider that the cyst nematode is the major plantparasitic nematode when controlling the nematodes in soybean fields in Chungnam province.

To identify four cyst nematodes (Heterodera schachtii, H. trifolii, H. glycines, H. sojae) that are economically important plant-parasitic nematodes in Korea, restriction fragment length polymorphism (RFLP) by 8 endonucleases (PstI, VspI, AlwI, RsaI, MvaI, EcoRI, Eco72I, Hinf I) was performed based on sequence difference of mitochondrial DNA cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene. As a result, species-specific DNA band patterns by RsaI endonuclease were observed in H. schachtii. The specific patterns was in H. trifolii by 3 endonucleases (VspI, AlwI, Hinf I), and was in H. glycines by Hinf I. While, H. sojae was not digested by 4 endonuclease (VspI, AlwI, RsaI, Hinf I). This study showed that four cyst nematodes could be distinguished using RFLP by 4 endonucleases (RsaI, VspI, AlwI, Hinf I) based on the sequence difference of COI gene.

This study was conducted to evaluate resistance of 10 different cowpea cultivars which were introduced from the United States against two major root-knot nematodes, Meloidogyne arenaria and M. incognita, that affect greenhouse crop cultivation in Korea. The results showed that the resistance of the tested cultivars to the root-knot nematodes varied with the cultivar. Texas Cream 40 showed moderate resistance to M. arenaria whereas the other cultivars were susceptible. Purple Hull Pinkeye and Texas Pinkeye Purple Hull were found to be resistant to M. incognita, whereas Mississippi Silver showed moderate resistance and the other cultivars were susceptible. As the cultivars exhibit resistance to M. arenaria and M. incognita, such cultivars resistant to root-knot nematodes should be considered during the cultivation of cowpea as a green manure crop.