Species of root knot nematodes, Meloidogyne spp. were identified through the PCR amplification and sequence analysis of mitochondrial DNA (mtDNA) region between COII and lrRNA genes. Root knot nematodes were extracted from 5 plant samples [kiwi (Japan), rhododendron (Japan), cornus (Japan), ficus (China) and jasmine (Vietnam)] that were collected from Plant Quarantine Station in Korea. At first, species was identified using morphological characters, such as the length and shape of stylet, the tail length and the perineal patterns. Secondary, single individuals of either female and juvenile collected from plant tissues were used for PCR and further sequencing analysis. The results showed that cornus, jasmine and ficus plants were infected by M. incognita, and kiwi and rhododendron plants were infected by M. interolobii.

미치는 영향을 조사하기 위하여, 중금속이 오염된 토양에 토마토를 심고, 뿌리 혹선충의 알을 접종한 후 토마토의 생육상과 뿌리혹선충의 밀도를 조사하였다. 실 험에 사용된 토양은 Cd은 3.0~10.6(mg/kg), Pb은 128.6~339.0(mg/kg), Zn은 123.7~262.19(mg/kg)이 농축되어 있으며, 농경지의 중금속 기준 농축량 높았다. 중금속이 오염된 토마토 지상부의 평균 높이와 무게는 각각 19.5cm와 3.6g 이었으 며, 중금속이 오염되지 않은 토양에서 자란 토마토의 평균 키와 무게는 51.9cm와 12.5g이었다. 토마토의 키는 신뢰한계 99%에서 통계적으로 유의성을 보였으나, 무게는 편차가 커서 유의성을 보이지 않았다. 중금속이 오염된 토양에서 자란 토 마토 뿌리의 평균 길이와 무게는 각각 5.9cm와 4.3g이었으며, 오염되지 않은 토양 에서 자란 토마토 뿌리의 평균 길이와 무게는 각각 15.0cm와 8.1g이었다. 뿌리의 길이는 99% 신뢰수준에서 통계적으로 유의성을 보였으나, 무게는 유의성이 없었 다. 뿌리혹선충에 의한 토마토 뿌리의 gall index는 오염토양이 1.3이었으며, 오염 되지 않은 토양의 gall index는 4.3으로 오염되지 않은 토양에서 자란 토마토가 뿌 리혹선충의 혹이 더욱 많았으며, 통계적으로 차이를 보였다. 선충의 밀도는 유의 성이 없었다. 중금속이 토양내에서 농도가 높을 수록 토마토의 생육과는 음의 상 관관계를 보이며, 특히 Pb은 상관계수가 -0.62로 높았다. 또한 식물기생선충인 뿌 리혹선충(Meloidogyne incognita)에 의한 혹형성과 토양내 중금속의 농도에 대한 상관계수도 -0.62로 높았다. 중금속이 토양내 고농도로 축적되어 있으면, 토마토 의 생육에 영향을 주고, 생육중 시들음 증상이 증가하며, 식물기생선충인 뿌리혹 선충의 활동에도 영향을 주는 것으로 조사되었다.

The toxicity of Kaempferia galanga rhizome materials and constituents against Meloidogyne incognita second‐stage juveniles (J2) and eggs were examined. The active principles of K. galanga rhizome were identified as the phenylpropanoids ethyl (E)‐cinnamate (EC, 1) and ethyl (E)‐p‐methoxycinnamate (EMC, 2) by spectroscopic analysis. Results were compared with those of carbofuran, fosthiazate, and metam‐sodium. In direct‐contact mortality bioassay, EC (LC50, 0.037 mg/ml) was the most toxic constituent, followed by EMC (0.041 mg/ml). EC was more effective than carbofuran (LC50, 0.092 mg/ml) but less active than fosthiazate (0.002 mg/ml). EC, egg hatch was inhibited 100, 93, and 87% at 125, 62.5, and 31.25 μg/ml, respectively. EMC caused 100, 81, and 75% inhibition of egg hatch at 125, 62.5, and 31.25 μg/ml, respectively. The inhibition of two phenylpropanoids were similar or more inhibition to that of either carbofuran or metam‐sodium but was lower than that of fosthiazate. In contact + fumigant mortality bioassay, EC and EMC treatments resulted in 86 and c 73% mortality at 0.5 and 0.125 mg/g soil, respectively. The lethality of these phenylpropanoids was almost similar to that of either carbofuran or metam‐sodium but was lower than that of fosthiazate. In vapor‐phase mortality bioassay, EC and EMC were more effective in closed container than open containers, indicating that the mode of delivery of these compounds was, in part, a result of vapor action. K. galanga rhizome‐derived materials, merit further study as potential nematicides and hatching inhibitors for the control of M. incognita populations.

본 연구는 유용물질인 수박, 토마토, 참외 등의 각종 경제작물에 피해를 주고 있는 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita)의 환경친화적 방제 가능성을 알아보기 위하여 국내 자생식물인 된장풀(Desmodium caudatum)을 이용하여 살선충 효과를 검정하였다. X-plate에서 H2O, BuOH, Hexane, EtoAC로 추출한 된장풀을 고구마뿌리혹선충 2령충에 500 ppm으로 처리한 결과, Hexane과 H2O 추출물에서 48시간 후 100%의 치사율을 보였다. 그리고 BuOH와 EtoAC 추출물에서도 72시간 후 각각 92.5%와 89.4%의 높은 치사율을 보였다. Hexane과 H2O 추출물의 농도별 효과 실험 결과, Hexane 추출물은 5,000 ppm에서 24h 후 100%의 치사율을 보였지만 1,000 ppm보다 낮은 농도에서는 살선충 효과가 미미하였다. 그러나 H2O 추출물은 1,000 ppm과 5,000 ppm에서 24시간 후 100%의 높은 치사율을 보였으며 50 ppm의 농도에서도 72시간 후 100%의 높은 치사율을 나타내었다.

Root knot nematode species, such as Meloidogyne hapla, M. incognita, M. arenaria and M. javanica are economically most notorious nematode pests, causing serious damage to the various crops throughout world. In this study, DNA sequence analyses of the D1-D3 expansion segments of the 28S gene in the ribosomal DNA were conducted to characterize genetic variation of the four Meloidogyne species obtained from Korea and United States. PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism), SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) marker and RAPD (Random Amplification of Polymorphic DNA) also were used to develop the methods for exact and rapid species identification. In the sequence analysis of the D1-D3 expansion segments, only a few nucleotide sequence variation were detected among M. incognita, M. arenaria, and M. javanica, except for M. hapla. The PCR-RFLP analysis that involves amplification of the mitochondrial COII and lrRNA region yielded one distinct amplicon for M. hapla at 500 bp, enabling us to distinguish M. hapla from M. incognita, M. arenaria, M. javanica reproduced by obligate mitotic parthenogenesis. SCAR markers successfully identified the four root knot nematode species tested. We are under development of RAPD primers specific to the three root knot nematodes found in Korea.

The toxicity of Kaempferia galanga rhizome-derived methanol extract (RME), powder (RP) and steam distillate (RSD) to Meloidogyne incognita second-stage juveniles (J2) and eggs and their effects on Lycopersicon esculentum germination and growth were examined in vitro and in pot experiments. Results were compared with those of three nematicides. In contact+fumigant bioassays with J2, RME applied at 1, 0.5 and 0.25mg/g soil exhibited 92, 88, and 73% mortality, respectively. The lethality of RME was almost similar to that of carbofuran but lower than that of either fosthiazate or metam-sodium. RSD and RP were less active than RME. In vapor-phase mortality bioassayswith J2, the test materials were effective in closed container than in open one, indicating that mode of delivery was, in part, a result of vapor action. RME, RSD, and fosthiazate treatments resulted in 91, 100, and 95% inhibition of egg hatch at 250μg/ml and 82, 88, and 81% inhibition of egg hatch at 100μg/ml, respectively. In filter-paper bioassays with L. esculentum seed at 8.8μg/cm2, RME and RP did not cause germination inhibition, while RSD and fosthiazate treatments resulted in 84 and 13% germination inhibition. In pot tests, RME and RSD applied at 8mg/g soil reduced galling caused by M. incognita significantly and fosthiazate at 0.02mg/g soil reduced galling completely. Rhizome materials did not cause any adverse effect on growth of L. esculentum, while fosthiazate application caused significantly reduced root weight. K. galanga rhizome-derived materials, particularly methanol extract, merit further study as potential nematicides and hatching inhibitors for the control of M. incognita populations as fumigants with contact action.

본 연구는 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita) 피해 억제 효과가 있는 대항식물을 탐색하기 위하여 경상대학교 부속농장 시설하우스에서 수행하였다. 55㎝×35㎝×25㎝인 pot에 고구마뿌리혹선충의 발생이 높은 경남 함안의 수박 재배지에서 토양을 채취하여 15㎏씩 담은 후, 토양을 각각 300g씩 채취하여 선충의 사전밀도를 조사하였고, pot를 임의로 4등분하여 왼쪽은 대항식물 씨앗을 파종하였고, 오른쪽은 기주식물인 수박 씨앗을 파종하였다. 후보 대항식물은 20종의 식물을 선발하였으며, 수박은 고구마뿌리혹선충에 감수성인 금보수박을 사용하였다. 조사는 60일 후 토양 300g 당 선충 수, 기주식물과 대항식물의 뿌리피해지수, 뿌리무게, 지상부의 생중량으로 나누어 조사하였다. 피해지수는 Netscher과 Sikora(1991)의 방법에 따라 선충의 피해가 없는 뿌리를 0으로 시작하여 피해가 증가함에 따라 10까지 나누어 조사하였다. 조사결과, 토양 내 선충수는 참깨(Sesamum indicum)를 심은 pot의 밀도감소율이 77.1%로 가장 많이 감소하였으며, 나팔꽃(Pharbitis nil)과 참깨는 고구마뿌리혹선충으로부터 전혀 피해를 입지 않았다. 또한, 나팔꽃의 경우, 기주식물의 뿌리피해지수가 다른 대항식물과 대조구(RI=9~10)에 대비하여 낮은 피해지수(RI=1)를 나타내었다. 그리고 봉선화(Impatiens balsamina) 씨앗을 파종한 pot에서는 기주식물과 대항식물의 생중량 평균이 각각 101.4g과 74.9g으로 다른 처리구와 대비하여 생장이 가장 활발한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 나팔꽃, 봉선화, 그리고 참깨가 대항식물로써 고구마뿌리혹선충에 살선충활성 및 억제효과를 나타내는 것으로 판단되었다.

The nematicidal activity of Kaempferia galanga rhizome-derived materials (methanol extract, steam distillate, and powder) toward M. incognita second-stage juveniles (J2) was examined using residual contact toxicity and pot bioassays. In residual contact toxicity bioassays with J2, the active principles of K. galanga rhizome were identified as the phenylpropanoids ethyl cinnamate (EC, 1) and ethyl-p-methoxycinnamate (EMC, 2) by spectroscopic analysis. EC exhibited 95% and 49% mortality at 0.06 and 0.04 mg/ml toward J2, respectively, whereas EMC showed 98% and 63% mortality at 0.1 and 0.08 mg/ml. In pot tests with J2, K. galanga rhizome methanol extract gave 92% and 82% mortality at 100 and 20 mg/50g soil, respectively. Steam distillate gave 88% and 68% mortality at 85 and 42.5 mg/50g soil, respectively, whereas rhizome powder provided 83% and 62% mortality at 400 and 200 mg/50g soil. K. galanga rhizome-derived materials, particularly EC and EMC, merit further study as potential root-knot nematode control agents or leads because of their great activity as a nematicide.

신나몬 속에서 추출한 식물체 정유 6종의 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita) 유충(J2)에 대한 살선충력을 9개 농도(ppm) 수준에서 24웰플레이트를 이용하여 실내검정 하였다. 그 결과 카시아오일류(cassia oils)에서 높은 살선충력이 확인되었는데, 그 중 가장 강한 활성을 보인 cassia oil의 구성 성분들을 GC-MS로 분석하였다. 이 오일에 함유된 주요 성분들은 (E)-cinnamaldehyde, benzaldehyde, α-terpenen, ρ-cymene, limonene, linalool, α-terpineol, cinnamyl alcohol, eugenol, salicylaldehyde, α-copaene, (E)-cinnamic acid, cinnamyl acetate, β-caryophyllene 등이었다. 각 성분들의 살선충력을 조사하였는데, (E)-cinnamaldehyde가 15 ppm과 10 ppm 농도에서도 99%와 57%의 살선충력을 보였다. 그래서 이것과 유사한 구조를 갖고 있는 화합물들 42종을 대상으로 200, 100, 50, 25, 10 ppm 농도에서 구조에 따른 살선충력을 비교 검정하였는데, vinyl cinnamate와 (E)-methoxcycinnamaldehyde가 10 ppm에서 각각 83%와 44%의 살선충력을 나타냈다. 이는 살선충력을 갖는 화합물들이 기본 골격으로서 C6-C3를 필요로 하고 더불어 방향성을 갖는 알킨(alkene) 또는 알데하이드 그룹을 갖고 있어야 함을 알 수 있었다. 이상의 실내실험을 통해 신나몬 속 식물체 정유들 또는 함유 화합물들이 토양 내 뿌리혹선충을 방제할 수 있는 잠재성이 매우 높은 식물군임을 확인하였다.

Root-knot nematode damage was found on yam, Dioscorea bulbifera in Andong Korea. From the root-knots, female nematodes were isolated and subjected to DNA sequence analysis. Sequence of cytochrome oxidase subunit Ⅱ (COII) was analyzed from the genomic DNA of the isolate. COII locus size and sequence of the nematode isolate were similar to those of Meloidogyne javanica or M. incognita. However, an analysis of HinfⅠ restriction site, a species-specific character between these two species, showed that the isolate did not match to either M. javanica or M. incognita.

Possible nematicidal effects of plant extracts of 25 species uninfected by M. hapla were observed at the 5 times dilutions in all treatments and at the 10 times dilutions in Anemarrhena asphodeloides, Acorus calamus, Achyranthes japonica, Agrimonia pilosa, Dianthus chinensis, Geum aleppicum, Houttuynia cordata, Rudbeckia bicolor, Ricinus communis, Scrophularia buergeriana, Sesamum iindicum, Sedum kamtschaticum, and Sanguisorba officinalis. The 13 species plant extracts of 5 times dilutions were evaluated for the suppression effects on reducing densities of M. hapla by treating to C. lanceolata sown and transplanted later in pots. All the plant extracts showed suppressive effects on M. hapla except for A. pilosa. The suppressive effects of A. asphodeloides, A. japonica, A. calamus, D. chinensis, R. communis, and S. buergeriana were over 80%. When the selected plants had been incorporated into the soil before C. lanceolata was sown, the numbers of root galls, egg sacs and J₂ appeared lower in the treatment of 12 plant species than ill control except for S. indicum. But the suppressive effects were lower than the effects of selected plants being cultivated simultaneously in the field. A. calamus and A. japonica exhibited over 70% suppressive effects, among the tested plants.

Total 90 species of medicinal plants were surveyed to see if they have any suppressive effects on the dinsity of M. hapla at the exhibition field in the Chinan medicinal herbs experiment station. In 70 species including Achyranthes japonica, root-knot and/or egg sac of M. hapla was not found and these plants were planted in C. lanceolata field to check the degree of M. hapla infection. In 26 species including A. japonica, M. hapla infection was not observed. Simultaneously, 30 species were planted in pots to find out degree of infection by M. hapla. Dianthus chinensis, Rudbeckia bicolor, Sedum kantschaticum, Ricinus communis, Anemarrhena asphodeloides, Malva verticillata, Chelidonium majus, Sesamum indicum, Agrimonia pilosa, Geum aleppicum, Sanguisorba officinalis and Scrophularia buergeriana were free from infection. While the number of galls and density of M. hapla in soil were higher to high innoculation density, and the growth of C. lanceolata was rower.

우리나라 더덕의 주 재배지인 전라남북도, 경상북도, 경기도, 강원도, 제주도, 울릉도 등 15지역 116개 재배포장을 대상으로 한 식물기생선충의 분포와 피해를 조사하였다. 분포가 확인된 9속의 선충 중 Ditylenchus citri, Meloidogyne hapla, M. incognita, Pratylenchus neglectus, Tylenchorynchus claytoni 등 5종이 동정되었다. 이들 중 M. hapla의 포장검출률이 61.9%로 가장 높았고, Tylenchu spp. 16.1%, Pratylenchus neglecrus 7.8%, Ditylenchus citri 5.1%, Helicotylenchus sp. 5.1%순이었다. 더덕 2년생을 대상으로 한 지역별 당근뿌리혹선충에 의한 피해는 포장감염률과 감염주율이 각각 67.0%, 60.2%였으며 평균 감수율은 10%였다. 전북지역 더덕 재배지에서 당근뿌리혹선충에 의한 피해는 재배년수가 길어질수록 많았고, 평야지가 산간지나 중산간지보다 많은 경향이었다.

더덕(Codonopsis lanceolata) 재배지에서 당근뿌리혹선충의 환경친화적 방제법을 구명코자 방제실험을 수행한 결과 당근뿌리혹선충 방제 실험에 사용된 방제제들(Bacillus thuringiensis, Paecilomyces lilacinus, fosthiazate, 한약제 추출물) 중 더덕의 발아를 향상시키는 것을 Bt와 한약제 추출물이었고, 억제시키는 것은 fosthiazated였다. Pot에서 미생물제에 의한 당근뿌리혹선충 밀도억제 효과는 Bt와 Paecilomyces lilacinus 모두 우수하였으나 fosthiazate 보다는 떨어지는 경향이었다. 또한 한약제 추출물도 방제효과가 우수하였다. 포장실험에서도 Paecilomyces lilacinus와 fosthiazate 처리 시 수확량이 가장 많았으며 수확된 더덕의 품질도 가장 우수하였다. 한약제추출물도 무처리에 비하여 더덕의 수량 증대에 효과가 있었고, 뿌리혹선충 감염지에서 키운 더덕을 이식한 것이 비감염지에서 키워 이식한 더덕에 비하여 수량 증가율이 저조하였다.

살선충제 2종(카두사포스, 포스치아제이트)을 땅콩뿌리혹선충(Meloidogyne arenaria)이 감염된 참외 재배 포장에 정식 전처리(전처리)및 재배중 처리(후처리)하고(각 1.8 g a. i./6), 이들의 뿌리혹선충 방제효과, 참외 수량에 미치는 영향 및 참외 과일내 농약잔류량에 대하여 비교 조사하였다. 살선충제가 뿌리혹선충 밀도에 미치는 효과는 5월에 가장 뚜렷하였다. 살선충제 처리구의 선충밀도는 무처리구 밀도의 10-65%이었으며 살선충제 중에서는 포스치아제이트(P=0.003)가, 처리방법에서는 전처리+후처리에서 효과가 높았다(밀도 90% 감소). 살선충제 처리구는 무처리구에 비하여 5월 수량은 평균 23%(11-38%), 6월 수량은 평균 39%(2-65%), 총수량으로는 평균 31%(12-46%)가 증수되는 경향으로 유의성은 낮았으나(P ＝ 0.085) 수량차이는 많았다. 카두사포스는 과일내 농약 잔류량이 0.008ppm이하로 후처리에 문제가 없었으나 포스치아제이트는 후처리 약 30일 후 참외 잔류허용 기준치(0.2ppm)를 초과하는 0.26ppm이 검출되었고, 그 외의 기간에 수확한 참외에서도 0.12ppm이상 높게 검출되었다. 살선충제 후처리에 의한 뿌리혹선충 방제법은 농약잔류위험성, 후반기의 낮은 참외 가격, 농약 비용, 안전농산물에 대한 소비자의 요구, 휴경 효과 등을 종합적으로 고려할 때 바람직하지 않은 것으로 생각된다.

곤충병원성 선충인 Steinernema carpocapsae All (ScA)과 포천(ScP) 계통, S.glaseri NC (SgN)와 동래(SgD) 계통, Heterorhabditis bacteriophora NC 1 계통(HbN)이 당근뿌리혹선충 (Meloidogyne hapla)의 난낭 형성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 토마토를 이용한 pot실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 450마리의 당근뿌리혹선충이 있는 100g 토양에 곤충병원성 선충을 2.5 마리 농도로 처리한 결과 ScA처리에서 9.4-36.5개, SgN처리에서 5.7-24.7개, HbN처리에서 11.2-16.0개로서 당근뿌리혹선충 단독 처리에서의 62.5개보다 난낭수가 매우 적었다. Steinernema선충을 100㎤당 100마리, 200마리의 당근뿌리혹선충에 대해 2,020마리/토양 350g와 1.6 마리 농도로 처리한 결과 Steinernema 선충의 종간, 계통별 또는 처리농도 간에는 난낭수의 차이가 없었으나, 당근뿌리혹선충 단독 처리와 비교하면 난낭수가 현저히 감소하였다 곤충병원성 선충을 당근뿌리혹선충 처리 3일 전에 처리한 것이 3일 후에 처리한 것보다 난낭 형성 억제에 더 효과적이었다. 한편, 곤충병원성 선충은 토마토의 생육에 아무런 영향을 끼치지 않았다.

다조메분제 , 벤즈입제 , 아사자포스입제, 카두사포스입제, 카보입제 ,타보입제 ,포스치아제 이트입제, 아조포유제 등 8종의 살선충제를 이용하여 살선충제의 처리방법 (전처리, 후처리)과 처리량(1, 2, 3배량)에 따른 땅콩뿌리혹선충, Meloidogyne arenaria의 방제효과 및 약해를 온실에서 토마토 및 참외를 이용하여 시험하였다. 전처 리에서 1배량으로 90%이상의 높은 밀도억제 효과를 보인 것은 카두사포스입제, 다조메분제,포스치아제이트입제였으며,카보입제는 3배량에서 비슷한 밀도억제 효과를 나타냈고, 벤즈입제는 가장 효과가 낮았다. 후처리는 전터리에 비하여 대부분 약 제들의 약효가 낮았는데, 후처리에서 가장 효과가 좋았던 약제는 포스치아제이트입제였다 기준량 의 약제로 전처리, 후처리를 통하여 모두 뿌리혹선충의 밀도를 효과적으로 억제할 수 있었던 것은 침투성 살선충제인 포스치아제이트입제였다.