Grapevine leaf rust (GLR) caused by Phakopsora euvitis results in the reduction of fruit quality and yield loss in grape production. The purpose of this study was to investigate the expression of genes related with defense responses in the grapevines infected with rust pathogens. In two genotypes of Ampelopsis species inoculated with P. euvitis, the real-time PCR with RNAs was performed to investigate transcripts levels of nine defense-related genes, including pathogenesis-related 1 (PR1), β-1,3glutannase (Glu), chitinase (Chi), superoxide dismutases (SOD), glutathione peroxidase (GPX), phenylalanine ammonia lyase (PAL), chalcone synthase (CHS), stilbene synthase 1 (STS1), and resveratrol O-methyltransferase (ROMT). All tested genes were upregulated in YG11030 as well as YG10075, while mostly the expression of genes was higher in YG10075 than that in YG11030. Glu and STS showed significantly high expression in YG10075 than in YG11030. Expression of ROMT was upregulated in YG11030 and downregulated in YG10075 at 24 hours after inoculation. The differential expression pattern of the tested genes seems to be related with the defense responses, considered to be involved in plant-resistant responses against the infection by P. euvitis, and further studies on resistant responses based on the expression of genes would provide valuable information in breeding grapes resistant to diseases.

‘Field Green’은 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 2012년에 개발한 국화 신품종이다. 2008년 황색 홑꽃인 ‘Laque Roicks’를 모본으로 하고 흰녹병저항성이며 연두색 홑꽃인 ‘Frill Green’을 부본으로 인공교배를 실시하였다. 실생개체중에서 녹색이며 잘 자라고 꽃모양이 안정적인 개체를 2009년에 선발하였다. 그리고 2010년부터 2012년까지 3년동안 촉성재배와 억제재배, 자연재배을 통해 특성검정을 실시하고 최종 선발을 하였다. ‘Field Green’ 은 자연일장조건에서 10월 26일에 개화하는 품종으로 일장조절을 통해 연중재배가 가능하였다. ‘Field Green’ 품종은 밝은 녹색의 설상화와 녹색의 통상화를 가진 홑꽃이다. 한 꽃당 설상화수는 18.8매이고 꽃의 크기는 7.1cm이었으며 초장은 130.0cm으로 줄기생장이 우수하였다. 그리고 흰녹병에 저항성이고 절화수명은 20.0일 정도였다. ‘Field Green’은 2013년 2월 20일 품종보호출원(출원번호: 2013-153)하고 국립종자원에 2014년 4월 2일 품종등록번호 제4839호로 품종보호등록을 완료하였다.

‘Pink Shine’은 전라북도농업기술원에서 2011년도에 흰녹병 저항성의 절화용 스프레이 국화 신품종으로 육성되었다. 2007년 ‘Orando’를 모본으로 방임 수분하여 2008년 2월에 채종하였고, 동년 6월에 유리온실에서 파종하였으며, 10월에 화색과 화형에 따라 실생 1계통을 선발하였다. 2009년부터 2011년까지 삽목묘를 번식하여 생육과 개화특성을 구명하였으며, 2011년 최종 선발된 영양계통을 ‘Pink Shine’으로 명명하였다. 화형은 홑꽃의 아네모네형태이고, 설상화 색깔은 분홍(PG75C, RHS Value)이다. 화반 색은 적색계열(RPG65B)이고, 줄기 색은anthocyanin이 분포하지 않는 녹색이다(YGG145A). ‘Pink Shine’의 자연개화기는 10월 하순이며, 여름재배에서 개화소요기간은 단일처리 후 58일이고, 대조품종인 ‘Arugus’에 비해 2일 정도 빠르다. 꽃 직경은 4.1cm로 비슷하지만 착화수와 설상화수는 대조품종보다 많다. ‘Pink Shine’은 국화 흰녹병저항성 품종이며, 2012년 국립 종자원에 품종 등록되었다

우리나라의 절화국화는 국내 화훼작물 중 큰 비중을 차 지하고 있다. 수출 또한 2011년에는 2001년대비 약 1.9배 증가하였지만 생산단가 상승과 주변 경쟁국들과의 가격 경쟁력으로 수출농가가 어려움을 겪고 있다. 이를 극복하기 위해서는 소비자의 기회에 맞는 품종을 개발하 고 또한 고품질 국화를 생산하는 것이 필요하다. 국화 품 질을 저하시키는 요인 중 하나는 병해충 감염이며, 국화 흰녹병이 가장 심각한 피해를 주고 있다. 국화흰녹병 병 발생을 근절할 수 있는 근본적인 해결책은 저항성 품종 개발이지만 이는 많은 시간이 필요하기에 단기적 방법으 로 가시적으로 병징이 나타나기 이전에 국화흰녹병 감염 여부를 검정할 수 있는 기술을 개발한다면 병 발생 피 해를 최소화할 수 있을 것이다. 국화흰녹병 검정 기술 개 발을 위해 실험실 조건에서 이병주의 연중 생산이 필수 적이기에 이병주를 생산하는 시스템을 우선적으로 확립 하였다. 그리고 자체 생산한 이병주에서 증식된 병원균 의 담자포자의 형태적 특성 및 rDNA의 DNA 염기서열 분석 결과로 국화흰녹병균임을 입증하였다. 또한 국화흰 녹병균 유전체 정보를 이용하여 국화흰녹병균만을 검출 할 수 있는 유전자를 선발하였고 이 유전자를 대상으로 국화흰녹병균 게놈 DNA 0.25ng까지 검출할 수 있는 프 라이머 쌍을 개발하였다. 동일한 프라이머를 이용하여 Real-time PCR를 실시하면 게놈 DNA 6pg까지 검출이 가능하였다.향후 이러한 방법을 이용하여 병원균 접종후 육안으로 병징이 확인되기 이전에 국화흰녹병균의 검출 을 확인할 예정이다.

‘원스’는 전라북도농업기술원에서 2010년도에 흰녹병 저항성의 절화용 스프레이 국화 신품종으로 육성되었다.2006년 ‘Puma’를 모본으로 방임 수분하여 2007년 2월에 채종하였고, 동년 6월에 유리온실에서 파종하였으며,10월에 화색과 화형에 따라 실생 1계통을 선발하였다.2008년부터 2010년까지 삽목묘를 번식하여 생육과 개화특성을 구명하였으며, 2010년 최종 선발된 영양계통을‘원스’로 명명하였다. ‘원스’의 화형은 1륜의 설상화를 가진 아네모네 형에 속한다. 설상화 색은 흰색(WNN155C,RHS Value)이며, 화반 색은 옐로-그린(YG154B)이고. 줄기 색은 안토시아닌이 분포하지 않는 그린계열이다. ‘원스’의 자연 개화기는 10월 중순이며, 여름재배에서 개화소요기간은 단일처리 후 53일이고, 꽃 직경은 4.0cm, 화반 직경은 1.7cm이다. 개화기는 대조품종인 ‘Puma’에 비해 3일 늦고, 꽃 직경은 크고, 설상화 수는 적다. ‘원스’는 국화 흰녹병 저항성 품종이며, 2012년 국립 종자원에 품종 등록되었다.

국화는 국내외적으로 주요 화훼작물이지만 국화 흰녹병은 안정적 생산에 큰 걸림돌이 되고 있다. 현재까지 국화 흰녹병 방제는 농약살포를 통한 화학적 방제와 다습한 재배환경을 개선하는 재배적 방제에 의존하고 있지만, 살균제 저항성을 갖는 새로운 병원균 출현으로 농약 살포를 통한 병 방제에는 한계가 있어 병 저항성 품종 개발이 절실하다. 흰녹병은 순활물기생균인 Puccinia horiana에 의해 발생하는 곰팡이 병으로 이로 인한 경제적 손실이 크지만, 다른 주요 작물병과 비교하여 상대적으로 연구가 미흡하다. 특히 병원균의 전파 경로와 병원성의 다양성(pathogenic diversity), 병원균 침입기작 및 기주식물과의 상호작용에 대한 전반적인 지식 부족으로 효과적 농약 살포 기준 설정과 병저항성 품종개발에 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 과제를 해결하는데 기초자료를 제공하고자 각 연구분야별로 현재까지 발표된 연구결과를 정리하고 앞으로 요구되는 연구과제에 대하여 모색하여 보았다. 특히 효과적 약제처리 기준 설정과 병저항성 품종 개발의 출발점이 되는 흰녹병균의 생활사와 생태, 병원균 DNA 정보를 이용한 조기진단, 병원균의 병원형 등에 관해 현재까지의 연구결과들을 정리하였다. 앞으로 흰녹병균의 식물체 침입 기작에 관한 종합적 이해의 폭을 넓히고, 병원균 침입 시 식물체내에서 발병과 병저항성 유도 요인에 대한 분자 수준에서 연구가 진행된다면 흰녹병균 저항성 품종 육성 시기를 앞당길 수 있으리라 사료된다.

땅콩녹병과 검은 무늬병을 방제하기 위한 살균제를 선정하기 위하여 실내와 포장에서 실험한 결과 12개 공시약제중 Biloxazole이 상기 두 병해의 동시방제에 효과적이었으며 땅콩 수량도 증진되였다.

옥수수 식물체에 녹병 (Puccinia sorghi)이 감염된 상태와 비감영상태하에서 Peroxidase(Px) activity(활동)를 좌우하는 견전인자의 행동을 규명하기 위해 5개의 선발된 자식계통과 이들사이에 가능한 10개의 (잡종 제일세대)을 갖고 Px의 활동에 관한 유전분석 시험을 실시해 본 결과 다음의 결론을 얻었다. 1. 이용한 5개 자식계통과 10개의 사이의 Px활동은 크게 달랐다. 2. 수개의 유전인자에 의해서 좌우되는 일반저항성정도 와 Px활동은 일치되지 않았다. 상가적 유전인자에 의해 좌우되는 높은 일반저항성 계통 CM105는 높은Px의 활동을 보였으나, 다른 저항성계통 Oh545는 낮은 Px의 활동을 보였다. 3. 녹병감염과 비감염상태하에서의 Px의 활동은 수병균접종후 2일때는 차이가 없었으나 접종후 8일때는 감염식물체에서 유의차를 보이는 높은 Px활동이 측정되었다. 4. 옥수수에 있어서 Px의 활동을 좌우하는 유전인자는 상가적작용을 주로 일으키는 GCA(일반조합능력)효과에 의하고, 비상가유전인자에 의한 SCA(특수조합능력)효과는 비교적 낮았다. 5. 우성 단인자 저항성에 의해서 좌우되는 특수저항성 유전인자 보유한 식물체는 저항성 유전인자를 보유하지 않는 이병성 식물체에 비해서 높은 Px의 활동을 보였다. 이는 12개의 밝혀진 Px중 주로 와 의 증가에 기인한다. 6. 본 시험에서 얻어진 옥수수의 녹병저항성과 관련한 Px의 활동은 단 특수성저항성 유전인자인 경우에만 타 작물에서 얻은 시험결과와 유사한 점이 있다.

1. 맥류 줄기 녹병균에(p. graminis f. sp. tritici) 대한 저항성 품종 육종에 기초자료를 얻고자 1971-1972년 2개년간에 한국에 분포한 생리적 품종을 조사하였다. 2. 2개년간 총 55개의 균주를 채점하여 Stakman씨 방법에 따라 접종한 결과 27개 균주가 동정되었는데 그 성적은 다음과 같다. Race 11이 2균주, Race 17과 21은 각각 8균주 Race 34의 4균주 그리고 Race 37과 56이 각각 한 균주였다. 그 나머지 3균주는 Stakman씨의 색인표와 부합치 않으므로 가칭 및 라고 명명하였다. 3. 그러므로 맥류줄기녹병균에 대한 생리적 품종의 조사는 저항성 품종 육종과 병행하여 계속 실시되어 야 할 것이다.

본 실험은 스탠다드 국화 ‘백마’와 스프레이 국화 ‘오렌지엔디’ 품종에 있어서 재식밀도와 멀칭재료에 따른 절화 생육과 흰녹병 발생정도를 알아보고자 실시하였다. 스탠다드 국화 ‘백마’는 6줄 정식 처리구에서 절화장, 줄기직경, 엽수, 절화무게, 화폭, 꽃무게 등의 생육이 8줄이나 10줄에 비해 양호하였다. 또한 흰녹병 발생률도 10줄 정식 처리구에서 68.9%로 가장 높았고, 6줄 정식 처리에서 48.9%로 가장 낮게 나타났다. 스프레이 국화 ‘오렌지엔디’는 6줄 정식 처리구에서 줄기직경, 엽수, 절화무게, 화폭 등 다른 처리에 비해 절화생육이 양호하였다. 흰녹병 발생률은 10줄 정식 처리구에서 68.9%로 가장 높았고, 6줄 처리에서 28.9%로 가장 낮았다. 스탠다드 국화 ‘백마’에 있어서 무멀칭에 비해 PE 필름으로 멀칭한 처리에서는 생육이 양호하였는데, PE 필름색에 따른 생육에는 큰 차이가 없었다. 흰녹병 발생률은 무멀칭 처리구에서 93.3%로 가장 높았고, 녹색과 흑색 PE 필름 멀칭 처리구에서 42.2~60%로 낮았고 감염 엽수 및 병징수가 적었다. 스프레이 국화 ‘오렌지엔디’의 절화장은 투명과 녹색 PE 필름으로 멀칭한 처리구에서 길었고, 줄기직경, 엽수, 화폭, 꽃수 등에서는 처리 간 차이가 없는 것으로 나타났다. 흰녹병 발생률은 흑색 PE 필름 멀칭 처리에서 가장 낮았고. 흰녹병 발생엽수와 병징수도 흑색 PE 필름 멀칭 처리에서 가장 적었다.

본 실험은 국화 ‘백마’, ‘오렌지엔디’, ‘레몬엔디’ 품종에 있어서 시비량에 따른 절화 생육과 흰녹병 발생정도를 알아보고자 실시하였다. 스탠다드 국화 ‘백마’의 줄기직경과 절화무게는 표준시비량의 2배 처리구에서 다른 처리에 비해 생육이 양호하였다. 정식 30일 후와 110일 후에 표준시비량의 1/2배 처리구보다 2배 처리구에서 흰녹병 발생률이 가장 낮았고, 발생엽수 및 병징수가 가장 적었다. 스프레이 국화 ‘오렌지엔디’는 절화장, 줄기직경, 화폭은 표준시비량의 2배 처리구에서 다른 처리에 비해 생육이 양호하였고, 통계적으로도 유의성이 나타났다. 또한 정식 110일 후의 흰녹병 발생률은 표준시비량의 1/2배 처리구에서 48.9% 가장 높았고, 발생엽수와 병징수도 가장 많았다. 반면에 표준시비량의 2배 처리구에서 흰녹병이 가장 적게 발생했다. 스프레이 국화 ‘레몬엔디’의 엽수와 화폭은 표준시비량의 2배 처리구에서 다른 처리에 비해 생육이 양호하였다. 그러나 시비량에 따른 스프레이 국화 ‘레몬엔디’의 정식 110일 후의 흰녹병 발생 정도는 처리 간 차이가 없는 것으로 나타났다.

과거 10년간 국내에 재배된 옥수수에서 가장 민감하게 발생한 병이 보통옥수수 녹병(common corn rust, Puccinia sorghi)이다. 10여 년 전부터 미세한 발생은 경북군위, 강원도 홍천, 경기도 일산과 북한의 통천등지의 시험지에서 발견되었다. 가장 심각한 병 발생은 2008년 제주도 중산간지에 제동목장에 심겨진 옥수수에서 관찰되었고, 2009년에는 경북대 군위 시험장이었다. 놀라운 사실은 농가포장에 인기리에 심겨지고 있던 국내 및 외국 육종 품종들 거의 모두가 이병성을 뛰었다는 것이다. 옥수수에서 녹병은 기후변화에 매우 민감한 생물학적 사인 일 수 있다. 아마도 비슷한 사례가 다른 농작물에서도 일어 날 수 있다. 우리의 시험포는 완전 무농약 상태에서 재배되었다. 이러한 중에도 양적유전자를 이용한 공생저항성 원리(co-survive tolerance principle)에 근거한 KNU silage 하이브리드만이 안전저항성을 보였다. 또 다른 병들은 제주도에서 이삭썩음병 (ear rot complex)이고, 군위와 북한에서 회색반점병(gray leaf spot)이었다. 양적유전자를 이용한 품종 육종이 가장 안전한 대안이다.