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.

씨스트선충과(Heteroderidae)의 선충은 한국의 식물검역에서 매우 중요하다. 현재 규제하는 선충 금지급 6종중Globodera 2종, 관리급선충 43종중 5종(Heterodera 4종, Punctodera 1종)으로 뿌리혹선충과(Meloidogynidae) 관리급9종, 뿌리썩이선충과(Pratylenchidae) 금지급 2종, 관리급 5종(Nacobbus 1종, Pratylenchus 4종), 나선선충과(Hoplolaimidae)관리급 9종(Helicotylenchus 1종, Hoplolaimus 3종, Rotylenchulus 1종, Rotylenchus 2종, Scutellonema 2종)와 함께 식물검역에서 가장 중요한 분류군이다. 하지만 식물검역과정에서 씨스트선충은 1999년 이후 현재까지 8,174회 선충 검출되는과정에서 단지 30회만 검출되었다. 이것은 씨스트선충 검사 방법이 식물검역에 적용하기 어렵기 때문이다. 최근우리나라에 유입되어 큰 피해를 주고 있는 사탕무씨스트선충은 원산지가 유전자분석 방법으로 네덜란드와 독일에분포하는 유전자형으로 밝혀졌으며, 같은 포장에 동시에 검출된다. 이들 나라는 사탕무씨스트선충과 클로버씨스트선충이 모두 분포하며, 우리나라로 피트모스 수출이 많은 나라이다. 이제 식물검역에 씨스트선충 검사를 위한 새로운검사방법 도입을 검토할 시점이다.

최근 콩 재배지에서 선충 피해가 지속적으로 나타나고 있으며 이는 수량감소와 직·간접적으로 연결되어 있으나 국내 콩 재배품종에서는 씨스트 선충 저항성 품종이 전무한 실정이다. 콩 씨스트선충 저항성 유전자는 양적형질로 알려져 있으며 기 보고된 유전자 외의 씨스트선충 저항성 유전자를 탐색함으로써 콩 씨스트 선충 저항성 품종 구별을 위한 마커개발과 씨스트선충 저항성 콩 품종 육성에 기여하고자 본 연구를 진행하였다. 유전적 다양성 집단의 HG-type 분류를 위하여 사용되는 Lee74를 포함한 지표 8품종을 실험재료로 RAPD 분석을 통하여 저항성 기대 유전자를 선발 분석하였다. 520개의 Operon사의 random primer를 이용하여 다형성을 확인하고 저항성 기대 유전자를 선발하였다. 전체 520개의 primer를 이용하여 2327개의 band를 확인하였고 74(3.1%)개의 다형성 band를 나타내었으며, 콩 씨스트선충 저항성에 기대되는 다형성 band를 16(0.7%)개 선발하여 sequence 분석과 유전자 기능을 탐색하였다. 선발된 band 분석 결과 serine-threonine kinase domain과 연관된 것으로 나타났으며, 이는 선충 관련 저항성 후보 유전자와 관련된 단백질 구조를 가지고 있어 콩 선충 저항성 유전자로 기대된다.

국내 콩 재배 품종에 대한 선충 저항성 분석 및 국내외 유전자원 수집과 분석을 통하여 콩 씨스트 선충 피해 경감과 씨스트 선충 저항성 품종 육성 자료로 활용하고자 본 연구를 진행하였다. 국내 콩 재배품종인 75개의 자원에 대한 저항성 분석 결과 번식이 가장 적었던 품종은 장엽콩이며, 장엽콩, 새알콩, 밀양콩, 만수콩 등 4품종은 중간저항성을 나타냈으며, 알찬콩 등 33품종은 중간감수성을, 38품종은 감수성을 나타내었다. 기 보고된 콩 씨스트 선충 유전자(rhg1, rhg2, rhg3, Rhg4)를 이용한 분자생물학적 분석을 통하여 국내 품종 10품종과 HG-type에 이용되는 Lee74를 포함한 8가지 품종을 이용한 분석 결과 유전자의 유무차이가 아닌 것으로 나타났으며, sequence분석 결과 SNP차이를 확인하였고 단백질 분석 결과 rhg1 gene의 Leucine Rich Region(LRR) domain 부근에서 감수성과 저항성의 차이가 나타났으며, 콩 씨스트 선충 저항성 유전자인 rhg1의 경우 감수성에서 나타나는 차이가 3가지(H474R, R475K, K476N)가 있으며, rhg2의 경우 감수성에서 나타나는 3가지(I114F, I266N, P277L) 및 저항성에서 다르게 나타나는 2개의 G281S와 S292C 단백질 발견하였다. 본 연구를 통하여 콩 씨스트 선충 저항성 품종과 감수성품종 구분을 위한 marker로 활용 가능한 primer를 작성하였고 콩 씨스트 선충 저항성 품종 육성 자료로 이용될 수 있을 것이다.

콩 씨스트 선충은 콩 수량에 가장 심각한 피해를 입히는 선충이며, 콩 씨스트 선충으로 입는 피해가 연 간 전 세계적으로 9백만 메가그램이나 되는 것으로 추정되고 있다. 콩 씨스트 선충은 식물 영양분을 먹어 뿌리의 성장을 지연시키고 근류균의 고정을 억제함으로서 수량의 감소를 가져 오게 된다. 콩 씨스트 선충을 방제하는 근본적인 방법은 저항성 품종을 재배하거나 윤작을 하는 것이다. 유전적으로 콩 씨스트 선충의 다양한 레이스들과 상업적 품종들의 제한된 저항성 품종들이 오랜 시간에 걸쳐 레이스 전환을 가져왔고, 이러한 이유로 콩 씨스트 선충의 방제가 매우 어려운 실정이다. 이 논문은 콩의 중요성, 콩 씨스트 선충, 콩 씨스트 선충 저항성에 대한 연구현황, 그리고 전망에 관해 고찰하였다.

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.

콩씨스트선충은 전세계적으로 콩 재배지에서 이어짓기 피해의 가장 중요한 요인중 하나로, 선충이 심하게 감염된 포장에서 콩의 수량 감수율은 69-72%이고, 우리나라 콩 농가포장의 50%가 콩씨스트선충에 감염돼 재배적방법 (윤작, 태양열 소독, 답전윤환 등)이나 살선충제를 반드시 처리하여 씨스트선충 피해를 감소시켜야 한다. 경남농 업자원관리원에서 20년 정도 콩+맥류를 계속 재배하고, 콩씨스트 선충의 밀도가 높을 것으로 추정되는 포장에서 실험을 실시하였다. 동계작물로 유채는 ‘선망’, 밀은 ‘금강밀’, 헤어리벳치는 ‘벳치1호’, 여름작물로 들깨는 ‘다유’, 콩은 ‘대원’을 시험재료로 하였다. 콩 씨스트선충 조사는 우리나라에서 가장 많이 발견되는 HG-type 2.5에 대하여 실시하였다. 콩 재배시 동계작물로 유채, 여름에 콩 재배시 수량이 16% 증수되었고, 겨울철 유채 재배가 어려운 경 우 하계에 들깨를 윤작으로 재배시 콩 수량이 12% 증수되어 선충 피해를 경감할 수 있었다. 동계작물로 밀 재배는 콩씨스트선충의 피해 경감효과가 없었다.