노지에서 재배되는 고추(Capsicum annuum)에 총채벌레가 발생하여 심각한 경제적 피해를 주고 있다. 본 연구는 고추 주산지인 안동을 중 심으로 상이한 세 지역의 재배지에서 고추 정식에서 수확 시기까지 총채벌레의 연중 발생을 보고한다. 총채벌레의 최대 발생기는 6월과 9월을 중 심으로 나타났다. 이 가운데 두 주요 총채벌레는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)와 대만총채벌레(F. intonsa)였으며, 전체 총채벌레 발 생의 87% 이상을 차지하였다. 기타 총채벌레는 이상의 두 우점종의 발생 패턴과는 상이하였다. 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus: TSWV)가 이들 우점종 개체들에서 검출되었으며, 바이러스 보독율은 대만총체벌레에서 높았다. 이들 지역에서 재배되는 고추가 TSWV 에 내병성 품종들이지만, 일부 고추 개체들에서는 이 바이러스 감염에 따른 전형적인 병징을 보였다. 이에 보독충에서 TSWV를 분리하여 이 바 이러스 S RNA 게놈에 존재하는 비구조단백질 일종을 암호화하는 NSs 유전자의 염기서열을 분석하였다. 기존에 알려진 저항성붕괴(resistance breaking: RB) 계통의 서열에 비해 안동에서 발생한 보독충에서 분리된 TSWV의 서열과는 상이하여, 이 지역에서는 RB 돌연변이체가 존재하 지 않는 것으로 판명되었다.

시설재배지를 대상으로 고추 정식 이후 황색 끈끈이트랩으로 총채벌레 발생을 모니터링하였다. 아울러 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus: TSWV)가 유발하는 고추 칼라병을 유관으로 조사하였다. 고추 정식 직후(3월 말) 낮은 밀도로 대만총채벌레(Frankliniella intonsa)가 트랩에 포획되었으며 4월 중순부터는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)도 발견되었다. 이후 5월부터는 두 종이 전체 총채 벌레의 98% 이상을 차지하였고, 이 가운데 대만총채벌레가 꽃노랑총채벌레보다 다소 많은 발생 밀도를 보였다. 전체 총채벌레의 발생 피크를 보면 5월 중순에 낮은 피크를 기점으로 6-7월에 발생 최성기를 보였다. 이후 총채벌레의 발생은 급격하게 감소하였다. 포획된 꽃노랑총채벌레의 암수 비율이 일정하지 않았는데 이는 이 곤충의 특이적 단성생식 가능성으로 이에 대한 실험적 증거를 제공하였다. 지역간 꽃노랑총채벌레의 유전적 거리를 COI 서열로 비교한 결과 원거리에서 채집한 꽃노랑총채벌레 집단과는 차이를 보였지만 안동지역 내에서 발생한 꽃노랑총채벌레는 COI 서열에서 높은 유사성을 보였다. 이들 주요 두 종의 총채벌레가 전파할 것으로 추정되는 고추 칼라병이 일부 시설재배지를 중심으로 발견되었으며 항혈청 및 분자진단을 통해 확인되었다. 더불어 감염 고추에서 채집된 꽃노랑총채벌레에서도 분자진단을 통해 TSWV를 검출하였다. 감 염 TSWV의 게놈 구조를 비교하기 위해 기능성 단백질을 갖는 NSS, N, NSM의 유전자 서열을 분석하였다. 서로 다른 지역별 이들 유전자는 다수의 점돌연변이가 존재하였고 이들 가운데는 아미노산 서열 차이를 초래하는 오류 돌연변이를 포함하였다. 추출된 TSWV를 비보독충 꽃노랑 총채벌레에 섭식 처리한 유충과 성충 모두에서 감염으로 일어났으나, 유충에게서만 바이러스 증식이 일어나는 것을 확인하였다.

토마토반점위조바이러스(TSWV, Tomato spotted wilt virus)는 총채벌레가 매개하는 Bunyaviridae과 Tospovirus속의바이러스로서 고추에서 원형반점, 황화위축, 기형, 고사 등 심각한 피해를 주는 세계적으로 중요한 바이러스이다.TSWV를 매개하는 총채벌레(이하 매개충)는 세계적으로 6종이 알려져 있으나 가장 대표적인 매개충은 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis (Pergande))이다. 우리나라에서 TSWV에 의해 가장 큰 피해를 입는 농작물은 시설재배고추이며, 특히 무가온 비닐온실에서 피해가 심하다. 본 발표에서는 TSWV의 특징, 매개기작을 알아보고, 매개충의월동여부, 매개충 및 기주식물에서 바이러스 보독정도, 년중 순환기작에 대해 연구한 결과를 살펴보고 바이러스피해방지대책을 제안하고자 한다.

토마토반점위조바이러스(TSWV, Tomato spotted wilt virus)는 총채벌레가 매개하는 Bunyaviridae과 Tospovirus속의 대표 바이러스로서 고추에서 원형반점, 황화위축, 기형, 고사 등 심각한 피해를 주는 세계적으로 중요한 바이러스이다. TSWV는 외래 바이러스로서 우리나라에서는 2003년 충남 예산의 파프리카에서 처음 발견된 후 점차 분포가 확산되어 2011년 충남, 전남, 경남 등 29개시군에서 발생이 확인된 바 있다. TSWV를 매개하는 총채벌레(이하 매개충)는 세계적으로 6종이 알려져 있으나 가장 대표적인 종은 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis (Pergande))이다. 꽃노랑총채벌레 역시 1994년 국내에서 처음 발견된 외래종으로서 현재는 시설재배 과채류의 주요한 해충의 하나이다. 우리나라에서 TSWV에 의해 가장 큰 피해를 입는 농작물은 시설재배 고추이며, 특히 무가온 비닐온실에서 피해가 심하다. 고추에서 바이러스 피해 및 확산을 억제하기 위해서는 매개충 및 바이러스의 연중순환에서 가장 중요한 시기인 겨울철과 봄철의 발생동태를 정확히 이해할 필요가 있다. 본 연구에서는 겨울철 무가온 시설에서 매개충의 종류, 월동여부, 매개충 및 기주식물에서 바이러스 보독정도, 그리고 고추 정식 전후에 매개충의 종류 및 바이러스 보독정도를 조사한 결과를 살펴보고 바이러스(TSWV), 꽃노랑총채벌레, 기주(잡초 또는 작물) 각각에 대한 연구뿐만 아니라 그들간의 상호작용 및 연관성에 대한 연구의 중요성을 강조하고자 한다.

토마토반점위조바이러스(TSWV)는 총채벌레가 매개하는 Bunyaviridae과 Tospovirus 속의 대표 바이러스로서 고추, 토마토, 국화 등에 원형반점, 황화위축, 기형, 고사 등 심각한 피해를 주는 세계적으로 중요한 바이러스이다. 우리나라에서는 1993년 충남 예산의 파프리카에서 처음 발견된 후 점차 분포가 확산되어 2009년 충남, 전 남, 경남 등 23개시군에서 발생이 확인된 바 있다. TSWV를 매개하는 총채벌레는 세계적으로 꽃노랑총채벌레 등 6종이 알려져 있다. 온대지방에서 총채벌레에 의 한 바이러스의 확산원인을 규명하기 위해서는 겨울철 바이러스 매개충의 종류, 월 동여부 및 바이러스 보독정도를 해명하는 것이 필요하다. 2008/2009년과 2009/2010 년 12월부터 3월까지 충남 예산에서 전년도 고추에 TSWV가 발병했던 휴경상태 의 무가온 비닐온실에서 월동하는 바이러스 매개충은 꽃노랑총채벌레와 파총채벌 레였으며 꽃노랑총채벌레가 압도적으로 많았다(98.7∼100%). 꽃노랑총채벌레의 월동태는 성충(암컷)이 대부분이었다(94.3∼100%). 꽃노랑총채벌레 월동 성충의 RT-PCR법에 의한 TSWV 보독정도는 12월부터 이듬해 3월까지 점차 높아지는 경향이었고 바이러스 검출율은 42.3∼63.6%로 매우 높았다. 바이러스 보독충이 서식하는 야생식물은 쇠별꽃, 지칭개, 소리쟁이, 망초, 별꽃 등 10종으로서 조사한 모든 초종에서 확인되었다. 이상의 결과로부터 한 지역에서 매년 계속되는 TSWV 의 발생과 주변으로의 확산은 전년도 발병포장에서 월동한 꽃노랑총채벌레 보독 충이 중요한 원인일 것으로 생각된다.

토마토반점위조바이러스(TSWV)는 총채벌레가 매개하는 식물성 바이러스로서 고추, 토마토, 국화 등에 원형반점, 황화위축 등 심각한 피해를 주는 중요한 바이러 스이다. 우리나라에서는 1993년 충남 예산에서 처음 발견된 후 2009년까지 전남, 경남 등 23개시군으로 발생이 확대되었다. TSWV를 매개하는 총채벌레(이하 매 개충)는 세계적으로 6종이고 우리나라에 분포하는 종류는 꽃노랑총채벌레, 대만 총채벌레 등 4종이다. 주요 발병지역에서 토마토반점위조병은 한 지역에서 매년 발생하고 주변으로 확산되는 특성을 보인다. TSWV 발생과 확산특성을 이해하기 위해 고추 생육기 매개충의 종류를 2009년도 9월에 충남, 전남북의 14개 지점에 서, 작물 정식전후 매개충의 발생동태를 2010년 4월부터 6월까지 전남 순천의 1개 지점에서 조사하였다(바이러스는 RT-PCR 검정). 고추에서 매개충의 종류는 시설 및 노지 모두 꽃노랑총채벌레와 대만총채벌레 2종이었고, 전자의 점유율이 시설 과 노지 모두 훨씬 높았다.(각각 66.1%, 93.7%). 두 종 모두 바이러스 보독개체가 확인되었으며, 특히 꽃노랑총채벌레는 7개지점의 시설과 노지에서 높은 검출율을 보였다(각각 38.5%, 36.8%). 순천의 노지고추 정식(5월 3일) 이전 꽃노랑총채벌 레는 시설과 주변에서 우점하였고(각각 100%, 57.9%) 또한 높은 바이러스 검출율 을 보였다(각각 66.7%, 28.6%). 정식후 인접한 고추포장과 주변 야생식물에서 TSWV 검출율 역시 꽃노랑총채벌레에서 높게 나타났다. 이상의 결과로부터 우리 나라 노지고추의 바이러스 감염은 시설에서 분산, 이동한 꽃노랑총채벌레에 의한 것으로 판단된다.

본 연구는 고온에 안정적인 TSWV 저항성 유전자원을 선발하기 위해 수행되었다. 우선, 저항성 검정조건을 마련하고자 8점의 TSWV 저항성 육성계통을 두 가지 온도 조건(주간 25℃ ± 3.1℃, 35℃ ± 2.2℃)에서 검정을 실시하였다. 8점 중 두 계통(11VR35와11VR51)은 25℃에서 이병율이 모두 0.0%이었으나 35℃에서는 각각 100%, 80%의 이병율을 보였다. 아울러11VR32 11VR47 11VR53 11VR54 는 25℃에서 이병율이28.6%, 37.5%, 10.0%, 10.0%를 보여 중도저항성으로 평가되었으나 35℃에서는 이병율이 모두 100%로 나타났다. 이러한 결과는 고온(30℃ 이상)에서 저항성이 변화한다는 기존 보고와 유사한 결과를 확인할 수 있었다. 따라서 TSWV저항성 검정은 고온에서 실시하는 것이 안정적이라고 판단되었다. 이러한 조건으로 저항성검정을 실시한 결과 5점의 TSWV 저항성 유전자원을 선발하였다. 5점의 TSWV 저항성 유전자원은 2 C.annuum (11PM25, 11PM28), 3 C.chinense (11FL34, 11FL38, 11FL44)이다. 그러나 이들은 Tsw에 의한 과민반응(hypersensitivity response; HR)과 같은 증상은 없었다. 따라서 5점의 TSWV 저항성 유전자원은 TSWV 저항성 품종육성에 새로운 저항성 재료로 사용될 것으로 기대된다.

Tsw, a single dominant resistant gene against Tomato spotted wilt virus (TSWV), has been mapped on chromosome 10 in Capsicum. Previously found molecular markers linked to the Tsw gene are not transferable for all pepper breeding materials. To develop segregating populations for the Tsw, commercial F1 cultivar C. annuum ‘Telmo’ was self-pollinated. An F2 population was obtained from the self-pollination of F1 plants deriving from a cross between C. annuum ‘Special’ and C. chinense ‘PI152225’. Twelve additional molecular markers linked to the Tsw gene were developed using tomato and pepper genome sequence database. A tomato scaffold sequence of 7841 kb in size covering the corresponding region of the Tsw locus was identified based on the sequence of Tsw-linked marker. Analyzing the tomato scaffold sequence, two sequences of pepper scaffold and contig at down and up site of the Tsw locus, respectively, were located. Three SNP markers linked to the Tsw locus (HRM1, HRM2, and HRM3) were developed using the pepper scaffold sequence of 419 kb in size. All three markers showed 2 recombinants (1.0 cM) out of 198 individuals of F2 ‘Telmo’ population. When analyzing these SNP markers in an F2 population deriving from C. annuum ‘Special’ and C. chinense ‘PI152225’, we detected 5 recombinants (0.76 cM) out of 659 individuals. HRM4, a SNP marker linked to the Tsw gene, was developed with a 99 kb pepper contig sequence. It showed 7 recombinants (3.5 cM) out of 198 individuals of F2 ‘Telmo’ population. We found 5 recombinants (0.76 cM) out of 659 individuals when HRM4 was analyzed in F2 population derived from C. annuum ‘Special’ and C. chinense ‘PI152225’. To narrow down the molecular markers linked to the Tsw locus, four SNP markers, HRM5, HRM6, HRM7, and HRM8, were developed with the pepper scaffold sequence. All of them showed 5 recombinants (0.76 cM) out of 659 individuals of F2 ‘SP’ population. Four other SNP markers, HRM9, HRM10, HRM11, and HRM12, were developed using the pepper contig sequence. HRM9 showed 5 recombinants (0.76 cM), HRM10 showed 4 recombinants (0.61 cM), and HRM11 and HRM12 showed 3 recombinants (0.46 cM) out of 659 individuals of F2 ‘SP’ population. The SNP markers developed in this study will be useful for fine mapping of the Tsw gene and for developing cultivars which carry TSWV-resistance gene.