Gray leaf spot caused by Stemphylium spp., is a major disease of tomatoes, and it threatens its cultivation worldwide, especially in warm and humid areas. This study was conducted on 223 tomato germplasm conserved at the National Agrobiodiversity Center to select the resources resistant to the gray leaf spot pathogen strain previously isolated in Korea, using a bioassay and genotypic analysis of the resistance gene (Sm). Two weeks after inoculation with Stemphylium lycopersici, the disease index (rated on a scale of 0-4) of gray leaf spot was assessed in detached tomato leaves. The results showed that 22 resources were resistant, with a disease index of 0-1. Additionally, 65 genetic resources were found to be moderately resistant, with a disease index between 1.0 and 2.0. Subsequently, Hybridization Probe Melting (HPM) analysis of the 22 resistant genetic resources confirmed the genotype of the gray leaf spot resistance gene (Sm). Among them, 20 genetic resources showed a homozygous resistant genotype. The resources selected in this research may contribute to the breeding of new tomato varieties resistant to gray leaf spot and may serve as a basis for further genotypic analysis studies.

Tomato is one of the major widely cultivated crops around the world. The leaf area is directly related to the total amount of photosynthesis, which affects the yield and quality of the fruit. Traditional methods of measuring the leaf area are time-consuming and can cause damage to the leaves. To address these problems, various studies are being conducted for measuring the leaf area. In this study, we introduced a model to estimate the leaf area using images of tomatoes. Using images captured by a camera, we measured the leaf length and width and used linear regression analysis to derive the leaf area estimation formula. Furthermore, we used a Neural Network (NN) for additional analysis to compare the accuracy of the models. Initially, to verify the reliability of the image data, we conducted a correlation analysis between the actual measurement data and the image data, which showed a high positive correlation. The leaf area estimation model presented 23 estimation formulas. We used regression analysis to estimate the coefficients of each model and also used employed an artificial neural network analysis to derive high R-squared (R2) values and low Root Mean Square Error (RMSE) values. Among the estimation formulas, the ninth model showed the highest reliability with an R-squared value of 0.863. We conducted a verification experiment to confirm the accuracy of the selected model, and the R-squared value was 0.925. This study confirmed the reliability of data measured from images and the reliability of the leaf area estimation model using image data. These methods are expected to be an important tool in agriculture, using imaging equipment for measuring and monitoring the crop growth.

The current study, which consisted of two independent studies (laboratory and greenhouse), was carried out to project the hypothesis fungi-spray scheduling for leaf mold and gray leaf spot in tomato, as well as to evaluate the effect of temperature and leaf wet duration on the effectiveness of different fungicides against these diseases. In the first experiment, tomato leaves were infected with 1 × 104 conidia·mL-1 and put in a dew chamber for 0 to 18 hours at 10 to 25°C (Fulvia fulva) and 10 to 30°C (Stemphylium lycopersici). In farm study, tomato plants were treated for 240 hours with diluted (1,000 times) 30% trimidazole, 50% polyoxin B, and 40% iminoctadine tris (Belkut) for protection of leaf mold, and 10% etridiazole + 55% thiophanate-methyl (Gajiran), and 15% tribasic copper sulfate (Sebinna) for protection of gray leaf spot. In laboratory test, leaf condensation on the leaves of tomato plants were emerged after 9 hrs. of incubation. In conclusion, the incidence degree of leaf mold and gray leaf spot disease on tomato plants shows that it is very closely related to formation of leaf condensation, therefore the incidence of leaf mold was greater at 20 and 15°C, while 25 and 20°C enhanced the incidence of gray leaf spot. The incidence of leaf mold and gray leaf spot developed 20 days after inoculation, and the latency period was estimated to be 14‒15 days. Trihumin fungicide had the maximum effectiveness up to 168 hours of fungicides at 12 hours of wet duration in leaf mold, whereas Gajiran fungicide had the highest control (93%) against gray leaf spot up to 144 hours. All the chemicals showed an around 30‒50% decrease in effectiveness after 240 hours of treatment. The model predictions in present study could be help in timely, effective and ecofriendly management of leaf mold disease in tomato.

토마토의 생육과 수확량을 예측하기 위한 중요한 요소 중의 하나는 엽면적이다. 이러한 엽면적을 정확하게 예측하는 것 은 토마토 식물 생장 평가 모델의 시작이라고 할 수 있다. 이를 위해 본 연구는 토마토 잎의 측정을 통해 엽면적(LA)을 추정 하는 효과적인 모델을 확인하기 위해 수행하였다. 토마토 식 물 잎 조사를 위해 2주 간격으로 5개체의 토마토 식물체의 전 개된 모든 잎에 대해 엽면적(LA), 엽장(L), 엽폭(W), 엽신장 (La)를 측정하였다. LA와 토마토 잎 독립변수의 상관관계는 La × W, L × W, La + W, L + W의 식이 강한 양의 관계를 나타 냈다. LA 추정은 LA = a + b(La2 + W2) 을 사용하는 선형 모델 이 가장 정확한 추정치를 나타내었다(R2 = 0.867, RMSE = 88.76). 9월부터 12월까지 토마토 잎의 위치에 따른 상, 중, 하 엽의 모델을 살펴본 결과, 상, 중, 하로 잎 위치에 따른 모델별 결정계수(R2) 값은 각각 0.878, 0.726, 0.794였다. 상위엽을 바탕으로 추정된 모델의 정확도가 가장 높았는데, 이는 10월 이후 토마토 재배 농가에서 중위엽과 하위엽에 실시한 반적엽 의 영향으로 판단된다.

본 연구는 반밀폐형 토마토 재배 온실에서 광합성율 극대화를 위한 적정 탄산가스 시비 농도를 구명하고자 광합성 모델을 이용하여 잎의 최대 카복실화율(Vcmax), 최대 전자전달속도(Jmax), 열파괴, 잎 호흡 등을 계산하고 실제 측정값과 비교하였다. 다양한 광도(PAR 200μmol·m -2 ·s -1 to 1500μmol·m -2 ·s -1 )와 온도(20°C to 35°C) 조건에서 CO2 농도에 대한 A-Ci curve는 광합성 측정 기기를 사용하여 측정하였고, 모델링 방정식으로 아레니우스 함수값 (Arrhenius function), 순광합성율(net CO2 assimilation, An), 열파괴(thermal breakdown), Rd(주간의 잎호흡)를 계산 하였다. 엽온이 30°C 이상으로 상승하였을 때 Jmax, An 및 thermal breakdown 예측치가 모두 감소하였고, 예측 Jmax의 가장 최고점은 엽온 30°C였으며 그 이상의 온도에서는 감소하였다. 생장점 아래 5번째 잎의 광합성율은 PAR 200－ 400μmol·m -2 ·s -1 수준에서는 CO2 600ppm, PAR 600－800μmol·m -2 ·s -1 수준에서는 CO2 800ppm, PAR 1000μmol·m -2 ·s -1 수 준에서는 CO2 1000ppm, PAR 1200－1500μmol·m -2 ·s -1 수준에서는 CO2 1500ppm을 공급했을 때 포화점에 도달하였다. 앞으로 광합성 모델식을 활용하여 과채류 온실 재배 시 광합성을 높일 수 있는 탄산시비 농도를 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

‘티와이썬’은 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 육성한 토마토황화잎말림바이러스(Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV) 저항성 품종이다. 모계로는 TYLCV에 저항성으로 알려진 자원 ‘08-9-59’를 도입, 세대진전하여 사용하였으며 부계로 사용한 ‘원예9002호’는 1997년 ‘트러스트’ x ‘모모타로 요쿠’ 교배조합에서 계통 분리하여 2002년까지 내병성 검정 및 계통 선발을 통해 육성하였다. 2010년 두 계통을 이용한 교배조합을 작성하였으며 2011년 내병성 분자마커 검정, 2012년 대만 AVRDC에서 담배가루이를 이용한 TYLCV 저항성 유묘검정을 실시하였다. 그 결과 TYLCV에 저항성이며 반신 위조병(Ve), 시듦병(I2, I3), 고구마뿌리혹선충(Rex), 세균성반점 병(Pto), 줄기마름병(Asc1), 토마토모자이크바이러스(ToMV)에 복합내병성으로 인정되어 ‘티와이썬’이라고 명명하였다. ‘티와 이썬’은 무한생장형에 과형은 원형이며 평균과중 240g 정도, 당도는 4.2°Brix 정도이다.

Bemisia tabaci is a species complex consist of about 40 cryptic species. This species is also a vector of at least 100 begomovirus including Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV). TYLCV transmitted by B. tabaci in a circulative propagative manner but its molecular mechanism is remain unclear. We investigate the transcriptional response of B. tabaci MED to TYLCV infection using next generation sequencing (NGS) analysis. In total 16757 differentially expressed genes between viruliferous and non-viruliferous whiteflies were analyzed. Among them 289 transcripts found significant, where 116 up-regulated and 173 down-regulated. Our results reveal the whitefly-TYLCV relationship and provide important molecular information about virus transmission of vector insects.

The potato tuber moth (PTM) is an oligophagous pest on solanaceous crops. We tested adult olfactory behavior and larval development on 5 cultivated tomato varieties leaves including Moneymaker, Campari, Ailsa craig, LA3475 and E6203, and one wild species, S. pimpinellifolium. Bioassay on PTM larvae showed highest developmental performances in Ailsa craig, and lowest in LA3475. Tomato leaf hydro-distilled oils of Moneymaker, Campari, Ailsa craig, S. pimpinellifolium and E6203 showed strong attractiveness and LA3475 exhibited repulsiveness for mated adult PTM of both sexes in two-armed bioassay. The hydro-distilled oils of all tomato leaves contain the fatty acid n-hexadecanoic acid as a major compound. We conformed presence of n-hexandecanoic acid (palmitic acid) in the leaves by GC-MS. LA3475 consists of (1-hexyltetraecyl) cyclohexane (10.5%) as the second major compound which was absent in all other tomato varieties. A standard sample palmitic acid was tested against the pest at 0.1, 1 and 10 mg/ml did not show any significant olfactometer effect. On other hand, phytol showed a weak attractiveness (60.7-63.6%) and (57.6-60.5%) for male and female PTM, respectively at 0.1, 1 and 10 mg/ml. Additionally, SEM of these tomato varieties leaves showed they have trichomes with distinct shapes. We are working on HPLC, and GC-MS analysis of specific chemicals in trichomes of these tomato varieties leaves.

Bemisia tabaci is a vector of Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) but Trialeurodes vaporariorum is not. To determine the effect of TYLCV acquisition on vector and non-vector, we compared various physiological characteristics between two species. Our results showed that TYLCV acquisition significantly affected B. tabaci but not T. vaporariorum. The B. tabaci increased susceptibility against thermal stress but weakened chill coma recovery, shortening of longevity, low fecundity and abbreviated developmental time by virus acquisition. At the molecular level, B. tabaci increased hsp70 and hsp90 levels by TYLCV ingestion. However, T. vaporariorum did not shown any changes of those characteristics. Therefore, the physiological manipulation of TYLCV was specific to vector species but not non-vector species.

This study was carried out to elucidate suppressive effect of loess-sulfur complex and neem oil on the development of leaf mold and fungus gnat in no-pesticide tomato farming system. Since tomato leaf mold occurred 15%, neem oil, loess-sulfur mixture and boscalid(47%, water soluble chemicals) 2,000 times, 1,000 times and 2000 times diluted was treated three times, respectively. When disease incidence of tomato leaf mold was investigated 20 days after final treatment, it was recorded 17% in neem oil treatment(control efficacy 40%) and 12.3% in loess-sulfur mixture treatment(control efficacy 59%). Among three control agents used, Boscalid(47%, water soluble chemicals) showed the best control effect against tomato leaf mold. When neem oil was diluted 250 times, 330 times and 500 times and treated in coir bag infected with fungus gnat, its control values was 69, 59, and 55%, respectively. There was no significant difference among three treatments. As a result, 500-fold diluted neem oil treatment is considered a good measure to control fungus gnat in the field condition.

토마토 부산물의 활용 가능성을 확인하고자 토마토 50 자원의 잎 추출물로 항산화 및 항염증 활성을 검정하였다. DPPH라디칼 소거 활성이 높았던 자원은 IT191046 (130.9 ug/ml),IT189949 (136.8 ug/ml), IT033117 (138.8 ug/ml), IT191047(148.9 ug/ml), IT033130 (152.5 ug/ml)이었으며, ABTS 라디칼 소거 활성이 높았던 자원은 IT189949 (1348.6 ug/ml),IT033117 (1404.9 ug/ml), IT191046 (1516.8 ug/ml)이었고 총폴리페놀 함량은 IT207214 (59.9 mg GAE/g DW)가 가장 높은 함량을 보였다. Nitric oxide (NO) 생성 저해 활성이 높았던 자원은 IT189945 (24.8 ug/ml), IT173906 (26.5 ug/ml),IT033117 (27.1 ug/ml), IT191046 (27.4 ug/ml)이었다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거 활성이 높은 정의 상관관계(r = 0.677**)를 보였고 다음으로 총 폴리페놀 함량과 NO 생성 저해 활성이 높은 상관관계(r = −0.406**)를 나타냈다. 토마토 잎 추출물의 생리 활성 및 기능성 성분 분석 결과를 자원별로 군집 분석한 결과, Cluster I (n = 17), II (n = 4), III (n = 11), IV(n = 16)와 따로 분리된 두 자원(IT229651, IT211836)으로 분류되었다. 토마토 50 자원 중 IT033117과 IT191046은 DPPH,ABTS 라디칼 저해 활성 및 nitric oxide (NO) 생성 저해 활성이 높았으며 Cluster IV내에서 매우 가깝게 존재하였고,IT173906은 총 폴리페놀 함량과 nitric oxide (NO) 생성 저해활성이 높았으며 Cluster II에 존재하였다. 이 연구 결과를 토대로 토마토 잎의 기능성 소재로의 이용 가능성을 확인하였고토마토 부산물의 다양한 활용 방안 수립에 도움이 될 것으로사료 된다.

The sweetpotato whitefly Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) is a disastrous pest in horticultural plants worldwide. B. tabaci is a species complex including at least 24 biotypes in the world. In Korea, B-biotype has been invaded in 1998, Q-biotype in 2005 and widely spread into the country. B. tabaci is also a vector of more than 100 plant viruses, especially begomoviruses. Since 2008, Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) has been invaded into Korea and severely damaged tomato cultivar in all over of the country. B. tabaci is the only vector insect of TYLCV. Here we demonstrated whether TYLCV influence on the vector physiology during virus transmission. Pesticide susceptibility of whiteflies on TYLCV acquisition was determined in B. tabaci using the two-layered parafilm feeding chamber which containing 20% sugar solution including different doses of imidacloprid. Our result showed that TYLCV-viruliferous whiteflies were more susceptible to imidacloprid ingestion than non-viruliferous whiteflies. This study suggests that plant virus can manipulate the physiological conditions of vector insects.

본 연구에서는 다양한 생리활성 물질과 기능성을 가지고 있는 들깻잎을 건강식품으로 널리 알려져 있는 토마토 소스 에 첨가를 하여 기능성이 향상이 된 토마토 소스를 제조하여 식품으로서의 이용가치와 일상생활에서 쉽게 구할 수 있는 들깻잎을 서양 향신료의 대체제로 사용 가능성을 살펴보고자 하였다. 들깻잎의 첨가량을 달리하여 토마토 소스를 제조하 여 수분, pH, 색도를 측정한 결과, 수분은 대조군이 87.34%로 가장 낮게 나타났고, pH는 들깻잎을 2% 첨가한 것이 4.71로 가장 높았다. 색도 중 명도 L값은 들깻잎의 첨가량이 증가할 수록 L값은 유의적(p>0.001)으로 낮아졌다. 적색도 a값과 황 색도 b값도 대조군이 각각 15.77, 17.70으로 가장 높았다. 염 도는 대조군이 0.88로 가장 낮게 나타났고, 당도 측정 결과는 들깻잎을 2% 첨가한 것이 9.57로 가장 낮았다. 환원당은 대조군이 63.08로 가장 높게 나타났다. 4℃에서 60일간 저장하 면서 총균수의 변화를 측정한 결과는 저장 5일까지는 미생물 이 검출되지 않았다. 저장 10일에 0.5% 첨가군까지 미생물이 검출되었으나 큰 차이를 보이지 않았으며, 저장 15일은 2%를 첨가한 토마토 소스 외에 모든 첨가군에서 미생물이 검출이 되었으며, 0%를 첨가한 대조군이 1.8×105 CFU/㎖로 가장 높 게 나타냈으며, 2% 첨가군은 미생물이 검출되지 않았다. 최 종적으로 60일 저장시에 들깻잎을 첨가하지 않은 대조군이 3.2×107 CFU/㎖로 가장 많이 나타냈다. 관능검사 결과, 색 (color)은 1.5% 첨가군이 6.9로 가장 높게 평가되었으며, 향 (flavor)은 들깻잎 2% 첨가군이 6.1로 가장 높게 평가되었다. 맛(taste)은 색과 마찬가지로 들깻잎 1.5% 첨가군이 6.6으로 가 장 높게 평가되었다. 뒷맛(after taste)은 들깻잎 1% 첨가군까 지는 좋은 평가를 받았으나, 2%의 들깻잎을 토마토 소스에 첨 가하였을 때는 오히려 대조군보다 낮게 평가되었고, 들깻잎 의 과도한 첨가는 오히려 토마토 소스의 맛의 기호도를 떨어 뜨리는 것으로 사료된다. 점도(viscosity)는 대조군이 2.6으로 가장 낮게 평가되었다. 전반적인 기호도(overall acceptability) 는 1.5% 첨가군이 6.4로 가장 높게 평가되었으며, 들깻잎 2% 를 첨가한 대조군이 가장 낮게 평가되었다. 이와 같이 들깻잎 을 토마토 소스에 첨가 시에 저장성 향상과 기호도에서 좋은 평가를 받아, 앞으로 서양 허브의 대체제로서의 이용가치와 우리나라 식재료를 서양의 소스에 이용할 수 있는 가능성을 옅 볼 수 있었다.

고온기 토마토 재배시 생산현장에서 즉시 적용할 수 있는 효과적인 적엽관리법을 구명하여 수확량과 상품성을 증대하기 위해 본 실험을 수행하였다. 농가에서 관행으로 행해지는 생장점부터 하부로 14개의 잎을 남기고 적엽하는 처리(Leaf-14), 생장점으로부터 하부로 20개의 잎을 남기고 적엽하는 처리(Leaf-20), 유럽에서 관행으로 행해지는 수확 후 화방 하부엽 제거 처리(Harvest), 토마토 잎의 광합성 특성을 적용한 개화 7주 후 화방 하부엽 제거 처리(7-weeks) 등 4개의 처리를 두었다. 적엽처리는 개화속도에는 영향이 미미했으나, 수확속도와 수확량 및 상품성에는 영향이 있는 것으로 조사되었다. 또한 수확속도는 6-7일이 적당하며, 과다한 적엽으로 수확속도가 너무 빠르게 진행되면 총수확량이 감소하므로 적엽하지 않아야 한다. 고온기의 적엽은 Leaf-14보다 Leaf-20이 가장 좋은 방법이며, 7-weeks 처리도 효과적이었으나 적용이 번거로운 단점이 있었다. 따라서 재배현장에 적용하기 쉽고, 적엽처리 효과가 가장 우수한 Leaf-20 처리가 고온기 적정 적엽방법으로 판단된다.

토마토 TYLCV는 병이 발생되면 약제나 다른 방법으로 방제가 어려우므로 내병성 품종의 개발이 반드시 필요하다. 특히, TYLCV 저항성 유전자 Ty-1,2,3(부분우성)을 한 개체 내로 집적을 시켜서 저항성이 증대된 품종의 개발이 필요하다. 토마토 TYLCV 저항성 11-TY1-AV 등 7계통을 대상으로 보독인 담배가루이를 이용하여 표현형을 조사하였다. 이병성 대비(11-TY5-AV; 슈퍼썬로드)와 F3 세대 3계통 및 F2 세대 4계통을 TYLCTHV 균주를 이용하여 접종하였다. 접종 13일 후에 이병성 대비가 100% 이병증상을 나타내었으며, 이때 11-TY4-AV는 48개체 중에서 23개체가 이병되었으며, 11-TY6-AV는 42개체 중에서 14개체, 11-TY7-AV는 48개체 중에서 14개체, 11-TY8-AV는 48개체 중에서 15개체가 이병 되었다. F2 세대 4 집단 모두 p>0.05 수준에서 TYLCV 접종 후 표현형이 정상적인 유전분리비(3:1)를 보이는 것을 확인 하였다. 또, TYLCV에 저항성인 동일한 자원을 부계로 사용하더라도 모계로 어떤 것을 사용 하느냐에 따라서 저항성 정도가 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

Sweetpotato whitefly, Bemisia tabaci, is a vector of more than 100 plant-diseased viruses, as well as a serious pest of various horticultural plants. This species harbors a primary endosymbiont Portiera along with several secondary endosymbionts such as Cardinium and Hamiltonella. We investigated whether or not TYLCV acquisition alters the densities of endosymbionts in the body of B. tabaci using quantitative real-time PCR. Our results showed that the densities of both Cardinium and Hamiltonella, but not Portiera, increased upon acquisition of TYLCV. In addition, expression of GroEL, a molecular chaperone produced by Hamiltonella, was significantly upregulated in TYLCV-infected whiteflies. Our results suggest that endosymbionts may play an important role in TYLCV transmission mechanism within the body of B. tabaci.

Population dynamics of American serpentine leafminer, Liriomyza trifolii, were modeled and simulated to compare the temperature effects of air and tomato leaf inside greenhouse using DYMEX model simulator. The DYMEX model simulator consisted of series of modules with the parameters of temperature dependent development and oviposition model of L. trifolii from pre-published data. Leaf surface temperature of cherry tomato leafs was monitored according to three tomato plant positions using an infrared temperature gun. Air temperature was monitored at same three positions using a self-contained temperature logger. Data sets of observed air temperature and average leaf surface temperatures were prepared, and incorporated into DYMEX simulator to compare the effects of air and leaf surface temperature on population dynamics of L. trifolii. The number of L. trifolii larvae was counted by visual inspection in tomato plants to verify the performance of DYMEX simulation. The egg, pupa, and adult stage of L. trifolii were not counted due to its availability of visual inspection. Based on correlation analysis, L. trifolii was affected greatly by the leaf temperatures, rather than air temperatures.

The sweetpotato whitefly, Bemisia tabaci, acts as a vector of more than 100 plant viruses. B. tabaci is known to harbor a primary endosymbiont (Portiera) and 6 secondary endosymbionts (Arsenophonus, Cardinium, Fritschea, Hamiltonella, Rickettsia and Wolbachia). These endosymbionts play important roles in the acquisition and transmission of plant viruses. Using PCR analysis, we identified endosymbiotic bacteria in various B. tabaci populations collected from different places of Korea. Distribution of endosymbionts was different according to the biotype of B. tabaci. Subsequently, their relative densities of endosymbionts were compared between TYLCV-viruliferous and non-viruliferous populations of the Q biotype using quantitative realtime PCR. We found that the densities of Portiera, Cardinium and Hamiltonella are higher in viruliferous than non-viruliferous whiteflies. Our results suggest the role of endosymbiont for the TYLCV transmission of whiteflies.

The sweetpotato whitefly, Bemisia tabaci, is a vector of more than 100 plantdiseased viruses as well as a serious pest to various horticultural crops. Virus acquisition affects the vector’s development and reproduction, but its mechanism is largely unknown. Here we compared the temperature responses between non-viruliferous and TYLCV-viruliferous Q biotype of B. tabaci. When both non-viruliferous and viruliferous whiteflies were exposed for 1 and 3 h at 4, 25, and 35°C, the mortality rate of viruliferous whiteflies is higher than nonviruliferous after exposure at 4°C and 35°C, but no differences at 25°C between them. Analysis of the expression levels of heat shock protein (hsp) genes using the quantitative realtime PCR showed that viruliferous whiteflies has higher expression in hsp70, and hsp90 at both 4°C and 35°C, but no differences at 25°C. The results suggest that vector insects may not be durable to unfavorable temperature conditions when they acquisite plant viruses.