KR20170130056A - 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물 - Google Patents

흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물에 관한 것이다.
본 발명은, 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물로서, 락토바실러스 속(Lactobacillus sp .) 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 것이 특징이며, 바람직하게는 상기 락토바실러스 속 균주는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)인 것이 특징이다.
본 발명에 의해, 흰점박이꽃무지의 사육과정에서 유충에 다량으로 발생하는 진균병을 방제하는 효과를 갖는 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물이 제공된다.

Description

흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물{Protaetia brevitarsis fungal diseases controlling compositions}
본 발명은 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 락토바실러스 속(Lactobacillus sp .) 균주를 유효성분으로 이용함으로써 흰점박이꽃무지의 사육과정에서 유충에 다량으로 발생하는 진균병을 방제하는 효과를 갖는 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물에 관한 것이다.
국내 산업곤충 시장은 1990년 후반부부터 성장하기 시작하였으며 대상 곤충이 꿀벌, 화분매개충, 천적, 애완곤충 등으로 그 종이 다양화되고 곤충자원의 가치가 증대되었다.
이와 관련하여 곤충을 식용화하기 위하여 다양한 기능성 및 영양원에 대한 연구가 추진되고 있으며 거저리, 장수풍뎅이 및 꽃무지는 현재 식품원료로 등재를 위해 연구를 가속화하고 있다.
최근 곤충(장수풍뎅이, 흰점박이꽃무지 및 갈색거저리)이 식품소재 및 동물사료로서 이용되고 산업적으로 곤충의 가치가 다양하고 커지면서 곤충을 사육하는 농가들이 증가하는 추세에 있다.
그러나 대량사육 등 사육규모가 증가할수록 곤충질병에 대한 문제가 커지고 있는 실정이므로 이를 예방하고 방제하기 위한 적절한 방법이 시급히 요구되고 있다.
이에 관련 선행기술로는 등록특허 제10-1493426호(항진균 활성을 갖는 스트렙토마이세스 속 신균주 DUCC501 및 상기 신균주를 포함하는 유용곤충 질병 방제용 조성물) 및 공개특허 제10-2011-0092177호(미국부저병의 원인균에 대한 항균활성을 가지는 락토바실러스 플란타륨 YML 001, 상기 미생물을 함유하는 항균성 미생물 제제 및 상기 미생물을 이용한 방제방법)이 공지되어 있다.
그러나, 흰점박이꽃무지 진균병에 대한 EM 방제제 관련 연구는 미흡한 실정이다.
본 발명의 목적은 흰점박이꽃무지의 사육과정에서 유충에 다량으로 발생하는 진균병을 방제하는 효과를 갖는 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물로서, 락토바실러스 속(Lactobacillus sp .) 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 것이 특징이며, 바람직하게는 상기 락토바실러스 속 균주는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)인 것이 특징이다.
상기 진균은 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae)인 것이 특징이다.
또 다른 본 발명의 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물로는, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주 또는 이의 배양액, 바실러스 서브틸리스 서브스페이스(Bacillus subtilis subsp) 균주 또는 이의 배양액 및, 사카로마이세스 세레비지애(Sacharomyces cerevisiae) 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 것이 특징이다.
이러한 상기 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물은 흰점박이꽃무지 진균병의 기주곤충에 주입하여 흰점박이꽃무지 진균병을 방제하는 것이 특징이다.
본 발명에 의해, 흰점박이꽃무지의 사육과정에서 유충에 다량으로 발생하는 진균병을 방제하는 효과를 갖는 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물이 제공됨으로써, 곤충병원균의 사전예방이 가능해져 농가 소득원 감소를 줄일 수 있음과 동시에 미생물을 이용함으로써 안전하고 건강한 흰점박이꽃무지 생산이 가능하게 되어 농가의 소득향상이 기대된다.
도 1은 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae)에 각 EM 균주별로 도포한 후, 15일 경과 후 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae) 진균 억제정도를 나타낸 도면이다.
도 2는 3령 흰점박이꽃무지의 혈림프 내 EM 균주별 Injection 실험결과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물은 락토바실러스 속(Lactobacillus sp .) 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 것이 특징이며, 보다 바람직하게는 상기 락토바실러스 속 균주는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)인 것이 특징이다.
설명하면, 본 발명의 발명자들은 흰점박이꽃무지의 사육과정에서 유충에 다량으로 발생하는 진균병을 방제하기 위하여 EM(Effective Micro-organism)을 이용하여 식용곤충으로 사육이 많이 되고 있는 흰점박이꽃무지에 자주 나타나는 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae)도 방제하면서 인체에 해롭지 않은 사육을 도모하고, 사육농가의 피해를 줄이기 위하여 본 발명을 개발하게 된 것이다.
즉, 여러 균주들을 대상으로 흰점박이꽃무지 유충 사육시 흰점박이꽃무지 진균병(fungal pathogen)을 일으키는 원인균인 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae)에 대해 항균활성을 확인하며, 상기 항균활성을 나타내는 균주들을 각각 고체배지에서 배양하여 얻은 포자를 이용하거나, 또는 액체배지에서 배양하여 얻은 배양액을 이용하여 흰점박이꽃무지 진균병(fungal pathogen)에 의해 흰점박이 유충이 폐사되는 것을 방제하는 것이다.
이때, 항균활성을 나타내는 상기 균주들은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주, 바실러스 서브틸리스 서브스페이스(Bacillus subtilis subsp) 균주 및, 사카로마이세스 세레비지애(Sacharomyces cerevisiae) 균주인 것으로, 상기 균주들이 처리된 사육환경에서는 진균이 전혀 발생되지 않으며, 상기 EM이 처리되지 않은 사육상자에는 진균이 발생되어 모든 유충이 폐사됨을 확인하였다.
그 중, 상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주가 EM으로 시중에서 쉽게 구할 수 있고, 곤충병원균으로 작용하지 않으며 인체에 무해하므로 식용곤충의 진균방제에 유익한 것으로 판단되어, 이를 유효성분으로 포함하는 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물을 제공하게 된다.
특히, 상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주의 포자 농도는 1×107 내지 1×109 CFU/㎖가 되도록하여 흰점박이꽃무지 진균병 방제효과를 나타내게 한다.
이때, 상기 포자농도가 상기 농도범위보다 적을 경우 흰점박이꽃무지 진균병에 대한 방제효능이 떨어지게 되며, 상기 농도범위보다 많을 경우에는 과도한 포자함량으로 인해 곤충에 주입이 용이하지 않아 혈강주사처리로 인한 방제방법이 어렵게 된다.
또한, 본 발명에 따른 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물은 상기 균주의 배양액을 유효성분으로 사용하는데, 이때 상기 배양액 제조시 배양은 25~28℃전후하여 7~15일간 배양하는 것이 바람직하다. 이는 7일 미만으로 배양하는 경우에는 항진균성 물질을 충분히 생성하지 못해 방제효과가 미미하고, 15일을 초과하여 배양하는 경우에는 생산원가의 상승에 비하여 생산효과가 낮기 때문이다. 그러나, 필요에 따라 배양기간을 조절할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물은 흰점박이꽃무지 진균병(fungal pathogen)을 일으키는 원인균인 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae)에 대해 항균활성을 나타내는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plandrl tarum) 균주 또는 이의 배양액, 바실러스 서브틸리스 서브스페이스(Bacillus subtilis subsp) 균주 또는 이의 배양액 및, 사카로마이세스 세레비지애(Sacharomyces cerevisiae) 균주 또는 이의 배양액 모두를 포함하기도 한다.
이때, 상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주의 포자 농도는 1×107 내지 1×109 CFU/㎖이며, 상기 바실러스 서브틸리스 서브스페이스(Bacillus subtilis subsp) 균주의 포자 농도는 1×107 내지 1×109 CFU/㎖이며, 상기 사카로마이세스 세레비지애(Sacharomyces cerevisiae) 균주의 포자 농도는 1×107 내지 1×109 CFU/㎖가 되도록하여 흰점박이꽃무지 진균병 방제효과를 나타내게 한다. 그러나, 상기 포자농도는 한정되는 것은 아니며, 병원균의 감염정도 및 주변 환경 조건 등에 따라 유효농도를 조절하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 락토바실러스 플란타룸 균주의 배양액과 바실러스 서브틸리스 서브스페이스 균주의 배양액과 사카로마이세스 세레비지애 균주의 배양액은 1 ~ 3 : 1 : 1 ~ 2로 이루어질 경우 우수한 흰점박이꽃무지 진균병 방제효과를 나타내게 된다.
이는 상기 혼합비율을 벗어날 경우 생산원가의 상승에 비하여 흰점박이꽃무지 진균병 방제효과가 높게 나타나지 않은 바, 상기 비율로 이루어지는 것이 적합하다.
이렇게 제조된 상기 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물은 흰점박이꽃무지 진균병의 기주곤충 즉, 흰점박이꽃무지 유충에 직접 주입하여 흰점박이꽃무지 진균병을 방제하게 한다. 이때 상기 주입방식은 7일에 한번씩 흰점박이꽃무지 유충 1마리당 1×105 내지 1×107/50㎕로 혈강주사하는 것이 적합하다.
이하에서는 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
<실시예 1> 시중에서 구할 수 있는 EM을 사용하여 In vivo상태에서 흰점박이꽃무지 2령 및 3령 유충 진균 방제 확인
진균이 잘 발생되는 환경을 조성(사육상자 밀폐, 진균 성장 적합 온도조성) 한 후 EM을 처리한 군과 처리하지 않은 군을 비교하여 진균피해를 확인하였다.
1. 실험방법
1) In vivo로 2령 흰점박이꽃무지 균을 처리하는 방법
곤충사육농가와 유사한 환경을 조성한 군과 연구실에서 개별사육을 통한 환경군으로 나누어 실험하였다.
우선, 녹강균이 오염된 톱밥과 물 또는 EM(1×107CFU/㎖)을 3:1의 부피(톱밥 300g+물/ EM 100ml)로 섞어서 30일간 먹여서 실험하였다. 곤충사육농가와 유사한 환경군을 조성하기 위해 농가에서 주로 사육에 사용하고 있는 400×270×230mm 투명 플라스틱 사육 상자에 2령, 3령 흰점박이꽃무지 그룹을 각각 10두씩 넣어 사육하였고, 각 3반복을 하였다.
플라스틱 사육 상자는 control의 경우 환기가 되는 조건과 밀폐조건으로 나누어 실험하였고, EM 대신 3차 증류수를 톱밥에 넣어 섞어주었다.
환기조건은 사육 상자에 아무런 조치를 하지 않았고, 밀폐조건은 사육상자 입구에 비닐랩을 씌우고 여러 개의 구멍을 내어 환기가 되는 것을 최소한으로 막아 진균이 잘 자라는 조건을 만들었다.
또한, 사육농가에서는 주로 비닐하우스나 가건물에서 온도 습도 제어 없이 자연환경으로 사육하는 경우가 많으므로 곤충사육농가와 유사환경조건에서 온도를 제어하지 않고 사육을 하였다.
연구실에서 개별사육을 하는 방법으로는 지름 100mm 플라스틱 페트리디쉬에 흰점박이꽃무지 각 1두씩 60g의 톱밥에 20ml의 각각의 EM을 넣고 잘 섞은 후 28~29℃를 유지하여 사육하였다.
EM의 종류는 A균: 고초균(바실러스 서브틸리스 서브스페이스)+효모균(사카로마이세스 세레비지애)+유산균(락토바실러스 플란타룸), B균: 광합성균, C균: 질화세균이며 각각의 농도는 1×107colony/ml로 처리하였다. EM은 10일 간격으로 처리를 해 주었다. 그리고 30일 뒤에 흰점박이꽃무지의 Mortality를 확인하였다.
2) Control과 처리 균 구: A, B, C 균
Control: 3차 증류수 처리
A균: 고초균(바실러스 서브틸리스 서브스페이스)+효모균(사카로마이세스 세레비지애)+유산균(락토바실러스 플란타룸)= 1 ml(1×107colony함유) + 1 ~ 2ml(1×107colony함유) + 1 ~ 3 ml(1×107colony함유)
B균: 광합성균
C균: 질화세균
3) 처리 환경: 자연온도(곤충 사육농가 환경과 같음)
3.1) 자연온도 (사육 상자에 넣어 사육, 농가에서 키우는 방식)
사육상자 규격: 400×270×230mm에 15-30두 사육(10두×3반복)
3.1.1.) 자연 온도(낮 25℃/ 밤 20℃) 2령 1개월 후(밀폐: 랩을 씌우고 구멍을 내어 산소 공급)
3.1.2.) 곤충사육농가 환경 온도(28-29℃ 유지)에서 녹강균에 오염된 톱밥으로 3령 흰점박이꽃무지 사육 (밀폐: 랩을 씌우고 구멍을 내어 산소 공급 또는 환기)
3.2.) 실험실 사육 환경(1두씩 페트리디쉬에 개별 사육) 온도(29-30℃ 유지)에서 녹강균에 오염된 톱밥으로 2령과 3령 흰점박이꽃무지 사육
2. 실험결과
2령 Mortality(%) 3령 Mortality(%)
control(환기) all die 100 all die 100
control(밀폐) all die 100 all die 100
A균 10두 생존 67 23두 생존 23,3
B균 2두 생존 93.3 17두 생존 43.3
C균 5두 생존 83.3 23두 생존 23.3
상기 표 1에 나타나 있듯이, 밀폐된 사육환경에서 진균이 잘자라는 온도인 20~25℃로 맞추어 유충을 사육한 결과, EM처리를 한 경우 진균이 밀폐된 환경에서도 진균이 성장하지 못하는 것을 확인하였으며, 특히, 흰점박이꽃무지에서 A균 처리 시 다른 균보다 Mortality 떨어짐을 확인하였다.
또한, 2령 또는 3령의 흰점박이꽃무지를 29~30℃ 온도를 일정유지한 실험실에서 사육한 결과 하기 표 2와 같이 나타났다.
2령 Mortality(%) 3령 Mortality(%)
control 20두->14두(1두 진균병 발생, 3두 번데기) 10 20두->18두 생존 30
A균 20두->17두(0두 진균병 발생, 3두 번데기) 10 20두->18두 생존 15
B균 20두->15두(2두 진균병 발생, 2두 번데기) 10 20두->18두 생존 25
C균 20두->16두(3두 진균병 발생, 16두 번데기) 5 20두->19두 생존 25
상기 표 2에 나타나 있듯이, A균 EM(고초균, 유산균, 효모균)이 포함된 톱밥을 먹인 유충이 가장 진균병이 적게 발생되었으므로, 이를 토대로 상기 균들에 대한 in vitro 실험을 진행하였다.
<실시예 2> 시중에서 구할 수 있는 EM을 사용하여 In vitro상태에서 흰점박이꽃무지 2령 및 3령 유충 진균 방제 확인
1. 실험방법
Metarhizium anisopliae (KACC40969)에 EM의 A균에 포함된 고초균(Bacillus subtilis subsp), 유산균(Lactobacillus plantarum), 효모균(Sacharomyces cerevisiae)를 각각 1 plate에 처리하여 진균 억제 효과를 측정하였다. Ma가 잘 자랄 수 있는 SDA(Saudbourd Agar)배지에 고초균(바실러스 서브틸리스 서브스페이스), 효모균(사카로마이세스 세레비지애), 유산균(락토바실러스 플란타룸)을 각각 농도 1×107 colony/ml (OD 600nm로 0.4~0.6, 1ml)를 200㎕를 배지에 도말한 후, Ma를 페트리디쉬 중앙에 seeding 하였다. 각 실험은 3반복 하였으며, 4주 뒤에 진균이 자란 표면적을 측정하여 진균 억제 정도를 확인 하였다.
2. 실험결과
상기 실험결과, 도 1 및 하기 표 3과 같이 나타났다.
15일 30일
Control 5 cm 6.67 cm
Lactobacillus plantarum 1.5 cm 4.7 cm
Bacillus subtilis subsp 1 cm 6.16 cm
Sacharomyces cerevisiae 1 cm 2.5 cm
락스 N/A 6.83 cm
상기 표 3 및 도 1에 나타나 있듯이, Metarhizium anisopliae (KACC40969)에 EM의 A균에 포함된 고초균(바실러스 서브틸리스 서브스페이스), 효모균(사카로마이세스 세레비지애), 유산균(락토바실러스 플란타룸) 모두 진균 억제효과를 나타냄을 확인하였다.
<실시예 3> 3령 흰점박이꽃무지의 혈림프 내 EM 균 Injection 실험
1. 실험방법
Injection실험은 3령 흰점박이꽃무지를 72시간 굶긴 후에 Negative Control로 3차증류수, Positive Control로 Nutrient broth, MRS broth, R2A broth를 1두에 50㎕씩 injection하였다.
Bacillus subtilis subsp, Lactobacillus plantarum, Sacharomyces cerevisiae를 1×107/50㎕를 BD ultra-fine 인슐린 주사기(31게이지, 6mm)를 사용하여 injection하였다.
Injection한 뒤 1두씩 지름 100mm 원형 플라스틱 페트리디쉬에 발효톱밥을 넣어준 후 7일 뒤 Mortality를 측정하였다.
2. 실험결과
상기 실험결과 도 2 및 하기 표 4와 같이 나타났다.
Injection subject 3령 Mortality(%)
Control 10
Nutrient Broth Injection 3.3
MRS Broth Injection 20
R2A Broth Injection 3.3
Lactobacillus plantarum Injection 6.7
Bacillus subtilis subsp . Injection 23.3
Sacharomyces cerevisiae Injection 10
도 2 및 상기 표 4에 나타나 있듯이, in vitro 실험에서 Lactobacillus plantarum, Bacillus subtilis subsp ., Sacharomyces cerevisiae 모두 Metarhizium anisopliae를 억제하는 효과가 나타났다.
그러나, 흰점박이꽃무지 혈강 주사(1×107/50㎕ injection)를 하였을 때 Mortality는 Lactobacillus plantarum의 Mortality가 가장 적게 나타났다.
또한 B . subtilis subsp .와 S. cerevisiae는 Reference에서 흰점박이꽃무지에서 pathogenic하다고 알려진 바는 없으나 다른 곤충 종에서 pathogen으로 분류되었고 혈림프에 injection을 하였을 경우도 B. subtilis subsp.의 경우 mortality가 비교적 높아 곤충의 표피의 상처를 통해 감염이 될 경우 치사 가능성이 있어 배제하였다. 따라서 L. plantarum(유산균)이 EM으로 시중에서 쉽게 구할 수 있고, 인체에 무해하므로 식용곤충의 진균방제에 유익할 것으로 사료된다.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 락토바실러스 속(Lactobacillus sp .) 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 락토바실러스 속 균주는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)인 것을 특징으로 하는,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 락토바실러스 속 균주의 포자 농도가 1×107 내지 1×109 CFU/㎖인 것을 특징으로 하는,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 진균은 메타리지움 아니소플리애(Metarhizium anisopliae)인 것을 특징으로 하는,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  5. 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주 또는 이의 배양액, 바실러스 서브틸리스 서브스페이스(Bacillus subtilis subsp) 균주 또는 이의 배양액 및, 사카로마이세스 세레비지애(Sacharomyces cerevisiae) 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주의 포자 농도가 1×107 내지 1×109 CFU/㎖인 것이 특징인,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 바실러스 서브틸리스 서브스페이스(Bacillus subtilis subsp) 균주의 포자 농도가 1×107 내지 1×109 CFU/㎖인 것이 특징인,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 사카로마이세스 세레비지애(Sacharomyces cerevisiae)의 포자 농도가 1×107 내지 1×109 CFU/㎖인 것이 특징인,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 락토바실러스 플란타룸 균주의 배양액과 바실러스 서브틸리스 서브스페이스 균주의 배양액과 사카로마이세스 세레비지애 균주의 배양액은 1 ~ 3 : 1 : 1 ~ 2로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한항의 흰점박이꽃무지 진균병 방제용 조성물 유효량을 흰점박이꽃무지 진균병의 기주곤충에 주입하는 것을 특징으로 하는,
    흰점박이꽃무지 진균병 방제방법.
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