KR20190053440A

KR20190053440A - 파클로부트라졸 처리에 의한 고추 바이러스병 방제

Info

Publication number: KR20190053440A
Application number: KR1020170149324A
Authority: KR
Inventors: 안일평; 배신철; 황덕주; 박상렬
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-05-20
Also published as: KR102024207B1

Abstract

본 발명은 파클로부트라졸(Paclobutrazol, PAC) 처리에 의한 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus, TSWV)병 방제에 관한 것이다. 본 발명에 따른 파클로부트라졸을 유효성분으로 포함하는 조성물은 토마토반점위조바이러스병의 방제에 효과를 가지며, 이를 바탕으로 고추 등의 작물 생산에 적용하여 농가 소득 증대에 기여할 수 있다.

Description

파클로부트라졸 처리에 의한 고추 바이러스병 방제 {Inhibition of Tomato spotted wilt virus disease by pre-treatment of paclobutrazol on red pepper}

본 발명은 파클로부트라졸(Paclobutrazol, PAC) 처리에 의한 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus, TSWV)병 방제에 관한 것이다.

식물의 병 또는 해충에 의한 피해는 자연재해와 더불어 인류의 안정적 식량 확보의 가장 큰 장애가 되어 왔다. 일반적인 통계에 의하면 식물의 병 또는 해충에 의한 손실은 각각 전체 생산량의 10% 정도에 이르는 것으로 나타나고 있으며 생산된 작물의 병해충에 의한 질 저하까지 고려한다면 훨씬 높은 수치를 보일 것이다. 또한 기상이변이나 특수한 환경 변화에 의한 일정 병해충의 대발생은 커다란 사회문제를 일으키는 경우도 있다.

특히, 토스포바이러스(Tospovirus)속에 속하는 바이러스는 폭넓고 다양한 종의 식물들 및 관상용 식물을 감염시킨다. 두 종류의 바이러스, 즉 토마토반점위조바이러스(Tomatospottedwiltvirus : TSWV) 및 봉선화 회사 점무늬 바이러스(impatiens necrotic spotvirus : INSV)가 토스포바이러스속에 속하는 것으로 알려져 있다. TSWV는 50개 과의 360종 이상의 식물을 감염시키는 넓은 숙주 범위를 가지므로, 전세계적으로 채소 및 관상용 식물에 대해 상당한 경제적 손실을 야기시킨다. 내성 식물을 번식시키거나 또는 비유전적 방법을 이용하여 TSWV 바이러스병의 확산이 이따금 감소될 수 있지만, 일반적으로, 이와 같은 종래 방법에 의해서는 상기 바이러스병을 완전히 억제하기가 어렵다.

이에, 본 발명자들은 지베렐린 생합성 억제제로서 왜성 화훼류 생산에 이용되고 있는 파클로부트라졸(paclobutrazol, PAC)이 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus, TSWV)의 완화 또는 억제에 효과가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

1. 한국등록특허 제10-1457869호

1. Plant Disease 73:375(1989)

본 발명은 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus, TSWV)병을 방제하기 위한 조성물 및 방제 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 파클로부트라졸을 유효성분으로 포함하는 토마토반점위조바이러스(TSWV)병 방제용 조성물을 제공한다.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 전술한 토마토반점위조바이러스병 방제용 조성물을 토마토반점위조바이러스병에 감염된 기주식물에 처리하는 단계를 포함하는 토마토반점위조바이러스(TSWV)병 방제 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 파클로부트라졸을 포함하는 조성물은 토마토반점위조바이러스(TSWV)병의 방제에 효과를 가진다. 이를 바탕으로, 기주식물, 즉 고추 등의 작물 생산에 적용하여 농가 소득 증대에 기여할 수 있다.

도 1은 녹광 고추의 파클로부트라졸 처리 농도별 TSWV genome 증식 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 파클로부트라졸(paclobutrazol, PAC)을 유효성분으로 포함하는 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus, TSWV)병 방제용 조성물에 관한 것이다.

토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus, TSWV)는 Bunyaviridae과, tospovirus속의 일종이로, 바이러스 외피 내에 L, M, S의 3가지 RNA로 구성된 segmented genome(분절 유전체)을 가진다. 바이러스 입자들은 감염된 식물 내에 형성되는 envelope으로 싸여있는데 이 구조가 바이러스의 안정성, 병원성에 매우 중요한 것으로 생각되고 있다. TSWV는 고추 등의 기주작물을 침해하며 이외에도 국화 등 다양한 종류의 화훼와 잡초를 기주로 삼는다. 다양한 종의 총채벌레(thrips; Frankliniella fusca , F. occidentalis, F. schultzei , Thrips palmi , T. setosus , T. tabaci , Ceratothripoides , Scirtothrips)가 작물 별로 TSWV를 매개하며 따라서 총채벌레 제거가 가장 중요한 방제 수단 중 하나이다. 고추에서는 꽃노랑총채벌레(F. occidentalis)가 주된 매개충이다. 현재 TSWV는 우리나라 병 저항성 고추 육종에서 중시되는 주요 바이러스 병 중 하나로서 21세기 들어 TSWV에 대한 주동 저항성 유전자인 Tsw가 Capsicum chinensis에서 mapping되었고 2014년 Tsw 유전자 염기서열이 밝혀졌다.

파클로부트라졸(paclobutrazol, PAC)은 식물 생장 억제 물질로서, 다수 식물 병원진균의 생장을 억제시키며, 또한 식물, 병원균 모두에서 식물 지상부 생장 촉진 호르몬인 지베렐린의 생산을 억제하는 것으로 알려져 있다.

본 발명에 따른 파클로부트라졸(paclobutrazol, PAC)을 포함하는 조성물은 토마토반점위조바이러스(TSWV)병 방제에 효과를 가진다.

상기 조성물 내에서 파클로부트라졸의 농도는 1 내지 1000 μM일 수 있으며, 구체적으로 10 내지 1000 μM, 보다 구체적으로 50 내지 500 μM 또는 100 내지 500 μM일 수 있다. 전술한 범위에서 TSWV병 방제 효과가 우수하다. 상기 농도가 1 μM 미만이면 TSWV병 방제 효과가 미미하며, 1000 μM를 초과할 경우 TSWV병에 대해 유의미한 방제 향상 효과를 나타내지 않으며, 고추의 생육을 저해하는 문제가 발생할 우려가 있다.

본 발명의 일 실시예에서, TSWV병 방제 효과는 파클로부트라졸의 농도에 비례하여 나타나는 것을 확인하였다(도 1). 특히, 파클루부트라졸의 농도가 100 내지 500 μM일 때, 유의한 방제가가 확인되었으며 상기 농도에서 작물, 즉 고추의 후기 생육은 지장을 받지 않는다.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 전술한 토마토반점위조바이러스병 방제용 조성물을 사용한 토마토반점위조바이러스(TSWV)병 방제 방법을 제공한다.

상기 방제 방법은 토마토반점위조바이러스병 방제용 조성물을 토마토반점위조바이러스(TSWV)병에 감염된 기주식물에 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기주식물은 고추, 토마토, 담배, 셀러리, 땅콩, 대두, 감자, 완두, 가지, 시금치, 상추, 오이, 양배추 또는 엽채류일 수 있으며, 구체적으로 고추일 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 파클로부트라졸(PAC) 처리 농도별 고추 TSWV 병 방제 확인

(1) 파클로부트라졸(PAC) 처리 및 TSWV 접종

고추 녹광을 일광조건의 온실, 부광 원예용 상토에서 4주간 생육시킨 후 접종 1일 전 1 mM, 100 μM, 10 μM 농도의 파클로푸트라졸(PAC)을 토양에 관주 처리하였다. 대조군으로 증류수를 처리하였다.

초저온냉동고에서 보관하고 있던 TSWV가 감염된 이병 니코티아나 루수티카(Nicotiana rustica) 잎 조직을 생육 4주된 N. rustica에 재접종한 후 10일 간 22 ~ 26℃, 자연광 온실에서 병징을 진전시켜서 접종원을 준비하였다. 채취한 엽조직 1 g에 10 ml의 0℃ 완충용액(0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.0), 0.2% sodium sulfite, 0.01M β-mercaptoethanol)을 가한 후 마쇄하였다. 마쇄체를 거즈로 걸러 최종 접종원을 준비하였다.

접종하고자 하는 고추 잎에 Carborundum 320 grit을 적당량 도포한 후 면봉에 접종원을 충분히 적신 후 이를 도포한 잎 상면에 문질러 접종하였다.

(2) 녹광 고추의 TSWV genome 숫자 계측

접종 10일 후 접종엽과 상위엽의 병징 진전을 조사하고 TSWV 특이적 Taqman real time PCR을 이용하여 상위엽에서 추출한 100 ng 총 RNA내의 TSWV genome 숫자를 계측하여 병 진전 양상을 비교하였다. 태퀴먼 실시간 PCR(Taqman real time PCR)에서는 TSWV_134F(TTGATCTGGTCAAGGTTTTC), TSWV_332R(ACTGCGGAATACAGAGTTGT) 두 가지 프라이머(primer)와 TSWV_FAM_BHQ1 ([5FAM]CCTTGTGTCAACAAAGCAACAATG[3BHQ1]) 태퀴먼 프로브(Taqman probe) 시스템을 로슈(Roche)사의 라이트사이클러 480II(LightCycler 480II)에서 이용하였다.

접종엽에서는 처리에 관계 없이 모두 TSWV 특이적 윤형 병반 진전이 관찰되었다. 상위엽의 경우 PAC 10 μM 처리구에서는 병 진전이 관찰되긴 하나 증류수 처리군 대비 진전율이 낮았으며, 100 μM, 1000 μM 처리구에서는 유의한 병진 진전이 관찰되지 않았다.

본 발명에서 도 1은 녹광 고추의 PAC 처리 농도별 TSWV genome 증식 결과를 나타내는 그래프이다.

태퀴먼 실시간 PCR 결과 PAC 100 μM 처리구에서는 TSWV의 고추 내 증식을 96% 이상 억제함을 확인할 수 있다. PAC 1 mM 처리구에서도 바이러스 증식 억제에서 우수한 효과를 가지는 것을 확인할 수 있으나, 이 경우 고추의 생육을 억제하는 효과가 나타났다. 따라서 PAC의 적정 처리 농도는 100 μM 내외로 예측할 수 있다.

모든 실험은 10개 plant 반복으로 수행되었으며 독립적으로 수행한 2회의 실험에서 거의 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

Claims

파클로부트라졸을 유효성분으로 포함하는 토마토반점위조바이러스(TSWV)병 방제용 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 파클로부트라졸의 농도는 1 내지 1000 μM인 토마토반점위조바이러스(TSWV)병 방제용 조성물.
제 1 항에 따른 토마토반점위조바이러스병 방제용 조성물을 토마토반점위조바이러스병에 감염된 기주식물에 처리하는 단계를 포함하는 토마토반점위조바이러스(TSWV)병 방제 방법.
제 3 항에 있어서,
기주식물은 고추, 토마토, 담배, 셀러리, 땅콩, 대두, 감자, 완두, 가지, 시금치, 상추, 오이, 양배추 또는 엽채류인 토마토반점위조바이러스(TSWV)병 방제 방법.