수박 접목재배는 저온신장성 증가와 토양병해의 대책으로 이용되고 있는 방법으로(Ashita, 1927; Lee et al., 2010) 수박 대목으로 호박, 박, 수박 등이 이용되고 있다. 호박대목을 이용 하는 경우 과실의 가용성 고형물 함량의 저하, 향기와 육질의 열악화, 공동과, 황대과 발생 등 품질저하가 나타나 고품질 수 박 생산에는 박 대목이 더 선호되고 있다(Karaca et al., 2012; Lee & Oda, 2010; Shinbori et al., 1981; Yamasaki et al., 1994; Yetisir et al., 2003). 그러나 박 대목을 특이적으로 감염시키는 Fusarium oxysporum f. sp. lagenariae에 의한 시 들음 증상 등 토양병해로 인한 피해가 발생하고 있어 고품질 생산을 위한 박대목 사용에 어려움을 주고 있다 (Armstrong and Armstrong, 1978; Ashita, 1927; Huh et al., 2002).

박 덩굴쪼김병은 Fusarium oxysporum f. sp. lagenariae에 의해 시들음 증상이 발생하는 병해로 1962년 일본에서 박을 감염시키는 Fusarium spp.로 보고된(Sakata et al., 2007; Sato and Ito, 1962) 이래, 1970년대 중반 일본의 주산단지에서 박 대목 만을 침해하는 병해로 보고된 바 있다(Kuniyasu, 1980). 국내에서도 이 병원균에 의해 수박 시설재배단지에서 심각한 피해 발생이 나타나, 최근 과실 품질저하의 단점에도 불구하고 호박대목 이용이 증가하고 있는 실정이다. 한편, 수박 덩굴쪼 김병 저항성 대목용 수박이 육성된 바 있으나(Huh et al., 2002) 활용되지는 않고 있다. 박 덩굴쪼김병은 발병이 심할 경 우 박종자에서 2 ~ 5% 정도 병원균이 발견되어 종자전염이 되 는 것으로 보고되고 있어 그 피해는 증가할 것으로 생각된다 (Kuniyasu, 1980; Sultana and Ghaffar, 2009). 수박접목재배 를 위한 병저항성 대목이 Citrullus spp., Cucumis와Cucurbita 등에서 보고되었지만(Hirai et al., 2002; Huh et al., 2002; Igarashi et al., 1987), 현재까지 병리연구나 저항성 유전 연구 등 저항성 대목품종 개발을 위한 기반연구는 미진한 실정이다.

토양소독제인 메틸브로마이드의 사용이 금지됨에 따라 세계 적으로 접목재배의 필요성이 증가하고 있는 실정이다(Edelstein et al., 1999; Ristaino and Thomas, 1997). 메틸브로마이드 대체제 개발, 감수성인 재배품종의 저항성으로의 개량 등 장 기 개발 과정 이전에 대목을 이용한 접목재배는 단기간에 토 양 병해 문제에 대응할 수 있는 강력한 대책으로 활용되고 있 다(Karaca et al., 2012). 또한 근원연간의 교잡이 어려운 경 우라 하더라도 접목 친화성 평가 후 대목으로 이용할 수 있어 직접적으로 유전자원 및 계통을 재배에 이용할수 있다.

따라서 본 연구는 박 유전자원 및 계통을 대상으로 박 덩굴 쪼김병 유묘 검정을 통해 박덩굴쪼김병 증상을 파악하고, 이 를 통한 저항성 계통을 선발하며 조합에 따른 교잡 1세대의 저항성 수준을 파악하고자 수행되었다.

재료 및 방법

식물재료

식물재료는 국립농업유전자원센터에서 분양받은 박(Lagenaria siceraria Standl.) 유전자원 및 육성계통 25점과 육성계통을 이용한 1대잡종 27점, 시판대목(박 및 호박)과 수박 등 9점, 총 61점을 이용하였다. 식물체는 36구 플러그트레이를 이용하 여 종자 15립씩 파종하고 온실(28 ± 5°C)에서 10일 동안 육묘 하여 덩굴쪼김병균을 접종하였다.

병 접종 방법 및 저항성 평가 방법

박 덩굴쪼김병 저항성 검정을 위한 박 덩굴쪼김병 병원균 (Fusarium oxysporum f. sp. lagenariae)은 국립농업유전자원 센터에서 KACC408099를 분양 받아 Potato dextrose agar (PDA; Becton, Dickinson and Co.) 배지에 28°C, 10일정도 배양하여 포자를 수거하고 4겹의 거즈로 걸러 접종에 이용하 였다. 병원균 포자농도는 hematocytometer를 이용하여 광학현 미경하에서 포자농도를 측정하고 1×10⁵ conidia/ml 농도가 되 도록 멸균수로 희석하여 뿌리 침지접종에 이용하였다. 뿌리침 지접종은 유묘의 뿌리를 물로 세척하여 흙을 제거하고 포자현 탁액에 10분동안 침지한 후 36구 플러그트레이에 이식하였다. 접종한 식물체는 2일동안 80% 차광망으로 가리고 30°C이상 고온이 되지 않도록 관리하여 발병을 유도하고 이후는 일반 관리하였다. 접종 후 20일경 이병정도 및 발병 증상을 조사하 였다.

박 덩굴쪼김병 저항성 평가는 접종 후 20일경 완전 고사 품종이 나타나는 시점을 기준으로 실시하였다. 저항성 평가방 법은(Fig. 1)과 같이 발병에 따른 식물체의 상태를 기준으로 3 단계로 나누어 실시하였다. 그 기준은 1. 건전; 2. 잎에 약한 그물모양황화; 3. 식물체 전체 황화를 포함한 위축 및 고사로 구분하여 조사하였다.

결과 및 고찰

박 덩굴쪼김병 접종에 따른 식물체의 증상

박 덩굴쪼김병을 인공접종한 후 처음으로 확인 할 수 있는 유묘기 증상은 접종 후 7일경부터 첫번째 본엽에 그물무늬의 황화 증상이 나타나는 것이다(Fig. 2). 이것은 질소결핍에 의 한 황화와 달리 잎 전면에 나타나지 않으며 특히 엽맥부분에 서 황화가 시작되어 그물무늬를 보인다. 그물무늬의 황화 증 상은 세균에 의한 병해나 기타 진균에 의해 나타나는 병징과 는 구분되는 것으로, 박과작물 중 박에 감염될 경우 특이하게 나타나는 병징으로 보인다. 병이 진행되면서 잎이 위축되고 지 제부에 잘록한 증상이 나타나며 이후 시들어 고사하는 전형적 인 Fusarium 위조 증상으로 진행된다(Fig. 3). 한편 발병 정도 에 따라서는 상위엽이 그물무늬 황화와 함께 위축 증상까지만 나타나고 고사로 진행되지 않는 경우도 있다. 박과작물을 포 함한 여러 작물에서 Fusarium spp.에 의한 병징은 주로 시들 음 증상으로 보고되고 있으나(Kuniyasu, 1980), 박에서 인위적 인 접종에 의한 유묘의 반응은 저항성과 감수성을 정확하게 구분하는데 있어 중요한 요소라고 할 수 있다.

박 유전자원 및 계통의 덩굴쪼김병 저항성 평가

박덩굴쪼김병 저항성 유묘 검정을 실시하였다. FR79-3, PFR11, PFR11-6은 Huh et al. (2012)의 연구에서와 같이 강 한 저항성으로 나타났으며, 그외에 71, 963385, BG710, IT210520이 발병지수 1로 가장 높은 저항성 정도를 보였다 (Table 1). 다음으로 다소의 병징을 나타내는 개체를 포함하는 이병정도인 1.1 ~ 1.5미만에 해당하는 자원 및 육성계통은 963381, 963383, 963383-14, 963383-22, 963385-23, BG703, BG704, DJ, FP1, FRD26이었다. 고사 개체를 포함하거나 현 저한 병징(지제부 갈변증상, 그물모양 황화, 위축, 시들음)을 나타내는 이병정도인1.5이상 ~ 3.0미만 에 해당하는 자원 및 육 성계통은 963348, 963390-4, 963391-42K, BG711, BG712, FRD, FRD27이었고, 접종 식물체 모두 고사한 이병정도인 3.0 에 해당하는 자원 및 육성계통은 공시한 식물재료 중에는 없 었다. FP1과 963383은 Huh et al. (2012)의 연구에서 공시한 계통으로 본 연구에서도 동일하게 저항성으로 평가되어 접종 균주가 유사한 것으로 보여졌다. 한편 대비종에서는 호박인 신 토좌와 수박인 스피드꿀플러스만이 이병정도 1.0을 나타내고 나머지는 시판 대목 품종들은 1.2 ~ 1.9사이의 이병정도를 보 였다. 호박과 수박의 경우 병징을 보이지 않는 것은 차후 병 리 연구가 진행되어야 할 부분이지만 Fusarium oxysporum f. sp. lagenariae균이 박에만 특이적으로 병을 일으키는 균으로 호박과 수박에는 병을 일으키지 않기 때문이다. 박의 경우 접 종 식물체 모두가 고사한 경우가 없는 것은 유묘검정의 경우 완전한 이병이 이루어지기 전에 병원성이 약해지거나 이른 저 항성 평가에 의한 것으로 생각할 수도 있다. 하지만, BG711(2.5 ± 0.31), BG712(2.7 ± 0.31)로 이병정도가 3.0에 가 깝게 평가된 계통이 존재하는 것으로 보아 병원성이나 조사시 기에 문제는 없었던 것으로 생각된다. 따라서 이러한 현상은 각 계통 및 유전자원을 이용한 저항성 유전 분석 등을 통하여 면밀히 검토해야할 부분이니, 공시한 박 유전자원 및 계통이 Fusarium oxysporum f. sp. lagenariae에 정도는 약하지만 저 항성 및 강한 초세 등에 의한 이병 회피를 나타내는 유전자가 존재할 것으로 판단된다.

이들 유전자원 및 계통을 이용한 교잡 1세대(F₁)의 이병정 도는 1.0 ~ 2.6으로 넓은 범위로 나타났다. 저항성간의 교잡인 BG703 × FR79가 이병정도 1.0으로 강한 저항성을 보였다. 그 러나 963385 × FRD는 교배친의 이병정도가 각각 1.0과 1.9이 며, DJ × 963383은 교배친의 이병정도가 각각 1.1과 1.2이며, BG703 × PFR11은 교배친의 이병정도가 각각 1.1과 1.0임에도 불구하고 F₁의 이병정도는 1.0으로 나타났다. 이것은 저항성이 F₁에서 우열의 관계를 명확히 보이지 않으므로 하나의 유전자 가 관여하는 것은 아니라고 볼 수 있으며, 상위성 또는 대립 유전자 간의 상호작용 등으로 예측할 수 있으나 명확한 것은 후대를 통한 유전분석이 필요한 부분이다.

한편 PFR11, PFR11-6를 친으로 이용한 경우 이병정도가 다소 증가하였으며 특히 71 × PFR11-6, BG710 × PFR11는 양 친의 이병정도가 모두 1.0임에도 불구하고 각각 1.2와1.1로 이 병정도가 증가하였다. 따라서PFR11과 PFR11-6 을 이용한 F₁ 작성은 교배친에 따라 저항성의 수준이 다르게 나타나므로 교 배친 선정에 신중해야 할 것으로 판단되었다.

따라서 본 연구에서 새롭게 선발된 4점(71, 963385, BG710, IT210520) 은 수박과 접목을 통하여 접목친화성 및 당도 등 품질변화에 대한 평가 후 수박 대목 육성에 활용할 계획이다. 아울러 박에 대한 병저항성 연구가 미진한 현재 이 들 유전자원 및 계통을 이용한 연구가 지속적으로 이루어져야 한다.

적 요

박덩굴쪼김병의 유묘검정시 병징 구분을 통해 저항성 계통 을 선발하고 교잡 1세대(F₁)의 저항성 수준을 확인하고자 수 행되었다.