우리나라의 주요 과수인 포도는 세계적으로도 7,102천ha 에서 77,181천톤이 생산되고 있으며, 국내 포도 재배면적은 2000년 이후 지속적으로 감소하고 있지만 16,931 ha에서 26만 톤이 생산되고 있다(FAO, 2015). 최근에는 국내 주요 포도 품 종의 점진적인 재배면적 감소, 소비자들의 다양한 문화 접촉과 소득 증가, 고품질 과실에 대한 요구도 증가와 같은 소비성향 변화 등에 따라 다양한 고품질의 유럽계 포도 품종의 생산에 대한 수요가 증가하고 있다(KREI, 2015).

유럽종 및 교잡종 포도의 재배가 확대되면서 기존의 병해와 는 다른 포도 탄저병, 새눈무늬병, 흰가루병, 노균병 등의 새로 운 병해의 발생이 증가하고 있으며, 친환경 고품질 포도 생산 을 위한 농약 살포 기피 등의 문제도 병해 발생 증가의 원인 이 되고 있다. 그 중에서 탄저병은 우리나라 포도 재배에 있어 방제가 어려운 병해 중 하나로 체계적인 방제법이 확립되어 있 지 않고, 국내 및 국외에서도 탄저병에 대한 연구는 많지 않은 실정이다(Park et al., 2006).

포도 탄저병은 von Arx(1957)에 의해 병원균이 Glomerella cingulata(불완전세대: Colletotrichum gloeosporioides)로 보고 되었으며, 포도나무 생육기간중 개화 후부터 수확기까지 과실 에 발생하여 부패를 유도한다(Daykin & Milholland, 1984a). 탄저병은 국내에서의 피해(Kim, 1996; Suh et al., 1982) 뿐만 아니라 일본에서도 포도 과실에 큰 피해를 유발하는 것으로 알 려져 있어(Fukaya, 2001; Ozoe et al., 1972), 포도 탄저병에 대한 저항성 품종 육성 및 보급이 필요한 실정이다. 저항성 품 종을 육성하기 위해서는 수 많은 유전자원에 대한 저항성 판 별이 선행되어야 하는데, 포도 병해에 대한 저항성 판별은 주 로 포장에서 육안에 의한 평가에 의존해 왔는데(Kitajima, 1989; Mortensen, 1971; Wang et al., 1998), 이러한 방법은 포장이 넓어 많은 노력과 시간이 요구되는 등의 단점이 있다. 그러나 병원균 접종에 의한 포도 탄저병 저항성 검정에 대한 연구는 거의 없으며, 탄저병 저항성을 검정할 수 있는 효율적 인 검정법을 개발하여 유전자원을 대상으로 저항성을 판별할 수 있는 체계를 확립하거나, 포장에서의 자연 발생에 의한 유 전자원의 저항성 검정 연구 가 보고되어 있다(Jang et al., 2011; Shiraish et al., 2006, 2007; Xu et al., 2010).

본 연구에서는 국립원예특작과학원 유전자원포에서 유지하 고 있는 국내 대표 품종들과 생식 및 가공용 포도 품종에 대 해 탄저병 병원균을 접종하여 포도 탄저병을 저항성, 중도 저 항성, 중도 감수성, 감수성 4가지로 판별하였으며, 주요 재배 품종과 여러 생식 및 가공용 포도 유전자원에 대한 탄저병 저 항성 정보를 구축하고 이를 이용한 새로운 육종 소재 개발 및 탄저병 저항성 품종 육성에 유용한 자료를 제공하고자 하였다.

재료 및 방법

식물 재료 및 병원균

탄저병 저항성 개체 선발을 위하여 국내 주요 재배 품종을 포함하여 국립원예특작과학원 유전자원포에서 유지하고 있는 생식 및 가공용 포도 108 품종을 사용하였다. 탄저병 저항성 검정을 위한 기내 접종을 실시하기 위하여 각 품종의 건전한 식물체로부터 잎과 과실을 채취 하여 병원균 접종에 사용하였 다. 병원균은 농촌진흥청 국립농업과학원에서 Colletotrichum acutatum(C7569)과 C. gloeosporioides(C0566) 균주를 분양 받아 균주의 활력과 병원성을 유지하면서 실험에 사용하였다.

병원균 접종 및 저항성 검정

병원균C. gloeosporioides(C0566)와 C. acutatum(C7569)을 V-8 juice agar(20% V-8 juice, 2% agar)배지를 이용하여 25°C 항온기에서 5-7일간 배양한 후, 균사체를 직경 5 mm의 콜크보러를 이용하여 잘라내어 접종원으로 사용하였다. 잎(유 엽 뒷면)과 과실은 연필을 이용하여 표피를 살짝 긁어서 상처 를 내고 균체를 접종한 후, 접종한 잎과 과실은 25℃의 온도 와 습도가 유지되는 항온실에서 5일간 유지하였다.

저항성 판별은 접종한 잎과 과실을 항온실에서 5일 동안 유 지한 후 괴사를 나타내는 병반의 크기를 측정하여 저항성 및 감수성을 판별하였다. 저항성은 병반 크기가 0-1 mm 일 때, 중도 저항성은 병반 크기가 1.1-2 mm 일 때, 중도 감수성은 병반 크기가 2.1-3 mm 일 때, 감수성은 병반 크기가 3 mm 이상인 경우로 구분하고, 모든 실험은 3반복으로 실시하였다. 각 품종 별로 증류수를 접종한 잎을 대조구로 사용하였다(Jang et al., 2011).

통계처리는 SAS 프로그램으로 ANOVA 분석을 실시하고, 처리 평균 간 비교는 Duncan’s multiple range test(DMRT, p = 0.05)를 이용하였다.

결과 및 고찰

생식용 및 가공용 포도 품종에 대한 탄저병 저항성 검정

국내 재배 품종과 생식 및 가공용 포도 108품종을 대상으 로 탄저병 저항성 검정을 수행하였다. 국내 주요 생식용 교잡 종 품종과 대표적인 유럽종 포도 15품종의 과실과 잎에 대한 탄저병 접종 결과를 Table 1에 나타내었다. C. acutatum에 대 한 과실의 접종 결과를 보면, ‘Aki Queen’, ‘Buffalo’, ‘Campbell Early’, ‘Kyoho’, ‘Muscat Baily A’, ‘Ruby Seedless’ 등 8품종이 중도 저항성 이상인 것으로 나타났고, 잎의 접종 결과에서는 ‘Aki Queen’ 품종 만이 중도 저항성으 로 나타나고 나머지는 중도 감수성 및 감수성을 나타내었다. C. acutatum에 대한 전체적인 결과를 볼 때, 과실과 잎의 접 종 결과가 일치하는 경우는 ‘Aki Queen’, ‘Rosario Bianco’, ‘Ruby Okuyama’ 등 7품종 이었고, 나머지 8품종은 과실과 잎에서의 접종 결과가 일치하지 않았다. C. gloeosporioides에 대한 과실의 접종 결과는 ‘Aki Queen’, ‘Jasmine’, ‘Muscat Baily A’, ‘Red Globe’, ‘Ruby Seedless’ 등 11품종에서 중도 저항성 이상 반응을 나타내었고, ‘Unibala Seven’ 품 종은 과실과 잎에서 모두 감수성 반응을 나타내었다. C. gloeosporioides에 대한 잎의 접종 결과에서는 ‘Aki Queen’, ‘Baby Finger’, ‘Rosario Bianco’ 3품종만이 중도 저항성 이 상을 나타내었고, 나머지 12품종은 모두 감수성 반응을 나타 내었다.

포도 108품종을 대상으로 과실과 잎에 대해 탄저병 저항성 검정을 수행한 결과는 각각 Table 2, 3, 4, 5에 나타내었다. Table 2는 C. acutatum을 과실에 접종한 결과로 탄저병 저항 성 정도는 저항성, 중도 저항성, 중도 감수성 및 감수성의 4가 지로 나누었다. 저항성을 나타내는 품종은 ‘Buffalo’, ‘Chardonnay’, ‘Gorby’, ‘Muscat Baily A’, ‘Tamnara’, ‘Ventura’ 등 총 25품종 이었으며, 중도 저항성과 중도 감수성을 나타내 는 것은 각각 46품종과 27품종 이었다. C. acutatum 접종에 대해 감수성을 보이는 것은 10품종으로 ‘Black Rose’, ‘Jasmine’, ‘Kyoho-Sakura’, ‘Rizamat’, ‘Ruby Okuyama’ 등 이 포함되었다. C. acutatum을 유엽에 접종한 결과, ‘Aki Queen’과 ‘Cabernet Sauvignon’등의 품종은 중도 저항성으로 나타났으며, ‘Manicure Finger’, ‘Riesling’, ‘Wase Campbell’ 등 20품종은 중도 감수성으로, ‘Black Eye’, ‘Exotic’, ‘Honey Black’, ‘Neo Muscat’, ‘Zabalkanski’ 등의 86품종은 감수성 품종으로 나타났다(Table 3).

C. gloeosporioides를 과실에 접종한 결과(Table 4), ‘Baby Finger’, ‘Chardonnay’, ‘Muscat Hamburg’, ‘North Black’, ‘Rosario Rosso’, ‘Tano Red’ 등을 포함하는 53품종은 저항성 으로, ‘Exotic’, ‘Red Globe’, ‘Shinanosmile’, ‘Sylvaner’, ‘Wink’ 등을 포함하여 총 28품종이 중도 저항성으로 판별되었 다. ‘Kyoho-Sato’, ‘Unibala Seven’ 등 6품종은 중도 감수성 으로, ‘Black Eye’, ‘Campbell Early’, ‘Neo Muscat’, ‘Pione’, ‘Royal’ 등의 21품종은 감수성으로 판별되었다. 포도 나무 유엽에 C. gloeosporioides를 접종한 결과, ‘Chancellor’, ‘Emperatriz, ‘Honey Venus’ 등 12품종은 저항성 품종으로 구 분되었다(Table 5). ‘Beni Pizzutello’, ‘Fujiminori’, ‘Wink’ 등 10품종이 중도 저항성에 포함되고, ‘Christmas Rose’, ‘Riesling’, ‘Syrah’, ‘Venus’ 등 12품종은 중도 감수성으로, ‘Brazil’, ‘Honey Seedless’, ‘Iris Chiubing’, ‘Kaitome’, ‘Niagara’, ‘Vidal Blanc’ 등의 74품종은 감수성으로 판별되었다.

C. acutatum을 과실과 잎에 접종한 경우(Table 2와 3), 공 통적으로 저항성 및 감수성을 나타내는 생식용 포도는 ‘Aki Queen’ 품종만이 중도 저항성을, ‘Baby Finger’, ‘Flame Seedless’, ‘Kurgan Rose’, ‘Rosario Bianco’ 등은 중도 감수 성을, ‘Beni Pizzutello’, ‘Black Rose’, ‘Itchkimar’, ‘Jasmine’, ‘Kyoho-Sakura’, ‘Kyoho-Shimomura’, ‘Rizamat’, ‘Ruby Okuyama’, ‘Sunny Rouge’ 등의 품종은 감수성을 나 타내었고, 공통으로 저항성을 나타내는 품종은 나타나지 않았 다. 와인용 포도에서는 ‘Cabernet Sauvignon’ 품종이 과실과 잎 접종에서 공통적으로 중도 저항성을 나타내었다. C. gloeosporioides을 과실과 잎에 접종한 경우(Table 4와 5), 공 통적으로 저항성 및 감수성을 나타내는 생식용 포도 품종은 ‘Emperatriz’, ‘Honey Red’, ‘Honey Venus’, ‘Izumo Queen’, ‘Rosario Rosso’ 등이 저항성을, ‘Wink’는 중도 저항성을, ‘Christmas Rose’, ‘Kurgan Rose’, ‘Wase Campbell’ 품종은 중도 감수성을, ‘71069’, ‘Kyoho-Izuka’, ‘Kyoho-Sato’, ‘Kyoho-Shimomura’, ‘Univala Seven’ 등 6품종은 감수성을 보였다. 와인용 품종에서는 과실과 잎의 접종 결과를 종합해 볼 때, ‘Cabernet Sauvignon’, ‘Chancellor’, ‘Chardonnay Decoupe’, ‘Ventura’ 등이 저항성을, ‘Canner’는 중도 저항성 을 공통적으로 나타내었다. 품종이나 분리 균주, 접종 년도 등 에 의한 접종 결과의 차이는 몇몇 연구에서도 보고되어 있다 (Jang et al., 2011; Kono et al., 2013). ‘Campbell Early’, ‘Kyoho’, ‘Muscat Bailey A’ 3품종에 대한 C. acutatum와 C. gloeosporioides의 접종 결과에서 두 병원균간의 병원성 은 약간 차이가 있었으며, 침입력에서도 분리 균주들과 포 도 품종간에 차이를 나타냈다(Hong et al., 2008). C. gloeosporioides를 포도 V. rotundifolia(2x=40)에 접종한 경우에도 품종마다 저항성이 다르게 나타났는데, Daykin & Milholland(1984b)는 흑색 포도 품종(‘Noble’, ‘Pride’, ‘Tarheel’) 은 저항성을 나타내고, 자흑색 품종(‘Carlos, ‘Fry’, ‘Scuppernong’)은 감수성을 나타낸다고 보고한 바 있다.

본 연구 결과를 Jang et al.(2011)이 보고한 C. acutatum 의 접종 결과와 비교해 보면, 과실에서는 ‘Muscat Baily A’는 저항성, ‘Back Eye’와 ‘Kyoho’는 중도 저항성, ‘Flame Seedless’와 ‘Univala Seven’은 중도 감수성으로 접종 결과가 일치하였고, 잎에서는 중도 감수성의 ‘Centennial Seedless’, 감수성의 ‘Black Eye’, ‘Black Rose’, ‘Campbell Early’, ‘Kyoho-Sakura’, ‘Ruby Okuyama’, ‘Tamnara’ 등의 접종 결과가 일치하였다. Shiraish et al.(2007)은 유전자원에 C. acutatum을 접종하고 탄저병에 대한 저항성을 검정하였는 데, 주로 북미에서 도입된 품종들이 강 저항성을 나타내었다. 전체 결과에서 ‘Buffalo’, ‘Campbell Early’, ‘Morgen Schoen’, ‘Muscat Bail A’, ‘Sunny Rouge’, ‘Van Buren’ 등 6품종이 우리 연구결과와 같은 양상의 저항성 및 감수성을 나 타내었다. 또한 8품종과 12개의 선발 개체의 2년에 걸친 탄저 병 발병률 조사 결과에서 ‘Muscat Bailey A’와 ‘Kyoho’를 비 롯한 4품종과 11개의 선발 개체의 각 년도 병 접종 결과는 약간의 차이를 나타내었는데, ‘Campbell Early’의 경우 평균값 은 저항성(발병률:≤20%)으로 판별되었는데, 발병률은 30%(2004년)와 10%(2005년)로 각각 저항성을 나타내었다.

원엽포도나 미국종, 교잡종 포도들은 유럽종 포도에 비해 내 병성 등이 강하며 주요 병해에 대해 저항성을 나타낸다(Bellin et al., 2009; Bouquet, 1986; Shiraish et al., 2007; Xu et al., 2010). 포도 유전자원 중에서 새눈무늬병에 대해 저항성인 품종이나 선발 개체들은 미국종이나 구미 교잡종 품종들이었 다(Kono et al., 2013; Mortensen, 1981; Yun et al., 2006). 본 연구에서도 병원균을 과실에 접종한 결과, 미국 교잡종 (‘Buffalo’, ‘Izumo Queen’, North Black’, ‘Van Buren’, ‘Vidal Blanc’ 등)과 유럽종 와인 품종(‘Cabernet Sauvignon’, ‘Chardonnay’, ‘Merlot’, ‘Riesling’ 등)이 중도 저항성을 나타 내어, 이들은 탄저병 저항성 품종 육성에 있어 좋은 육종 소 재가 될 수 있음을 보여 주었다. 또한 거봉 유래 4배체 품종 중에서 ‘Aki Queen’이 C. acutatum에 대해, ‘Aki Queen’, ‘Fujiminori’, ‘Honey Venus’ 품종이 과실과 잎 모두에서 C. gloeosporioides에 대하여 중도 저항성으로 나타났으며, 이는 탄저병 저항성 4배체 포도 육성에 유용한 정보가 될 수 있을 것이다.

국내 포도 재배 시 탄저병을 일으키는 병원균은 C. acutatum와 C. gloeosporioides로 배양 특성과 형태적으로 구 분이 가능하며, 병원성에는 큰 차이가 없으며 포자 접종이나 균체 접종에 의해 발병이 가능하다(Hong et al., 2008; Jang et al., 2011). 국내에서는 탄저병 방제를 위해 주로 예찰을 통 한 병 방제 적기 판정(Park et al., 1992; Yun & Park, 1990)과 약제 방제(Kim, 1996; Kim et al., 2001; Suh et al., 1982) 등에 대한 연구가 보고되어 있으며, 약제를 이용한 방제는 약제 내성인 균의 출현으로 방제에 더 큰 어려움을 겪 고 있는 실정(Fukaya, 2002; Fukaya et al., 1998; Sonoda & Pelosi, 1988)이다. 따라서 포도 탄저병에 저항성인 품종의 육성 보급이 필요한 실정이며, 저항성 품종 육성에는 유전자 원의 저항성 검정 및 판별이 선행되어야 한다. 일본에서는 포 장 및 기내에서 병 저항성 평가를 통해 품종별 저항성을 보고 하였으며(Kitajima, 1989; Shiraish et al., 2006, 2007), 국내 에서도 포도나무 새눈무늬병, 갈색무늬병, 잿빛곰팡이병, 탄저 병 등에 대한 품종간의 저항성을 검정하였다(Jang et al., 2011; Kim et al., 2015; Yun et al., 2006, 2007). 본 연구 에서는 국내 주요 재배 품종을 포함하는 다양한 생식 및 가공 용 품종의 과실과 잎을 대상으로 탄저 병원균의 균체를 접종 하고 탄저병에 대한 저항성을 검정하였다.

이러한 결과는 친환경 포도생산을 위한 저항성 품종의 선택, 적정한 방제전략 수립, 탄저병 저항성 포도 육종 소재 개발 등과 같은 프로그램에서 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이 다. 본 연구에서 나타난 C. acutatum와 C. gloeosporioides에 대한 포도나무 잎 또는 과실에서 품종간 저항성 차이는 실험 에 사용한 국내 분리균의 병원성의 차이에 의한 결과로 여겨 지며, 향후 국내에서 분리한 다양한 균주를 활용한 다양한 유 전자원에 대한 저항성 판별에 관한 연구도 계속 진행되어야 할 것이다. 또한, 본 연구의 병저항성 검정 결과와 다른 연구 들의 병 검정결과를 종합적으로 활용하면 기타 다른 병해에 저항성인 유용한 육종소재를 개발하거나 병해에 저항성인 새 로운 포도 품종 육성에도 크게 기여할 것으로 사료된다.

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