기내 식물체와 순화묘의 Erwinia amylovora 인공접종을 통한 사과 대목별 화상병 저항성 평가

• Published in: Sigmulbyeong yeon'gu Vol. 31; no. 1; pp. 62 - 70
• Main Authors: 유세은, 권영희, 이민정, 유지윤, 이경희, 김주형, 김대일, Se Eun Yoo, Young Hee Kwon, Min Jeong Lee, Ji Yoon Yoo, Kyeong Hee Lee, Ju-Hyoung Kim, Daeil Kim
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국식물병리학회 01.03.2025
• Subjects: 농학; Resistance; Rootstock; Fire blight; In vitro plantlets; Erwinia amylovora; Acclimatized seedlings
• ISSN: 1598-2262; 2233-9191
• DOI: 10.5423/RPD.2025.31.1.62

Fire blight, caused by Erwinia amylovora, is a destructive bacterial disease affecting over 200 species in the Rosaceae family, including economically significant crops such as apple, pear, apricot, and plum. It infects leaves, flowers, branches, and fruits, often leading to the complete loss of trees. Since its first outbreak in Korea in 2015, fire blight has spread to 1,044 hectares across 28 cities and counties as of 2022. With no curative treatments, current management in Korea relies on preventative measures, such as antibiotic applications before and after bloom and the removal of cankered tissues in winter. In contrast, the United States uses resistant rootstocks, such as the Geneva series, to control outbreaks. However, widely used Korean rootstocks, including M.9 and M.26, are highly susceptible, highlighting the urgent need for resistant alternatives. This study evaluated fire blight resistance in apple rootstocks under controlled laboratory conditions. In vitro assays identified 106 colony forming unit/ml as the optimal inoculum concentration, allowing significant resistance differentiation by day 28. Polymerase chain reaction analysis of acclimated seedlings revealed that resistant rootstocks G.11 and G.30 effectively restricted bacterial spread beyond the inoculation site, while the susceptible M.9 exhibited infection across most tissues. These findings highlight the potential of resistant rootstocks to mitigate fire blight and support sustainable apple production. 과수 화상병은 Erwinia amylovora 세균에 의하여 사과, 배, 살구, 자두, 비파, 모과 등 장미과 40속 200여종 식물의 잎, 꽃, 가지, 줄기, 과일 등에서 약한 부분을 통해 감염되어 나무 전체를 고사시키는 병이다. 우리나라는 2015년 경기도 안성에서 첫 발생한 이래로 2022년도 기준으로 면적 1,044 ha, 28개 시군에서 발생되어 전국적으로 확산하는 추세다. 과수 화상병은 뚜렷한 치료 약제가 없는 실정으로 국내에서는 전염과 확산을 차단하기 위해 개화 전·후 항생제를 이용한 예방, 겨울철 궤양 증상의 사전 제거와 같은 방법으로 방제하고 있으며, 미국의 경우 과수 화상병 저항성 대목을 이용하여 발생을 억제하고 있다. 과수 화상병 저항성 대목으로 미국 코넬대학 제네바 연구소의 Geneva NY Breeding Program을 통하여 육성된 Geneva계 대목이 있다. 반면, 국내에서 주로 사용되고 있는 사과 대목은 화상병에 매우 취약한 M.9, M.26으로 이루어져 있어 화상병 저항성 대목으로의 교체가 시급한 실정이다. 따라서 본 연구는 대목별 저항성 차이를 보기 위하여 실험실 내에서 기내 식물체와 순화묘 형태의 과수 화상병 저항성 대목과 감수성 대목에 E. amylovora를 접종하여 효율적인 저항성 검정법을 확립하고자 하였다. 먼저 기내 식물체 저항성 검정 시험에서 접종 농도 109 CFU/ml에서는 21일차에 저항성 대목 간 유의한 차이가 나타났으나, 모든 대목의 감염 속도가 빨라 차이가 크지 않았다. 반면 106 CFU/ml에서는 28일차에 유의한 차이가 뚜렷하게 나타났으며, 기내 식물체는 자연 상태의 식물체보다 더 민감하고 연약한 조직을 가지고 있어, 과도한 접종 농도는 병변을 심화시켜 결과에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 106 CFU/ml가 적절한 접종 농도이며 접종 28일 후에 저항성 정도를 확인하는 것이 적합하다고 판단하였다. 순화묘의 저항성 검정 결과, 발병엽률 조사 방법은 육안으로 갈변된 잎을 관찰하여 평가하였으나, 화상병균에 의한 병징 여부를 정확히 판별하는 데 한계가 있었다. 이에 비해, PCR 분석을 통해 조직 내 병원균의 확산 정도를 확인하는 방법이 보다 정확한 평가 방법으로 확인되었다. 식물체의 줄기의 구간별 PCR 분석 결과, M.9 대목은 대부분 감염된 반면, G.11 및 G.30 대목에서는 접종 부위를 제외하고 화상병균이 검출되지 않았다. 이와 같이 G.11 등 저항성 대목은 감수성 대목인 M.9에 비해 화상병 저항성 효과가 높아, 화상병 확산 방지를 위한 저항성 대목으로 활용될 가능성을 확인하였다.