서론
최근 소비자의 수요를 확충하기 위하여 유용한 생리활성 물질을 함유하는 기능성버섯의 인공재배 방법이 개발 보급 하면서 노루궁뎅이 등이 병재배 또는 봉지재배 면적이 증 가하고 있다. 이에 따라서 버섯을 수확 후 남은 배지가 국 내 연간 200만톤 이상에 달하는 것으로 추정하였다[1]. 이 남은 배지는 유기비료, 퇴비, 가축사료, 연료 등 다양한 용도로 재사용되고 있다[2]. 버섯 수확 후 배지에서 최근 식 용버섯 유래 배양여액에서 식물의 병원곰팡이와 세균의 생 장 억제와 고추역병 방제 연구가 보고된 바 있으며[3], 버 섯 수확 후 배지는 항균물질, 병 저항성, β-glucosidase, cellulase 등의 다양한 효소, 식물생육촉진 등과 관련한 이 차대사산물이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다[2-6]. 국 내에서도 버섯 수확 후 배지 추출물의 토마토 풋마름병균 생육 억제 보고[7] 및 고추역병 방제 연구[1]가 보고된 바 있다.
토마토는 라이코펜, 베타카로틴 등의 항암이나 항산화물 질이 다량 함유되어 있어 소비자에게 건강식품으로 인식되 어 재배면적이 계속 증가하는 추세로서 시설재배에 따른 연작으로 인한 심각한 풋마름병 발생 피해를 겪고 있어[8] 안전한 토마토 생산을 위하여 효과적인 친환경 방제제 개 발이 필요하다.
따라서 본 연구에서는 식물병원균에 대하여 항균력을 가 지고 있는 노루궁뎅이 수확 후 배지를 추출하여 만든 시제 품을 활용하여 환경친화적 안전 농산물을 생산하기 위하여 토마토 풋마름병균에 대한 생육 억제 효과와 토마토 풋마 름병에 대한 방제 효과 검정을 실시하였다.
재료 및 방법
시제품 종류
(주)케이글로벌(Yongin, Korea)에서 제조한 시제품인 노 루궁뎅이를 재배한 후 수확한 배지 추출액 알토엑스와 알 토엑스 + 질산칼슘, 알토엑스큐(알토엑스 + Cu), 알토엑스 베타(알토엑스 + 탄산칼슘)와 케이칼슘(알토엑스 + 질산칼 슘 + 영양분)을 실험에 사용하였다.
시험 토마토 풋마름병균 보관
국립농업과학원 농업미생물과에 보존되어 있는 토마토에 발생하는 토마토 풋마름병균 Ralstonia solanacearum 1401 과 R. solanacearum 1402 균주는 -73 oC 초저온냉동고에 보 관하면서 사용하였다.
시제품의 토마토 풋마름병균에 대한 항균활성 검정
시제품인 알토엑스, 알토엑스큐, 알토엑스 + 질산칼슘과 케이칼슘을 토마토 풋마름병균(R. solanacearum 1401과 1402)에 대하여 원액, 2배와 5배로 희석하여 직경 8 mm 필 터페이퍼에 280 μL씩 충분히 흡수시킨 후, 토마토 풋마름 병균과 혼합하여 분주한 Luria Bertani (LB) agar 배지에 5 반복으로 치상하여 28 oC에서 배양 48시간 후 저지원의 크 기를 측정하였다.
시제품의 토마토 재배시기별 풋마름병 방제 효과 검정
6월에 토마토 종자를 파종한 실험에서는 시제품 알토엑 스 10배액, 케이칼슘 100배, 알토엑스 + 질산칼슘 100배액 과 미생물제 200배액에 대한 토마토 풋마름병균에 대한 발 생 억제효과를 검정하기 위하여 원예용 상토(Balokeo; Seoul Bio, Eumseong, Korea)가 담긴 포트에서 생육한 토마토(슈 퍼도태랑)에 5주씩 4반복으로 시제품을 50 mL씩 2회 관주 처리하고 뿌리에 상처를 주고, R. solanacearum 1401 균주 는 nutrient agar (NA) 배지에 접종하여 28 oC에서 2일간 배 양하여 10 6CFU/mL로 조절한 풋마름병균 현탁액 20 mL씩 접종하여 접종 7일 후에 풋마름병 발생을 발병지수로 조사 하였다[9].
7월에 토마토 종자를 파종한 실험에서는 토마토 풋마름 병균 R. solanacearum 1402 균주에 대한 시제품의 방제 효 과 검정을 위하여 위와 같은 방법으로 하였으며, 시제품은 알토엑스 10배, 알토엑스 + 질산칼슘 100배, 케이칼슘 100 배, 알토엑스큐 100배와 알토엑스베타 100배액을 구당 11 주씩 3반복으로 각각 50 mL씩 3회 관주처리하고, 풋마름 병균의 접종도 위와 같은 방법으로 주당 10 mL씩 접종한 후 7일에 풋마름병 발병지수를 조사하였다[9].
9월에 토마토 종자를 파종한 실험에서는 토마토 풋마름 병균 R. solanacearum 1402 균주에 대한 시제품의 방제 효 과 검정을 위하여 위와 같은 방법으로 하였으며, 시제품은 알토엑스 10배, 알토엑스 + 질산칼슘 50배, 케이칼슘 50배, 알토엑스큐 10배, 알토엑스베타 50배와 미생물제 200배를 구당 11주씩 3반복으로 50 mL씩 3회 관주처리하고, 풋마 름병균의 접종도 위와 같은 방법으로 주당 30 mL씩 접종 한 후 35일에 풋마름병 발생을 발병지수를 조사하였다[9].
토마토 풋마름병의 발병 조사는 0 = 정상, 1 = 1~25% 시 들음, 2 = 26~50% 시들음, 3 = 51~75% 시들음, 4 = 76~ 100% 시들거나 고사로 구분하였으며, 발병도는 [(발병지수 별 개체수 × 발병지수)/(조사개체수 × 4)] × 100%로 계산 하였다.
결과 및 고찰
시제품의 토마토 풋마름병균에 대한 항균활성
노루궁뎅이 수확 후 배지 추출물을 함유한 시제품을 제 조하여 알토엑스, 알토엑스큐, 알토엑스 + 질산칼슘과 케 이칼슘에 대한 토마토 풋마름병균(R. solanacearum 1401, 1402)에 대하여 항균력 검정한 결과에서 시제품의 기본이 되는 알토엑스보다 다른 시제품들이 토마토 풋마름병에 대 한 항균력이 1401균주의 경우에는 2.4~6배 정도 증가되었 다(Table 1, Fig. 1). 버섯 수확 후 배지 추출물이 저분자량 으로 열에 안정한 비단백질 대사물질로서 식물병원균의 생 장을 억제한다고 보고하였다[4]. 알토엑스는 풋마름병균 2 균주에 대하여 원액과 2배 희석액 처리에서 0.3~2.9 mm의 저지하였으며, 1402균주보다 1401균주를 보다 더 균 생육이 억제되었다. 알토엑스큐는 알토엑스보다 휠씬 풋마름병 균을 1.2~7.0 mm 억제하였으며, 5배 희석액 처리도 풋마 름병균을 억제하였다. 케이칼슘은 1.6~16.8 mm 균 생육을 억제하였으며, 5배 희석액에서도 억제하였다. 알토엑스 + 질산칼슘은 3.8~17.4 mm 억제하였으며, 5배 희석액에서는 1402균주를 억제하였으나 1401균주를 억제하지 못하였다. 노루궁뎅이 수확 후 배지 추출물의 토마토 풋마름병균에 대한 항균활성은 3회 재배한 버섯 수확 후 배지의 추출물 경우에 300~500 μL 처리시에 토마토 풋마름병균의 생육을 0.7~1.8 mm 저지하였다고 기보고한 바 있다[7]. 알토엑스 를 노루궁뎅이 수확 후 배지 추출물 300 μL 처리와 비교하 면 0.5~0.7 mm 저지 효과를 나타내었지만, 알토엑스는 추 출물보다 3.6~4.1배 정도의 높은 항균력을 보였다. 그럼에 도 불구하고 항균력을 증진시키기 위하여 알토엑스에 구리 와 질산칼슘을 첨가한 시제품들이 휠씬 높은 항균력을 나 타내었으며, 생물검정에서도 토마토 풋마름병에 대한 방제 효과가 높을 것이라고 생각된다.
시제품의 토마토 재배시기별 풋마름병 방제 효과 검정
6월에 토마토 종자를 파종한 실험에서 시제품 알토엑스 10배 희석액, 케이칼슘 100배, 알토엑스 + 질산칼슘 100배 액과 미생물제 200배 희석액에 대한 토마토 풋마름병균에 대한 발생 억제효과를 검정한 결과에서 풋마름병균 1401균 주에 대하여 알토엑스 10배 희석액은 28.3%, 알토엑스 + 질산칼슘 100배 희석액은 91.9%, 케이칼슘 100배 희석액은 46.0%, 미생물제 200배 희석액은 8.8% 토마토 풋마름병에 방제 효과를 나타내었다(Table 2, Fig. 2). 무처리의 발병도 는 92.5%에 이를 정도로 매우 심하게 발병하였지만, 알토 엑스에 질산칼슘을 첨가한 시제품들이 46.0~91.9%의 좋은 방제 효과를 나타내었다.
7월에 토마토 종자를 파종한 실험에서 시제품들의 토마 토 풋마름병균에 대한 발생 억제효과를 검정한 결과에서 병원균 접종 3일부터 발병하기 시작하여 접종 7일후에 무 처리의 발병도가 32.6%로 알토엑스는 55.8%, 알토엑스 + 질산칼슘 100배액은 100%, 케이칼슘 100배액은 97.9%, 알 토엑스큐 100배 희석액은 32.5%, 알토엑스베타 100배 희석 액은 65.0% 방제 효과를 나타내었다(Table 3).
9월에 토마토 종자를 파종한 실험에서 시제품들의 토마 토 풋마름병균에 대한 발생 억제효과를 검정한 결과에서 병원균 접종 15일후에 발병하기 시작하여 접종 35일 후에 무처리가 35.6%의 발병도를 보였으며, 알토엑스 10배 희석 액은 12.9%, 알토엑스큐 10배 희석액은 21.9%, 알토엑스 +질산칼슘 50배 희석액은 87.4%, 케이칼슘 50배 희석액은 100%, 알토엑스베타 50배 희석액은 91.6%, 미생물제 200배 희석액은 46.6% 방제 효과를 나타내었다(Table 4).
토마토 풋마름병 발생이 토양 온도와 관련되어 26 C에서 4개 저항성 품종들이 큰 차이는 없었지만, 32 oC에서는 5일 이나 6일에 2개 품종이 감수성 품종과 유사한 50% 이상의 풋마름병이 발생하여 토양 온도가 풋마름병의 주요한 발병 요인으로 작용하고 있어[10], 재배시기의 온도가 발병에 영 향을 주어 한 여름철에 가장 심하게 풋마름병이 발생하여 방제제의 방제효과가 저조하며 이른 봄이나 가을에 발병은 적어서 방제효과가 높아진다고 생각된다.
이상의 결과는 토마토 재배시기에 따라서 풋마름병의 발 생정도가 달라서 시제품의 방제 효과도 상이하였지만 대조 로 사용한 미생물제 처리에서 8.8~46.6% 방제 효과를 나타 내어 병 발생이 심하여 방제효과가 저조하다고 생각되었다.
토마토 풋마름병에 대하여 노루궁뎅이 수확 후 배지의 물 추출액이 58.3~83.3%의 방제효과를 나타낸 바 있으며 [7], 시제품 알토엑스의 10배 희석액은 12.9~55.8%, 알토엑스 + 질산칼슘의 50배에서 100배액에서 87.4~100%, 케이 칼슘은 50배에서 100배액이 46.0~100%, 알토엑스큐는 50 배에서 100배액이 21.9~32.5%, 알토엑스베타 50배에서 100배액이 65.0~91.6% 방제효과를 나타내어 시제품 중에 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 토마토 풋마름병 방제에 사용이 가능하다고 생각된다.
잿빛만가닥버섯(Lyophyllum decastes)의 수확 후 배지 추 출물이 오이 탄저병에 대하여 병저항성 PR-1 유전자 발현 이 증진시키는 것으로 알려져 있다[6]. 그리고 노루궁뎅이 수확 후 배지 추출물이 고추의 생육을 촉진하고 역병에도 75%의 방제효과를 보였다[1].
이상의 노루궁뎅이 수확 후 배지 추출물을 함유한 시제 품은 추출물보다 강력하게 토마토 풋마름병균에 대하여 항 균활성을 가지며, 토양병해이며 세균병해로서 방제가 어려 운 토마토 풋마름병에 방제 효과가 있어서 토마토뿐만 아 니라 가지과 작물에 발생하는 풋마름병에도 친환경 방제제 로 사용이 가능할 것으로 생각된다.
