살균제

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8431(2023) 이 기사 인용

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곰팡이 속 Alternaria는 100개 이상의 작물에 대한 범세계적인 병원체이며 전 세계적으로 확산되는 사과의 Alternaria 잎 얼룩(Malus x Domestica Borkh.)과 관련되어 있으며 이는 심각한 잎 괴사, 조기 낙엽 및 큰 경제적 손실을 초래합니다. 현재까지 많은 Alternaria 종의 역학은 부생성, 기생성 또는 두 생활 방식 사이의 전환이 가능하고 건강한 조직을 감염시킬 수 있는 주요 병원체로 분류되기 때문에 아직 해결되지 않았습니다. 우리는 Alternaria spp. 일차 병원체로 작용하지 않고 괴사에 의존하는 기회주의자로만 작용합니다. Alternaria spp.의 감염 생물학을 연구했습니다. 통제된 조건 하에서 실제 과수원의 질병 유병률을 모니터링하고 3년 간의 현장 실험을 통해 살균제를 사용하지 않은 처리 방법을 적용하여 우리의 아이디어를 검증했습니다. 알터나리아종 분리균은 건강한 조직에서는 괴사를 유발할 수 없었지만, 이전에 유발된 손상이 존재하는 경우에만 가능했습니다. 다음으로, 살균 효과가 없는 잎 시비 비료는 살균제와 동일한 효능으로 Alternaria 관련 증상(-72.7%, SE: ± 2.5%)을 감소시켰습니다. 마지막으로, 낮은 잎 마그네슘, 황 및 망간 농도는 Alternaria 관련 잎 얼룩과 지속적으로 연관되어 있었습니다. 과실 반점 발생률은 잎마름병과 양의 상관관계가 있었고 비료 처리에 의해 감소되었으며 다른 곰팡이 매개 질병과 달리 저장 중에 확대되지 않았습니다. 우리의 연구 결과에 따르면 Alternaria spp. 생리학적으로 유발된 잎 반점에 군집을 형성하는 것으로 나타나기 때문에 일차적 원인이라기보다는 잎 반점의 결과일 수 있습니다. Alternaria 감염이 약화된 숙주와 연결되어 있다는 기존 관찰을 고려하면, 그 차이는 미미해 보일 수 있지만 매우 중요합니다. 이제 (a) 서로 다른 스트레스가 Alternaria 종의 식민지화를 초래하는 메커니즘을 설명할 수 있기 때문입니다. (b) 기본 잎 비료를 살균제로 대체합니다. 따라서 우리의 연구 결과는 특히 동일한 메커니즘이 다른 작물에 적용되는 경우 살균제 사용 감소로 인해 환경 비용이 크게 감소할 수 있습니다.

범세계적 속인 Alternaria는 특히 숙주 식물이 약화되고 스트레스를 받을 때 다양한 작물에 병원성을 일으킬 수 있는 부영양 곰팡이로 구성되어 있습니다1,2,3. 감자, 토마토, 밀, 양배추, 해바라기, 면화, 대두, 사과와 같은 주요 작물을 포함하여 100종 이상의 숙주 식물 종이 있으며, 곰팡이는 일반적으로 괴사 병변을 유발합니다4,5,6,7,8. 숙주 범위가 넓기 때문에 Alternaria는 전 세계적으로 가장 피해가 큰 병원체 중 하나입니다. 사과(Malus x Domestica Borkh)에서 Alternaria 관련 증상에는 잎 얼룩 및 그에 따른 과일 반점이 포함되며 과수원당 85%의 낙엽과 최대 80%의 과일 감염으로 이어질 수 있으며(보충 그림 1) 막대한 경제적 손실을 초래합니다1,7 ,9,10,11. 아시아에서는 사과 생산에 있어서 경제적으로 가장 중요한 질병으로 생각됩니다12,13. 전 세계적으로 사과 생산은 'Golden Delicious', 'Red Delicious', 'Fuji', 'Gala' 등 몇 가지 품종이 지배합니다. 이들 상위 4개 품종은 전 세계 생산량의 60.3%를 차지하며(데이터 품질이 확실하지 않은 중국을 제외하면 50.8%, 2015년 데이터), 모두 Alternaria 잎마름병에 취약하여 질병의 영향을 악화시킵니다14, 15,16. 또한, Alternaria spp.를 언급하는 것이 중요합니다. 곰팡이가 핀 중심부 질환과 같은 사과에 다른 질병을 일으킬 수 있습니다. 이는 과일의 내부 품질에 영향을 미치고 수확 후 저장 중에 사과 재배자와 생산자에게 상당한 재정적 손실을 초래합니다10,17,18.

1926년(미국) 사과에 Alternaria 잎마름병이 처음 보고된 이후 이 질병은 전 세계 사과 재배 지역(아시아, 러시아, 호주)으로 퍼졌으며, 남부 유럽을 비롯한 건조하고 따뜻한 기후 지역에서 처음으로 퍼졌습니다. 최근에는 온대 지역에도 적용됩니다(예: 네덜란드, 2018)9,11,14,19,20,21,22,23. Alternaria 잎 얼룩이 발생하려면 따뜻한 조건과 열 기간이 필요하며 첫 번째 증상은 일반적으로 초여름에 발생합니다 (보조 그림 1a 및 2). 늦여름의 후속 강우 및 기온 강하는 증상을 극적으로 증가시켜(보조 그림 1b) 심각한 낙엽(보충 그림 1c)과 과일 반점(보충 그림 1d)을 초래합니다. 그 중요성에도 불구하고, 사과에 대한 Alternaria의 역학은 여전히 ​​잘 알려져 있지 않습니다. 결과적으로 Alternaria 질병을 통제하기 위한 식물 보호 전략은 구체적이지 않으며 종종 효과적이지 않습니다. 농부들은 수확 보험 전략으로 성장 기간당 최대 8회까지 정기적으로 살포하여 살균제를 정기적으로 적용합니다17,24. 그러나 현재 농업 정책은 살충제 사용을 대폭 줄이는 것을 목표로 하고 있습니다(예: 2030년까지 최대 50% 감소, 유럽 연합 집행위원회). 특히 합성 살충제는 비표적 유기체에 대한 가장 두드러진 위협 중 하나이며 토양 및 토양 오염에 대한 가장 두드러진 위협 중 하나이기 때문입니다. 물25,26,27,28,29,30. 따라서 현재 식량 안보를 보호하기 위해 식물 보호에 대한 대안적인 접근 방식에 대한 수요가 높습니다.