발생지 주변 장미과 식물 분포

연도별 조사 지역 및 조사 반경, 조사 방법.

우리나라 중부지역인 경기도, 강원도, 충청도 지역 가지검은마름병 발생지 31지점 주변에서 장미과 식물을 조사하였다(Table 1, Fig. 1). 경기도와 강원도, 충청북도 조사 대상 지역은 2020-2022년 발생지 중 발생 규모가 큰 지역을 우선으로 하고, 다양한 지역을 포함하도록 선정하였고, 최근 발생 사례가 없는 충남은 2012년 발생지 2곳을 포함하였다(Table 1). 총 36개 발생지 중 서로 인접한 충북 충주시 앙성면 영죽리 3개소, 충북 음성군 감곡면 상우리 3개소, 경기 광주시 남종면 검천리 2개소는 통합하여 조사하였다. 현장조사는 2021년부터 2024년까지 이루어졌고 2021년 경기도 9지점, 2022년 강원도 15지점, 2023년 충청북도 5지점, 2024년 충청남도 2지점을 조사하였다(Table 1). 연중 조사는 가지검은마름병 발생 시기인 4-5월에 실시하였고, 8월에 보완 조사를 하였다. 발병지를 중심으로 반경 100 m를 도보로 이동하며 장미과 식물의 위치와 생장 상태, 식재 여부를 기록하였고, 영양 성장기의 식물은 보완 조사에서 생식 형질을 확인하여 동정하였다. 학명과 국명은 국가생물종목록(National Institute of Biological Resources, 2023)을 따랐으며, 일부 재배종은 국가표준식물목록(Korea National Arboretum, 2017)을 참고하였다. 영문명은 국가표준식물목록(Korea National Arboretum, 2017) 또는 Plants of the World Online (Plants of the World Online, 2024)의 표기를 인용하거나 통용하는 명칭을 채택하였다. 현장에서 장미과 식물의 상태와 부위별 특징은 디지털카메라(D850 + AF-S Micro NIKKOR 60mm f/2.8G ED; Nikon, Tokyo, Japan)를 이용해 기록하였다.

Table 1.

List of sites investigated in this study

Fig. 1.

Map of investigation sites (●) and sample collection points (▲). Each number is same to abbreviation of location in Tables 1 and 2.

인공 접종을 통한 가지검은마름병균과 화상병균 감수성 검정

장미과 식물 수집 및 병원균 접종.

감수성 검정을 위해 2024년 4월부터 5월에 6개 시군으로부터 벚나무속 5종(앵두나무; Prunus tomentosa Thunb.), 복사나무(P. persica [L.] Batsch), 자두나무(P. salicina Lindl.), 왕벚나무(P. × yedoensis Matsum), 매실나무(P. mume [Siebold] Siebold & Zucc.), 귀룽나무(P. padus L.), 장미속(Rosa L.) 찔레나무(R. multiflora Thunb.), 산딸기속(Rubus L.) 3종(복분자딸기[R. coreanus Miq.], 줄딸기[R. oldhamii Miq.], 붉은가시딸기[R. phoenicolasius Maxim.]), 사과나무속 아그배나무(Malus sieboldii [Regel] Rehder), 배나무속 콩배나무(Pyrus calleryana Decne. var. fauriei [C. K. Schneid.] Rehder), 조팝나무속(Spiraea L.), 조팝나무(S. prunifolia Siebold & Zucc. var. simpliciflora [Nakai] Nakai), 산사나무속 산사나무(Crataegus. pinnatifida Bunge) 7속 14종 장미과 식물 시료를 개엽 초기 잎이 달린 줄기 40 cm를 채취하였다(Table 2, Fig. 1). 2024년도 과수가지검은마름병 발생지 주변 장미과 식물 조사는 충청남도 2개 지역으로 4종만이 발생지 주변에서 채취되어 나머지 10종은 경기도와 충청남도에서 시료를 채취하였다. 벚나무속의 복사나무, 자두나무, 왕벚나무, 매실, 귀룽나무에서는 미숙한 과실을 채집하였다. 장미과 식물의 병원균 접종은 과수가지검은마름병균 YKB12327과 화상병균 TS3128를 사용하였다. 실험 균주는 tryptic soy agar (TSA; Becton Dickinson and Company, Grenoble, France) 배지에 획선 도말하여 27^°C에서 2일 동안 배양하였고 병원균을 10⁶ cfu/ml로 맞춰 세균현탁액을 준비하였다. 채집한 식물의 어린잎이 달린 줄기를 15 cm 길이로 절단하여 오아시스에 꽂아 실험에 이용하였으며 어린잎의 잎자루에 주사바늘로 상처를 낸 후 세균현탁액을 10 μ l 접종하였다. 미숙한 과실은 70% 에탄올로 표면 소독을 한 후 멸균한 팁으로 2-3 mm로 구멍을 낸 후 세균현탁액을 10 μ l 접종하였다. 접종한 시료는 25^°C에서 70-80% 이상의 습도를 유지하며 10일 동안 병징 발현 유무를 확인하였다.

Table 2.

List of Rosaceae plants in Korea used in this study

발생지 주변 장미과 식물 분포.

과수가지검은마름병균과 같은 Erwinia 속의 과수화상병은 사과나무와 배나무 등의 장미과 식물 40속 200여 종에서 발병하는 것으로 알려져 있어 과수가지검은마름병도 사과나무, 배나무 이외의 다른 장미과 식물에서 병을 일으킬 것으로 생각된다. 과수가지검은마름병 발생지 주변에 장미과 식물의 분포를 조사하여 지역별 식생 특징을 과수가지검은마름병 예찰에 활용할 필요가 있다. 우리나라 중부지역의 과수가지검은마름병 과거 발생지 31지점 주변에서 장미과 식물을 조사한 결과 20개 속에 속하는 47종류의 장미과 식물을 관찰하였다(Table 3, Fig. 2). 벚나무속 식물이 가장 많은 12종류가 발견되었으며, 산딸기속 6종류, 양지꽃속(Potentilla L.) 5종류, 사과나무속 3종류, 조팝나무속 3종류, 배나무속 2종류 등의 순으로 나타났다(Table 3). 목본식물은 벚나무속 12종류를 비롯하여 15속 38종류이고, 초본식물은 양지꽃속 5종류를 비롯하여 5속 9종류이다(Table 3). 과수가지검은마름병 발생지 주변에서 관찰된 야생하는 장미과 식물은 27종류이고, 목본식물은 산딸기속 5종류와 벚나무속 7종류 등 총 19종류이며, 초본식물은 양지꽃속 5종류를 포함한 8종류이다(Table 3). 이 중 살구나무(Prunus armeniaca L. var. ansu Maxim.), 복사나무, 앵두나무 3종류는 재배식물이지만, 의도적으로 식재하지 않은 것으로 판단되는 경우에 야생 식물로 포함하였다. 야생 장미과 식물이 발견되는 장소는 주로 농경지 주변 둑이나 인근 산지였으며, 과수원이나 농경지 내부에서는 발견되지 않았다. 식재한 장미과 식물은 26종류이고, 목본식물은 벚나무속 8종류와 조팝나무속 3종류, 사과나무속 2종류, 배나무속 2종류 등 총 25종류이며, 초본식물은 딸기 1종류이다(Table 3). 산사나무, 복분자딸기, 조팝나무, 마가목(Sorbus commixta Hedl.), 꼬리조팝나무(Spiraea salicifolia L.) 등 우리나라 자생식물이지만, 조경이나 원예를 목적으로 심은 것은 식재 장미과 식물에 포함하였다. 식재 장미과 식물은 주로 인근 농가 정원에 관상용으로 심은 것과 텃밭이나 농경지 일부에 심은 유실수가 대부분이며, 일부는 가로수였다. 발생지 주변 장미과 식물 총 47종 중 38종류의 목본이 식재되거나 자생하고 있어 과수가지검은마름병 예찰 시 재배 과원 근처 장미과 목본에 대한 주의가 필요하며 사과나무 및 배나무 과원 내 또는 인접지역에 장미과 식물을 식재한 경우에는 약제 방제가 필요하다.

Table 3.

List of Rosaceae plants observed around regions where black shoot blight occurred in the past

Fig. 2.

Photographs of woody (A-F) and herbaceous (G-I) Rosaceae plants observed around regions where black shoot blight occurred in the past. (A) Chaenomeles speciosa (Sw.) Nakai; (B) Crataegus pinnatifida Bunge; (C) Prunus persica (L.) Batsch; (D) Rosa multiflora Thunb.; (E) Rubus parvifolius L.; (F) Stephanandra incisa (Thunb.) Za-bel; (G) Agrimonia pilosa Ledeb.; (H) Duchesnea indica (Andr.) Focke; and (I) Potentilla anemonifolia Lehm.

지역별로 관찰된 장미과 식물은 경기도 31종류, 강원도 37종류, 충청도 30종류이며, 경기도에서만 관찰된 식물은 없으며, 강원도에서만 관찰된 식물은 가침박달(Exochorda serratifolia S. Moore), 좀개소시랑개비(Potentilla amurensis Maxim.), 이스라지(Prunus japonica Thunb. var. nakaii [H. Lév.] Rehder), 쉬땅나무(Sorbaria sorbifolia [L.] A. Braun) 4종류이며, 충청도에서만 관찰된 식물은 죽단화(Kerria japonica [L.] DC. f. pleniflora [Witte] Rehder), 벚나무(Prunus jamasakura Siebold ex Koidz.), 양벚나무(Prunus avium [L.] L.) 3종이었다(Table 3). 본 연구에서 관찰한 대부분의 장미과 식물이 식재 식물과 우리나라 중부지역에 널리 분포하는 식물로 구성된 점을 고려할 때 지역에 따른 장미과 식물 출현 여부는 유의성이 없는 것으로 여겨진다. 다만, 가침박달이 강원도 조사 지점 한 군데에서만 발견된 것은 이 식물의 주요 분포지가 강원도와 경상도이기 때문이다.

가장 높은 빈도로 나타난 장미과 식물은 복사나무로서 24개 조사 지점(77%)에서 관찰하였고, 민가나 농경지 주변에 빈번하게 심거나 야생화한 개체가 자주 발견된다(Table 3). 각각 22개 조사 지점(71%)과 19개 조사 지점(61%)에서 관찰한 찔레나무와 산딸기는 농경지 주변과 산지 경계에서 많은 수가 야생한다(Table 3). 야생 장미과 식물인 국수나무(Stephanandra incisa [Thunb.] Zabel)와 멍석딸기(Rosa multiflora Thunb. var. platyphylla Thory)도 이와 유사한 분포 형태를 보인다. 조팝나무와 산사나무는 자생식물이면서 조경용으로 널리 식재하는 식물로 각각 14개 조사 지점(45%)과 5개 조사 지점(16%)에서 관찰되었다.

발생지 주변 장미과 식물은 조사 지점 평균 8종류가 관찰되었으며 최대 16종류에서 최소 1종류로 나타났다. 가장 다양한 장미과 식물을 관찰한 경기도 양평군 청운면 여물리 조사 지점은 농경지와 주거지역 혼재하는 지역으로서 식재한 식물이 13종류이고 3종류만 야생 식물로 파악되었으며, 유사한 입지를 가진 충북 충주시 앙성면 영죽리 조사 지점은 15종류 중 9종류가 식재 식물이었다. 상대적으로 다양한 장미과 식물이 출현하였고 주변에 산지가 많은 충남 천안시 입장면 가산리 조사 지점은 13종류 중 9종류가 야생 식물이었다. 이런 지역적 차이는 장미과 식물이 상대적으로 적게 출현한 조사 지점은 주변이 대부분 농경지로서 작물 외에 다른 식물이 적고 지속적으로 제초를 하기 때문인 것으로 여겨진다.

인공접종을 통한 가지검은마름병과 화상병 감수성 검정.

벚나무속 6종(앵두나무, 복사나무, 자두나무, 왕벚나무, 매실나무, 귀룽나무), 장미속 찔레나무, 산딸기속 3종(복분자딸기, 줄딸기, 붉은가시딸기), 사과나무속 아그배나무, 배나무속 콩배나무, 조팝나무속 조팝나무, 산사나무속 산사나무에 대한 과수가지검은마름병과 과수화상병에 대한 감수성을 검정하였다. 감수성에 대한 검정은 식물의 신초 또는 미숙한 과실에 접종하여 병징을 관찰하였고 병징 부위로부터 병원균을 분리하였다. 또한 병징은 나타나지 않으나 병원균이 존재할 수 있어 병징은 나타나지 않는 식물에서는 접종 부위로부터 시료를 채취하여 병원균을 분리하였다. 분리한 병원균은 과수가지검은마름병과 과수화상병을 동시에 진단하는 키트를 이용하여 병원균을 진단하였다.

벚나무속에는 매실, 복숭아, 살구, 자두 등 많은 유실수가 포함되어 있었다. 벚나무속 6종(앵두나무, 복사나무, 자두나무, 왕벚나무, 매실나무, 귀룽나무)에 과수가지검은마름병균을 접종한 결과 앵두나무, 복사나무, 자두나무, 왕벚나무, 귀룽나무 5종에서는 병징을 확인할 수 있었다(Fig. 3). 과수화상병의 기주로 보고된 자두나무의 경우에는 과수가지검은마름병에서도 병증이 뚜렷하게 나타났다. 다만, 미숙한 과실에서는 과수화상병보다는 병징이 다소 약하게 나타났으나 신초에서는 병징이 뚜렷하였다. 매실나무의 미숙한 과실에서는 과수가지검은마름병의 병징이 나타나지 않았으나 과수화상병의 병징은 뚜렷이 나타났다(Fig. 3). 위 결과로 과수가지검은마름병은 매실나무에 병이 일으키지 않을 것으로 생각된다. 다만 매실나무 신초에서는 과수화상병 또한 뚜렷이 나타나지 않아(데이터 미제시) 과수화상병도 매실나무에서 병을 쉽게 일으키지 못하는 것으로 생각된다. 과수화상병의 자연 기주로 알려지지 않은 앵두나무는 과수가지검은마름병 접종 시 병징이 나타났다. 벚나무속에서의 과수화상병 발생 보고는 서양자두나무(Prunus domestica L.), 자두나무, 살구나무, 자엽꽃자두나무(P. cerasifera Ehrh.)에서 병 발생이 알려져 있으나 주로 과수화상병이 발생한 과원 인접한 지역에서 발생하는 특징이 있었다(Lee 등, 2021; Végh와 Palkovics, 2013). 그 외에 복사나무, 귀룽나무 등이 접종을 통한 과수화상병 감수성이 보고되어 있다(Park 등, 2023). 이로 미루어 볼 때 과수가지검은마름병의 감수성인 것을 사료된다.

Fig. 3.

Testing of the black shoot blight and fire blight and susceptibility in the Rosaceae plants. All plants samples were inoculated with Erwinia pyrifoliae (Ep) YKB12327 and E. amylovora (Ea) TS3128 for 10 days after inoculation.

장미속 찔레나무, 사과나무속 아그배나무, 배나무속 콩배나무에 과수가지검은마름병균을 접종한 결과 모두 뚜렷한 병징을 나타냈다(Fig. 3). 사과나무속과 배나무속은 과수화상병의 기주로 널리 알려져 있으며 여러 품종에서 감수성이 검정되었다(van der Zwet과 Keil, 1979). 국내에서 사과나무와 배나무에서의 과수가지검은마름병의 발생은 1995년 이후 지속적으로 보고되고 있어 이러한 속의 식물들은 과수가지검은마름병의 기주로 알려져 있다(Lee 등, 2023). 장미속의 개장미(Rosa canina L.)와 해당화(R. rugosa Thunb.)가 과수화상병의 기주로 알려져 있으며(Bastas와 Ozturk, 2013; Vanneste 등, 2002) 이번 연구에서 처음으로 장미속에서 과수가지검은마름병의 감수성을 확인하였다.

산딸기속 3종에 과수가지검은마름병을 접종한 결과 복분자딸기와 붉은가시딸기에서 뚜렷한 병징이 나타난 반면 줄딸기에서는 병징을 확인할 수 없었다(Fig. 3). 과수화상병에서도 같은 감수성을 나타냈다. 산딸기속에서도 줄딸기는 과수가지검은마름병과 과수화상병에 대한 기주 감수성이 나타나지 않았다. 과수화상병에 대해서는 같은 산딸기속의 서양산딸기(Rubus fruticosus L.)와 멍덕딸기(Rubus idaeus L.)에 대해서는 감수성을 가지는 것으로 알려져 있다(Dolan 등, 2018). 산딸기속은 가지검은마름병균에 감수성을 가지나 일부의 종에는 감수성을 가지지 않을 수 있는 특징을 가질 것으로 생각된다.

조팝나무속 조팝나무와 산사나무속 산사나무에서는 과수가지검은마름병에 대한 감수성을 나타냈다(Fig. 3). 과수화상병에서는 조팝나무에서 과수화상병 발생이 보고되어 있으며 산사나무에서는 국내 발생이 확인되어 있다(Bastas와 Sahin, 2014; Lim 등, 2023). 과수가지검은마름병은 과수화상병과 마찬가지로 조팝나무와 산사나무에 대한 감수성을 나타냈으며 두 식물은 이미 과수화상병 발생 보고가 되어 있으며 과수가지검은마름병의 발생 가능성이 높다. 따라서 과수가지검은마름병 예찰 시 조팝나무와 산사나무에 대해서는 각별히 주의가 필요하다.

장미과 식물에 병원균을 접종한 후 병징이 나타난 경우에는 병징과 경계 부위에서 시료를 채취하였고 병징이 나타나지 않은 경우에는 접종 부위에서 시료를 채취하였다. 시료로부터 병원균을 분리하고 분리한 병원균을 real-time PCR로 검정하였다. 병징과 경계 부위의 시료를 채취한 경우 모두 병원균이 분리되고 real-time PCR로 병원균이 진단하여 병징과 병원균 동정을 실시한 결과를 정리한 결과 병징이 나타나지 않은 경우에는 병원균이 분리되지 않았다(Table 4). 시료 1-4번, 6-8번과 10-14번에 과수가지검은마름병원균으로 확인되었고(Fig. 4A) 과수화상병원균은 1번, 3-7번과 10-4번에서 확인되었다(Fig. 4B). 시료 1번, 4번, 6번, 7번과 10-14번에서 분리한 병원균은 과수가지검은마름병원균과 과수화상병원균이 모두 확인되어 실험에 사용된 장미과 식물 14종 중 10종이 과수가지검은마름병과 과수화상병 감수성으로 확인되었다(Table 4). 이는 병징이 뚜렷하지 않으나 병원균의 침입 및 증식이 있는지 여부를 확인하기 위해 실시하였으나 병징을 나타내지 않는 감염은 존재하지 않았다.

Table 4.

Summary of disease symptom and the identification of E. pryrifoliae and E. amylovora in the inoculated site of Rosaceae plants

Fig. 4.

Detection of Erwinia pyrifoliae (A) and E. amylovora (B) isolated cell suspension from inoculated regions of the Rosaceae plants by real-time polymerase chain reaction. RFU, relative fluorescence units.

본 연구에서는 과수가지검은마름병의 기주 식물에 대한 연구가 미비한 점을 보완하고자 과수화상병의 기주로 알려진 장미과 식물들을 채취하여 과수가지검은마름병에 대한 감수성을 검정하였다. 또한 과수가지검은마름병의 예찰 및 방제를 위해 발생지 주변 장미과 식물의 분포를 조사하여 보고하였다. 본 연구는 7속 14종에 대한 검정으로 과수가지검은마름병의 장미과 식물의 감수성 여부를 검정하기에는 미진한 부분이 있으나 발생지 주변에 실제로 식재되었거나 자생하는 식물에 대한 과수가지검은마름병에 대한 감수성을 검정했다는 것에 활용도가 높을 것을 생각된다. 또한 발생지 주변의 장미과 식물의 분포를 31개 지점에서 체계적으로 조사하여 보고함으로써 과수가지검은마름병 예찰 시 연구자들에게 도움이 될 것으로 생각된다.