[기본서] 수목병리학의 일반

수목병리학의 일반

수목병리학의 일반

서론

1. 수목병리학이란?

수목과 그 집단적 유기체인 산림의 건강에 대해 연구하는 학문.

- 수목의 병적 현상을 대상으로 병의 원인/발병과정/발병조건/병태생리/저항성 기작 등을 밝히고 이를 바탕으로 진단/예방/치료방법을 탐구/개발하는 학문.

- (넓은 의미의 수목병리학) 과수/뽕나무/차나무 등의 경우에는 재배양식과 경제성으로 볼 때 일반 수목과 크게 다르다. 그러므로 수목병리학에서는 이들의 병은 포함시키지 않음.

- 주로 임목(산림병리학)과 조경수목의 병을 대상으로 다룸.

2. 수목병의 중요성

인간은 나무와 산림이 없는 지구환경에서는 생존할 수 없다.

- 수목과 산림을 여러 가지 병해와 환경공해의 위협으로부터 효과적으로 보호.

수목병리학의 역사

1. 수목병리학의 발달

- Theophrastus(B.C 370~286) : 올리브나무를 포함한 몇 가지 식물병을 기록함 (그 원인을 '신의 노여움' 때문이라 함)

- 19세기 중엽 독일 Robert Hartig(1839~1901) : 부후재 중의 균사와 그 외부에 나타난 자실체 관계를 처음으로 밝힘. 

   (Hartig는 수목병리학의 아버지로 불림.)

- 세계 3대 수목유행병(=세계 3개 수목병) :  밤나무 줄기마름병(chestnut blight), 오엽송류 털녹병(white pine blister rust), 느릅나무 시들음병(Dutch elm disease)

2. 우리나라에서의 수목병리학의 발달

- 실학자 서유구(1764~1845) : 저술한 행포지에 "배나무 붉은무늬병[적성병]"이 심하게 발생한다는 것과 이 병이 향나무와 관계가 있음을 인정함.

- 1922년 서울 청량리 조선총독부 임업시험장 : 송충(솔나방), 솔잎혹파리, 오리나무잎벌레, 굼벵이(묘포해충) 등의 산림해충에 관한 것. (이 기간 중에는 수목병의 연구는 특기할 만한 업적이 없었음)

- Takaki Goroku (1936년 5월 상순) : 경기도 가평군 군내면 승안리에 있는 도유림에서 잣나무 털녹병 첫 발견하고 Cronartium ribicola에 의한 피해로 인정. Hiratsuka Naohide에게 병원균의 감정을 의뢰하여 Cronartium ribicola가 틀림없음을 확인받음.→ 조선임업회보에 발표.

- Hiratsuka Naohide는 우리나라의 녹병균 203종을 수록한 조선산수균(1935~1942)을 발표함. - 우리나라 녹병균의 분류에 관한 최초의 연구논문.

- 1940년 임업시험장에서 발간된 선만실용임업편람 : 수목병 92종과 버섯류 163종이 수록

- 1943년 (교토) 제국대학의 Hemmi Takeo : 조선총독부 임업시험장 촉탁 Fujikuro Yosaburo가 보내온 1941년도에 채집한 산림식물병 표본 125개 중에서 단풍나무의 갈색점무늬병균인 Setoria acerina를 비롯한 14종의 병원균을 동정.→ '식물분류지리' 지에 발표함.

- 1945년 이후 일본사람들이 물러간 뒤에 1950년대 말까지는 산림보호 시험연구 미진함.

- 1960년대 초에 들어와 임업시험장의 연구기반을 갖추게 됨.

- 1976년 임업시험장 보호과 산림병해충부로 승격됨.

3. 우리나라에서의 주요 수목병 연구

- 1945년 광복 이후 큰 피해를 준 수목병 (포플러류 녹병, 잣나무 털녹병, 대추나무 빗자루병, 오동나무 빗자루병, 소나무류 송진가지마름병(푸사리움가지마름병), 소나무재선충병, 참나무 시들음병 등)

3-1. 포플러류 녹병

- 1956년부터 전국적으로 도입된 속성수종인 이태리포플러의 집단조림지에서 잎녹병 크게 발달함. (조기낙엽 등의 생장장해)

- 낙엽송을 중간기주로 하는 Melampsora larici-populina와 현호색을 중간기주로 하는 M. magnusiana가 분포한다는 것 등의 사실을 규명함.

- 잎녹병 저항상 클론인 이태리포플러 1호(Eco 28)와 2호(Lux) 개발 보급하는데 성공.

3-2. 잣나무 털녹병

- 1936년 가평에서 처음 발견.

- 중간기주인 송이풀이라는 것을 최초로 밝힘.

- 북아메리카와 유럽 지역에서는 털녹병균의 중간기주로 까치밥나무류가 알려져 왔는데, 우리나라에서는 아직까지 까치밥나무류에서는 털녹병균이 발견된 적이 없고, 송이풀류에서만 여름포자와 겨울포자 세대가 발견됨.

- 스트로브 잣나무는 잣나무보다 더 감수성, 섬잣나무는 털녹병에 걸리지 않는 것으로 나타남.

3-3. 대추나무 빗자루병

- 1945년 충북보은에 산발적 발생, 1950년경부터 충북 보은/옥천, 경북 봉화 등 대추 주산지를 황폐화시킴.

- 1973년에 파이토플라스마에 의한 병으로 밝혀짐.

3-4. 오동나무 빗자루병

- 1996년 인천지역의 리기다소나무림에서 첫 발견.

- 곰솔, 리기테소나무, 테다소나무, 버지니아소나무, 구주소나무, 방크스소나무 등에도 발생.

- Fusarium circinatum 병원균으로 확인됨.

3-5. 참나무 시들음병

- 2004년 성남시의 신갈나무에서 처음으로 발견.

- 떡갈나무, 졸참나무, 갈참나무, 상수리나무 등에도 발생함.

- 병원균은 Raffaelea quercus-mongolicae로 명명되었고, 광릉긴나무좀(Platypus koryoensis)이 병원균을 매개함.

수목병해의 원인

대분류	병원	내 용
생물적 원인	곰팡이	점무늬병, 탄저병, 흰가루병, 그을음병, 떡병, 가지마름병, 시들음병(시듦병), 뿌리썩음병, 녹병 등 대부분의 수목병
	세균	뿌리혹병, 세균궤양병, 불마름병 등
	바이러스	모자이크병 등
	파이토플라스마	빗자루병, 오갈병 등
	원생동물	코코넛야자 hartrot병 등
	선충	소나무재선충병(소나무 시들음병) 등
	기생성 종자식물	새삼, 겨우살이 등
비생물적 원인	온도스트레스	과도한 고온 및 저온 등
	수분스트레스	대기의 과건 및 과습, 토양의 과건 및 과습
	토양스트레스	토양습도의 과부족, 양분의 불균형, 토양경화, 산소부족 및 유해가스의 과다, 염류집적, 중금속 오염, 토양산도(pH)의 부적당 등
	대기오염	일산화탄소, 아황산가스, 탄화수소, 아질산, PAN, 오존, 산성비 등
	화학물질	제초제, 제설제 등

수목병해의 발생

- 수목에 병이 발생하기 위해서는 병원체, 수목 및 환경의 세 가지 요소가 필요함

- 이들 상호관계를 삼각형으로 나타내고 3대 요소의 각각을 삼각형의 각 변으로 설명하는 것이 병삼각형, 병삼각도 이다.

- 세 가지 요인 중 어느 하나라도 수치가 0이 되면 병은 발생하지 않는다.

- 병원체가 기주 수목과 접촉하게 되는 것을 '접종'이라 함.

- 병원체 자체 또는 기주 수목을 감염시킬 수 있는 병원체의 특정 세포를 '전염원' 이라 함.

출처[신고 수목병리학] 병삼각형(=병삼각도)

<수목에 병을 일으키는 곰팡이 포자 및 균사체의 생존기간>

병원균	병명	세대	처리상태(조건)	생존기간
Armillaria mellea	아밀라리아 뿌리썩음병	균사체	수목 뿌리나 토양	6~14년
Cronartium ribicola	잣나무 털녹병	녹포자	10°C	8주
		여름포자		7개월
		겨울포자		2개월
		담자포자	상온(90% 상대습도) 대기건조	10분 5~6일
Cryphonectria parasitica	밤나무 줄기마름병	자낭포자	수피에서 건조	0.5년~1년
		분생포자	포자덩이	1년
Fusarium sp.		분생포자	한천배지, 7°C	2개월~8년
Heterobasidion annosum	안노섬 뿌리썩음병	균사체	낙엽송 그루터기	63년
		담자포자	토양 내의 수피	18개월 이상
Melampsora medusae	포플러 녹병	여름포자	동결건조	5년
Phaseolus schweinitzii	그루터기썩음병	담자포자	건조, 상온	162~170일
Phellinus pini	침엽수 줄기썩음병	담자포자	건조, 상온	65일
Phytophthora cinnamomi	파이토프토라 뿌리썩음병	유주포자	토양	32주
		균사체	토양	2개월
		후벽포자	토양	0.8~1년

1. 전염원

- 발병에서 중요한 것? 병원체의 전반 및 기주 수목을 감염시키는 능력.

- 병의 전반에 중요한 것? 감염부위에 도달하는 전염원의 양(quantity)과 질(quality)이다.

- 전염원은 1차 감염원(월동하면서 휴면상태로 생존하다가 봄이나 가을에 감염을 일으키는 전염원), 2차 감염원(1차 감염원으로부터 형성되는 전염원을 2차 전염원이라고 함)이 있음.

- 바이러스나 세균 : 바이러스 입자와 세균 그 자체가 전염원

- 선충 : 성충 또는 알이 전염원

- 기생종자식물 : 종자가 전염원

- 곰팡이 : 균사, 휴면균사체, 뿌리꼴균사다발, 균핵, 후벽포자 등이 전염원.

2. 곰팡이 병원균의 침입

출처[신고 수목병리학 (향문사)]

3. 곰팡이에 의한 수목병의 발생

- 병의 정도는 병원균의 물리적, 화학적 무기에 대하여 기주 수목에서 방어벽이 물리적, 화학적으로 어느 정도 형성되느냐에 따라 결정됨.

- 수목은 곰팡이와 다른 병원균의 침입에 반응하여 방어벽을 설치하고 감염조직을 최소화하려고 노력함 (구획화)

4. 곰팡이병의 발생에 좋은 조건

- 곰팡이는 병을 일으키고 생장, 증식, 발병하기 위해 산소와 유기물질을 필요로 함.

- 곰팡이는 광합성을 할 수 없다. 건조한 조건에 아주 민감해서 어둡고 습기가 많은 곳을 선호함.

- 대부분의 곰팡이는 수목 생장에 적합한 20~30°C가 최적온도이다.

5. 세균에 의한 병의 발생

- 세균은 수목의 조직을 직접 침입할 수 있는 구조체를 갖고 있지 않지만, 상처를 통해서 기공, 피목, 밀선, 수공과 같은 자연개구를 통해서 침입이 가능함.

6. 선충에 의한 수목병

- 토양에 서식하면서 뿌리에서 물과 양분을 흡수하는 부위인 '유근'을 가해함.

- 선충이 뿌리를 가해하면 괴사, 병반, 혹 등이 형성되고 유근의 형성이 불량해짐.

- 식물체 생장도 둔화되어 위축되며 잎은 황록색으로 변함.

- 선충은 뿌리썩음병균 등의 뿌리병원균이 기주식물의 침입을 용이하게 해 줌.

- 식물기생선충의 구조적 특징인 구침을 통해 바이러스를 건전한 식물체로 옮겨주기도 함.

7. 바이러스에 의한 병의 발생

- 바이러스는 식물이나 동물에 기생하는 기생체이지만, 기주세포나 조직에서 양분을 취하지 않음

- 바이러스가 식물체 내에서 유일하게 하는 것은 증식/복제이다.

- 바이러스는 핵산과 단백질만을 가지고 있어서 기주세포 내에 있지 않으면 증식을 할 수 없음.

- 기주 수목 내에서 인접한 세포들을 새로 감염시켜 수목 전체로 퍼지게 하는데, '전신적 병원체'라고 함.

- 살아 있는 기주체에서만 기생할 수 있는 절대기생체이므로 기주세포가 필요함.

- 바이러스는 곤충(진딧물, 매미충)에 의한 매개와 상처를 통한 건전한 수목으로 옮겨진다.

- 기계적인 전반(영양번식, 전장)으로도 옮겨짐.

- 바이러스에 감염된 영양번식체를 건전한 수목이나 대목에 접목하면 대부분의 경우 바이러스에 감염됨.

- 선충에 의해서도 간혹 옮겨지며, 종자, 꽃가루 등으로도 옮겨짐.

8. 파이토플라스마에 의한 병의 발생

- 전신적 병해.

- 감염된 수목의 체관부(사부)에서 발견됨.('당'의 이동을 방해함)

- 감염증상 : 유관속 막힘, 에너지 소실과 비정상적인 생장 등.

- 영양번식체, 매개충, 뿌리접목 등에 의해 전반 됨.

- 매미충이 가장 일반적인 매개충이다. (매개충 내에서 약 10~20일간 잠복, 보독충이라고 함)

 

참고서적 : 신고 수목병리학 (향문사)

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