[기본서] 바이러스에 의한 수목병해
바이러스에 의한 수목병
1. 바이러스와 바이로이드의 발견
- 바이러스는 광학현미경으로는 관찰이 어렵고, 전자현미경으로 확인가능
- 인공배양은 되지 않고 살아있는 세포 내에서만 증식하는 절대활물기생체이다.
- 세계최초 바이러스 : 식물바이러스인 담배모자이크바이러스(Tobacco mosaic virus, TMV)
<바이로이드>
- 지금까지 알려진 가장 작은 식물병원체 (바이러스 크기의 1/50)로 사람과 동물에서는 발견되지 않았다.
- 필리핀의 야자나무에서 발견된 카당카당병이 바이로이드의 피해로 잘 알려짐.
2. 바이러스의 구조와 형태
- 기본구조 : 게놈핵산과 이를 보호하는 단백질 외피(캡시드)로 구성된 뉴클레오캡시드(핵단백질구조물)
- 대부분의 식물바이러스의 핵산은 외가닥 RNA이다.
- 단립자성 바이러스 : 대부분의 식물바이러스는 크기와 형태가 균일한 하나의 바이러스입자 내에 감염과 증식에 필수적인 게놈핵산이 모두 들어 있는 바이러스
- 다립자성 바이러스 : Alfalfa mosaic virus나 Tobacco necrosis virus (게놈핵산이 크기가 같거나 다른 2종 이상의 입자에 나뉘어 들어 있는 형태의 바이러스.
<형태>
1) 막대모양
- 바이러스입자의 중앙에 있는 나선형의 외가닥 RNA 사슬을 따라 2130개의 동일한 단백질 소단위가 나선상으로 배열. (원통형 캡시드를 이룬다.)
- TMV의 RNA는 약 6395개의 뉴클레오티드, 단백질 소단위 1개는 158개의 아미노산으로 구성되어 있다.
2) 공 모양
- 일정 수의 단백질 소단위가 모여서 캡소미어를 만들고 이들 캡소미어 정20면체 상에 배열해서 캡시드를 이룬다.
3. 식물 바이러스의 병징
- 외부병징 : 감염식물의 외부에 육안적으로 관찰되는 병징
- 내부병징 : 감염식물의 조직이나 세포의 변성, 괴사, 세포 내 봉입체 등 (광학현미경이나 전자현미경으로 관찰)
- 전신병징 : 전신적으로 나타나는 증상
- 국부병징 : 국부감염(바이러스를 검정식물의 잎에 접종시, 바이러스가 다른 곳으로 이동하지 않고 접종엽의 병반부에만 머무는 것)의 결과.
- 잠복바이러스 : 식물에 감염을 해도 육안적으로 뚜렷한 병징을 유발하지 않음. (무병징 감염) → 이러한 식물을 보독식물이라 함.
- 병징은 단독감염 또는 중복감염으로 나타나는 경우가 있다.
1) 외부병징
[잎에 나타나는 병징]
가. 모자이크 : 포플러 모자이크병, 오동나무 모자이크병, 아까시나무 모자이크병, 느릅나무 모자이크병, 서향 모자이크병, 남천 세엽모자이크병
나. 잎맥투명 : 장미 모자이크병, 사과 모자이크병, 사철나무 모자이크병
다. 번개무늬 : 벚나무 모자이크병, 장미 모자이크병
라. 퇴록둥근무늬 : 식나무 둥근무늬병
[꽃에 나타나는 병징]
- 꽃얼룩무늬 : 동백나무 바이러스병
[줄기에 나타나는 병징]
- 목부천공 : 사과고접병, 감귤바이러스병.
2) 내부병징
- 감염 세포 내에 나타나는 이상구조를 봉입체라고 함.
- 바이러스에 감염되었다고 모든 식물에서 봉입체를 형성하는 것은 아니다.
가. 결정상 봉입체
- 바이러스 감염 세포 내에 광학현미경으로 관찰되는 다각체 또는 바늘 모양의 결정을 결정상 봉입체라고 한다.
- 세포질 내에서 관찰되지만 핵 내에서도 관찰이 된다.
나. 과립상 봉입체(X-body)
- 구형 또는 타원형의 부정형 봉입체를 말함. (흔히 X-체)
- 잎의 표피세포나 털세포의 세포질 내에서 관찰되지만 핵 내에서도 관찰이 된다.
다. 이상 미세 구조
- 전자현미경에 의해 발견됨, 감자 Y 바이러스 같은 Potyvirus에 속하는 바이러스에 감염된 세포의 세포질 내에는 특유의 풍차 모양 봉입체, 다발 모양 봉입체, 층판상 봉입체 등이 관찰됨.
4. 식물바이러스의 전염
- 식물바이러스는 세포벽을 뚫고 세포 내로 들어갈 수 없다.
- 즙액접촉에 의한 전염, 접목 및 영양번식체에 의한 감염, 곤충/응애/선충/곰팡이/새삼과 같은 매개생물에 의한 전염, 종자 및 꽃가루에 의한 전염 등이 있다.
- 한 종류의 바이러스가 두 가지 이상의 방법으로 전염되는 경우도 많음.
- 식물바이러스병을 직접적으로 방제할 수 있는 효과적인 약제나 방법이 아직 없다.
1) 즙액전염
- 채소, 회훼, 과수 : 이식, 적심, 적과, 접목, 꺾꽂이 등을 할 때 많이 일어난다.
- 수목 : 가지치기, 접목, 꺾꽂이 할 때 전정가위나 접목칼에 묻은 감염식물의 즙액을 통해 전염됨.
2) 접목 및 영양번식에 의한 전염
- 포플러, 장미, 향나무 등과 같이 꺾꽂이로 영양번식을 하는 식물은 어미식물이 바이러스에 감염되었을 경우, 어미식물에 있는 바이러스는 모두 삽수를 통해 자손에게 전달됨.
- 왕벚나무, 꽃사과, 매실나무, 대추나무 등과 같이 접목으로 번식하는 나무의 경우도 마찬가지로 대목이나 접수 중 어느 한쪽이 감염되어 있으면 유합조직을 통해 다른 한쪽에 바이러스가 감염됨.
3) 매개생물에 의한 전염
- 곤충, 응애, 선충, 곰팡이 등 매개생물에 의해 전반 됨.
4) 종자 및 꽃가루에 의한 전염
- 바이러스에 감염된 어미식물의 종자를 통해 차대 식물에 바이러스가 전반 되는 것.
- 꽃가루전염 : 가루받이(수분)할 때 바이러스를 지닌 꽃가루가 배에 들어가는 것.
5. 수목 바이러스병의 진단
1) 외부병징에 의한 진단
- 바이러스병이라고 판명되면 효소결합항체법(ELISA)이나 중합효소연쇄반응법(PCR)을 이용한 감출감도가 높은 방법을 사용해서 정확하게 진단한다.
2) 전자현미경에 의한 진단
- direct negative 염색법(DN법) : 증상이 나타난 신선한 잎의 작은 조직 절편을 면도칼로 절단해서 그 절단면에서 스며 나오는 즙액을 1~2% 인산텅스텐산 용액으로 염색하여 전자현미경으로 바이러스입자의 존재 여부를 확인. (바이러스의 형태나 크기만으로는 바이러스의 종류를 정확히 동정할 수 없기 때문에 ELISA법이나 PCR법 같은 감출감도가 높은 진단방법을 사용해야 함)
3) 내부병징에 의한 진단
- 표피세포를 광학현미경으로 관찰해서 봉입체의 존재가 확인되면 바이러스에 감염되었다는 증거. (봉입체 관찰만으로 바이러스 감염여부를 판단하기는 어려우며, 간단한 보조수단으로 사용됨)
4) 검정식물에 의한 진단
- 즙액을 명아주, 동부콩, 오이, 호박, 천일홍, Nicotiana glutinosa 등 바이러스 검정에 사용되는 검정식물에 접종해서 확인.
5) 면역학적 진단법
- 효소결합항체법(ELISA)이 가장 널리 사용되고 있다.
6) 중합효소연쇄반응에 의한 진단
- 증폭해서 얻은 바이러스 유전자의 염기서열을 NCBI가 제공하는 nucleotide BLAST에 도입해서 상동성 검색을 하여 바이러스의 종류를 동정하는 기법.
참고서적 : 신고 수목병리학 (향문사)
