작성일 : 10-12-03 22:06
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*난과 식물 바이러스의 진단법
식물병해의 병원이 바이러스란 것을 결정하고 그 바이러스의 종류를 동정하는 일이 진단이다.
진단은 바이러스 병의 방제대책을 수립하는데 가장 중요한 수단이 된다.바이러스 병의
진단은 난실에 있어서 바이러스에 감염된 식물의 병징,발생시기,주위의 감염식물 유무
등의 육안으로 관찰하는 병징에 의한 진단(병징진단)과 바이러스 검정에 의한 진단이 있다.
병징진단의 경우에는 앞에서 언급한 바와 같이 명확한 병징을 나타내지 않은 바이러스의
종류가 잇어 어려움이 있으나,난과식물의 바이러스 병징은 거의 육안으로 구별이 가능하기
때문에 병징진단이 매우 유효하다.
식물바이러스 병의 방제에 있어서연구적인 바이러스 검정과 일반적인 바이러스검정을
구별하는 것도 매우 중요하다.바이러스 검정에 의한 진단은 난과식물 및구근류를 포함한
화훼산업,특히 종묘생산에 있어서 필수적인 기술이다.
연구적인 바이러스 검정은 연구실에서 소수의 식물체내의 바이러스존재 유무를 확인하고
동시에 그 바이러스를 순수 분리하여 바이러스의 종은 물론 계통까지 동정한다.
일반적인 바이러스검정은 이미 알려진 바이러스를 검정하고 보통 많은 시료를 취급하는 것이
특징이다.바이러스 검정방법은 신속하고,저렴하고,쉽게 할수 있어야 하나 신뢰성,미감성,
특이성도 겸비하여야 한다.
검정방법의 선택은 난과식물의 종류나 검출대상 식물의 생장 시기가 매우 중요한 기준이 되므로
각 바이러스별로 검정방법을 원색사진이나 그림을 예로 들어 설명한다.
사진을 누르시면 확대 사진을 볼수 있습니다. 강의 자료화면^_^*
1)병징에 의한 진단
각 바이러스 별로 "병징과 피해"에서 난 종류별로 병징을 윈색 사진과 함께
상세하게 설명하겠다.
2)바이러스 검정에 의한 진단
*생물 검정법(Bioassay):이 방법은 난과 식물에 발생하고 있는 경제적으로 중요한 몇몇 바이러스
에 대한 일반적인 바이러스 검출에 사용되고있는 가장 기본적인 방법이다.
즙액접종이 가능한 바이러스에서는 판별하기 쉬운 병징을 나타내는 식물,즉
초본성 지표식물(indicator plants)에 즙액전염(sap transmission)시켜 진단할수 있도록
각 바이러스 별로 설명하겠다.
즙액접종이 곤란한 바이러스에서는 접목이나 매개곤충에 의해 판별 식물에 접종하여
검출하는 방법도 설명한다.
이 방법은 가장 저렴하고 가장 수월한 검정방법 이므로 논민들이 쉽게 이용할수 있도록
지금까지 보고된 모든정보를 제공할 예정이다.
*면역전자 현미경법(immunosorbent electronmicroscopy; ISEM);근년에 항원과 항체반응 즉
혈청반응을 전자현미경으로 관찰하는 ISEM 이 개발되었다.
이 방법은 반응의 민감도가 매우 높으며 바이러스의 형태와 항원 항체 반응을 동시에 관찰할수
있는 장점이 있고 시료제작 과정에 따라 몇몇 변형된 방법이 있는데,
바이러스의 종류 및 농도에 따라 결정된다.바이러스 종류별로
전자현미경 사진을 예로 들어 가면서 설명한다.
*혈청학적 검정법:이 방법은 연구적인 바이러스 진단을 위하여 오랜기간 화훼식물에
발생하는 대다수의 바이러스에 대한 검출과 동정에 이용 되어 왔다.
혈청학적 시험은 바이러스 병 진단에 있어서 신속 및 정확성의 장점을 가지고 있다.
응집반응법,미량침강반응,면역확산법 및 효소결합항체법(ELISA),직접조직프린트면역분석법
(DTBLA),신속면역여지검정법(RIPA),등을 진단에 사용할수 있도록 사진이나
그림을 예로 들어 설명한다.
*직접조직프린트면역분석법(Direct tissue blotimmunoassay;DTBLA);Lin 등(1990)에
의해 식물 바이러스의 검정에 처음 이용되었으나 그후 여러차레 수정된 방법이
이용되고 있다.신선한 식물잎을 살균된 면도칼로 잘라 그 단면을
nitrocelluloce membrane에 가볍게 누른후에 염색액과 항혈청을 반응시킨 다음
발색액인 Western blue solution 에 발색시켜 결과를 판정한다.
이 방법은 민감성,수월성,신속성,정확성 등이 매우 높을 뿐만 아니라 대량처리가 가능하고,
조작이 매우 간편하여 고가의 장비와 숙련된 기술과 지식이 불필요로 하다는 장점이
있어 바이러스의 진단 및 검정법으로 매우 유효함이 증명되었기 때문에 농민들이 쉽게
이용할수 있도록 지금까지 보고된 정보를 제공할 예정이다.
*신속면역여지검정법(Rapid immunofilterpaper assay;RIPA);이 방법은 항원과 항체의
특이적 결합반응을 이용하는 것으로 일반적인 항혈청 진단원리와 동일하다.
이 방법을 이용한 진단은 단순하며 단 시간(10분 이내)에 바이러스검정이 가능하고,
특이성과 감도가 비교적 높은 특징이 있다.또한 야외에서도 편리하게 활용할수 있고,
2종 이상의 바이러스를 동시에 진단할수 있는 장점이 있기 때문에 농민들이 쉽게
이용할수 있도록 지금까지 보고된 모든 정보를 제공할 예정이다.
*분자생물학적 기법을 이용항 바이러스 검정법(Molecural tests)
이 방법은 앞에서 예를 든 바이러스 검정법 보다 신속 정확하나,고가의 장비와 고도의
기술이 필요하므로 대학 시험실 및 진흥청 연구실에서나 수행이 가능하다.여기서는
간단한 원리나 설명하고 상세한 내용에 대한 정보를 제공할수 있는참고 문헌을 소개 한다.
*핵산 교잡법(Nucleic aicd hybridizatontechnique)
분자 생물학 분야의 눈부신 발전과 더불어 개발된 각종 유전자 조작기술은 바이러스의
진단에도 획기적인 발전을 가져오게 되었는데 그중의 한가지 방법이 핵산교잡법이다.
핵산교잡법은 식물의잎,줄기,구근,뿌리 및 종자에 있는 바이러스를 검정할수 잇다.
이 방법은 신속하고,간편하며,조직 추출물을 하나의 에펜도르프 튜브 속으로 넣을
수 있다.효소결합항체법은 주요한 바이러스 검정방법으로 자리잡고 있지만,이 방법은
매우 특이적이고,목적의 핵산을 고감도로 검출할수 있기 때문에 dot-dlot, northern blot,
교잡법(cDNA-viral RNA hybrids)은 효소결합항체법이 검출할 수 없는 극히 미량이거나
사부에 한정된 바이러스(또는항체 생산시에 정제가 어려운 바이러스)를 검출할 수 있다.
상세한 사항과 실험방법은 문헌을 통해 이해할 수 있도록 하겠다.
*중합가닥 반응법(Polymerase chain reaction:PCR)
중합가닥반응법(일명 중압효소 연쇄 반응법이라함)은 미량의 DNA를 대량 증폭할 수 있도록
개발된 유전자 증폭방법으로 생물학의 거의 모든분야에서 이용되고 있다.PCR은 DNA를
게놈으로 하는 Geninivirus나Caulmovirus속에 포함된 바이러스 유전자 진단에 이용되고 있다.
역 전 사 중 합 효소 연쇄 반응법(reverse transcription-PCR, RT-PCR)은 mRNA를 주형으로
cDNA를 합성하는 역전사 반응과 PCR를 함께 실시하여 DNA를 증폭하기 위해고안된 방법으로
현재RNA를 게놈으로 하는 식물 바이러스의 유전자 진단에 널리 이용되고 있다.
대부분 의 식물 바이러스 게놈은 RNA이므로 역전사 반응을 이용하여 PCR로 증폭하기
위해서는 우선 역전사 반응에 의해서 cDNA를 만들지 않으면 안된다.PCR 방법으로 식물
바이러스를 동정하는 경우에 일반적으로 바이러스의 coat protein (CP) 유전자의
염기서열에 상보적인 합성 primer(보통 20 염기 전후)를 제작하고,RT-PCR을 실시하는 방법이다.
상세한 사항과 실험 방법은 문헌을 통해 이해할수 있도록 하겠다.
*DsRNA의 분석법(Double stranded RNA assay)
바이러스에 감염된 식물체로부터 dsRNA(겹가닥 RNA)를 추출하여 분석하는 것은 간단하게
바이러스를 진단할수 있는 분자생물학적 기법의 하나이다.
식물바이러스의 대부분은 외가닥 RNA(ssRNA)를 게놈으로 가지고 있기 때문에 이를 추출하여
생체내의 실험에 공시할 경우 RNase 등에 노출됨 으로써 쉽게 분해되어 ssRNA 의 취급은
매우 까다롭고 어렵다.그러나 식물체에 감염된 바이러스가 복제과정에서 일시적으로
형성하는 복제형RNA는 겹 가닥 구조를 취하고 있어,이를 검출하면 생체내에서 구조적으로
안정된 형태로 실험에 이용할수 있는 장점을 가지고 있다.
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4)난과 식물에 바이러스 병 방제법
식물에 발생하는 바이러스 병은 대개 전신적으로 감염되므로 일단 바이러스 병에 걸리게
되면 농약을 이용한 치료는 현재로는 불가능 하다.많은 난 애호가가 바이러스 병은
왜 치료가 되지 않는지?또한 치료할 수 있는 항 바이러스 농약이 왜 없는지?이와 같은
질문을 많이 받고 있는데 우선 세균이나 곰팡이 병과의 차이점을 이해해야한다.
앞에서 언급한 바와 같이 곰팡이나 세균에 의한 병에는 잘 듣는 살균제가 있어 치료가
가능하고,또한 더 확산되는 것도 쉽게 저지할수 있다.이러한 차이점을 알기 위해서는
이들과 바이러스의 차이점을 알아둘 필요가 있다.
바이러스는 어떠한 방법으로 증식할까?바이러스는 반드시 살아있는 기주의 대사체계를
빌려서 자신이 갖고 있는 유전자 정보에 근거하여 자신의 핵산을 복제하여 증식을 한다.
정말로 살아있는 세포에서만 증식이 가능한 완전(절대) 기생자이다.기주의 세포가
죽게되면 바이러스는 증식을 할 수없게 되어 결국은 사멸하게 된다.따라서 바이러스의
증식을 저지(방해)하기 위해 서 이용한 약제는 동시에 기주의 대사체계도 저지하게
되므로 세포를 죽게한다.
즉,현재까지 바이러스의 증식을 저해하는 약제는 기주세포에도 약해가 일어나게 되므로
바이러스에만 효과가 있는 농약이 없다는 결론이다.
치료법으로는 앞에서 설명한 생장점의 조직배양에 의한 바이러스의 무독화가 있으나 이것도
간단하게 되는 것은 아니다.따라서 바이러스 병방제의 문제는 병을 치료하는 것 보다도
오히려 바이러스 병에 걸리지 않도록 완전한 예방을 하는 것이 제일이다.즉 앞에서
언급한 바와 같이 바이러스의 전염방법(확산법)과 성질을 잘 인식 하여 난 식물체가
바이러스에 감염되지 않도록 사전에 여러 가지의 예방수단을 강구하는데에 최선의
노력을 해야된다.
예방법에 대한 실용적인 요점의 책자가 필요하고 난을 대량적으로 취급하는 난 전문농가
및 난 애호가가 꼭 이예방법을 습관화하도록 하는 교육이 매우중요하다.그러나 한국의
난 문화권에서 가장 바람직 한 대책은 바이러스에 감염된 난과식물은 판매하지도 말고
구입하지도 말아야 되는 이유를 예를 들어 설명하고 홍보하는 일이다.
1)바이러스에 감염된 난과식물은 판매하지도 말고, 구입하지도 말자.
바이러스 병의 예방의 원점은 먼저 바이러스에 감염된 난과 식물은 1차 전염원이 되므로
절대로 판매 혹은 분양하지 않도록 난 재배자 및난 상인들의 환경을 조성해야 되겠다.
난을 재배하고 싶은 사람은 난을 구입할 때에 먼저 난 바이러스에 대한 지식이 있어야
되겠다.따라서 구입하고자 하는 난이 바이러스에 감염되었느가 아닌가를 확인할수있고,
건전한 난을 구할수 있는 방법을 상세하게 설명한다.더욱이 바이러스예방 대책을
포함한 재배관리 상황,즉 포기나누기나 화분갈이의 상황(도구 등의 소독법),해충방제,
묘의 육성환경,꽃의 수확방법 등을 잘 묻고 조사하고 ,또한 주의깊게 관찰하도록 한다.
2)매개생물의 방제 및회피
진딧물 등의 절족동물은 바이러스를 전파하는 매개자이다.
진딧물이나 응애 등의 해충이 발생하지 않도록 충분한 주의가 필요하다.
진딧물이 난의 꽃봉오리나 꽃잎에또는 꽃대에 착생하므로 온실의난에 진딧물이 발생하면
즉시 농약을 살포하여 구제해야 한다. BYMV, CIYVV, CMV, DeMV, TuMV, WMV-2 등이
발생하는 잡초 종류나 토끼풀 등의 콩과식물 등 온실 주변에 있는 이들 식물에 발생하는
진딧물에 대해서 살충을 하는 것노 대단히 중요한 일이다. 희귀한 품종이나 고가인
우량품조의 난을 바이러스 병에 걸리지 않도록 최대의 노력을 하는 것이 이들 품종을
보존하고 관상가치를 높이는 일이란 것을 강조한다.
3)바이러스 무병독 묘의 이용
난과 식물에 발생하는 세균 병이나 곰팡이 병은 농약이나 위생적인 처리에 의해 방제가
가능하나, 예방과 진단 및 바이러스 무병독 식물체(주)의 생산에 기초를 둔 바이러스
병 방제는 매우 어렵다. 특히 무병독 식물체(virus free plant)의 생산과정은 많은
투자와 인력이 요구된다.주로,영양번식하는 난과식물에 있어서 바이러스 병 방제는
생물검정,혈청학적 실험,전자현미경적 관찰을 포함한 다양한 기술의 이용과 개발이
필요함을 강조한다.
난과식물의 바이러스 무독화 조건은 무균발아법(無菌發芽法),공생발아법(共生發芽法)
열처리법, 조직배양법(組織培養法)이 있다
특히 양란에는 대량생산에 가장많이 이용하고 있는 조직배양법에 의한 완전한 바이러스 무병독
식물체를 얻기위해서는 조직배양 전에 조직배양에 사용되는 식물체를 열 처리하거나 조직배양
시에 화학적 처리 등과 함께 조합해야만 된다는 사실을 성공한 예로 들어가면서 설명한다.
4)앞으로 가장 가능성이 있는 방제법
약독(弱毒)바이러스를 이용한 교차방어에 의한방제:약독 바이러스는 보통의 바이러스
(강한 병원성을 바이러스;보통 강독주라 함)가 작물에 감염되어 모지이크 증상 등을 일으켜,
수량 또는 수익에 손실을 주는데에 반해 그 작물에 전신 감염되거나 병징을 전연 생성치
않거나 실질적인 피해가 없는 정도의 가벼운 정도의 병징을 생성하는 계통 또는
분리주(分離株)를 말한다.
이 약독 바이러스는에 대한 이론과실질적인 이용법을 예를 들어 설명한다.
생물공학에 의한 저항성 품종의 개발(형질전환체 식물):식물에서는 어떤 특정의 바이러스에 대한
저항성의 유전자를 도입시켜 새로운 품종을 개발하여 바이러스의 자연감염을 피하게 하는 연구가
진행되고 있다.난과식물에서도 바이러스 저항성 유전자가 발견되면 이 유전자를 난에 삽입시켜
바이러스에 걸리지 않은 난을 육성할 수 있는 가능성을 언급하겠다.
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