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수박의 바이러스병

1. 서문

  지구상의 많은 작물 및 유용식물이 바이러스 병의 발생으로 말미암아 막대한 피해를 받고 있어 인류에게 직접 간접으로 끼치는 손실이 대단히 크다. 바이러스병은 곰팡이(사상균)나 세균(박테리아)에 의하여 발생하는 다른 병들과는 달리 일단 병에 걸리면 약제살포등의 직접적인 방법으로서는 방제할 수 없다. 다시 말해서 현재까지는 바이러스병을 방제할 수 있는 특효약이 없다는 사실이다. 그러므로 바이러스병의 가장 좋은 방제대책은 "바이러스병에 걸리지 않게 하는"것이다. 만약 먼 뒷날 바이러스병에 특효한 농약이 발견된다면 이때까지의 바이러스병 방제대책에 대한 개념이 크게 달라져야 할 것으로 생각된다.
  비단 바이러스병 뿐만 아니라 다른 어떤병이라도 그 병에 대한 병원체, 병징, 전염경로등 성질을 충분히 알고 정확하게 파악한다면 방제대책은 훨씬 손쉽게 마련할 수 있을 것이다. "바이러스병에 걸리지 않게 하기"위한 방제대책은
① 바이러스병의 전염원(傳染源)의 제거 또는 소멸
② 바이러스병의 전염경로의 차단
③ 바이러스병 면역성 또는 저항성 품종 재배의 세 가지로 집약하여 생각할 수 있다.
  만약 바이러스병 면역성 품종이 있다면 아무리 전염원이 많고 전염 매개체가 많이 있다고 하더라도 그 품종을 재배하면 바이러스병에 대한 걱정은 없을 것이며 또 얼마간 저항성이 있는 품종이 있다면 품질이나 수량이 문제시되지 않을 때 이러한 품종을 재배한다면 바이러스병의 피해를 줄일 수 있을 것이다.
  바이러스병이 발생하려면 어디엔가 병원체인 바이러스가 반드시 있어야 하며 어떤 전염경로를 거쳐 식물에 옮겨져 발생하게 되므로 전염원과 전염경로의 두 가지 모두 또는 어느 한쪽을 철저히 제거하든지 차단 시킬 수 있다면 바이러스병은 발생하지 않을 것이다. 그러나 실제 농사에 있어서는 이 전염원과 전염경로를 완전히 제거하거나 차단 시킬 수 없으므로 이 두가지를 병행실시 하든지 위에 말한 세 가지를 종합하여 방제대책을 강구하는 것이 중요하다. 어떤 한 작물에 발생한 바이러스병의 병원(病原)바이러스가 한가지 일때는 비교적 방제하기 쉬우나 대부분의 경우 두 가지 세 가지 또는 그 이상 여러 가지 바이러스가 복합 감염되어 발생하므로 이들 바이러스에 따라 전염원, 전염 경로, 저항성 품종이 각각 다르며 또 바이러스가 갖고있는 여러 가지 성질이나 특성이 다르기 때문에 바이러스병 방제대책은 복잡해진다.

    CMV추정                  WMV추정                   WMV추정

2. 바이러스병 어떤 병인가?

  1) 바이러스병이란?

  바이러스란 식물체에 침입하여 바이러스병을 일으키게 하는 병원체로서 사상균이나 세균보다 그 크기가 훨씬 작은 입자이며 다른 병원체는 생물임에 비하여 생물과 무생물의 양극한(兩極限)에 있다. (표1)
  그러므로 바이러스를 정의하는데 다음의 세가지가 필요한 조건이 된다.
  ① 보통 현미경으로는 볼 수 없으며 전자 현미경에 의해서만이 관찰할 수 있는 아주 작은 입자이다.
  ② 반드시 식물에 병을 일으키게 하는 능력을 갖고 있다.

표1. 자연계에서의 바이러스의 위치(생물과 무생물의 사이)

          ※ 1μ=1/1,000㎜, 1㎚=1/1,000,000㎜

  ③ 살아있는 식물 세포 속에서만 증식되며 시험관속의 배양액에서 인공배양은 불가능하다.
  이 세 가지 조건을 다른 병원균, 유전자와 비교해 보면 다음과 같다.

표2. 바이러스와 다른 미생물과의 비교

  2) 바이러스병의 발견

  바이러스가 세상에 최초로 알려진 것은 식물 바이러스인데 1886년 화란에서 독일인 아돌프 마이어(Adolf Mayer)가 담배의 모자이크 바이러스병에 걸린 잎의 즙액을 건전한 담배식물의 잎자루에 주사한 바 똑같은 모자이크 증상이 나타나는 것을 발견한데서 비롯한다. 이때 이 병즙액을 끓여서 주사한 것은 모자이크 병징이 나타나지 않아 담배의 모자이크 바이러스병은 세균에 의하여 발생하는 병이라 생각하여 왔다.
  그후 1892년 러시아인 드미트리 이바노브스키(Dmitri Ivanovski)가 담배의 모자이크 바이러스병 즙액을 세균여과기로 여과하여 건전한 담배식물에 접종한바 모자이크 증상을 나타내는 것으로 보아 이 병원체는 세균보다 더 작은 것임을 주장하여 여과성인 병원체라 생각하여 왔는데 다시 6년 후인 1898년 화란인 마르티누스 베이에 르니크(Martinus Beiiernik)에 의하여 비로서 바이러스(여과성 병독 도는 여과성 병원체)라 불리어지게 되었고 이와 때를 같이하여 다른 식물이나 사람, 가축 등에서 바이러스에 의한 병들이 차례차례 밝혀지기 시작하였다.
  바이러스가 담배에서 발견된 약 30년 후인 1910년대 후반 미국에서 처음 오이, 토마토, 감자 등의 바이러스병의 발생이 발표되면서 채소 작물에 발생하는 여러 가지 바이러스병에 대한 연구가 활발히 진행되어 이때까지 생리적인 원인에 의한 생육 이상으로만 생각하여 오던 병원체를 알 수 없는 여러 가지 병들의 정체가 하나하나 밝혀지게 되었다. 그러나 우리나라에서는 이들에 대한 연구가 거의 없었으며 1960년대에 들어서 비로서 감자와 무 바이러스병에 대한 연구가 시작되었다.

  3) 바이러스병의 피해

  바이러스 입자가 식물체에 침입하게 되면 침입한 부분에만 병징이 나타나는 것과 식물체전체에 병징이 나타나는 것이 있는데 전신적으로 감염이 되는 것은 건전한 식물에 비하여 생육이 부진하여 특히 열매나 종자를 필요로 하는 식물에서는 개화수가 적어지고 수정율이 낮아져 착과율이 낮든지 불임이나 임신불양이 되므로서 수량이 낮아진다. 생육 초기에 감염되어 발병할수록 피해가 심하며 생육 후기에 감염 발병하는 경우에도 수량에 미치는 영향은 적지않다. 피해의 정도는 바이러스의 종류와 상대식물에 따라 다르나 가벼운 것은 5∼20%, 심한 것은 50∼80%의 수량 감소를 가져온다.

  4) 바이러스병은 어떻게 전염되는가?

  식물바이러스는 자기자신이 직접 식물체를 뚫고 들어가서 병을 일으키지 못하며 언제나 타동적으로 세포속으로 들어가서 비로서 병을 일으킨다. 따라서 바이러스병이 퍼지는 경우를 다음과 같이 생각할 수 있다.
  ① 병에 걸린 식물의 일부가 다음세대의 전염원(傳染源)이 된다(종자, 괴경, 구근, 삽목, 포기나누기 등)
  ② 어떤 특정한 생물(곤충, 곰팡이, 토양선충)의 매개에 의하여 전염된다.
  ③ 건전한 식물과 병에 걸린 식물의 접촉에 의하여 전염된다(접목, 즙액, 잎이나 뿌리 및 줄기의 접촉)
  따라서 바이러스병의 전염 경로는 종자전염, 즙액전염(접촉전염), 접목전염, 새삼덩굴에 의한 전염, 영양번식에 의한 전염, 토양(생물)에 의한 전염, 충매전염(蟲媒傳染)등으로 나누어 생각할 수 있다.

  가. 종자전염

  현재까지 알려진 680여종의 식물 바이러스병 중 약 10%에 해당하는 60여종이 종자전염 하는 것으로 밝혀졌고, 주로 콩과식물과 박과 식물에서 종자전염의 많은 예를 발견할 수 있으며 종자에 의한 바이러스병 전염율은 보통 5-20%라고 알려져 있으나 개중에는 50%를 넘는것도 많다.
 이들 바이러스가 식물에 따라 전염되는 것이 다르며 바이러스의 계통이나 식물의 품종간에 차이가 있다. 담배 겹무늬 바이러스(TRSV)는 콩에서 100% 종자전염 하나 상치에서는 21% 전염할 뿐이다.
  콩과 식물에서는 한꼬투리 속의 콩종자 중에도 바이러스가 전염된 종자와 전염 안된 종자가 있으며 꼬투리가 달린 위치에는 아무런 관계가 없다. 바이러스병의 종자 전염은 배(胚)속에 들어있는 바이러스 입자에 의하여 일어나는 것이 보통인데 수박 종자에서 오이 얼룩 모자이크 바이러스(CGMMV)가 토마토나 고추종자에서 담배 모자이크 바이러스 전염의 경우처럼 종피속이나 종피표면에 붙어있는 바이러스 입자에 의하여 발병하는 수도 있으며 강낭콩 동부 모자이크 바이러스(SBMV)처럼 배나 종피에 바이러스가 침입하여도 종자가 완숙하면 불활성화되어 전염하지 않는 경우도 있다.
  바이러스가 종자의 배에 침입하는 경로는 ① 모식물(母植物)에서 옮겨가는 경우 ② 바이러스를 갖고있는 꽃가루의 수분에 의하여 씨방에 들어가는 경우가 있는데 후자의 경우를 화분전염이라 한다. 식물이 바이러스병에 감염되는 시기가 늦을수록 전염율이 낮아지며 특히 개화이후의 감염은 거의 종자전염하지 않는다. 콩 모자이크바이러스(SMV)나 콩위축 바이러스(SSV)의 경우, 병에 걸린 식물에 건전한 식물의 화분을 수분하든지 반대로 건전한 식물에 병에 걸린 식물의 화분을 수분하였을 때 모두 종자 전염을 일으키나 후자가 전자보다 전염율이 낮으므로 바이러스의 종자전염은 모식물에 의하여 배에 침입하여 발병하는 것이 많다고 볼 수 있다. 담배 모자이크 바이러스에 걸린 토마토나 고추종자, 오이 얼룩 모자이크 바이러스에 걸린 오이 종자처럼 종피속이나 종피표면에 바이러스가 있는 경우는 발아한 어린싹이 자랄 때 접촉감염이 되어 전염되는 것이다.

  나. 즙액전염(접촉전염)

  바이러스병에 걸린 식물의 즙액속에 있는 바이러스 입자가 직접 건전한 식물에 접촉되어 그 아주 작은 상처를 통하여 들어가 바이러스병을 일으키는 것을 즙액전염 또는 기계적 전염이라 하는데 포장에서 바람이나 관리작업중에 잎과 잎이 서로 접촉하여 전염이 일어나는 접촉전염도 이에 속한다.
  많은 식물 바이러스병의 대부분이 즙액 전염이 되며 실제 농사에서 살펴보면 감자의 씨눈쪽을 자를 때 절단칼에 묻은 즙액으로 감자 X바이러스가 전염되며 또 감자밭에서 병포기의 잎과 건전한 포기의 잎이 서로 접촉하여 감자X바이러스, 감자S 바이러스가 전염되고 박과 채소의 적심때 병포기를 만지든 손에 묻었든 즙액이 건전한 포기에 옮겨져 오이 모자이크 바이러스를 전염시키거나 담배를 피우던 손으로 토마토나 고추의 곁눈을 따줄 때 담배 모자이크 바이러스가 전염되는데 즙액 전염은 주로 관리작업 중에 많이 일어나므로 주의를 요한다.

  다. 접목전염

  대부분의 바이러스병이 접목에 의하여 전염이 가능하다. 그러나 실제 바이러스병의 연구를 위한 접목시험을 제외하고는 그리 흔하지 않으며 다만 과수에서 대목이나 접수의 어느한쪽이 바이러스병에 걸린 재료를 사용하여 접목묘를 양성했을때에 흔히 일어난다.
  사과의 고접병(高接病)은 환엽해당이나 삼엽해당을 대목으로 한 사과모수(母樹)에 바이러스병이 잠재되어있는 데리셔스계 품종의 접수를 고접했을 때 모수가 쇠약하는 현상이 일어나는데 이 경우 바이러스는 접목에 의하여 전염되는 것이다.

  라. 새삼덩굴에 의한 전염

  기생식물인 새삼덩굴에 의하여 바이러스병이 전염되는 수가 많다. 병에 걸린 식물에 기생하고 있는 새삼덩굴의 끝부분을 건전식물에 감아주면 바이러스는 새삼덩굴을 통하여 건전한 식물에 옮아가게 된다. 새삼덩굴은 100여종이 있는 것으로 알려져 있으며 연구에 의하면 17종의 새삼덩굴중 110종이 오이모자이크 바이러스, 5종이 알팔파 모자이크 바이러스를 전염 시켰다. 그러나 강낭콩 황반 모자이크 바이러스(BYMV)나 감자Y바이러스(PVY)등은 새삼덩굴에 의하여 전염되지 않는다. 새삼덩굴에 의하여 전염되는 병은 바이러스가 새삼덩굴속에서 증식되는 경우와 단지 체내 양분의 이동에 따라 바이러스가 운반만 되는 경우가 있다.

                 선충에의한 바이러스 감염              새삼덩굴에 의한 바이러스 감염

  마. 영양번식에 의한 전염

  영양번식을 하는 식물이 바이러스병에 걸려 있으면 여기에서 생육하는 어린묘는 모두가 바이러스병에 걸려있게 된다.
  감자, 나리, 튜립, 딸기, 고구마등 괴경, 인경, 구근, 괴근, 삽목, 삽아, 포기나누기로서 번식하는 식물은 종묘의 이동에 의하여 급속하게 바이러스병이 퍼지게 되어 바이러스병을 제거하는 것이 쉽지 않다. 이와같은 바이러스병을 없애기 위하여는 건전종묘의 육성만이 가능하며 건전한 포기가 다시 바이러스병에 걸리지 않도록 격리된 곳에서 증식하지 않으면 안 된다. 건전한 종묘의 육성에는 무병독주를 선발하거나 종자전염을 하지 않는 것은 진정종자(眞正種子)에서부터 시작하는 방법이 있는데 최근에는 생장점의 조직배양에 의하여 바이러스 무병독주를 얻어내는 방법이 개발되어 실용화되고 있다.

  바. 토양(생물)에 의한 전염

  토양에 서식하고 잇는 아주 작은 생물에 의하여 전염되는 바이러스병이 있다. 전염매개체가 밝혀지지 않았을 때에는 토양전염으로 알려져 왔으나 현재는
  ① 토양선충에 의하여 전염되는 것
  ② 토양 곰팡이에 의하여 전염되는 것으로 나눈다. 이외에 토양중에 남아있던 식물 조직속에 바이러스가 들어있다가 뿌리와의 접촉에 의하여 전염된다고 생각할 수도 있다.
  토양선충에 의하여 바이러스병이 전염된다는 사실은 1958년 헤윗트에 의하여 포도의 부채꼴잎 바이러스에서 처음 발표되었고 곰팡이에 의한 전염은 1960년 히다까에가 담배 왜화 바이러스가 Olpidium이라는 곰팡이의 매개로 전염된다고 보고되었다.