특정 추출물이나 순수물질이 벼흰잎마름병 억제 활성을 가지는지를 판단하는 실험적 접근 방식을 개발하였다. 이 방법은 벼의 생엽절편을 이용하여 병원균을 접종하며, 처리 물질의 농도에 따른 병의 감염 여부를 확인한다. 처리 물질이 병균을 억제할 경우, 벼 생엽절편의 흑변 부분이 농도에 따라 감소하는 것으로 병변을 정량화하였다. 이 새로운 스크리닝 방법은 실험 설계가 간단하며, 결과를 1주일 내로 확인할 수 있고, 동시에 여러 물질의 활성을 평가할 수 있으며 높은 재현성을 보였다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <p>특정 추출물이나 순수물질이 벼흰잎마름병에 억제 활성이 있는지 확인하기 전에 몇 가지 방법으로 병원균을 접종한다. 그러나 종자에 직접 균과 물질을 입히는 방법은 효능을 평가하기까지 상당히 긴 시간을 요구한다. 가위 접종이나 핀 접종 역시 병징 발생의 유무를 확인 하는데 약 3주 정도의 시간이 필요하고 억제활성을 확인하고자 하는 물질이 벼에 흡수되어 제대로 작용 할 수 있도록 정교한 실험 설계가 있어야 한다. 본 연구에서 개발한 스크리닝은 벼 생엽절편을 이용하는 방법으로 시간과 공간, 기술적 측면에서 제약이 적은 효율성을 발휘한다. 파종 후 6 주간 생장한 보통의 벼 잎 1개로 약 200 개 물질을 스크리닝할 수 있다.</p> <p>먼저 실지에서와 같이 플레이트 환경에서도 벼흰잎마름병균이 벼에 병을 일으킬 수 있음을 입증하기 위해 96 well plate에 병원균이 접종된 벼 생엽절편을 배치하였다. 그 결과, 벼흰잎마름병균만이 종 특이성을 보이며 벼의 생엽절편에 병을 일으킴을 확인하였다.</p> <p>미지의 서로 다른 물질들을 벼 생엽절편에 처리하고 1주일의 반응시간을 준 후, 잎 절편이 녹색으로 건전하게 유지되는 경우는 병발생이 억제된 것으로, 황갈색으로 병징을 보이는 경우는 처리한 물질에 억제 활성이 없는 것으로 평가하였다. 이 방법을 통해 벼흰잎마름병에 대한 억제활성을 가진 물질을 대량으로, 경제적으로 손쉅게 선별할 수 있었다.</p> <p>또한 본 스크리닝 법을 통해 처리한 물질의 농도 의존적으로 흰잎마름병의 감염 여부를 파악할 수 있었다. 억제물질로 알려진 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG)를 \(1 \sim 512 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 의 농도로 2배 희석하여 연속 처리하였을 때, \( 32 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 에서 최소저해농도가 확인 되었고, \( 16 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 에서는 부분적으로, \( 8 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 이하부터는 병징이 확실히 인정되었다. 즉, 본 스크리닝법을 통해 단순히 활성의 유무만을 파악할 수 있는 것이 아니라 처리 농도에 따른 활성의 강도 역시 평가 할 수 있었다. 3 반복의 실험에서 재현성 역시 뛰어나 본 스크리닝 법의 효율성에 대한 신뢰도를 높여주었다.</p> <p>식물의 병변 면적을 정량화 하는뎨 있어서 퍼센트 율을 적용하는 것이 1974년에 제안된 이후 작물 손실에 관한 조사, 항균, 항곰팡이제의 억제능이나 식물 저항성 스크리닝 등에 응용되어 왔다. 최근에는 오이의 탄저병변을 디지털 이미지화 하여 면적을 계산하는 등, 식물 병변의 면적을 정량하는데 있어 Photoshop 등 여러 프로그램이 적용되고 있다. 따라서 본 연구에서도 벼 생엽절편의 병변 면적을 정량하고 추후의 도식화가 용이하도록 면적 퍼센트를 산출하였다. Adobe Photoshop과 Image J analyzer를 이용하여 벼 생엽절편 사진을 흑백으로 전환한 후 흑색 퍼센트를 건전한 상태의 잎 면적으로 계산하였다. 병원균을 처리 하지 않은 생엽절편의 흑색 면적이 평균 \( 95 \% \) 를 나타낸 것을 기준으로, 물질 처리에 의해 벼 흰잎바름병 감염이 억제 된 것으로 판단하였다. 또한 물질의 처리 없이 흰잎마름병균에 감염된 벼 생엽절편의 흑색 퍼센트가 평균 \( 20 \% \) 로 나타난 것을 기준으로 하여, 이 시점부터 처리 물질에 병 억제능이 없는 것으로 평가하였다. 처리 물질이 흰잎마름병균에 대한 억제능을 지닌 경우, 벼 생엽절편의 흑색 퍼센트가 농도 의존적으로 감소하는 것을 나타내었으므로 이와 같은 병변의 정량화 방법이 타당하다고 판단하였다.</p> <p>본 연구에서 개발한 스크리닝 법은 실험 설계가 간편하고, 1주일 내로 결과를 확인할 수 있으며, 동시에 여러 물질의 활성 평가가 가능하고, 높은 재현성을 보였다. 이 방법은 벼 잎 생엽절편을 이용한 흰잎마름병 억제활성의 평가뿐만 아니라 다른 수인성 식물병에도 응용 가능성을 지닌 것으로 보인다. 이 방법은 또한 시험 대상 물질이 벼에 대한 약해 (phytotoxicity)를 보이는 지를 사전에 가려낼 수 있는 이점을 가지고 있다.</p>