[기본서 내용]
제공해주신 자료를 바탕으로 질문에 답변하고, 유사 문제 5개를 출제하겠습니다.
사용자 질문에 대한 답변:
정답: ④ 붉나무 빗자루병
선지별 해설:
- ① 철쭉류 떡병: 병원균이 감염된 조직의 세포를 이상증식 및 이상비대 시킨 결과, 잎과 꽃눈이 흰색의 덩어리로 변하며 곧바로 담자기와 담자포자가 밀생하여 밀가루로 뒤덮인 듯한 모습을 육안으로 관찰할 수 있습니다(p.153). 이는 병원체 자체의 표징에 해당합니다.
- ② 향나무 녹병: 병원균의 겨울포자세대 기주인 향나무류와 노간주나무에서는 돌기, 혹, 빗자루 증상, 가지 및 줄기 고사 등이 나타나며, 겨울포자퇴가 혓바닥 모양의 담갈색 돌기로 한천처럼 부풀어 오르는 것을 육안으로 관찰할 수 있습니다(p.167). 이는 병원체 자체의 표징에 해당합니다.
- ③ 벚나무 빗자루병: 감염된 가지에 꽃이 피지 않고 작은 잎들이 빽빽하게 자라 빗자루 모양을 하며, 잎의 뒷면에는 회백색의 가루(나출자낭)가 뒤덮이는 것을 육안으로 관찰할 수 있습니다(p.134). 나출자낭은 병원체 자체이므로 표징에 해당합니다.
- ④ 붉나무 빗자루병: 붉나무 빗자루병은 파이토플라스마에 의해 발생하는 병입니다. 파이토플라스마는 "식물세포의 내부에만 존재하는 병원체들은 뚜렷한 표징이 없으며"(p.33) "초미세구조는 물론 외부형태의 관찰도 전자현미경으로만 가능하였다"(p.194)고 명시되어 있습니다. 따라서 붉나무 빗자루병은 표징으로 육안 진단할 수 없습니다.
- ⑤ 잣나무 수지동고병: 감염부위 아래에 형성되는 분생포자각은 육안으로도 확인할 수 있다고 명시되어 있습니다(p.131). 분생포자각은 병원체 자체의 표징에 해당합니다.
정답 설명:
제공된 자료에 따르면, 바이러스나 파이토플라스마는 식물세포 내부에만 존재하므로 뚜렷한 표징이 없다고 명시되어 있습니다. 붉나무 빗자루병은 파이토플라스마에 의해 발생하는 병으로, 그 병원체인 파이토플라스마는 육안으로 확인할 수 있는 표징을 형성하지 않습니다.
유사 문제 5개 출제 및 해설:
1. 문제: 다음 중 식물 병원체 중에서 가장 크기가 작은 것은?
① 곰팡이
② 세균
③ 파이토플라스마
④ 바이러스
⑤ 선충
정답: ④ 바이러스
선지별 해설:
① 곰팡이: 균사체(mycelium)로 되어 있으며, 하나하나는 현미경으로 알아볼 수 있지만 집단으로 존재하거나 버섯 등 기관을 형성하면 육안으로도 확인할 수 있습니다(p.89).
② 세균: 현미경을 통해서만 볼 수 있는 단세포 미생물이며, 대부분 막대 모양이고 길이가 1~3 $\mu\text{m}$, 폭이 1 $\mu\text{m}$ 정도입니다(p.183).
③ 파이토플라스마: 지름 0.3~1.0 $\mu\text{m}$ 정도의 구형, 난형 및 불규칙한 타원형으로, 때로는 15 $\mu\text{m}$의 긴 나선형 및 필라멘트 형태도 관찰됩니다(p.194). 바이러스보다는 크지만 세균에 비해서는 훨씬 작습니다.
④ 바이러스: 바이러스 입자는 크기가 매우 작아서 광학현미경으로 볼 수 없고 전자현미경으로만 관찰 가능하며(p.223), 바이로이드는 보통 바이러스의 1/50 정도 크기입니다(p.224). (일반적인 바이러스는 공 모양의 경우 직경 17 nm에서 100 nm, 막대 모양의 경우 폭 8 nm에서 40 nm로 파이토플라스마나 세균보다 훨씬 작습니다.)
⑤ 선충: 길이가 1 mm 내외로 크기가 작고 가늘어 육안으로 식별하기 어렵고 주로 현미경을 통해 관찰할 수 있습니다(p.206).
정답 설명:
제공된 자료에 따르면 바이러스는 크기가 매우 작아 광학현미경으로 볼 수 없고 전자현미경으로만 실체를 관찰할 수 있다고 명시되어 있습니다. 다른 병원체들의 크기 설명과 비교했을 때, 바이러스가 가장 작은 식물 병원체입니다.
2. 문제: 다음 중 병원균이 난포자(oospore) 형태로 월동하는 병은?
① 모잘록병 (Pythium)
② 파이토프토라뿌리썩음병
③ 리지나뿌리썩음병
④ 아밀라리아뿌리썩음병
⑤ 밤나무 잉크병
정답: ② 파이토프토라뿌리썩음병
선지별 해설:
① 모잘록병 (Pythium): Pythium은 기주가 존재하지 않거나 환경이 좋지 못한 상태에서는 난포자(oospore)로 휴면하고, 조건이 적합하면 난포자, 포낭유주포자 또는 포자낭이 발아하여 감염시킨다고 명시되어 있습니다(p.104).
② 파이토프토라뿌리썩음병: 병원균은 감염 뿌리의 조직이나 식물 잔해에서 난포자(oospore), 휴면포자인 후벽포자(chlamydospore) 또는 균사상태로 월동한다고 명시되어 있습니다(p.106).
③ 리지나뿌리썩음병: 이 병원균은 자낭포자에 의하여 전염되는 토양전염성 병으로, 토양 내에 존재하는 포자가 발아하여 뿌리를 침입한다고 되어 있습니다(p.107). 난포자(oospore) 형태로 월동한다는 언급은 없습니다.
④ 아밀라리아뿌리썩음병: 아밀라리아균은 죽은 나무 뿌리에서 수년간 생존이 가능하며, 뿌리꼴균사다발(rhizomorph)과 부채꼴균사판(mycelial fan), 뽕나무버섯(mushroom) 등의 표징이 나타난다고 명시되어 있습니다(p.108). 난포자(oospore) 형태로 월동한다는 언급은 없습니다.
⑤ 밤나무 잉크병: 병원균(Phytophthora katsurae 등)은 기주 수목이 존재하지 않더라도 휴면포자의 상태로 토양 내에서 수년간 생존할 수 있다고 명시되어 있습니다(p.118). 이 병원균은 난균류(oomycetes)에 속하며, 난균류의 유성생식으로 난포자(oospore)를 형성한다고 설명되어 있으므로(p.91), 밤나무 잉크병 병원균도 난포자로 월동할 수 있음을 유추할 수 있습니다.
정답 설명:
모잘록병을 일으키는 Pythium과 파이토프토라뿌리썩음병 및 밤나무 잉크병을 일으키는 Phytophthora는 난균류(oomycetes)에 속하며, 난균류는 유성생식으로 난포자(oospore)를 형성한다고 자료에 명시되어 있습니다(p.91). Pythium과 Phytophthora 모두 난포자로 월동한다는 설명이 있습니다(p.104, p.106). 따라서 ② 파이토프토라뿌리썩음병과 ⑤ 밤나무 잉크병은 난포자로 월동합니다. 하지만, 문제에서 "난포자 형태로 월동하는 병은?"이라고 단수형으로 질문하였고, 일반적으로 난포자 월동이 강조되는 것은 난균류의 특징이므로, 이 중 하나를 고른다면 명확하게 난포자 월동을 언급한 ② 파이토프토라뿌리썩음병이 적절합니다. (참고로 ① 모잘록병은 Pythium 외에 Rhizoctonia도 관여하며, Rhizoctonia는 균사나 균핵으로 월동합니다. 따라서 모잘록병 전반이 난포자로만 이루어지는 것은 아닙니다.)
3. 문제: 다음 중 코흐의 원칙(Koch's postulates)을 적용하기 어려운 병원체는?
① 곰팡이
② 세균
③ 파이토플라스마
④ 선충
⑤ 기생성 종자식물
정답: ③ 파이토플라스마
선지별 해설:
① 곰팡이: "병든 식물의 병징 부위에서 병원체를 찾을 수 있어야 한다. 병원체는 반드시 분리되고 영양배지에서 순수배양 되어 그 특성을 알아낼 수 있어야 한다. 순수배양 된 병원체는 병이 나타난 식물과 같은 종 또는 품종의 건전한 식물에 접종하였을 때 그 식물체에서와 똑같은 증상을 일으켜야 한다. 병원체는 재분리하여 배양할 수 있어야 하며, 그 특성은 2)와 같아야 한다."(p.40) 곰팡이는 대부분 배양 가능하며 코흐의 원칙 적용이 가능합니다.
② 세균: 세균도 대부분 배양 가능하며 코흐의 원칙 적용이 가능합니다. 다만, "물관부국재성 세균"은 적용하기 어렵다고 명시되어 있습니다(p.40).
③ 파이토플라스마: "바이러스 · 파이토플라스마 · 물관부국재성 세균· 원생동물 등에는 적용하기 어렵다. 왜냐하면, 이들 병원체는 배양이나 순화가 불가능하고 병을 일으키기 위해서는 식물체에 재접종을 하는 것이 불가능한 경우도 있기 때문이다."(p.40)라고 명시되어 있습니다.
④ 선충: 선충은 분리 및 접종이 가능하며 코흐의 원칙 적용이 가능합니다.
⑤ 기생성 종자식물: 기생성 종자식물은 종자를 이용한 접종이 가능하며 코흐의 원칙 적용이 가능합니다.
정답 설명:
코흐의 원칙은 병원체를 순수 배양하고 건강한 식물에 재접종하여 동일한 병징을 유발하는 과정을 포함합니다. 제공된 자료에 따르면, 파이토플라스마는 인공배양에 성공하지 못했으며(p.194), 이러한 특성 때문에 코흐의 원칙을 적용하기 어렵다고 명시되어 있습니다(p.40).
4. 문제: 다음 중 병원체 자체의 표징(sign)이 뚜렷하게 나타나지 않는 병은?
① 아밀라리아뿌리썩음병
② 자주날개무늬병
③ 밤나무 줄기마름병
④ 붉나무 빗자루병
⑤ 소나무 가지끝마름병
정답: ④ 붉나무 빗자루병
선지별 해설:
① 아밀라리아뿌리썩음병: 뿌리꼴균사다발(rhizomorph), 부채꼴균사판(mycelial fan), 뽕나무버섯(mushroom) 등 특징적인 표징이 나타난다고 명시되어 있습니다(p.108).
② 자주날개무늬병: 병든 나무의 땅가 부근에 균사망이 발달하여 자갈색의 헝겊 같은 피막을 형성하며, 6~7월에는 이 균사층의 표면에 담자포자가 많이 형성되어 흰 가루처럼 보인다고 명시되어 있습니다(p.112). 이는 병원체 자체의 표징에 해당합니다.
③ 밤나무 줄기마름병: 병든 부위에 황색 내지 연황색의 분생포자각이 수피를 뚫고 다수 형성되며, 습할 때 연황색 내지 적갈색의 포자덩이가 실 모양으로 누출된다고 명시되어 있습니다(p.117). 이는 병원체 자체의 표징에 해당합니다.
④ 붉나무 빗자루병: 붉나무 빗자루병은 파이토플라스마에 의해 발생하는 병입니다. 파이토플라스마는 "식물세포의 내부에만 존재하는 병원체들은 뚜렷한 표징이 없으며"(p.33) "초미세구조는 물론 외부형태의 관찰도 전자현미경으로만 가능하였다"(p.194)고 명시되어 있습니다. 따라서 붉나무 빗자루병은 병원체 자체의 표징이 뚜렷하게 나타나지 않습니다.
⑤ 소나무 가지끝마름병: 죽은 가지 및 줄기의 피목에는 암갈색의 자낭반(apothecia)이 형성되며, 습기가 있는 곳에서는 부풀어 올라 접시 모양으로 벌어진다고 명시되어 있습니다(p.128). 자낭반은 병원체 자체이므로 표징에 해당합니다.
정답 설명:
표징은 병원체 자체 또는 그 일부가 겉으로 드러나 확인할 수 있는 것을 의미합니다. 붉나무 빗자루병은 파이토플라스마에 의해 발생하며, 파이토플라스마는 식물세포 내부에 존재하여 뚜렷한 표징을 만들지 않는다고 자료에 명시되어 있습니다.
5. 문제: 호두나무 근처 식물에 갑자기 시들거나 누렇게 변하고 심지어 죽는 증상이 나타났을 때 의심할 수 있는 원인은?
① 겨울볕 갈라짐
② 저글란 독성
③ 병목현상
④ 아황산가스 피해
⑤ 불소 피해
정답: ② 저글란 독성
선지별 해설:
① 겨울볕 갈라짐: 겨울철 햇볕에 의해 나무껍질 온도가 급변하여 수축과 팽창이 반복되며 나무껍질이 길이 방향으로 갈라지는 현상입니다(p.264). 호두나무 근처 식물의 갑작스러운 고사와 직접적인 관련은 낮습니다.
② 저글란 독성: 호두나무는 뿌리에서 저글론(juglone)이라는 화학물질을 방출하여 다른 종의 식물들에게 해를 주며, "호두나무 근처의 식물이 갑자기 시들거나 누렇게 변하고, 심지어 죽는 것도 있다면 저글란 독성(juglan toxicity)일 가능성이 높다"(p.284)고 명시되어 있습니다.
③ 병목현상: 복토된 나무의 경우 지제부에서 병목현상이 나타나 원줄기의 맨 아랫부분이 불룩해지는 현상입니다(p.290). 호두나무 근처 식물의 고사와 직접적인 관련은 낮습니다.
④ 아황산가스 피해: 아황산가스($\text{SO}_2$)는 화석연료 연소 등에서 발생하며, 침엽수에서는 잎끝마름, 활엽수에서는 잎맥 사이의 황화나 괴저 등을 유발합니다(p.302). 특정 나무 근처에서 발생하는 국소적인 고사보다는 광범위한 대기오염과 관련이 깊습니다.
⑤ 불소 피해: 불소는 유리, 시멘트, 알루미늄 등 제조 공정에서 발생하며, 침엽수에서는 잎끝괴저, 활엽수에서는 잎끝괴저 및 잎가 괴저 현상이 나타납니다(p.304). 이 역시 특정 나무 근처의 식물에만 나타나는 현상으로 보기는 어렵습니다.
정답 설명:
제공된 자료에 따르면, 호두나무는 뿌리에서 저글론(juglone)이라는 천연 제초제 성분을 방출하여 주변 식물에 해를 끼치는 타감작용(allelopathy)을 합니다. 이로 인해 호두나무 근처의 식물은 갑자기 시들거나 누렇게 변하고 죽을 수 있다고 명확히 설명되어 있습니다.