벚나무 갈색무늬구멍병(진균)과 세균성구멍병(세균)에서 나타나는 천공(Shot hole) 증상은 식물의 방어 기제인 과민성 반응(Hypersensitive Response, HR) 및 이층(Abscission layer) 형성과 밀접한 관련이 있습니다. 제공된 자료를 바탕으로 해당 내용을 설명해 드리겠습니다.
1. 과민성 반응의 정의와 기작
- 방어 기제: 식물체 내에 병원균(진균 또는 세균)이 침입했을 때, 식물은 병원균의 확산을 막기 위해 침입 부위 주변의 세포를 급격히 죽이는 프로그램된 세포 사멸(PCD)을 일으킵니다. 이를 과민성 반응이라고 합니다.
- 격리 효과: 병원균은 살아 있는 조직에서 양분을 취해야 하는 절대기생체 또는 임의기생체인 경우가 많으므로, 주변 세포가 괴사하면 양분 공급이 차단되어 더 이상 인접한 건전 조직으로 증식하거나 이동할 수 없게 됩니다.
2. 구멍(천공)이 생기는 과정
벚나무 갈색무늬구멍병과 세균성구멍병에서 잎에 구멍이 뚫리는 구체적인 과정은 다음과 같습니다.
병반 형성: 병원균이 침입한 부위에 갈색 또는 자갈색의 점무늬 병반이 형성됩니다.
이층(離層) 형성: 식물체는 병든 조직(괴사 부위)과 건전한 조직 사이의 경계 부분에 이층(separation layer) 또는 코르크층을 형성합니다.
병반 탈락: 이층이 형성되면 병든 부위와 건강한 잎 조직 사이의 물리적 연결이 끊어지게 됩니다. 이후 병든 조직이 건조해지면서 무게를 이기지 못하거나 외부 충격에 의해 떨어져 나가게 되어 잎에 구멍이 뚫리는 천공 증상이 나타납니다.
3. 질병별 특성
- 벚나무 갈색무늬구멍병 (Mycosphaerella cerasella): 5~6월경부터 나타나며, 동심원상의 병반이 확대되다가 건전부와의 경계에 이층이 생겨 병반이 탈락하며 구멍이 뚫립니다. 병반 안쪽에 검은색 작은 돌기(분생포자퇴 또는 자낭각)가 생기는 것이 특징입니다.
- 세균성구멍병 (Xanthomonas arboricola pv. pruni): 복숭아나무, 자두나무 등 핵과류에서 흔히 발생하며, 잎맥을 따라 수침상 반점이 나타나다가 점차 자갈색으로 변하고 이 부위가 탈락하여 구멍이 생깁니다. 강우량이 많거나 태풍 이후에 발생이 현저히 증가합니다.
요약하자면, 이들 질병에서 구멍이 뚫리는 현상은 병원균이 식물을 파괴하는 과정이라기보다, 식물이 병원균의 확산을 저지하기 위해 병든 부위를 스스로 떼어내는 과민성 방어 반응의 결과라고 볼 수 있습니다.