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포커스

미생물 추출물 기반 제품 ‘VI-VACCINE’, 통합 바이러스 관리 강화























농작물의 바이러스병 방제관리에는 어떤 방법이 효과적일까. 김동련 글로벌바이오(주) 친환경사업팀장은 최근 Agro News 기고에서 미생물 추출물 기반 제품인 ‘바이백신(VI-VACCINE)’을 활용한 종합적 바이러스병 방제관리(IVM) 강화 방안에 대해 소개했다. 김동련 팀장의 기고문을 영문과 번역본으로 전재해 다양한 작물들에 치명적 병해인 바이러스병의 효과적 방제방법을 모색하는 테이블을 펼친다.     [편집자 주]


The coronavirus COVID-19 is overwhelming the globe affecting more than 200 countries. Similarly plant disease viruses have been in agriculture for a long time and nowadays they are becoming the most destructive diseases in various crops. Unlike fungi and bacteria, the complicated relationship among the virus, host plants and the infection route makes it difficult to manage disease control.


With the technology development of biological products and rising issue of sustainable agriculture, IPM(Integrated Pest Management) is already essential part of agriculture. When IPM is applied to virus disease management, IVM(Integrated Virus disease Management) might be also regarded as a general and integral measure unless we underestimate the tricky surviving skill of virus.


If so, what measures should be consolidated in IVM?


Since no single method will be effective enough to provide perfect control, possible measures should be combined. Seed varieties resistant to virus, use of virus-free seeds or seedlings, vector pressure suppression by insecticides and removal of weeds or potential host plants are practical and basic ways to reduce the virus disease damages.


In addition, it will be more effective if we are able to add a solution to inactivate the plant virus particles into IVM program. Here is one product to perform this mission. This is Vi-vaccine.


Vi-vaccine is a microbial extract-based product to prevent or suppress virus disease infection. The microbial extract of Vi-vaccine degrades the coat protein of virus and leads to inactivation of infection capability. Because it is non-systemic, only preventive effect is valid. To get the expected efficacy, tank-mixing spray with insecticides to control vectors are recommended.


Unfortunately, plants can’t be cured once infected by virus. Therefore virus control must aim at preventing or delaying infection. Under this basic concept, Vi-vaccine should be inserted at target points. In case of soil-borne viruses, drenching is essential to reduce activated virus particles in soil. Vector-transmitted viruses are much more complex. How to lower the vector pressure by using insecticides as well as Vi-vaccine application should be considered together.


Field trial results for TSWV on tomato in Italy explain the importance of preventive strategy for virus control. Two trial sites (site A, site B) were selected. In trial site A, Vi-vaccine was sprayed at the timing when 9.1% plants showed infection symptoms. In trial site B, it was sprayed at the timing when 1.3% plants showed infection symptoms. About 3 months later from transplanting, the infection rates between control and treated plots in trial site A were not significantly different. However, Vi-vaccine-treated plot showed less TSWV symptoms by more than 50% compared to control plot in trial site B. It means that late applications of Vi-vaccine or other solutions related to virus control will not be effective and all control strategy should focus on the prevention.


Plant disease viruses are being diversified and more resistant. It is not difficult to see that seed varieties resistant to virus become susceptible due to mutation of virus. Along with the evolution of virus, Integrated Virus disease Management should also be improved.


Definitely Vi-vaccine will strengthen Integrated Virus disease Management when it is applied to preventive strategy.


로벌아그로(주)는 한국의 바이오 솔루션 제공업체이자 생명공학기업이다. 혁신적인 R&D 역량을 바탕으로 ‘스마트워터(SmartWater)’와 ‘Vi-vaccine(식물병 바이러스)’ 등 다양한 바이오/그린 솔루션을 개발했다. 또한 아시아 지역의 전문 유통업체로 스페인 Futureco Bioscience의 Fitomaat를 아시아 지역에 독점 공급하고 있다.


코로나 바이러스가 전세계 200여개 이상의 국가에 영향을 끼치며 전세계를 강타하고 있다. 비슷하게 식물병 바이러스들도 오랜 기간 동안 농업분야에 문제가 되어 왔고, 최근에는 다양한 작물들에 가장 치명적인 병해가 되고 있다. 곰팡이나 세균과 다른 바이러스, 기주, 감염경로의 복잡한 상관관계는 이 병해를 방제하는 것을 어렵게 만든다.


바이오제품의 기술발전과 지속가능한 농업 이슈의 부상으로 종합적 병해충방제관리(IPM, Integrated Pest Management)는 이미 농업의 필수불가결한 부분이 되었다. 바이러스의 교묘한 생존기술을 간과하지 않는다면 종합적 병해충방제관리의 개념을 바이러스병에 적용시킨 종합적 바이러스병 방제관리(IVM, Integrated Virus Management)는 일반적이면서도 필수적인 방제수단으로 여겨질 수 있다.


그렇다면 종합적 바이러스병 방제관리에 어떤 방법들이 통합되어야 할까?


어떠한 단일 방법도 완전한 방제효과를 낼 수 없기 때문에 가능한 수단들이 함께 사용돼야 한다. 바이러스 저항성 품종, 바이러스 무감염 종자와 모종의 사용, 살충제 사용을 통한 매개충 밀도억제, 잠재적 기주식물이나 잡초의 제거 등은 바이러스병 피해를 줄이기 위한 실용적이면서도 기본적인 방법들이다.


또한 종합적 바이러스병 방제관리 프로그램에 바이러스 입자들을 불활성화 시킬 수 있는 솔루션을 더할 수 있다면 더욱 효과적이다. 이러한 임무를 수행할 수 있는 한 가지 제품이 있다. 바로 바이백신이다.


바이백신은 바이러스병 감염을 예방하고 억제하는 미생물추출물 기반의 바이오 제품이다. 바이백신의 미생물 추출물은 바이러스의 외피단백질을 분해시켜 바이러스의 감염능력을 불활성화 시킨다. 침투이행효과는 없어 예방적 사용만 가능하다. 충분한 효과를 얻기 위해서는 매개충 방제용 살충제와 혼합해 살포하는 것을 권장한다.


안타깝게도 식물들은 일단 바이러스병에 걸리면 치유할 수 없다. 그렇기 때문에 바이러스 병은 감염의 예방이나 지연에 목적을 두고 방제해야 한다. 이런 기본적 개념을 고려해 바이백신은 방제 포인트들에 삽입되어야 한다. 토양감염 바이러스의 경우 토양에 있는 바이러스 입자들을 불활성화 시키기 위해 관주처리가 되어야 한다. 매개충 감염 바이러스의 경우 훨씬 더 복잡하다. 바이백신의 처리뿐만 아니라 살충제를 사용해 매개충의 밀도를 낮추는 방법도 동시에 고려해야 하기 때문이다.


이탈리아에서 토마토반점위조바이러스(TSWV)를 대상으로 실시된 시험결과들은 바이러스병 방제를 위한 예방적 전략의 중요성을 보여준다. 2개의 시험장소(A지역, B지역)가 선택되었다. A지역은 약 9.1%의 토마토가 감염되었을 때 바이백신을 처리했고, B지역은 약 1.3%의 토마토가 감염되었을 때 바이백신을 처리했다. 정식 3개월 후 A지역내 처리구와 무처리구의 방제효과는 크게 다르지 않았다. 그러나 B지역의 경우 처리구가 무처리구 대비 50%이상 TSWV에 감염된 토마토의 비율이 적었다. 이는 바이백신이나 다른 바이러스방제 수단들의 늦은 사용이 효과적이지 않으며, 모든 방제전략이 예방적 관점에 집중해야 한다는 점을 의미한다.


식물병 바이러스들은 다양해지고 있고 더욱 저항성이 강해지고 있다. 바이러스 저항성 품종이 바이러스의 돌연변이에 의해 바이러스 감수성이 되는 사례를 보는 것은 어려운 일이 아니다.


바이러스의 진화와 함께 종합적 바이러스병 방제체계도 개선되어야 한다. 분명 바이백신은 예방적 전략에 적용될 때 종합적 바이러스병 방제관리를 강화시킬 것이다.