🥬십자화과 검은썩음병 (Xanthomonas campestris pv. campestris)

 

* Seminis Disease Guide 요약본입니다.

 

 

병해 개요

Xanthomonas campestris pv. campestris는 황색을 띠는 그람음성 세균으로, 배추과 작물(십자화과)의 주요 병인 검은썩음병(Black Rot)을 유발합니다. 배추, 양배추, 콜리플라워, 브로콜리, 방울다다기양배추, 케일, 겨자잎, 무 등을 포함하여 거의 모든 배추과 작물에서 발생하는 병으로 전 세계적으로 가장 중요한 병해 중 하나입니다. 감염된 잎은 가장자리부터 잎 내부 방향으로 노랗고 V자형 병반이 생기며, 잎맥이 검게 변하여 병의 이름을 얻었습니다. 병든 식물은 생육 부진과 시들음 증상이 나타나며, 양배추의 경우 결구가 작아지거나 저장 중 썩을 수 있습니다.

병 발생 환경

검은썩음병은 따뜻하고 습한 조건에서 잘 발생합니다. 가장 빠른 병 진행은 약 25~30℃의 온도와 높은 상대습도 또는 빈번한 강우 시 나타납니다. 잎이 오랫동안 젖어 있거나 물방울이 형성될 때 세균의 침입과 확산이 촉진되며, 통기성이 떨어지거나 배수가 불량한 밭에서 더 심각하게 발생합니다. 서늘하거나 건조한 환경에서는 병의 진행이 느리고 잠복 상태로 유지되기도 합니다. 병원균은 토양의 작물 잔재에서 약 2년까지 생존할 수 있으며, 습윤한 조건에서 빠르게 증식 및 확산됩니다.

 

감염 경로와 확산

오염된 종자가 새로운 지역 또는 포장으로 병원균을 도입하는 주요 원인이 되며, 재배 과정 중 비바람이나 관수 시 튀는 물방울로 급속히 퍼집니다. 곤충, 농기계, 작업자의 접촉을 통해 기계적으로 전파될 수도 있습니다. 병원균은 잎 가장자리의 배수구(수공, hydathode)로 침투하거나, 습윤한 잎의 기공, 상처 등을 통해 침입합니다. 체내에서는 물관부를 통해 전신 감염을 일으키며, 1개의 감염된 묘목이 육묘장에서 병 발생을 일으키고 포장으로 전파될 수 있습니다. 비바람이 불 때 물방울과 함께 수십 미터 이상 확산되기도 합니다.

 

병원체의 생활사

이 병원균은 주로 종자 표면이나 내부에서 잠복 감염 상태로 생존합니다. 토양 내 작물 잔재에서도 몇 달에서 최대 2년 정도 생존 가능하며, 온화하고 습한 토양에서는 더 오래 잔존합니다. 야생 배추과 잡초류(겨자, 냉이 등)에서도 일시적인 병원균의 저장소 역할을 할 수 있습니다. 재배기 중에는 식물 표면에 무증상 상태(epiphytic)로 존재하다가 조건이 적합해지면 식물 조직 내로 침투하여 병을 일으킵니다. 증상 발현까지의 잠복기는 약 10~14일이며, 이후 병반에서 삼출물이 나와 빗물에 의해 다시 전파됩니다. 병원균은 포자를 형성하지 않으며, 종자나 식물 조직과의 접촉 상태로만 생존 가능합니다.

 

방제 방법

예방적 관리 병이 없는 종자를 사용하는 것이 가장 중요합니다. 종자 검사를 실시하고, 온탕침지(50℃, 20-25분)나 소독 등을 통해 병원균을 제거합니다. 육묘장은 배추과 재배지로부터 멀리 떨어진 곳에 설치하고, 이전 작물에서 바람이 불어오는 방향에 설치하지 않아야 합니다. 배추과 작물의 23년 윤작을 실시하여 토양과 자생 숙주에서 병원균 밀도를 낮춥니다.

재배적 관리 배수가 잘되는 토양에 재배하고, 검은썩음병 발생 시 살수관개를 피하거나, 오전에 관수하여 신속히 건조될 수 있게 합니다. 식물 간 간격을 충분히 확보하고 잡초 제거로 통풍을 개선합니다. 초기에 발병한 식물은 제거하여 병원균 밀도를 낮춥니다.

위생 관리 감염된 식물과 접촉한 장비 및 도구를 철저히 소독합니다. 밭 주변의 배추과 잡초류를 제거하고, 수확 후 작물 잔재는 즉시 깊이 경운하여 병원균의 생존을 억제합니다. 배추과 작물이 재배된 밭에서 유출된 물이 들어오는 지표수를 관개용으로 사용하지 않도록 합니다.

화학적 방제 구리제나 항생제(스트렙토마이신)는 표면 감염 억제 효과가 있으나 내부에 침투한 병원균까지 제거하기 어렵습니다. 또한 구리 내성균주의 출현 가능성이 있어 화학적 방제는 제한적이며, 예방적 목적으로만 사용하는 것이 효과적입니다.

생물학적 방제 Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens와 같은 길항 세균을 이용한 생물학적 방제가 연구되었으나 효과가 불규칙적입니다. 따라서 무병 종자, 재배적 관리 및 위생 관리 중심의 통합 방제가 필수적이며, 부분적으로 저항성을 가진 품종 선택도 효과적입니다.

 

 

 

 

Xanthomonas campestris pv. campestris (Black Rot)

 

Introduction : Xanthomonas campestris pv. campestris is a yellow-pigmented Gram-negative bacterium that causes black rot in nearly all cultivated Brassicas. It is considered the most important disease of cruciferous vegetables worldwide​. Host range includes cabbage, cauliflower, broccoli, Brussels sprouts, kale, mustard greens, radish, and many wild crucifer weeds​. Black rot is a systemic vascular disease: it produces yellow, V-shaped lesions extending inward from leaf edges and causes blackening of veins, giving the disease its name​. Infected plants exhibit wilting and stunting; cabbage heads remain small or may rot in storage. The pathogen has a worldwide distribution in temperate and tropical regions where brassicas are grown, and it has been intensively studied due to its agricultural impact​.

 

Disease outbreak environment

Black rot is favored by warm, humid conditions​. Disease develops most rapidly at temperatures of about 25–30 °C under high relative humidity or frequent rainfall. Extended periods of leaf wetness (from dew, rain, or overhead irrigation) facilitate bacterial entry and spread. Fields with poor air circulation or drainage (leading to leaf wetness and moisture film on plants) experience more severe outbreaks. In contrast, in cooler (<20 °C) or arid conditions, disease progression is slower and often latent. The bacterium can survive in crop debris in soil for up to ~2 years, but moist conditions accelerate its multiplication and dispersal. Warm nights with dew formation and daytime showers are particularly conducive to epidemic development. Regions with warm summers and ample rainfall (or sprinkler irrigation) are therefore prone to black rot epidemics, whereas cool, dry climates see fewer problems.

 

Infection routs and spread

Black rot is seed-borne – infected seeds are a primary means of introducing X. campestris pv. campestris into new areas or plantings​. Even low levels of seed contamination can initiate disease foci in seedbeds. During cultivation, the bacterium spreads prolifically by wind-driven rain and splashing water, which carry bacterial cells from lesions to neighboring plants. Insects, animals, and farming activities (machines or workers moving through wet foliage) can mechanically transfer the bacterium as well. The pathogen typically enters plants through leaf hydathodes at the margins (natural water pores) – during heavy rain or dew, bacteria-laden water is drawn into hydathodes, infecting the water-conducting tissue​. It can also invade through stomata if leaf surfaces are water-soaked, or through wounds (e.g., insect feeding sites). Once inside, Xanthomonas moves systemically through xylem vessels, causing black discoloration of veins and blocking water flow​. One infected transplant can serve as a significant inoculum source: in transplant beds, bacteria spread to adjacent seedlings via splashed water, leading to “nursery epiphytotics” that then carry the pathogen into the field if not detected​. Secondary spread in the field is explosive under conducive weather – every rain event can disseminate bacteria further downwind or downslope. The bacterium does not typically travel long distances by wind alone (it needs water droplets), but windstorms with rain can distribute it over dozens of meters. Contaminated irrigation water (from ponds or canals containing plant debris) is another route of spread to new fields​.

 

Life Cycels

X. campestris pv. campestris can survive between crops in several ways. Critically, it survives as latent infections on or within seeds – an infected mother plant’s seeds may carry the bacterium beneath the seed coat, leading to infected seedlings. It also survives for limited periods (months to a couple of years) in infested crop debris in soil​. In cool or dry soil, bacteria gradually die off; however, in mild, moist soil they may persist longer by colonizing plant remnants or even cruciferous weed roots. The bacterium can infect certain weeds (e.g., wild mustard, shepherd’s purse), establishing ephemeral reservoirs in off-season weeds. During a cropping cycle, the pathogen’s life cycle includes epiphytic phases (living on plant surfaces without symptoms) and pathogenic phases (invading tissue and causing disease). It often invades hydathodes during wet conditions, multiplies in the veins (incubation ~10–14 days at warm temperatures​), then causes vein blackening and chlorosis. Bacteria ooze out from vein lesions or guttation droplets and can be rain-splashed to start new cycles. If conditions cool, infected plants may remain asymptomatic for long periods, harboring the bacteria in a latent state​. The life cycle completes when plants decay; the bacteria then return to the soil on residues or contaminate seeds in a diseased seed crop. Notably, Xanthomonas does not form resting spores – survival depends on remaining in association with host tissues (seeds, debris, weeds) or possibly in protected microsites in soil. Thus, long crop-free periods and seed sanitation break the life cycle.

 

Control

Preventive control – Using disease-free seed is the cornerstone of black rot control​. Seed lots can be tested for the pathogen, and treatments like hot-water seed treatment (50 °C for 20–25 min) or chlorine disinfection are used to kill seed-borne bacteria. Produce transplants in isolated areas away from commercial brassica fields; avoid downwind placement of seedbeds from older crops to prevent wind-borne inoculum reaching seedlings. Crop rotation is highly effective: implement a 2–3 year rotation out of crucifers to allow soil and volunteer-host inoculum to decline​. Avoid overlapping brassica crops in time – if possible, have a “crucifer-free” period each year. Field practices – Plant in well-drained soils and avoid overhead irrigation if black rot is present. If overhead irrigation is necessary, do it in the morning so foliage dries quickly. Ensure adequate spacing and weed control to improve air flow and drying. Remove and destroy (burn or deep-plow) severely infected plants during early outbreaks to reduce inoculum.

hygiene management – Rigorously clean and disinfect equipment, crates, and tools that have contacted infected crops. Control cruciferous weeds in and around fields to eliminate alternate hosts​. After harvest, promptly plow under brassica residues – deep burial helps speed decomposition and reduces bacterial survival. Avoid using surface water from canals or ponds that receive runoff from brassica fields for irrigation, as it may carry Xanthomonas.

Chemical control – Chemical control of black rot is challenging. Copper-based bactericides or antibiotics (streptomycin, where permitted) have limited efficacy, mostly protecting healthy tissue but not curing internal infections. In practice, chemical sprays may slow surface spread but cannot eliminate systemic bacteria; moreover, copper-resistant strains can develop. Nonetheless, preventive copper applications on seedlings or new transplants in the field can reduce secondary spread.

Biological control – Some biocontrol agents (e.g. antagonistic bacteria like Bacillus subtilis or Pseudomonas fluorescens) have been researched for black rot suppression, but with variable results. Currently, they are supplementary at best. Therefore, an integrated approach of clean seed, cultural controls, and sanitation is paramount. In regions prone to black rot, growers also favor brassica varieties with better tolerance (some cabbages and cauliflowers have partial resistance that slows disease). By following these practices, black rot can be managed, although vigilance must be maintained due to the pathogen’s ability to spread rapidly under favorable conditions​.