기후 변화는 식물 병원체, 식량 안보 및 향후 경로에 영향을 미칩니다.

Nature Reviews 미생물학(2023)이 기사 인용

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식물 질병 발생은 전 세계적으로 식량 안보와 환경 지속 가능성에 심각한 위험을 초래하며, 영향을 받는 지역의 환경 및 사회 경제적 조건에 부정적인 영향을 미치는 일차 생산성 및 생물 다양성의 손실을 초래합니다. 기후 변화는 병원체 진화와 숙주-병원체 상호 작용을 변경하고 새로운 병원성 변종의 출현을 촉진함으로써 발병 위험을 더욱 증가시킵니다. 병원균 범위가 이동하여 새로운 지역에서 식물 질병의 확산이 증가할 수 있습니다. 본 리뷰에서 우리는 미래 기후 시나리오에서 식물 질병 압력이 어떻게 변할 가능성이 있는지, 그리고 이러한 변화가 자연 및 농업 생태계에서 식물 생산성과 어떻게 관련되는지 조사합니다. 우리는 기후 변화가 병원체 생물지리학, 질병 발생률 및 심각도, 자연 생태계, 농업 및 식량 생산에 미치는 영향에 대한 현재와 미래의 영향을 탐구합니다. 우리는 현재의 개념적 틀을 수정하고 생태진화 이론을 연구에 통합함으로써 미래 기후에서 병원체 확산에 대한 기계적인 이해와 예측을 향상시켜 향후 질병 발생 위험을 완화할 수 있다고 제안합니다. 우리는 미래 기후 시나리오에서 식물 질병에 대한 효과적인 모니터링 및 관리를 제공하고 장기적인 식량 및 영양분 안보와 자연 생태계의 지속 가능성을 보장하기 위해 관련 정부 간 조직과 긴밀히 협력하는 과학-정책 인터페이스의 필요성을 강조합니다.

식물 질병 발생의 발생률과 심각성이 증가하면 세계 여러 취약 지역의 1차 생산성, 글로벌 식량 안보 및 생물 다양성 손실에 대한 위험이 커지고 증가하고 있습니다1,2,3,4,5,6,7. 이러한 질병 발생은 수확량과 생태적 손실을 초래합니다. 예를 들어, 병원체(질병을 일으키고 숙주의 건강과 생산성을 제한하는 미생물)와 해충으로 인한 연간 작물 수확량 손실은 미화 2,200억 달러3,4,5,6로 추산되며, 이는 식량 안보, 지역 경제 및 기타 관련 사회에 직접적인 영향을 미칩니다. -경제적인 측면. 이는 Penicillium spp.와 같은 병원성 미생물로 인한 수확 후 손실로 인해 더욱 악화됩니다. 및 Xanthomonas euvesicatoria1. 더욱이, 기후 변화는 식물 질병의 심화 위험을 증가시켜 세계 식량 공급과 자연 식물 생물 다양성을 위험에 빠뜨립니다7,8,9. 향후 50년 동안 잠재적인 수확량 증가는 알려진 병원체와 신흥 병원체로 인해 발생하는 기후 변화로 인한 변경된 질병 압력으로 인해 상쇄될 것으로 가정됩니다. 마찬가지로, 기후 변화와 관련된 병원체의 확산은 전 세계적으로 산림 건강에 대한 주요 위협 중 하나로 간주됩니다11. 따라서 기후 회복력이 있는 농업 및 자연 생태계를 개발하려면 병원체, 식물 및 관련 미생물 군집 간의 분자적, 역학적, 생태학적 상호 작용에 대한 기후 변화 영향에 대한 향상된 지식이 필요합니다4,6.

식물은 박테리아, 진균, 난균류, 바이러스 및 선충류를 포함한 다양한 병원체에 의해 감염되며 생활 방식(생물영양체, 살아있는 세포에서 영양분을 얻는 생물영양생물, 죽은 세포에서 영양분을 얻는 괴사생물), 감염 전략(세포내 또는 세포외) 및 표적 식물 조직(예: 물관부, 체관부, 뿌리 또는 잎)(보충 표 1). 공간과 시간에서 식물 질병을 예측하는 데 있어서 중요한 과제는 이러한 다양한 병원체가 질병의 여러 요인(예: 다른 병원체, 숙주/매개체, 공생 미생물 및 환경)과 어떻게 상호 작용하고 반응하는지, 그리고 이들이 어떻게 공동으로 반응하는지 이해하는 것입니다. 기후변화에 대응하세요. 이론적으로 기후 변화는 병원체 진화 변경, 숙주-병원체 상호작용 및 매개체 생리학 변경, 새로운 병원체 계통의 출현 촉진 등 다양한 방식으로 식물 감염을 촉진할 수 있으며, 이로 인해 숙주 식물의 저항성이 무너질 수 있습니다7,12,13 . 기후 변화는 또한 병원균과 숙주의 범위 이동을 초래할 수 있으며, 이는 식물 질병이 새로운 지역으로 확산되는 것을 증가시킬 수 있습니다8,10,14,15. 그러나 우리는 기후 변화의 다양한 구성 요소(예: 온도 및 강수량 변동)와 인위적 활동과의 상호 작용이 농업 및 자연 생태계 모두에서 식물 병원체에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 지식이 제한적입니다. 예를 들어, 예상되는 기후 변화 시나리오에 따라 대부분의 자연 생태계에서 곰팡이 토양 유래 식물 병원균의 풍부함이 증가할 가능성이 높으며, 전 세계적으로 1차 생산성에 중요하지만 정량화할 수 없는 결과를 가져올 수 있습니다14. 마찬가지로, 상대 습도의 변화는 병원체의 풍부함과 감염성에 영향을 미칩니다16.