Current Issue

토마토는 생식 및 가공의 목적으로 재배되는 과채류이며 감자 다음으로 국제적 중요도가 높다(Quinet et al., 2019). 2020년 기준, 전 세계 토마토 재배면적은 약 5백만 ha, 생산량은 약 1억 8천만톤으로 국제 총 과채류 생산량의 16%를 차지하고 있다(FAOSTAT, 2023). 2021년 국내 토마토 재배 면적은 약 6천 ha이고 생산량은 약 37만 톤인데 2010년도부터 각각의 수치들에 등·하의 변동을 보였지만 매년 꾸준하게 재배 및 생산되고 있다(KOSIS, 2023).

국내 토마토 시설 재배지에서 발생하는 주요 해충으로 온실가루이(Trialeurodes vaporariorum), 담배가루이(Bemisia tabaci), 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii), 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis), 뿌리혹선충(Meloidogyne spp.), 담배거세미나방(Spodoptera litura) 등이 있다. 그 중에서 꽃노랑총채벌레는 방제가 필수인 중요 해충으로 각별한 주의가 요구된다(RDA, 2020). 꽃노랑총채벌레는 식물체의 체표 조직을 갉아내고, 그 부위를 흡즙하는 형태의 구기를 가지고 있으며 피해를 받은 잎은 기형이 되고 과실의 경우 표면이 코르크화 된다. 그러나 이런 직접적인 피해 외에 TSWV (Tomato spotted wilt virus), INSV (Impatiens necrotic spot virus), MCMV (Maize Chlorotic Mottle Virus) 등의 바이러스를 매개하여 식물체에 2차 피해를 입힌다(Jones, 2005; Whitfield et al., 2005; Gupta et al., 2018).

미국 서부지역에서 최초로 발생한 꽃노랑총채벌레는 원예작물의 국제교역이 활발해지면서 중국, 호주, 유럽 등 전세계로 확산되었다(Kirk and Terry, 2003; Grant and Tanya, 2005; Demirozer et al., 2012; Minakuchi et al., 2013; Li et al., 2016). 우리나라에서는 1993년 제주도 감귤 하우스에서 처음 발생하였으며 토마토, 고추, 수박, 마늘, 딸기 등 다양한 원예작물은 물론, 국화와 같은 화훼작물에도 피해를 주고 있다(Woo et al, 1994; Park et al., 2007; Lee et al., 2017; Kim et al., 2018). Park et al. (2007) 등은 토마토 재배지를 비롯한 원예농가의 경우 꽃노랑총채벌레의 경제적 요방제 수준이 매우 낮아 낮은 밀도에서의 방제 필요성을 지적하였다. 꽃노랑총채벌레의 방제를 위하여 천적활용과 같은 생물학적 방제나(Pozzebon et al., 2015) 끈끈이 트랩과 같은 물리적 방제(Brødsgaard, 1989), 혹은 저항성 품종재배나 윤작과 같은 재배기술의 도입을 활용할 수 있으나(Demirozer et al., 2012) 꽃노랑총채벌레의 작은 체구와 높은 번식력, 광범위한 분포 범위, 다양한 기주식물 등의 생태학적 특징 때문에 화학적 살충제를 활용하는 것이 주요 관리 수단으로 여겨지고 있다(Gao et al., 2012; Reitz et al., 2020). 그러나 살충제의 과다한 의존은 꽃노랑총채벌레의 살충제 저항성 발현이라는 부작용 발생을 초래하고 있다. 약제 처리 후 생존한 일부 꽃노랑총채벌레 개체로부터 저항성 인자가 유발되고, 짧은 세대기간과 높은 번식율로 인하여 더 많은 저항성 개체가 발생하게 된다. 또한, 동일한 약제를 지속적으로 사용하는 것은 저항성을 더 가속화하기 때문에 방제효율이 떨어져 작물 생산에 악영향을 끼친다(Gao et al., 2014; Zhang et al., 2022).

1960년대 멕시코 목화 재배지에서 꽃노랑총채벌레에 대한 첫 살충제 저항성 발현이 보고 된 것을 시작으로 고추, 토마토, 블랙베리, 장미 등과 같은 다양한 작물에서 발생한 꽃노랑총채벌레에 대하여 살충제 저항성 취득이 전 세계적으로 보고되고 있다(Gao et al., 2012). Gao et al. (2012)은 피레스로이드계 아크리나트린의 경우 꽃노랑총채벌레에 대하여 스페인에서 43배, 오스트레일리아에서 78배의 약제 저항성을 보고하였으며 Minakuchi et al. (2013)의 연구에서는 네오니코티노이드계통의 아세타미프리드 약제의 저항성과 작용기작의 대상인자 돌연변이를 보고하였다. 그 밖에도 유기인계(아세페이트, 클로르피리포스, 다이아지논, 디클로르보스 등), 카바메이트계(벤디오카브, 메티오카브, 메토밀 등), 스피노신계(스피네토람, 스피노사드), 아버멕틴계(아바멕틴 및 에마멕틴벤조에이트) 등의 다양한 살충제에 대한 저항성 발현이 보고되고 있다(Sanches and Wise, 2020).

우리나라에서도 다양한 작물과 지역에서 채집된 꽃노랑총채벌레를 대상으로 국내에서 등록되어 시판중인 아버멕틴계, 디아마이드계, 네오니코티노이드계, 나이아신계, 스피노신계 등의 다양한 약제에 대한 저항성 발현 여부를 검정하여 보고한 사례들이 있다(Yu et al., 2002; Lee et al.,2017; Cho et al., 2018; Yoon et al., 2020; Choi et al., 2023).

이러한 꽃노랑총채벌레의 살충제 저항성 발달 상황에서 가장 중요한 것은 주요 작물에 발생한 꽃노랑총채벌레의 살충제 저항성 발생 정도를 지속적으로 조사하여 꽃노랑총채벌레 관리에 적합한 약제를 선택하고 저항성 발생 가능성을 제한 및 지연시키는 정보를 제공하는 것이다(Kilot and Ghanim, 2012). 따라서 본 연구는 전국 토마토 재배 농가에서 꽃노랑총채벌레에 대한 저항성 취득 정도를 파악하여 농업 현장에서 꽃노랑총채벌레를 관리하는데 기초자료를 제공하기 위하여 수행되었다.

꽃노랑총채벌레는 요방제 수준 밀도가 낮아 반복적인 화학적 방제가 이루어지고 있고, 이로 인해 약제저항성 발현 가능성이 상대적으로 높은 해충이다. 이러한 저항성 발현 개체군들에 대한 적절한 관리방안의 도출은 작물보호에서 기본적으로 중요한 사안으로 인식되고 있는데 방안 마련을 위한 첫 번째 단계로서 작물 재배현장에서의 저항성 취득 정도를 파악하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 국내 토마토 재배지에서 사용되고 있는 작물보호제들 중에서 작용기작이 다른 단제(아크리나트린, 디노테퓨란, 에마멕틴벤조에이트, 클로르페나피르, 플룩사메타마이드)들을 대상으로 영남지역 3개 시의 시설토마토 재배지에서 채집된 꽃노랑총채벌레를 대상으로 약제에 대한 반응을 평가하였다.

꽃노랑총채벌레 지역 개체군들의 동일 약제에 대한 살충력은 약제별에 따라 차이를 보였는데 이는 해당 포장에서 실시한 방제 이력의 차이에 따른 것으로 생각된다(Wang et al., 2016). 그러나 본 연구에서는 개별 농가의 방제 이력에 대해서는 검토하지 못하여 실제 사용 약제나 사용량에 따른 저항성 출현에 직접적인 인과관계는 확인할 수 없었지만 추후 이들 지역에서 저항성 발현과 약제 사용 형태에 대한 역학 조사가 필요할 것으로 생각된다. 클로르페나피르의 경우 창원 지역 개체군에서는 높은 저항성을 보이는 반면 김해지역에서는 저항성이 전혀 나타나지 않아 감수성이었고, 포항지역에서는 낮은 저항성 발현 양상을 보여 동일 약제에 대해 큰 차이를 보이는 김해나 창원과 같은 곳은 약제 사용 이력에 대한 검토가 필요할 것으로 생각된다. 2001년 장미 재배지에서 채집된 꽃노랑총채벌레에 대한 클로르페나피르 저항성 검정에서는 김해지역 개체군에서 1428.6배 이상의 높은 저항성비를 보였으나(Yu et al., 2002) 본 연구에서는 김해 지역 개체군의 경우 저항성비가 낮게 나타났는데 이는 재배 작물의 차이에 의한 방제이력 차이와 개별 농가의 약제 처리 방법의 차이에 기인된 결과로 생각된다. 한편 2015~2016년 경기도 지역의 원예작물에서 채집된 꽃노랑총채벌레의 경우 동일한 화성지역 개체군 사이에도 기주 작물의 종류별에 따라 다른 약제 반응을 보여 국화에서는 50%대의 살충율을 보인 반면 오이나 장미에서 채집된 개체군은 96.7%의 치사율을 보였다(Lee et al., 2017). 또한 2018년 화성과 진천의 국화 재배지에서 채집된 꽃노랑총채벌레의 경우 클로르페나피르에 대해 추천농도에서 83.8%와 81.8%의 치사율을 보여 구미, 청주, 천안, 부여 채집 개체군의 100%와 차이가 있었다(Cho et al., 2018).

비교적 최근 등록되어 사용되고 있는 플룩사메타마이드의 경우 저항성비는 세 지역 모두 비교적 낮게 나타나 이들 지역에서 꽃노랑총채벌레 방제에 효과적으로 활용할 수 있을 것으로 판단되지만 포항 개체군의 경우 CEI값이 89.42로 높게 나타나 실제적인 효과에 감소가 나타나고 있는 것으로 판단되어 향후 포항 지역에서는 본 약제 사용에 특별한 관리가 필요할 것으로 생각된다.

본 연구에서는 기존에 고추의 꽃노랑총채벌레 지역 개체군에 대한 약제반응 시 감수성 계통으로 활용한 실험실 개체군에 대한 약제 반응 결과(Choi et al., 2023)를 이용하여 저항성비를 도출하였는데 클로르페나피르나 플룩사메타마이드에 대한 약제 반응은 실험실 계통이 야외 계통에 비해 LC₅₀값이 다소 높게 나타났다. 감수성 개체군으로 실험실에서 유지하던 개체군들이 야외 채집 개체군에 비해 감수성이 상대적으로 낮은 것에 대해서는 원 감수성 개체군의 속성이거나 사육 중 타 개체군의 혼입 등 여러 요인들이 고려될 수 있는데 타 개체군 혼입의 경우 유전자 분석을 통해 추가적인 확인이 필요할 것으로 생각된다. 약제 반응의 비교군으로 사용하는 감수성 계통이나 실험실 계통의 약제 반응의 근원적 차이가 존재할 경우 이 계통의 LC₅₀값을 기반으로 산출되는 저항성비에 영향을 끼친다. 따라서 저항성의 변동에 대한 정보 취득 시 감수성 개체군의 약제반응을 추가적으로 검토 할 필요가 있을 것으로 생각되며 감수성 계통이 없거나 불완전할 경우 제조사의 추천농도에 기반한 방제효과지수를 적용하는 것이 실효성이 있을 것으로 판단된다. 피레스로이드 계통인 아크리나트린의 경우 모든 지역의 꽃노랑총채벌레에게서 높은 수준의 저항성이 발현된 것을 확인할 수 있었는데 아크리나트린은 전 세계적으로도 이미 높은 약제 저항성 발현이 보고되고 있다(Gao et al., 2012). 또한, 네오니코티노이드 계통인 디노테퓨란은 창원과 포항지역 개체군에서 높은 수준의 저항성이 나타났는데 2014년 김해의 장미재배지에서 채집하여 실내에서 4년간 사육한 꽃노랑총채벌레의 경우 추천 농도에서 6.5%의 낮은 치사율을 보였다(Cho et al., 2018). 피레스로이드계와 네오니코티노이드계 약제 저항성 발현 기작은 Cytochrome P-450과 monooxygenase가 주로 관여하는 것으로 알려져 있다(Espinosa et al., 2005; Demirozer et al., 2012). 한번 획득한 저항성 기작은 오랜 기간 동안 동일약제의 노출이력이 없어도 유지되는 특성을 고려하였을 때(Demirozer et al., 2012; Lee et al., 2017) 동일 계통의 두 약제의 경우 교차저항성 발현을 배제할 수 없기 때문에 두 약제의 반복 사용에 주의가 필요할 것으로 생각된다. 또한, Bielza et al. (2007)에 의하면 아크리나트린에 저항성을 획득한 꽃노랑총채벌레 개체들은 감수성 개체들 보다 발육과 수명이 증가했으며 번식력 또한 높은 것으로 나타났는데 이러한 상황들을 고려하였을 때, 디노테퓨란에 대한 저항성 발현이 낮은 김해 지역에서는 이미 아크리나트린에 대한 저항성이 취득되어 있기 때문에 디노테퓨란의 활용에 신중을 기해야 할 것으로 사료된다.

에마멕틴벤조에이트의 살충효과는 타 약제에 비해 비교적 높았으나 저항성 평가에선 모든 지역에서 낮은 수준이나마 저항성이 발현되고 있었다. 최근 Gao et al. (2022)의 연구에 따르면 꽃노랑총채벌레의 외피 내에 glutamate-gated chloride channel의 과발현이 에마멕틴벤조에이트의 저항성 발달에 주된 관여를 하는 것으로 보고하였으며, 경기도 화성에서 발생한 에마멕틴벤조에이트 저항성 꽃노랑총채벌레 개체가 감수성 개체보다 360배 높은 저항성이 발달하였다고 언급하였다. 따라서 아버멕틴계의 약제는 토마토 포장 내에서 발생한 꽃노랑총채벌레의 밀도를 줄이기 위한 방제력 조성에 필요할 것으로 사료되지만 지속적인 활용은 더 높은 저항성을 유발시킬 수 있으므로 사용에 주의가 필요할 것으로 보인다.

꽃노랑총채벌레의 효율적인 방제를 위한 연구는 다양한 방면으로 시행되고 있다. 따라서 새로운 작용기작의 약제나 대체 방제 방법의 활용을 통해서 효과적인 꽃노랑총채벌레 방제 방법 연구가 지속적으로 필요한 것으로 생각되나 현재 등록되어 판매되고 있는 약제들의 저항성 취득 정도를 파악하고, 그에 따른 지역이나 작물별로 적절한 약제 선택이 가장 중요한 것으로 판단된다. 따라서 꽃노랑총채벌레의 살충제 저항성 발달수준을 지속적으로 모니터링하고 그 정보를 바탕으로 꽃노랑총채벌레 방제 관리에 효과적인 약제선택을 할 수 있는 객관적 정보를 작물보호제의 최종 사용자인 농가에게 정확히 전달될 수 있는 방안의 모색과 저항성 정보를 기반한 약제 추천이나 처방이 이루어질 수 있도록 관리하는 것이 필요할 것으로 생각된다.