Editorial Board

국내 고추(Capsicum annuum) 경작 규모는 약 30,000 ha로서 조미 채소류 가운데 가장 넓은 재배면적을 차지하고 있으며 이 가운데 안동과 영양지역이 대표적 고추 산지로 주목받고 있다(KOSIS, 2020). 국내 고추에 발생하는 39종의 식물병 가운데 바이러스에 의한 발병율이 가장 높다(Seo et al., 2011). 이러한 고추의 바이러스병은 진딧물과 총채벌레에 의해 전파되기에 이들 매개충 방제가 최선의 대책으로 고려되고 있다(Lee et al., 2004). 최근 기후변화로 다양한 외래 해충이 국내로 유입하는 속도가 증가하고 있는데 이와 더불어 고추에서 바이러스 발생률도 2000년 이후 현저히 높아져 이들 사이의 인과 관계에 관심을 두게 되었다(Kim, 2000; Seo et al., 2011).

전 세계적으로 고추를 가해하는 바이러스는 총 68종이 보고되고 있다(Kenyon et al., 2014). 이들 바이러스 가운데 국내에서는 총 16종이 보고되었으며, 이 가운데 오이모자이크바이러스, 잠두위조바이러스2, 토마토반점위조바이러스, 사탕무황화바이러스, 고추모틀바이러스, 감자바이러스 Y, 고추약한모틀바이러스의 7종은 지속적으로 고추에서 발병된다(Cho et al., 2005; Lee et al., 2015). 특히 오이모자이크바이러스와 잠두위조바이러스2가 가장 높은 고추 바이러스 발병을 유발하였으며, 여기에 이들 바이러스의 복합 감염이 전체 감염 비율 가운데 85% 이상을 차지하였다(Kwon et al., 2017).

고춧잎과 열매에 동심원 모양의 병징을 보이고 열매 피해 부위가 수확 후 건조 이후에도 퇴색된 상태로 남아있어 상품성이 저하되는 일명 칼라병이 최근 들어 증가하고 있다(Moon et al., 2006; Seo et al., 2018). 이 칼라병을 유발하는 병원균이 tomato spotted wilt virus (TSWV)이며, 일부 총채벌레류에 의해 이 바이러스 전파가 이뤄지고 있다(Rotenberg et al., 2015). TSWV 매개 총채벌레는 전 세계적으로 9종이 알려져 있는데, 국내에는 이 가운데 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis), 대만총채벌레(Frankliniella intonsa), 파총채벌레(Thrips tabaci) 그리고 엉겅퀴총채벌레(Thrips setosus)를 포함한 4종이 분포하고 있다(Kim et al., 2022a). 안동지역의 시설재배지를 중심으로 고추를 가해하는 총채벌레를 조사한 결과 꽃노랑총채벌레와 대만총채벌레가 전체 총채벌레 발생의 96% 이상을 차지하는 우점종이라고 밝혀져 이들 두 종의 총채벌레가 고추의 TSWV를 전파하는 주요 매개충으로 제시되었다(Kim et al., 2021).

꽃노랑총채벌레는 1993년 제주도에서 처음으로 발견된 이후 다양한 기주 범위와 빠른 생활사(Katayama, 1997) 그리고 내한성(Katayama, 1995) 발달로 전국적으로 발생하였다(Han et al., 1998). 반면에 꽃노랑총채벌레와 동일한 속에 속하면서 국내 토착종인 대만총채벌레의 경우는 휴면기작으로 국내 노지에서도 월동하는 것으로 알려졌다(Lee et al., 2001).

이들 총채벌레에 의한 고추의 피해는 크게 두 가지로 볼 수 있다. 하나는 직접 피해로서 섭식 또는 산란 행동 때문에 잎에 긁힌 자국 및 은백화를 초래하여 광합성 능력을 떨어뜨리며, 과실에는 기형 또는 탈색으로 조기 낙화 및 부실한 열매 형성을 유발하여 수량 감소로 이어진다(Reitz et al., 2020). 다른 하나는 간접피해로서 침샘에서 타액을 분비하는 섭식 행동 동안 침샘에 존재하는 TSWV 바이러스를 건전한 고추에 감염시키는 전염 피해이다(Stafford et al., 2011).

대부분의 식물병이 그렇듯이 병원균 감염으로부터 발병에 이르기까지는 일정 기간이 소요된다. 그러나 매개충에 의해 발병되는 경우, 기주 작물에서 병징을 확인하였을 때에는 벌써 매개충은 동일 재배지에 서식하는 여러 기주에게 병원균을 전파한 이후의 시점으로 간주할 수 있다. 따라서 본 연구는 TSWV 감염을 효과적으로 방제하기 위해 고추에 이 바이러스 증상이 나타나기 전에 발병 여부를 판단하려 하였다. 이를 위해 특정 지역에 발생한 총채벌레를 대상으로 체내에 증식하는 TSWV를 분자진단법으로 판별하여 매개충 방제를 하게 하는 발생 초기 경보기술을 개발하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 이른 봄 육묘장에서 재배되는 고추 유묘에 발생하는 총채벌레를 모니터링하고, 포획된 총채벌레에서 TSWV 보독 유무를 다중 PCR 분석법으로 분석하였다.

전 세계적으로 약 1,000종 이상의 기주 식물을 대상으로 TSWV는 농작물에 경제적 피해를 주고 있다(Parrella et al., 2003). 이 바이러스 감염을 알아내기 위해 PCR 진단기술 및 항체를 이용한 신속 진단법이 널리 사용되고 있다. 최근 상온에서도 DNA 증폭이 가능한 recombinase polymerase amplification (RPA) 기술을 이용하여 바이러스 특정 RNA 부위를 증폭하고 이를 lateral flow strips (LFS) 기술을 이용하여 증폭 결과를 수 분 내에 확인하는 진단기술까지 개발되었다(Lee et al., 2021). 그러나 이러한 진단기술은 기주식물체의 병징이 확인된 이후에 TSWV 감염을 확인하는 것으로 감염 초기에 병징이 뚜렷이 나타나지 않았을 시기에 감염을 확인하기는 현실적으로 어렵다. TSWV가 총채벌레에 의해 전파되기 때문에 이 매개충을 대상으로 TSWV 감염 보독충을 확인하는 것이 이 바이러스에 기인한 고추 칼라병 확산을 억제하는 데 유효할 수 있다는 것이 본 연구의 제안이었다. 이를 본 연구에서는 TSWV 조기진단기술로 설정하였고, 이 기술의 효율성을 검정하기 위해 본 연구는 월동 이후 아직 TSWV 전파가 일어나지 않는 매개충 월동 직후시기의 고추 육묘장을 대상으로 분석하였다.

고추 육묘장에서 꽃노랑총채벌레, 대만총채벌레 그리고 기타 총채벌레가 발생하였다. 조사 지역인 영양은 안동과 더불어 국내 고추 최대 산지에 속해있다. 안동지역 고추재배지에서 조사한 연중 총채벌레를 분석하면 꽃노랑총채벌레와 대만총채벌레가 우점하였다(Kim et al., 2021). 특히 시설재배지에서는 99% 이상의 총채벌레가 이 두 종으로 구성되었으며, 이 가운데 꽃노랑총채벌레의 밀도가 더욱 많았다(Kim et al., 2022a). 다양한 총채벌레 분류군을 고려하여 볼 때 매우 특정 종들의 총채벌레류가 고추를 기주로 했다고 여겨진다. 왜냐하면 고생대 페름기에 기원한 총채벌레는 1,200속 이상으로 분류되어 여기에 약 7,700종 보고되고 있다(Sharov, 1972; Ghosh et al., 2021). 국내 총채벌레는 31속 58종이 알려져 있고, 이 가운데 총채벌레과(Thripidae)는 Dendrothripinae (벼룩총채벌레아과), Panchaetothripinae (그물총채벌레아과), Sericothripinae (방패총채벌레아과), 그리고 Thripinae (총채벌레아과)로 다시 세분되어 모두 45종이 보고되었다(Woo and Paik, 1971). 이들 가운데 26종이 해충이며 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis), 글라디올러스총채벌레(Gladiolus thrips), 난총채벌레(Dichromothrips smithi), 오이총채벌레(Thrips palmi), 귤총채벌레(Heliothrips haemorrhoidalis), 그리고 포인세티아총채벌레(Echinothrips americanus) 등 6종의 외래종이 포함된다(Ahn et al., 1998; Lee et al., 2001). 본 연구에서 주목하는 꽃노랑총채벌레가 1994년도 제주에서 처음 발견된 이후 전국적으로 확산되었다(Lee et al., 2001). 한편 TSWV는 국내에서 2003년 충남 예산에 위치한 파프리카 재배지에서 최초로 발생이 보고되었다(Choi et al., 2004). 따라서 꽃노랑총채벌레 국내 유입과 TSWV 발생 사이의 인과 관계를 유추하여 볼 수 있다. 한편 꽃노랑총채벌레는 국내 시설재배지를 통해 겨울 기간 다양한 잡초에서 발견되어 월동하는 것으로 관찰되었다(Kim et al., 2022b). 반면 대만총채벌레는 휴면 기작으로 월동하는 것으로 알려져 있다(Murai, 1987). 본 연구에서 이들 총채벌레의 발생 시기를 살펴보면, 꽃노랑총채벌레는 2월 초부터 다수 포획된 것을 미뤄보았을 때 이 곤충이 휴면하지 않고 월동하는 것을 확인시켜 주었다. 이 시기에 육묘장 외부에서는 꽃노랑총채벌레가 거의 포획되지 않았다. 반면에 대만총채벌레는 2월에는 거의 포획되지 않다가 3월 이후에 육묘장 안과 밖에서 포획되기 시작하는 것을 미뤄 이들이 휴면발육 이후에 고추 기주로 옮겨오는 것으로 추정된다. 이러한 두 총채벌레의 월동 생태에 대해서는 이전의 연구결과를 뒷받침하여 주었다(Kim et al., 2022b).

육묘장에 발생한 월동 총채벌레에서 TSWV가 발견되었다. 대부분 보독충은 꽃노랑총채벌레로 판명되었다. 대만총채벌레도 이 바이러스를 보독하지만, 보독율에서 꽃노랑총채벌레가 약 6배 이상 높아 육묘장 고추 칼라병 유발은 꽃노랑총채벌레에 의해 전파되는 것으로 추정된다. 또한, 발생 밀도는 낮지만, 기타 총채벌레로 분류되는 집단에서도 보독충이 발견되었는데 이들 모두는 파총채벌레로 판명되었다(Kim et al., 2023). 흥미로운 사실은 파총채벌레의 보독율이 꽃노랑총채벌레에 비해 높아 국내 고추 칼라병 전파에 주요한 매개충으로 자리할 수 있을 것으로 추정된다. 국내에서는 이들 3종의 총채벌레와 엉겅퀴총채벌레가 TSWV 매개충으로 알려져 있다. 고추에서는 많이 보고되지 않지만, 파총채벌레나 엉겅퀴총채벌레는 가지과 작물을 포함하여 다양한 기주 범위를 갖기에(Murai, 2001) 고추 재배지 주변의 선호성 기주가 존재할 경우 고추로 이동이 가능할 것으로 추정된다.

TSWV 보독충 발견과 동시에 살충제 처리는 총채벌레의 발생 밀도를 현격히 줄이고 아울러 TSWV 보독충의 밀도를 급감시켰다. 이러한 조기 방제 노력으로 무처리구에 비해 현격하게 낮은 TSWV 발병을 나타냈다. 대조구의 경우 4월 말 육묘장에서 약 30%의 발병율을 보였지만, 5월 초 정식할 때 일반적으로 선별 정식이 이뤄지기 때문에 아마도 노지에서는 이보다 낮아질 수 있다. 그러나 문제는 매개충 총채벌레의 보독율도 발병율과 상응하여 이들에 의한 추가 TSWV 감염은 불가피할 것으로 여겨진다. 따라서 육묘장에서 매개충 관리는 필수적으로 이뤄져야 한다. 이러한 점에서 본 연구에 개발하고자 하는 TSWV 조기경보기술은 고추 재배에서 필수적 요소로 자리 잡을 것으로 본다. 본 연구의 조사지역인 경북 영양의 경우 노지 고추 재배지에서 2012년부터 2016년까지 발생한 바이러스는 CMV 46.1%, BBWV2 41.5%, PepMoV 2.0%, PVY 2.0%, PMMoV 4.4%, TSWV 0.1%로 CMV와 BBWV2가 우점하는 바이러스이며 TSWV에 기인한 바이러스 병 발생은 비교적 낮은 것으로 기록되었다(Kwon et al., 2017). 그러나 TSWV 주요 매개충인 꽃노랑총채벌레의 발생 밀도 증가와 더불어 최근 이 바이러스에 기인한 칼라병의 발병 증가는 향후 고추 바이러스 발병 상대분포에서 우점종으로 자리할 가능성이 클 것으로 보고 있다. 따라서 이 바이러스에 대한 역학조사 및 조기관리가 선제적으로 이행될 필요가 있다.

이상의 결과는 고추 칼라병 방제를 위해서는 매개충 관리가 중요하다는 것을 재확인시켜 주었다. 특별히 육묘장에서 발생한 보독충은 이후 노지 정식에도 영향을 주기 때문에 조기에 TSWV 발생을 감지하는 것이 중요할 수 있다. Kim et al. (2022b)이 주목한 매개충의 월동 기주로서 시설재배지의 잡초제거가 육묘장 TSWV 전파를 막는데 유효하며, 분자진단기법을 이용한 보독충 판별도 바이러스 전염원을 조기에 차단하여 이후 노지로 유입되는 경로를 억제하는 효과를 줄 것으로 사료된다.