Editorial Board

대전시 유성구에 위치한 배과원에서 채집한 꼬마배나무이를 포트(φ20 × 25 cm)에 심겨진 배나무 묘목(품종: 신고)에서 사육하면서 실험에 사용하였고, 사육과 실험환경조건은 25 ± 1°C, RH 50-60%, 16L:8D를 유지하였다.

Electrical Penetration Graph (EPG) 기록은 Seo 등(2007, 2009a, b)의 방법을 응용하여 실시하였다. 배나무 잎의 잎자루를 300 ml의 물이 담긴 가지 달린 삼각플라스크에 끝부분을 자른 잎자루를 고정시킨 후 물에 침지하여 사용하였다. 배나무 잎은 묘목에 있는 신초에서 8번째 잎을 사용하였다. EPG 파형을 PROBE 3.4 software로 기록을 저장하고 분석하였다. 분석할 때에는 결과에서 볼 수 있듯이 파형을 Park et al. (2016)이 분류한 9개의 섭식패턴을 기초로 하여 분석하였다.

Park et al. (2016)에 의하면 EPG기술을 활용하여 관찰한 꼬마배나무이의 섭식행동 패턴은 9가지로 분류하고 있다. 섭식을 하지 않을 때 나타나는 파형인 Np 파형을 비롯하여, 섭식을 시작하여 구기가 기주식물에 닿고 식물체 침투할 때 나타나는 파형인 PA파형, 식물체에 침투시 타액을 분비할 때 나타는 파형인 PB파형, 식물체 유조직을 침투시 타액을 분비할 때 나타나는 파형인 PC1파형, 관다발 유조직을 섭식할 때 나타나는 파형인 PC2파형, 체관부 섭식을 시작할 때 PC1파형에서 PE1파형으로 이행될 때 나타나는 파형인 PD파형, 체관부 섭식시 타액을 분비할 때 나타나는 파형인 PE1파형, 체관부를 섭식할 때 나타나는 파형인 PE2파형, 물관부를 섭식할 때 나타나는 파형인 PG파형 등을 보고하였다.

본 실험에서 사용한 약제는 5가지이며, 살충효과를 보이는데 서로 다른 작용기작을 나타내는 단일 유효성분을 선발하여 사용하였다(Table 1). 선발된 5가지 약제는 각각 carbamate계통의 살충제인 benfuracarb, pyridincarboxamid계통의 flonicamid, neonicotinoid계통의 imidacloprid, pyrethroid계통의 deltamethrin, 유기인계 계통의 fenitrothion이다. 각 약제의 처리는 농도를 달리하여 저농도 및 추천농도와 고농도 등 3단계로 나누었으며, 저농도는 추천농도의 1/3배, 추천농도는 2011년도 농약사용지침서에 표기된 추천농도이며, 고농도는 추천농도의 3배로 희석하여 사용하였다.

약제에 대한 반응 실험은 약제가 꼬마배나무이의 섭식에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해서 EPG 기록 실험과정에서 물 대신 농도별 약제를 희석한 희석액 300 ml을 넣어 잎자루를 1시간동안 침지 한 후 EPG기록에 이용하였다. EPG 기록은 5시간 동안 기록 하였으며, 꼬마배나무이와 배나무 잎을 각각 새로운 것으로 교체하여 10반복 수행 후 분석하였다.

1시간대별로 나누어서 섭식을 하지 않은 시간(Np), 식물체 침투에 소요한 시간(PA+PB), 유조직을 침투하는데 소요한 시간(PC1+PC2), 체관부를 섭식하는데 소요한 시간(PD+PE1+PE2), 물관부를 섭식하는데 소요한 시간(PG)를 나누어 꼬마배나무이의 섭식행동에 소요되는 시간의 비율을 비교 분석하였다.

꼬마배나무이가 각 농도별로 약제가 처리된 배나무 잎을 섭식하였을 때 나타나는 섭식 패턴을 다른 파형으로 변화되는 경향과 횟수를 기록하여 약제 간 차이가 나타나는지 비교하였다.

약제를 꼬마배나무이에 직접분무처리 한 경우와 약제를 배나무 잎에 분무하여 꼬마배나무이를 접종했을 경우의 간접처리 방식으로 나누어 그 차이를 알아보았다. 먼저 직접분무처리의 경우, 사용된 약제와 약제의 농도는 Table 1과 같았고 꼬마배나무이 10마리를 CO₂가스로 마취시킨 후 spray tower (Burkard, UK)를 이용하여 약제 1 ml을 충체에 고루 살포하였다. 기주 식물에 수분 공급을 위해 배나무 잎을 탈지면으로 감싸 물에 적셔 먹이로 공급하여 insect breeding dish (No.310102, SPL, Korea)에 넣었고 검정시간은 EPG 기록 시간과 같은 5시간과 24시간, 48시간 검정하여 사충율을 조사하였다. 각 약제 농도별로 3반복 수행하였다.

간접처리에 사용된 약제와 농도는 직접처리한 방법과 같고 배나무 잎의 잎자루 끝부분을 해부용 칼(Surgical Blade, FEATHER^®, Japan)을 이용해 잘라 각 농도별 약제에 1시간 침지 후 농도별 약제 2 ml이 들어있는 뚜껑을 제거한 2 ml microcentrifuge tube (MCT-200, AXYGEN, USA)에 잎자루를 넣고 파라필름 (Laboratory Sealing Film, Whatman, UK)으로 약제가 새어나오지 않도록 sealing하여 준비하고 꼬마배나무이 10마리를 CO₂가스로 마취시킨 후 insect breeding dish (No.310102, SPL, Korea)에 준비된 배나무 잎과 함께 넣어 주었다. 검정시간은 EPG 기록 시간과 같은 5시간과 24시간, 48시간 검정하여 사충율을 조사하였다. 각 약제 농도별로 3반복 수행하였다.

각 농도별 약제를 처리한 처리구와 무처리구는 총 5시간 동안 10회 반복 실험을 수행하였고, EPG기록결과 나타난 결과와 약제에 대한 반응 실험 결과는 SPSS (PASW Statistics 18.0) 일원배치분산분석을 통해 각 기록 결과 간 p>0.05 범위에서 유의성 검정을 수행하였으며, DUNCAN분석을 통해 약제 간 유의차를 확인하였다.

약제에 잎자루를 침지하여 식물체 내에 약제가 유입되도록 처리한 간접처리 5시간 후 살충률 조사 결과, deltamethrin, fenitrothion이 다른 약제에 비해서 높은 살충률을 보였다. 기준량의 농도와 기준량의 3배 농도의 약제에 침지시킨 경우에 무처리구를 포함한 처리구에서 통계적으로 차이가 나타나지 않았다. 간접처리 24시간 후 기준량의 1/3배 농도에 침지하여 실험한 결과, 처리구간에 통계적 유의성을 보였으며 deltamethrin의 살충률이 가장 높게 나타났다. 나머지 약제는 control에 비하여 높은 살충률을 보였다. 기준량의 농도로 처리한 경우 deltamethrin의 살충률이 가장 높게 나타났고 benfuracarb, imidacloprid와 fenitrothion과도 차이를 보였다. 기준량의 3배의 농도로 처리한 경우 benfuracarb가 살충률이 가장 높게 나타났고, 다음으로 imidacloplid가 높게 나타났다. 간접처리 48시간 후 살충률 조사 결과, 기준량의 1/3배 농도로 처리한 경우 imidacloprid가 가장 높은 살충률을 보였으며 약제 간 통계적 유의성을 보였다. 기준량의 농도로 처리한 경우 처리구와 무처리구를 포함하여 통계적 유의성은 없었다. 기준량의 3배의 농도로 처리한 경우에는 처리구, 무처리구 모두 통계적 유의성을 보였다(Table 15).

작용 기작이 다른 5가지 계통의 약제인 benfuracarb, imidacloprid, flonicamid, deltamethrin, fenitrothion를 처리하였을 경우에 꼬마배나무이에 미치는 영향을 평가한 결과, 정상적인 상태에서 섭식행동과 살충제 처리에 의한 비정상적인 조건 아래서의 섭식행동의 차이를 EPG 기술을 이용하여 확인할 수 있었다. Knaust and Poehling (1994)이 보고한 꼬마배나무이와 같은 흡즙형 곤충인 복숭아혹진딧물에 대한 imidacloprid의 영향에 관한 연구 결과에서 imidacloprid가 살충 효과보다는 기피효과가 더 크다고 보고하였지만, 본 실험에서는 높은 살충률은 아니지만 간접처리 실험 결과 다른 약제에 비해서 소화중독에 의해 높은 살충률을 나타냈다. Naeun (1995)가 보고한 바에 의하면 저농도의 primicarb가 섭식행동에 영향을 주지 않는다고 하였지만, 꼬마배나무이의 EPG 기록을 분석한 결과는 정상적인 상태에서의 섭식행동과 저농도의 약제를 처리했을 때 나타나는 섭식행동 간의 차이를 발견할 수 있었고 추천 농도로 처리하였을 경우 뚜렷한 차이를 나타내었다.

작용기작이 다른 5가지 살충제에 대한 직접적, 간접적인 약효 실험 결과는 약제 간 살충률은 큰 차이를 나타내지 않았지만, EPG 기록 분석 결과에서는 약제 간 차이를 발견할 수 있었다. 정상적인 상태에서 섭식하는 꼬마배나무이에 비하여 살충제에 영향을 받아 체관부를 섭식하는데 소요하는 시간이 더 짧게 나타났고 체관부 섭식으로 나타나는 섭식행동 패턴 출현 양상에도 정상적인 상태에서 섭식하는 꼬마배나무이보다 낮은 빈도로 나타났으며, 고농도의 경우 체관부 섭식을 저해하는 것을 확인하였다.