노랑쐐기나방과 장수쐐기나방에 대한 곤충병원성 선충의 병원성

서 론

쐐기나방류는 감나무, 사과나무, 배나무, 살구나무, 복숭아나무, 양벚나무, 매실나무, 귤나무, 자두나무, 밤나무, 대추나무, 버드나무, 뽕나무, 블루베리 등의 과수류, 장미 등의 화훼류에 피해를 줄뿐만 아니라 최근에는 조경수나 가로수에서의 피해도 늘어나고 있는 해충이다(You and Hwang, 1994; Lim et al., 2016).

우리나라에서 과수 및 수목에 피해를 주는 쐐기나방류로는 노랑쐐기나방(Monema flavescens), 장수쐐기나방(Latoia consocia), 파랑쐐기나방(Paarsa consocia), 배나무쐐기나방(Narosoideus flavidorsalis), 극동쐐기나방(Thosea sinensis coreana), 꼬마쐐기나방(Microleon longipalpis), 뒷검은푸른 쐐기나방(Latoia sinica) 등이 알려져 있으며 최근에는 노랑쐐기나방과 장수쐐기나방의 발생과 피해가 많다(You and Hwang, 1994; Lim et al., 2016).

노랑쐐기나방과 장수쐐기나방은 우리나라 전역에 분포하는 해충으로 연 1~2회 발생하며 두 종의 나방은 월동한 개체가 봄에 부화하여 처음에는 잎에 바늘구멍 같이 가해하다가 유충이 점차 커감에 따라 잎맥만 남기고 식해하기 때문에 피해가 심하면 식물체의 생육, 수정 및 과실 비대 불량, 상품성 하락 등의 피해를 주고 있다. 이러한 식물체의 직접적 피해 외에도 유충과 성충 몸의 자모가 작업자 인체에 닿게 되면 고통과 함께 독으로 인한 염증을 일으키기도 한다.

쐐기나방류의 방제법으로는 발생 초기 어린 유충들이 군집으로 모여 있는 피해부위들을 잘라서 밀폐, 소각하여 폐기하거나 화학적 방제법으로는 유일하게 매실의 노랑쐐기나방에 대해 클로란트라닐리프롤(Chlorantraniliprole) 입상수화제(KCPA, 2017)를 다발생기에 살포하는 방법이다. 최근에는 원예작물이나 수목류의 나방류를 대상으로 등록된 화학합성 살충제뿐만 아니라 고삼, 님오일 등의 식물추출물 및 기타 미생물을 유효성분으로 하는 유기농자재를 이용하기도 하나 아직까지 사용 가능한 약제의 종류가 많지 않고, 방제효과도 낮아 매년 피해가 증가하고 있다.

따라서 살충제와 처리시기를 달리하여 교호 처리가 가능하거나 개별적으로 처리해도 살충력이 우수한 방제 수단이 필요하다. 이를 만족시킬 수 있는 방법 중 대상 해충에게 기생 후 24시간 이내에 기주를 죽이는 기생성 천적인 곤충병원성 선충이 대체 수단이 될 수 있다.

Steinernematidae와 Heterorhabditidae과에 속하는 곤충병원성 선충은 나방류와 딱정벌레류 유충에 국지적으로 높은 활성과 넓은 기주 침입력을 가지고 있어(Akhurst and Boemare, 1990) 외국에서는 1970년 후반, 국내에서는 1990년대 중반부터 유력한 생물적 방제 인자로 활용되고 있다(Georgis and Manweiler, 1994; Choo et al., 1995). 이러한 곤충병원성 선충의 생물적 방제 인자로서의 유용성으로 인하여 전 세계적으로 11개국 35개 이상의 회사에서 상업적으로 생산하고 있으며(Thomson, 1992; Lee et al., 2011) 토양서식 해충뿐만 아니라 지상부 해충 방제에도 이용되고 있다(Begley, 1990; Klein, 1990).

본 연구에서는 노랑쐐기나방과 장수쐐기나방의 유충 방제를 위하여 국내에서 분리된 곤충병원성 선충 Steinernema carpocapsae GSN1 strain과 Heterorhabditis sp. Gyeongsan strain의 살충력을 실내 페트리디쉬와 포트에서 시험하고, 실내에서 선발된 곤충병원성 선충과 처리농도를 토대로 하루 중 언제 처리하는 것이 효과적인지에 대해서 연구를 수행하였다.

재료 및 방법

통계분석

쐐기나방류 유충에 대한 곤충병원성 선충의 병원성 검정은 유충의 령기, 접종농도 및 처리횟수별로 치사율을 구하여 Tukey’s HSD test로 처리평균간 유의성 차이를 검정하였다(SAS Institute, 2009). 모든 유의성 검정은 p=0.05에서 검정하였으며 결과는 평균 ± 표준편차로 표기하였다.

Fig. 1.

Corrected mortality of 2nd and 3rd-4th instars of Latoia consocia and Monema flavescensa for the infective juveniles (Ijs) of entomopathogenic nematodes, Steinernema carpocapsae GSN1 strain (A, B) and Heterorhabditis sp. Gyeongsan strain (C, D) in Petri dish bioassay. Vertical lines represent standard deviations of means. Different letters above standard deviation bars indicate significant difference among means by Tukey’s HSD test.

결 과

살충력 생물 검정

장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 생물학적 방제 가능성을 알아보기 위하여 ScG와 HsG를 농도별로 처리한 결과 농도가 증가할수록 병원성이 높아졌다. ScG는 40마리 이상 처리구에서 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 2령충과 3~4령충이 모두 100% 치사 되었고, HsG 처리구에서는 80마리 이상 처리구에서 100%의 병원성을 나타내었다. 또한 ScG 처리구는 모든 농도 처리구에서 유충의 령기에 관계없이 유사한 병원성을 나타내었지만, HsG 처리는 40마리 이하 처리 농도에서는 4령충보다 2령충에 대하여 병원성이 높았다.

장수쐐기나방과 노랑쐐기나방 유충의 2령충과 3~4령충에 대한 ScG와 HsG의 반수치사농도(LC50)와 90% 치사농도(LC₉₀)는 Table 1과 같았다. 2종의 곤충병원성 선충에 대하여 장수쐐기나방보다 노랑쐐기나방의 LC₅₀과 LC₉₀ 값이 낮았고, 2령충보다 4령충이 더 낮았다. ScG의 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방에 대한 반수치사농도는 2령충에서 각각 8.2마리, 8.6마리였고, 3~4령충에서는 각각 8.2마리, 9.3마리를 나타내었다. 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 2령충과 3~4령충에서 90% 치사농도는 18.6마리와 20.1~23.0마리였다. HsG에서는 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 2령충과 3~4령충에서 반수치사농도는 각각 11.5~12.5마리, 12.3~13.3마리였고, 90% 치사농도는 각각 23.5~34.0마리, 26.0~34.7였다.

Table 1.

Lethal concentration against Latoia consocia and Monema flavescens as determined by Petri dish bioassay for the infective juveniles (Ijs) of entomopathogenic nematodes, Steinernema carpocapsae GSN1 strain (ScG) and Heterorhabditis sp. Gyeongsan strain (HsG)

적정 처리농도 선발 시험

곤충병원성 선충 ScG와 HsG를 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 2령충과 3~4령충에 대하여 10,000마리, 30,000마리, 60,000마리를 각각 처리한 결과 처리농도에 따라 치사율은 유의적으로 차이가 있었으며, 처리농도가 많고 처리 후 시간이 증가할수록 치사율은 높게 나타났다. ScG 처리구에서 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방은 처리농도에 따라 다소 차이가 있지만 처리 7일 후에는 모두 100%의 치사율을 나타내었다. HsG 처리구 역시 처리농도와 시간이 증가할수록 병원성이 높아졌으며, 장수쐐기나방은 처리 7일 후 30,000마리 이상 처리구에서 100% 치사율을 보였고, 노랑쐐기나방은 10,000마리, 30,000마리, 60,000마리 농도에서 각각 90.0%, 92.2%, 100%의 병원성을 나타내었다.

Fig. 2.

Corrected mortality of Latoia consocia and Monema flavescensa for the infective juveniles (Ijs) of entomopathogenic nematodes, Steinernema carpocapsae GSN1 strain (A, B) and Heterorhabditis sp. Gyeongsan strain (C, D) in pot assay. Vertical lines represent standard deviations of means. Different letters above standard deviation bars indicate significant difference among means by Tukey’s HSD test.

처리시간별 살충력 비교 시험

실내 페트리디쉬와 포트 검정에서 병원성이 높았던 곤충병원성 선충 ScG의 포장 살충력을 알아보기 위하여 처리시간별로 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 살충력을 조사한 결과 처리시간에 따른 살충력에 차이가 있었다. 두 해충 모두 한낮인 오후 2시보다 해질녘인 오후 6시에 ScG를 처리할 경우 치사율이 1.5~2배 증가하였고, 오후 6시에 60,000마리 처리 시 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 치사율은 각각 93.3%, 80.0%였다.

Fig. 3.

Effect of nematode concentration and treatment time on Latoia consocia and Monema flavescensa larva exposed to infective juveniles (Ijs) of entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae GSN1 strain in Malus baccata. Vertical lines represent standard deviations of means. Different letters above standard deviation bars indicate significant difference among means by Tukey’s HSD test.

고 찰

곤충병원성 선충 ScG와 HsG 중에서 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 유충에 대한 병원성은 ScG가 다소 높았으나 큰 차이가 없었으며 ScG와 HsG 모두 기주곤충에 관계없이 유충 한 마리 당 40마리 농도로 처리했을 때 처리 7일후에 100%의 살충력을 보였다. 또한 장수쐐기나방과 노랑쐐기나방의 령기별에 따른 곤충병원성 선충의 반수치사농도(LC₅₀)를 조사한 결과 두 곤충병원성 선충 모두 령기가 노숙화 될 수록 증가하는 경향을 보였지만 큰 차이는 없었다. 곤충병원성 선충의 병원성은 기주곤충의 종, 령기 및 무게에 따라 차이를 보이며(Kaya, 1985; Kondo, 1987, Kim et al., 2006)이는 곤충병원성 선충 종 자체의 기주탐색 및 침입능력이나 공생세균의 병원성 또는 대상 해충별 면역반응의 차이에 그 원인이 있다(Yeh and Alm, 1992; Wang et al., 1995; Saunders and Webster, 1999; Lewis, 2002; Lee et al., 2002; Lee et al., 2006). 또한 시험에 이용된 두 선충 모두 노랑쐐기나방과 장수쐐기나방의 령기에 관계없이 접종한 감염 유충이 침입하여 성충으로 발육한 후 쐐기나방의 어린유충에서는 500~1,000마리, 노숙유충에서는 1,000 마리 이상이 증식되었다(unpublished data). 따라서 곤충병원성 선충의 병원성을 검정하는 방법의 한 종류인 기주에 대한 선충의 침입력(Ricci et al., 1996)도 입증되어 생물적 방제 인자로서의 가능성이 있음이 실내 살충력 검정에서 확인되었다.

적정 처리농도 선발 시험에서 두 종의 곤충병원성 선충처리농도에 따른 살충력은 차이가 있었다. 노랑쐐기나방과 장수쐐기나방을 80% 이상 죽이기 위해서는 ScG와 HsG 선충은 10,000마리 농도로 처리했을 때는 7일이 소요되었으며 30,000마리 농도로 처리한 후에는 5일째 80% 이상의 살충력을 보였다. 60,000마리 농도로 처리했을 때는 ScG는 3일, HsG는 5일째 80% 이상의 살충력을 나타내었다. 이러한 결과들은 ScG가 HsG보다 각 처리농도에서 살충력이 더 빨리 나타났으며, 두 종의 쐐기나방을 효과적으로 방제하기 위해서는 ScG를 30,000마리 이상의 농도로 살포해야 한다는 것을 말해주고 있다. 그리고 곤충병원성 선충이 실제로 쐐기나방의 방제 수단으로 이용되기 위해서는 기주체로의 신속한 침투와 기주체내에서 공생세균에 의한 패혈증을 24~48시간 이내에 유발하여 기주를 치사 시킬 수 있는 빠른 병원성 발현과 자발적 이동이 가능해야 한다(Kaya and Gaguler, 1993)는 점을 감안한다면 ScG가 쐐기나방 방제에 더 부합하고 있는 것으로 판단된다.

처리시간별 살충력 비교 시험에서 ScG를 60,000마리 농도로 오후 6시에 처리했을 때 노랑쐐기나방과 장수쐐기나방에 대하여 80% 이상의 높은 살충력을 보였으며 장수쐐기나방에서 다소 살충력이 높았다. 그러나 10,000마리와 30,000마리 농도로 처리한 경우에는 오후 6시에 처리하더라도 56.7~73.3%였으며 오전 10시와 오후 2시에 처리했을 때는 40% 이하의 낮은 살충력을 나타내었다. 이와 같은 결과는 물과 희석한 ScG를 살포한 후 자외선 노출에 의한 영향으로 하루 중 해가 뜬 후 오전 10시 및 오후 2시는 오후 6시보다 상대적으로 자외선의 영향을 많이 받아 선충과 쐐기나방의 접촉 기회가 적었기 때문으로 생각된다. Lee et al.(2011)은 직사광선 노출 시간에 따른 곤충병원성 선충의 병원성을 조사한 결과 야외 뽕나무밭에서는 처리 4시간 이후에는 병원성을 나타내지 못하였다. Kim et al. (2006)은 온실에서 ScG를 배추와 양배추, 케일에 처리한 후 잎에서의 생존수를 조사한 결과 오후 6시 처리 시 12시간 후까지 선충이 생존하였으나 오전 8시나 오후 2시 처리의 경우 6시간 후에도 생존한 선충이 없었다. 그리고 S. carpocapsae Agrotis strain과 S. carpocapsae All strain을 직사광선에 각각 60분과 120분간 노출 시 꿀벌부채명나방 유충에 대한 병원성이 94.6%와 99%가 감소하였다(Gaugler et al., 1992; Nickle and Shapiro, 1994). 이상의 결과를 종합하면 노지의 과실수나 조경수에 쐐기나방의 유충이 발생하여 피해를 주게 되면 국내산 곤충병원성 선충 ScG를 60,000마리 농도로 오후 6시에 처리하면 친환경적으로 방제할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 현재로서는 많은 과실수 및 조경수에 등록된 살충제도 없고, 효과적으로 방제할 수 있는 제제가 없기 때문에 본 연구의 결과는 향후 쐐기나방의 피해를 줄일 수 있는 방제 수단으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

Acknowledgments

본 연구는 농촌진흥청 국립원예특작과학원의 기관고유 연구개발사업(과제번호: PJ011368012018)의 지원에 의하여 이루어졌습니다.

References

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