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문제 정의
- 따라서 본 연구는 우리나라 토양에서 분리한 steinernematid 선충과 heterorhabditid 선충을 이용하여 국내 엽채류 재배지에서 발생하여 많은 피해를 주고 있는 담배거세미나 방의 환경친화적 방제를 위하여 실내와 포트 실험을 통해 병원성을 검정하고, 엽채류 재배 포장에서 생물적 방제 인자로서의 적용 가능여부를 실험하였다.
제안 방법
- 50~60일 배추묘 한 주가 심겨져 있는 육묘용 pot (8×7 cm) 한 개씩을 곤충사육 상자(30×30×28.5 cm)에 넣고 2령충과 3령충 5마리씩을 잎에 부착시켜 잎에 완전히 정착된 것을 확인한 후, GSNUS-10, GSNUS-14, GSNUH-1계통과 시판중인 GSN1 계통과 HbH 계통을 1,000마리, 3,000마리, 9,000마리/30 ml 농도로 조절하여 가정용 소형분무기로 3일 간격으로 각각 1회, 2회, 3회 살포하였다.
- 7월 23일 원예연구소 유리온실에서 50일 생육시킨 배추, 양배추 및 케일을 정식하여 담배거세미나방의 발생상황을 조사하면서, 첫 발생 후 일주일 만에 GSN1, GSNUS-14, GSNUH-1 계통을 처리한 후 방제효과를 조사하였다. 온실 내 각 시험구의 면적은 1.
- 처리 후 Petri dish를 랩으로 싼 다음 25±2℃, 상대습도 60±5%, 16L:8D 광 조건의 항온기에 넣었다. 그리고 선충 처리 후 24시간 간격으로 5일 동안 선충에 의한 담배거세미나방 유충의 치사유무를 육안 및 해부현미경하에서 관찰하였다. 실험은 10마리의 유충을 1반복으로 하여 5반복 실험하였다.
- 0 cm의 배추잎을 올려놓은 다음, 그 위에 한 마리씩을 넣었다. 그리고는 각각의 Petri dish에 5, 10, 20, 40, 80, 160마리/0.5 ml의 농도로 선충 현탁액을 만들어 micro pipette으로 0.5 ml씩 처리하였다. 무처리는 살균수만 0.
- 담배거세미나방에 대한 한국산 곤충병원성 선충 중에서 14계통 [steinernematid 11계통(GSNUS-1, GSNUS-2, GSNUS-3, GSNUS-4, GSNUS-6, GSNUS-7, GSNUS-8, GSNUS-9, GSNUS-10, GSNUS-13, GSNUS-14)과 heterorhabditid 3계통(GSNUH-1, GSNUH-2, GSNUH-3)]의 병원성을 조사하였다. 실험을 위하여 채집한 담배거세미나방 유충을 2~3령과 4~5령 유충으로 구분하여 처리하였다.
- 담배거세미나방을 대상으로 실내 병원성을 검정한 결과, 병원성과 증식율이 우수하였던 GSNUS-10, GSNUS-14, GSNUH-1계통과 대조선충으로 시판중인 S. carpocapsae GSN1 계통과 1995년에 토양에서 분리하여 실험실에서 누대사육 중이던 H. bacteriophora Hamyang 계통을 이용하여 pot 실험을 수행하였다. 담배거세미나방은 50~55일된 유묘 5주가 들어있는 곤충사육 상자(30×30×28.
- 선충 처리는 주로 오후 4시 이후에 살포하였고, 3일 간격으로 1회, 2회, 3회 살포하였다. 방제효과는 최종 살포 후 7일째 유충의 밀도를 조사하여 사전조사 밀도와 비교하여 생충률로 방제가를 구하였다. 시설 내 배추, 양배추 및 케일은 관행재배법으로 관리하였다.
- 병원성과 증식율이 우수하였던 GSNUS-10, GSNUS-14, GSNUH-1 계통, 그리고 대조선충으로 시판중인 GSN1계통과 1995년에 토양에서 분리하여 실험실에서 누대사육 중이던 HbH 계통을 이용하여 담배거세미나방 유충을 대상으로 실내에서 병원성을 검정하였다. 담배거세미나방은 실내에서 사육한 유충과 포장에서 채집한 유충들 중 건강한 유충을 선발하여 실험에 사용하였으며, 2령, 3령, 4령, 5령충으로 구분하여 실험을 수행하였다.
- 처리 후 Petri dish를 랩으로 싼 다음 25±2℃, 상대습도 60±5%, 16L:8D 광 조건의 항온기에 넣었다. 선충 처리 후 24시간 간격으로 5일 동안 령기별로 선충에 의한 담배거세미나방의 치사유무를 육안 및 해부현미경하에서 관찰하였으며, 실험은 10마리 유충을 1반복으로 하여 5반복 실험하였다.
- 선충 처리 후 곤충사육 상자는 25±3℃, 60±5% 상대습도, 16L:8D 광 조건의 항온기에 보관하였고, 5일후 유충의 치사유무를 조사하였다.
- 선충 처리농도는 구당 3 L의 물에 720,000마리(=109마리/ha)와 240,000마리(=3.3×108마리/ha), 80,000마리(=1.1×108마리/ha)의농도로 각각 희석하여 20 L의 배부식분무기로 살포하였다.
- 1×108마리/ha)의농도로 각각 희석하여 20 L의 배부식분무기로 살포하였다. 선충 처리는 주로 오후 4시 이후에 살포하였고, 3일 간격으로 1회, 2회, 3회 살포하였다. 방제효과는 최종 살포 후 7일째 유충의 밀도를 조사하여 사전조사 밀도와 비교하여 생충률로 방제가를 구하였다.
- 그리고 선충 처리 후 24시간 간격으로 5일 동안 선충에 의한 담배거세미나방 유충의 치사유무를 육안 및 해부현미경하에서 관찰하였다. 실험은 10마리의 유충을 1반복으로 하여 5반복 실험하였다.
- 시설 내 배추, 양배추 및 케일은 관행재배법으로 관리하였다. 실험은 한 개의 구를 1반복으로 하여 완전임의배치법 5반복으로 하였고, 해충의 밀도는 구당 10주를 임의로 선택하여 조사하였다.
- 선충 처리 후 곤충사육 상자는 25±3℃, 60±5% 상대습도, 16L:8D 광 조건의 항온기에 보관하였고, 5일후 유충의 치사유무를 조사하였다. 실험은 한 개의 상자를 1반복으로 하여 5반복으로 수행하였다.
- 담배거세미나방에 대한 한국산 곤충병원성 선충 중에서 14계통 [steinernematid 11계통(GSNUS-1, GSNUS-2, GSNUS-3, GSNUS-4, GSNUS-6, GSNUS-7, GSNUS-8, GSNUS-9, GSNUS-10, GSNUS-13, GSNUS-14)과 heterorhabditid 3계통(GSNUH-1, GSNUH-2, GSNUH-3)]의 병원성을 조사하였다. 실험을 위하여 채집한 담배거세미나방 유충을 2~3령과 4~5령 유충으로 구분하여 처리하였다. 각 유충은 플라스틱 Petri dish (5.
- 온실 내 각 시험구의 면적은 1.2×6.0 m (7.2 m2)였고, 40 cm 간격으로 14주씩 28주를 두 줄로 심었다.
- 채집한 유충들은 실험실로 가져와 기생봉과 기타 병원성 미생물에 자연기생 혹은 감염된 유충을 실험에서 배제하기 위하여 50~55일된 배추와 케일 유묘 5주가 들어있는 곤충사육 상자(30×30×28.5 cm)에 각각 100마리씩의 유충을 나누어 넣고, 2일 동안 사육한 후 활력이 좋은 유충만을 실험에 이용하였다.
- 처리 후 Petri dish를 랩으로 싼 다음 25±2℃, 상대습도 60±5%, 16L:8D 광 조건의 항온기에 넣었다.
대상 데이터
- 담배거세미나방은 50~55일된 유묘 5주가 들어있는 곤충사육 상자(30×30×28.5 cm)에 각각 100마리씩 넣고, 2일 동안 관찰한 후 건강한 유충만을 실험에 사용하였다.
- 병원성과 증식율이 우수하였던 GSNUS-10, GSNUS-14, GSNUH-1 계통, 그리고 대조선충으로 시판중인 GSN1계통과 1995년에 토양에서 분리하여 실험실에서 누대사육 중이던 HbH 계통을 이용하여 담배거세미나방 유충을 대상으로 실내에서 병원성을 검정하였다. 담배거세미나방은 실내에서 사육한 유충과 포장에서 채집한 유충들 중 건강한 유충을 선발하여 실험에 사용하였으며, 2령, 3령, 4령, 5령충으로 구분하여 실험을 수행하였다. 선발 된 유충은 플라스틱 Petri dish (5.
- 대상 해충은 담배거세미나방(Spodoptera litura)을 이용하였는데 실내 사육이 어려워 공주와 아산의 고구마와 콩에서 발생하고 있던 유충을 채집하여 실험에 이용하였다. 채집한 유충들은 실험실로 가져와 기생봉과 기타 병원성 미생물에 자연기생 혹은 감염된 유충을 실험에서 배제하기 위하여 50~55일된 배추와 케일 유묘 5주가 들어있는 곤충사육 상자(30×30×28.
- (1964)의 방법으로 대량 증식한 후, White trap을 이용하여 수확하여 약 10,000마리/ml 농도로 500 ml 용량의 tissue culture container에 30 ml씩 넣어 10℃냉장고에 보관하였다. 실험에는 수확한지 21일 이내의 선충을 이용하였다(Woodering and Kaya, 1988; Kaya and Stock, 1997).
데이터처리
- Pot 실험에서 곤충병원성 선충의 처리농도와 처리횟수에 따른 유충 치사율에 대하여 요인분석과 Tukey’s HSD test로 처리평균간 유의성 차이를 검정하였다(PROC ANOVA) (Cho, 1996).
- 결과는 평균±표준편차로 표기하였다.
- 담배거세미나방에 대한 일대 일 검정(One-on-one assay)은 2~3령, 4~5령 유충에 대한 유충 치사율에 대하여 요인 분석과 Tukey’s HSD test로 처리평균간 유의성 차이를 검정하였으며, 령기에 따른 곤충병원성 선충의 농도별 병원성은 유충 치사율을 백분율로 환산하여 arcsin 변환하여 Student-Newman-Keuls test로 처리평균간 유의성차이를 검정 하였으며(PROC ANOVA), LC50은 probit 분석하여(PROC ANOVA) 유충 령기에 대한 선충 처리농도를 결정하였다(Cho, 1996).
- 시설 하우스에서 곤충병원성 선충의 계통, 처리농도, 처리횟수 및 엽채류 종류에 따른 선충의 방제효과는 무처리구와 비교한 생충률 {[무처리구 생충률(%)-처리구 생충률(%)]/[무처리구 생충률(%)]×100}로 전환하여 Tukey’s HSD test로 처리간 유의성 차이를 분석하였다(Cho, 1996).
이론/모형
- 실내 Petri dish 검정 실험에 이용한 곤충병원성 선충, steinernematid 11계통[Steinernema sp. GSNUS-1 (GSNUS-1), Steinernema sp. GSNUS-2 (GSNUS-2), Steinernema sp. GSNUS-3 (GSNUS-3), Steinernema sp. GSNUS-4 (GSNUS-4), Steinernema sp. GSNUS-6 (GSNUS-6), Steinernema sp. GSNUS-7 (GSNUS-7), Steinernema sp. GSNUS-8 (GSNUS-8), Steinernema sp. GSNUS-9 (GSNUS9), Steinernema sp. GSNUS-10 (GSNUS-10), Steinernema sp. GSNUS-13 (GSNUS-13), Steinernema sp. GSNUS-14 (GSNUS-14)]과 heterorhabditid 3계통[Heterorhabditis sp. GSNUH-1 (GSNUH-1), Heterorhabditis sp. GSNUH-2 (GSNUH2), Heterorhabditis sp. GSNUH -3 (GSNUH-3)]들과 pot 및 포장 실험에 추가된 S. carpocapsae GSN1 (GSN1), H. bacteriophora Hamyang (HbH) 계통은 꿀벌부채명나방(Galleria mellonella) 유충을 미끼로 하여 Bedding and Akhurst (1975)의 방법으로 토양에서 분리하였다. 순수 분리한 선충은 다시 꿀벌부채명나방 노숙 유충에서 Dutky et al.
성능/효과
- 3종류의 엽채류 시설재배지에서 담배거세미나방에 대한 방제효과는 선충 계통, 처리농도, 처리횟수 및 엽채류의 종류에 따라 차이가 있었다(Table 4, Fig. 2). GSN1계통 처리구에서 담배거세미나방 방제효과가 가장 높았고, 처리농도에서는 720,000마리(1×109마리/ha)의 처리에서 방제효과가 가장 높았다.
- GSN1계통 처리구에서 담배거세미나방 방제효과가 가장 높았고, 처리농도에서는 720,000마리(1×109마리/ha)의 처리에서 방제효과가 가장 높았다.
- 담배거세미나방 유충에 대해서 GSN1, GSNUS14, GSNUS-10 계통을 3,000마리/30 ml의 농도로 1회 처리하였을 때와 5계통들의 선충을 9,000마리/30 ml의 농도로 1회 이상 처리하였을 때 치사율은 80% 이상으로 나타났다. 그리고 GSN1 계통을 9,000마리/30 ml의 농도로 1회 처리한 것과 3,000마리/30 ml의 농도로 2회 이상처리한 것에서는 치사율이 90% 이상으로 나타났다.
- 그리고 처리횟수 간에는 1회와 2회 처리보다 3회 처리에서 방제효과 높았고, 엽채류 종류에 따라서는 양배추나 케일에서보다 배추에서 방제효과가 상대적으로 높았다(F=22.41, df=44, 180, P<0.0001) (Fig. 2).
- 담배거세미나방 2~3령충은 4~5령충보다 곤충병원성 선충에 감수적이었는데 2~3령충에 대하여 병원성이 높았던 것은 GSNUS-4 계통이었으며(F=13.83, df=41, 168, P<0.0001) 4~5령충에 대해서는 GSNUS-10 계통에 의한 치사율이 80%를 보여 병원성이 가장 높게 나타났으며, GSNUH-1 계통에 의한 유충 치사율은 72%를 보였다(F=24.55, df=41, 168, P<0.0001) (Fig. 1).
- 병원성이 가장 높았던 선충 계통은 GSN1계통이었고, 처리횟수에 따른 처리농도와 선충 계통에 의한 치사율은 1회보다는 2회와 3회의 처리에서 높은 효과를 보였으나, 2회와 3회 처리 간에는 차이가 없었다(Table 3). 담배거세미나방 유충에 대해서 GSN1, GSNUS14, GSNUS-10 계통을 3,000마리/30 ml의 농도로 1회 처리하였을 때와 5계통들의 선충을 9,000마리/30 ml의 농도로 1회 이상 처리하였을 때 치사율은 80% 이상으로 나타났다. 그리고 GSN1 계통을 9,000마리/30 ml의 농도로 1회 처리한 것과 3,000마리/30 ml의 농도로 2회 이상처리한 것에서는 치사율이 90% 이상으로 나타났다.
- 우리나라에서 분리된 토착 곤충병원성선충들의 담배거세미나방 유충에 대한 효과는 계통이나 담배거세미나방 유충의 령기에 따라 다양하게 나타났다. 담배거세미나방에 대하여 우수한 방제가를 가지는 선충의 선발을 위한1차 실내 검정에서 25마리의 곤충병원성선충을 담배거세미나방에 처리하였을 때 2-3령충에서 88% 이하의 방제가를 보였다. 곤충병원성선충의 효과검정을 위한 처리 농도의 선정은 해충의 종류에 따라 선충에 대한 감수성의 차이가 많아 적정 농도를 결정하는데 어려움이 있다.
- 담배거세미나방에서의 반수치사농도는 선충의 계통에 관계없이 담배거세미나방 유충의 령기가 높을수록 감수성이 감소하였다. 반수치사농도가 가장 낮았던 것은 GSN1 계통으로 2령충에서 4.
- 방제효과가 가장 높았던 것은 GSN1 계통을 720,000마리(1×109마리/ha)의 농도로 3회처리했을 때 88.6%였고, 가장 낮았던 것은 GSNUH-1계통을 80,000 (1.1×108마리/ha)마리의 농도로 1회 처리했을 때 55.3%였다.
- 실내 실험에서 병원성과 증식율이 우수하였던 GSNUS-14, GSNUS-10, GSNUH-1 계통과, 대조선충인 GSN1, HbH 계통의 담배거세미나방에 대한 pot에서의 병원성은 선충의 계통, 처리농도 및 처리횟수에 따라 차이가 있었다(Table 2, 3). 병원성이 가장 높았던 선충 계통은 GSN1계통이었고, 처리횟수에 따른 처리농도와 선충 계통에 의한 치사율은 1회보다는 2회와 3회의 처리에서 높은 효과를 보였으나, 2회와 3회 처리 간에는 차이가 없었다(Table 3). 담배거세미나방 유충에 대해서 GSN1, GSNUS14, GSNUS-10 계통을 3,000마리/30 ml의 농도로 1회 처리하였을 때와 5계통들의 선충을 9,000마리/30 ml의 농도로 1회 이상 처리하였을 때 치사율은 80% 이상으로 나타났다.
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곤충병원성 선충 효과 pot 실험
실내 실험에서 병원성과 증식율이 우수하였던 GSNUS-14, GSNUS-10, GSNUH-1 계통과, 대조선충인 GSN1, HbH 계통의 담배거세미나방에 대한 pot에서의 병원성은 선충의 계통, 처리농도 및 처리횟수에 따라 차이가 있었다(Table 2, 3). 병원성이 가장 높았던 선충 계통은 GSN1계통이었고, 처리횟수에 따른 처리농도와 선충 계통에 의한 치사율은 1회보다는 2회와 3회의 처리에서 높은 효과를 보였으나, 2회와 3회 처리 간에는 차이가 없었다(Table 3).
- 0001). 양배추에서의 담배거세미나방에 대한 방제효과가 처리횟수 간에는 뚜렷한 차이를 나타내었으나 선충 계통과 처리농도 간에는 뚜렷한 차이가 없었다. 즉, GSNUS-14와 GSNUH-1 계통 간에 방제효과의 유의적인 차이가 없었고, 240,000마리(3.
- 엽채류 종류별로도 선충의 병원성에 차이를 보여 배추에서 병원성이 가장 높았고, 다음이 케일, 양배추 순이었다. 엽채류 종류별 병원성의 차이는 엽면에 생존하는 병원성선충이 식물의 종류에 따라 다르기 때문으로 생각된다(Kim et al.
- , 2006c). 즉 배추에서 생존 선충수가 케일이나 양배추에서 보다 현저히 높았고, 특히 어린 유묘기 때에는15배 이상의 선충이 생존하였다. 따라서 케일이나 양배추와 같이 상대적으로 곤충병원성선충의 엽면 부착력이 떨어지는 작물에 선충을 처리 할 경우 처리 횟수를 조절하거나 엽면 부착력을 증가시킬 수 있는 부재를 함께 사용하는 것이 필요할 것으로 생각된다.
- 즉, GSN1과 GSNUS-14계통 간에 방제효과의 유의적인 차이는 없었다(F=5.26, df=26, 108, P<0.0001).
- 즉, GSNUS-14와 GSNUH-1 계통 간에 방제효과의 유의적인 차이가 없었고, 240,000마리(3.3×108마리/ha)의 농도 처리와 80,000마리(1.1×108마리/ha)의 농도 처리 사이에도 유의적인 차이가 없었다.
- 배추에서의 담배거세미나방에 대한방제효과는 선충 계통과 처리횟수 간에는 뚜렷한 차이를 보였지만 처리농도 간에는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 즉, 선충 계통간의 방제효과는 GSN1 계통의 처리에서 가장 높았고, GSNUS-14 및 GSNUH-1 계통 순으로 낮아졌으며, 처리횟수에서는 3회 처리에서 가장 높았고, 2회, 1회 처리 순으로 낮아졌다. 그러나 처리농도 간에는720,000마리(1×109마리/ha) 처리에서와 240,000 (3.
- GSNUH-1 계통은 양배추와 배추에서 방제효과의 차이가 없었다. 처리횟수별로는 병원성이 높은 S. carpocapsae GSN1 계통의 경우 배추에서는 차이가 없었으나 양배추와 케일에서는 처리 횟수가 많을수록 방제가가 높아지는 경향을 보였으며 전체적으로 병원성이 낮은 계통이나 방제효과가 떨어지는 식물체에서 방제가의 차이가 있었다. 따라서 야외에서 담배거세미나방과 같은 해충을 방제하기 위하여 선충을 살포할 경우 살포농도와 더불어 살포 횟수를 증가시켜야 충분한 방제효과를 거둘 수 있을 것으로 판단된다.
- 한국산 곤충병원성 선충 Steinernema 3종과 Heterorhabditis 2종에 대한 담배거세미나방 유충의 치사율은 선충의 계통이나 령기에 따라 차이가 있었다(Table 1).
후속연구
- 즉 배추에서 생존 선충수가 케일이나 양배추에서 보다 현저히 높았고, 특히 어린 유묘기 때에는15배 이상의 선충이 생존하였다. 따라서 케일이나 양배추와 같이 상대적으로 곤충병원성선충의 엽면 부착력이 떨어지는 작물에 선충을 처리 할 경우 처리 횟수를 조절하거나 엽면 부착력을 증가시킬 수 있는 부재를 함께 사용하는 것이 필요할 것으로 생각된다. 한편 Kondo & Ishibashi(1986)는 토양에 곤충병원성선충을 처리하였을 경우 우화한 담배거세미나방 암컷 성충의 43.
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