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초록
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기장테두리진딧물의 온도의존적 발육과 산자(산란) 특성을 구명하기 위하여 6개의 항온조건(10, 15, 20, 25, 30, $35{\pm}1.0^{\circ}C$, RH 50~70%, 16L:8D)에서 실험을 실시하였다. 약충의 발육기간은 $10^{\circ}C$에서 42.9일과 $30^{\circ}C$에서 4.7일로 온도가 증가할수록 발육기간이 감소하였다. 약충은 $35^{\circ}C$에서 2영기 이후 성충까지 발육하지 못하였다. 선형모형 결과 약충의 발육영점온도는 $8.3^{\circ}C$, 발육 유효적산온도는 101.6DD 이었다. 약충 발육율과 온도와의 관계는 비선형 Lactin 2으로 잘 설명되었다. 약충 발육기간의 분포는 Weibull 함수를 이용하여 분석하였다. 성충수명은 온도가 증가함에 따라 감소하였는데, $15^{\circ}C$에서 24.0일, $30^{\circ}C$에서 4.3일의 범위에 있었고, $10^{\circ}C$에서 비정상적으로 수명이 짧았다 (11.1일). 총산자수는 $20^{\circ}C$에서 38.2마리로 최대값을 보였고, $10^{\circ}C$에서 3.4마리로 최소값을 나타냈다. 본 실험의 결과를 통하여 무시 성충의 산자모형을 작성할 수 있는 온도별 총산자수 모형, 연령별 누적생존율 모형, 연령별 누적 산자율 모형 및 생리적 연령 계산을 위한 성충 노화율 모형을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Temperature-dependent development and fecundity of apterious Rhopalosiphum padi (L.) (Hemiptera: Aphididae) were examined at six constant temperatures (10, 15, 20, 25, 30 and $35{\pm}1.0^{\circ}C$, RH 50-70%, 16L:8D). Development time of nymphs decreased with increasing temperature and ra...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 온도별 각 30마리의 개체를 처리하였다. 12시간 간격으로 기장테두리진딧물 약충의 발육기간과 사망여부를 조사하였으며, 조사 때 마다 탈피각을 확인하여 영기를 구분하였다(해부현미경 10~50배, Nikon SMZ 745T).
  • 기장테두리진딧물 약충기간을 세분화해 전기약충(1령+2령)과 후기약충(3령+4령), 전체기간으로 구분하여 모형을 추정하였다.
  • 기장테두리진딧물의 약충기간에 역수(1/약충기간)를 취하여 약충 발육율로 추정하고 약충의 발육영점온도 및 발육완료에 필요한 적산온도를 추정하기 위하여 온도와 발육률(1/발육기간) 간의 직선회귀식을 구하였다.
  • 따라서 본 연구는 국내 기장테두리진딧물 개체군을 이용하여 옥수수를 기주식물로 10~35℃ 온도 범위에서 약충 발육과 무시성충의 수명 및 산자 특성을 조사하였으며, 기존 보고 자료와 비교하고 종합하여 개체군 모형 작성에 필요한 기본 모형을 제공하였다.
  • 이 식을 이용하여 발육영점온도(-y절편/기울기)와 적산온도(1/기울기)를 계산하였다. 또한 기존에 보고된 자료를 종합하여 발육영점온도와 유효적산온도를 추정하였다. 이 때 온도와 발육률 간 선형관계에서 벗어난 자료는 Ikemoto and Takai (2000)의 방식에 따라 D vs.
  • 약충발육 실험과 같은 조건에서 성충의 수명과 산자수를 조사하였다. 매일 12시간 간격으로 생사를 확인하고 산자는 기록과 동시에 제거하였다. 성충의 생사유무는 가는 붓으로 진딧물 몸을 여러 차례 접촉하는 경우 전혀 움직임이 없는 것을 죽은 것으로 판단하였다.
  • (2009) 실험의 32℃ 처리구에서 2령기에 모두 사망하고 30℃에서 산자수가 급격히 감소하는 것으로 보아 기장테두리진딧물은 30℃ 이상 고온에서는 적응력이 많이 떨어지는 것으로 추정된다. 본 연구에서 1령 기간은 35℃에서 30℃보다 길게 나타났는데, 고온에 따른 발육의 저해로 보이고, 따라서 고온영역에서 발육률이 감소되는 부분을 반영할 수 있는 발육 모형식을 선택하였다. 선택한 모형 (Logan-2)을 통하여 장기간 생존을 지속할 수 없는 온도로 정의(Lactin et al.
  • 따라서 본 연구결과를 바탕으로 기존연구결과를 반영하여 개체군 모형 작성에 필요한 기본적인 온도발육모형의 제시는 이 분야에서 진전된 결과로 판단된다. 본 연구에서 기장테두리진딧물 무시충에 대한 개체군 모형에 필요한 기본적인 단위모형들을 모두 제공하였다.
  • 본 연구에서는 온도에 따라 성충이 수명기간 동안 낳을 수 있는 총 산자수의 분포를 나타내주는 모형으로 총산란수 모형으로 많이 이용되고 있는 다음 식을 이용하여 계산했다.
  • 본 연구에서는 전체 약충 발육모형뿐만 아니라 전기약충(1~2령)과 후기약충(3~4령)을 구분하여 제시하였으며, 기존 발표된 자료를 종합한 전체 약충 발육모형을 제공하였다. 향후 사용자에 따라 적당한 모형을 선택하여 발육단계전이 모형(Kim et al.
  • 사육용기에 4 × 4 cm 옥수수 잎 절편을 올려놓고, 가는 붓을 이용하여 1령 약충을 1마리씩 접종하였다.
  • , 2001)에 사용할 수 있을 것이다. 성충의 수명과 산자자료는 무시성충 산자모형 작성에 필요한 온도별 총산자수, 연령별 산자율, 연령별 생존율 모형을 개발하였으며, 성충의 생리적 연령 계산에 필요한 성충 노화율(aging rate; 1/수명) 모형도 제시하였다. 본 연구 자료가 기존연구 자료와 비교하여 전체적인 경향성(이상치를 제외한)으로 보았을 때 중앙의 범위에 있었기 때문에 각 추정된 단위모형들은 기장테두리진딧물의 생물적 특성을 대표할 수 있을 것으로 기대된다.
  • 연령별 누적산란율은 수명기간 동안총 산자능력 중에 어느 특정 연령시기까지 산자하는 산자 수의 누적된 비율을 의미하며 2개의 매개변수를 갖는 Weibull 함수(식 3)를 사용하였다 (단, x는 px를 나타냄). 성충의 수명을 평균수명으로 나누어 표준화하였고(즉, 생리적 연령의 한 형태로 취급), 이에 대응하는 연령별 누적산자율을 계산해 수식의 매개변수 값을 추정하였다. 각 온도에서 생리적 연령에 대응하는 누적산자율은 일별 산란수를 누적하여 각각 총 산자수로 나누어 구한 것으로 온도에 따른 산자곡선의 변이를 표준화해 온도와 독립적인 누적산란율 곡선을 얻을 수 있었다.
  • 약충발육 실험과 같은 조건에서 성충의 수명과 산자수를 조사하였다. 매일 12시간 간격으로 생사를 확인하고 산자는 기록과 동시에 제거하였다.
  • 약충발육기간 조사를 위하여 곤충사육용기(직경 5.5 cm, 높이 1.5 cm)에 증류수를 적신탈지면을 깔고, 그 위에 옥수수 잎을 잘라 올려놓아 진딧물을 사육할 수 있는 사육 장치를 마련하였다. 사육용기의 뚜껑은 통기가 가능하도록얇은 면포로 처리한 직경 1.
  • 약충을 접종한 사육용기를 미리 10, 15, 20, 25, 30, 35 ± 1℃로 설정해 놓은 항온기(DS-8CL, (주)다솔과학)에 옮겨놓았다(RH 50~70%, 16L:8D).

대상 데이터

  • 실험에 필요한 갓 출생한 1령 약충을 얻기 위하여 사육용기(총 36개)에 기장테두리진딧물 3령~성충 3~5마리를 접종하고 2일 후에 건전한 무시성충 만을 남기고 모두 제거하였다. 그 다음 3시간 이내 태어난 어린 약충을 실험에 사용하였다.
  • 기장테두리진딧물 사육 및 온도실험용 기주식물로 옥수수 품종 중 하나인 ‘연농1호’(Zea mays L.)를 이용하였다.
  • 본 실험에 이용한 기장테두리진딧물은 2015년 6월 20일 제주대학교 인근 포장의 옥수수에서 채집하였으며 곤충사육실 (25 ± 1℃, 55 ± 5% RH, 16L:8D)에서 기주식물로 재배하고 있던 옥수수에 접종하여 4~5세대 누대사육 한 후 실험에 이용하였다.
  • 6 cm의 구멍이 나 있었다. 실험에 필요한 갓 출생한 1령 약충을 얻기 위하여 사육용기(총 36개)에 기장테두리진딧물 3령~성충 3~5마리를 접종하고 2일 후에 건전한 무시성충 만을 남기고 모두 제거하였다. 그 다음 3시간 이내 태어난 어린 약충을 실험에 사용하였다.
  • 사육용기에 4 × 4 cm 옥수수 잎 절편을 올려놓고, 가는 붓을 이용하여 1령 약충을 1마리씩 접종하였다. 옥수수 잎은 정식 후 30일 이상 된 옥수수에서 상위 엽을 이용하였다. 약충을 접종한 사육용기를 미리 10, 15, 20, 25, 30, 35 ± 1℃로 설정해 놓은 항온기(DS-8CL, (주)다솔과학)에 옮겨놓았다(RH 50~70%, 16L:8D).
  • 약충을 접종한 사육용기를 미리 10, 15, 20, 25, 30, 35 ± 1℃로 설정해 놓은 항온기(DS-8CL, (주)다솔과학)에 옮겨놓았다(RH 50~70%, 16L:8D). 온도별 각 30마리의 개체를 처리하였다. 12시간 간격으로 기장테두리진딧물 약충의 발육기간과 사망여부를 조사하였으며, 조사 때 마다 탈피각을 확인하여 영기를 구분하였다(해부현미경 10~50배, Nikon SMZ 745T).
  • )를 이용하였다. 직사각형 화분(2.5리터)에 피트머스, 버미큘라이트, 펄라이트를 1:1:1비율로 섞어 만든 상토를 넣고 옥수수 묘종을 이식하여 곤충사육실에서의 진딧물 누대사육에 이용하였으며, 그 외에 개인 농장(제주시 아라동)에 옥수수 묘종을 20주식 3회 정식하여 (2015년 6월 5일, 6월 28일, 7월 26일) 무농약으로 재배하면서 실험에 필요한 옥수수 잎을 마련하였다.

데이터처리

  • 약충의 발육기간, 성충수명, 산자수 자료의 온도별 유의성 검정을 위하여 일반선형모형을 이용한 분산분석(GLM)을 실시하였으며, Tukey’s Studentized Range Test (HSD)를 이용하여 평균간 비교(P = 0.05)를 실시하였다(SAS Institute, 1999).

이론/모형

  • 기장테두리진딧물 약충의 온도와 발육률(1/약충기간) 사이의 관계를 경험적인 비선형발육모형인 Lactin-2(Lactin et al., 1995) 모형을 사용해 추정했다.
  • 기장테두리진딧물의 발육단계발육완료 분포모형을 설명하기 위하여 2개의 매개변수를 갖는 Weibull 함수 (Weibull, 1951; Wagner et al., 1984)를 사용하였고 함수식은 다음과 같다.
  • 모든 수식의 매개변수는 Table curve (Jandel Scientific, 2002) 프로그램을 이용하여 추정하였다.
  • 연령별 누적생존율(Age-specific survival rate)은 성충이 된 집단이 시간이 경과함에 따라 특정 생리적 연령에 도달했을 때 생존한 개체수의 비율이다. 본 연구에서는 일반적으로 곤충의 생존율 모형으로 많이 활용되고 있는 시그모이드 함수를 이용 하였다(Kim and Lee, 2003).
  • 연령별 누적산자율은 Weibull 모형에 적합되었으며 통계적으로 유의하였다(df = 1, 65, F = 391.545, P <0.0001).
  • 온도(T)와 성충의 노화율(1/성충수명)을 설명하기 위하여 Eyring 모형(Erying, 1935; modified by Curry and Feldman, 1987) 을 사용하였다.
  • 또한 기존에 보고된 자료를 종합하여 발육영점온도와 유효적산온도를 추정하였다. 이 때 온도와 발육률 간 선형관계에서 벗어난 자료는 Ikemoto and Takai (2000)의 방식에 따라 D vs. DT 그래프를 작성하여 제거하였다(D = 발육기간, T = 처리온도).
  • 채집한 진딧물은 Kim (2008)에 따라 동정하였다. 기장테두리진딧물 표본의 무시충의 몸길이는 1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기장테두리진딧물이란 무엇인가? 기장테두리진딧물(Rhopalosiphum padi (Linne))은 노린재목(Hemiptera) 진딧물과(Sternorrhyncha)에 속한 곤충이다(Blackman and Eastop, 1985). 기주식물로 귀리, 밀, 보리, 옥수수 등의 농작물 기주와 귀룽나무, 벚나무, 왕벚나무 등의 기타 기주를 가지며, 한국, 일본, 뉴질랜드, 동남아시아, 인도, 유럽, 러시아, 북아메리카, 하와이 등 세계 각지에 분포하는 것으로 알려져 있다(Reviewed in Kim, 2008).
기장테두리진딧물이 식물에 주는 피해는? 기장테두리진딧물은 식물의 체관부를 흡즙하여 직접적인 경제적 피해뿐만 아니라 감로의 배출로 인한 그을음병 유발과 바이러스를 매개하는 등의 간접적인 피해로 식물의 성장과 결실에 많은 피해를 주는 것으로 알려져 있다(Eastop, 1983). 진딧물은 가루이류나 멸구류보다 더 많은 바이러스를 매개하는 것으로 알려져 있는데, 보고된 4700종 이상의 진딧물들 가운데 190종 이상이 식물 바이러스를 옮기는 것으로 보고되었다(Blackman and Eastop, 1985; Emden and Harrington, 2007).
기장테두리진딧물의 기주식물은? 기장테두리진딧물(Rhopalosiphum padi (Linne))은 노린재목(Hemiptera) 진딧물과(Sternorrhyncha)에 속한 곤충이다(Blackman and Eastop, 1985). 기주식물로 귀리, 밀, 보리, 옥수수 등의 농작물 기주와 귀룽나무, 벚나무, 왕벚나무 등의 기타 기주를 가지며, 한국, 일본, 뉴질랜드, 동남아시아, 인도, 유럽, 러시아, 북아메리카, 하와이 등 세계 각지에 분포하는 것으로 알려져 있다(Reviewed in Kim, 2008). 이 진딧물은 귀룽나무 (장미과) 등을 겨울(월동) 또는 1차 기주로 이용하고 넓은 범위의 벼과식물 등 목초를 여름철 2차 기주로 하는 완전생활 이주형 진딧물에 속한다(MAFF, 1982).
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참고문헌 (32)

  1. Asin, L., Pons, X., 2001. Effect of high temperature on the growth and reproduction of corn aphids (Homoptera: Aphididae) and implications for their population dynamics on the northeastern Iberian peninsula. Environ. Entomol. 30, 1127-1134. 

  2. Auad, A.M., Alves, S.O., Carvalho, C.A., Silva, D.M., Resende, T.T., Verissimo, B.A., 2009. The impact of temperature on biological aspects and life table of Rhopalosiphum padi (Hemiptera: Aphidiade) fed with signal grass. Fla. Entomol. 92, 568-576. 

  3. Bale, J.S., Ponder, K.L., Pritchard, J., 2007. Coping with stress, pp. 287-309. In: H.F. Van Emden, R. Harrington (Eds.), Aphids as crop pests. CAB International, Wallingford, UK. 

  4. Blackman, R.L., Eastop, V.F., 1985. Aphids on the world's crops: An identification guide, John Wiley & Sons, England, pp. 341-342. 

  5. Choi, K.S., Kim, D.-S., 2016. Effect of temperature on the fecundity and longevity of Ascotis selenaria (Lepidoptera: Geometridae): developing an oviposition model. J. Econ. Entomol. 2016. 1-6 doi: 10.1093/jee/tow029. 

  6. Curry, G.L., Feldman, R.M., 1987. Mathematical foundations of population dynamics. The Texas A&M University Press. 

  7. Descamps, L.R., Chopa, C.S., 2011. Population growth of Rhopalosiphum padi L. (Homoptera: Aphididae) on different cereal crops from the semiarid pampas of Argentina under laboratory conditions. Chil. J. Agr. Res. 71, 390-394. 

  8. Eastop, V.F., 1983. The biology of the principle virus vectors, in: Plumb, R.T., Thresh, J.M. (Eds.), Plant virus epidemiology. Blackvell Scientific Publication, Oxford, pp. 115-132. 

  9. Emden van H.F., Harrington, R., 2007. Aphids as Crop Pests. CABI, USA. 

  10. Erying, H., 1935. The activated complex in chemical reactions. J. Chem. Physics 3, 107-115. 

  11. Frazier, M.R., Huey, R.B., Berrigan, D., 2006. Thermodynamics constrains the evolution of insect population growth rates: "Warmer is better". Am. Nat. 168, 512-520. 

  12. Ikemoto, T., Takai, K., 2000. A new linearized formula for the law of total effective temperature and the evaluation of line-fitting methods with both variables subject to error. Environ. Entomol. 29, 671-682. 

  13. Jandel Scientific, 2002. Tabel curve 2D. Automated curve fitting and equation discovery; version 4.0. Dandel Scientific, San Rafel, CA. 

  14. Kim, H.-J., 2008. A Systematic study of the tribe Aphidini (Hemiptera: Aphididae) in the Korean peninsula, with discussion of their phylogenetic relationships based on molecular markers and morphology. Seoul National University, Doctor Thesis. 

  15. Kim, D.-S., Lee, J-H., Yiem, M.S. 2001. Temperature-dependent development of Carposina sasakii (Lepidoptera: Carposinidae), and its stage emergence models. Environ. Entomol. 30, 298-305. 

  16. Kim D.-S., Lee J.-H., 2003. Oviposition model of Carposina sasakii (Lepidoptera: Carposinidae). Eco. Model. 162, 145-153. 

  17. Kim, D.-S., Choi, K.S., Jang, Y.S., Song, J.H., 2009. The effects of elevated temperatures on the population phenology and abundance of citrus pests in Jeju, Korea. International Symposium on Climate Change and Insect Pest, Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Republic of Korea. pp. 28-30. 

  18. Korea Biodiversity Information System (KBIS), N.D. Distribution map of Rhopalosiphum padi in Korea. http://www.nature.go.kr/kbi/insct/pilbk/selectInsctDistrList.do (accessed on 5 March, 2016). 

  19. Lactin, D.J., Holliday, N.J., Johnson, D.L., Craigen R., 1995. Improved rate model of temperature-dependent development by arthropods. Environ. Entomol. 24, 68-75. 

  20. Lee, K.H., Shin, W.H., Kim, J.H., Lee, J.W., 1996. Mass rearing technology of Aphidus Colemani viereck (Hymenoptera: Aphidiidae) using Rhopalosiphum padi as a host aphid. Proceeding of KSAE (Korean Society of Applied Entomology) in 1996 (Autumn), pp. 65 (in Korean with title translated into English by the authors). 

  21. Lee, R.E. Jr., 1991. Principle of insect low temperature tolerance, In: Lee, R.E. Jr., Denlinger, D.L. (Eds.), Insects at low temperature. Chapman and Hall, New York and London, pp. 17-46. 

  22. Ma, G., Hoffmann, A.A., Ma, C.-S. 2015. Daily temperature extremes play an important role in predicting thermal effects. J. Exp. Bio. 218, 2289-2296. 

  23. Macfadyen, S., Kriticos, D.J., 2012. Modelling the geographical range of a species with variable life-history. PLoS One 7(7), e40313. doi:10.1371/journal.pone.0040313. 

  24. MAFF., 1982. Reference Book 186. Cereal pests. HMSO, London. 124 pp. 

  25. Powell, S.J., Bale, J.S., 2005. Low temperature acclimatd population of the grain aphid Sitobion avenae retain ability to rapidly cold harden with enhanced fitness. J. Exp. Bio. 208, 2615-2620. 

  26. SAS Institute, 1999 SAS $OnlinDoc^{(R)}$ . Versin 8, SAS Institute Inc., Cary, NC. USA. 

  27. Sengonca, V.C., Hoffmann, A., Kleinhenz, B., 1994. Laboruntersuchungen zur entwicklung, lebensdauer und fruchtbarkeit der getreideblattlausarten Sitobion avenae (F.) und Rhopalosiphum padi (L.) (Horn., Aphididae) bei verschiedenen tieferen temperaturen. J. Appl. Ent. 117, 224-233. 

  28. Song, J.H., Kang, S.H., Lee, K.S., Yiem, S.O., Han, W.T., 2000. Survey for the pest of major crops on Jeju Island. Final research report of Cheju Provincial Institute for Agricultural Research (in Korean with title translated into English by the authors). 

  29. Taheri, S., Razmjou, J., Rastegari, N., 2010. Fecundity and development rate of the bird cherry-oat Aphid, Rhopalosiphum padi (L) (Hom.: Aphididae) on six wheat cultivars. Plant Protect. Sci. 46, 72-78. 

  30. Villanueva, B., J.R., Strong, F.E., 1964. Laboratory Studies on the Biology of Rhopalosiphum padi (Homoptera: Aphidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 57, 609-613. 

  31. Wagner, T.L., WU, H.-I., Sharpe, P.J.H., Coulson, R.N., 1984. Modeling Distributions of Insect Development Time: A Literature Review and Application of the Weibull Function. Ann. Entomol. Soc. Am. 77, 475-487. 

  32. Weibull, W.A., 1951. Statistical distribution function of wide applicability. J. Appl. Mech. 18, 293-196. 

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