[논문]점박이응애의 사과 품종(후지, 쓰가루, 홍로)에 대한 선호성과 생명표 분석

김영일; 정철의

doi:10.5656/ksae.2021.02.0.011

점박이응애의 사과 품종(후지, 쓰가루, 홍로)에 대한 선호성과 생명표 분석
Preference of Apple Leaves of Three Cultivars, Fuji, Tsugaru and Hongro by Tetranychus urticae Koch and Its Life Table Analysis 원문보기

한국응용곤충학회지 = Korean journal of applied entomology, v.60 no.1, 2021년, pp.63 - 70

초록
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점박이응애는 광식성 초식자로서, 사과의 주요 해충 중 하나이다. 사과 품종에 따라 점박이응애의 밀도 형성이나 피해 규모가 다르게 나타난다. 세 가지 품종, 쓰가루, 홍로, 후지의 잎에 대한 점박이응애의 이동 선호성, 발육속도, 그리고 산란능력이 다른지를 시험하였다. 잎 절편을 이용한 실험 결과, 이동 선호성은 쓰가루나 홍로보다 후지 잎에서 높았다. 알에서 성충까지 발육기간은 후지 잎에서 가장 짧았고 홍로에서 가장 길었다. 암컷 성충 수명은 후지에서 가장 짧았다. 암컷의 총산란수는 사과 품종에 따라 다르지 않았지만, 일 평균 산란수는 후지에서 높았다. 생명표 분석 결과 홍로 잎에서 점박이응애의 적합도가 가장 낮게 나타났다. 이상의 결과는 사과원에서 품종에 따른 점박이응애 발생 양상의 차이를 설명해 주고 있으며, 향후 다양한 사과 품종에 대한 평가를 통해, 품종별 응애류 관리 전략 개발에 기초 자료가 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Two-spotted spider mite (TSSM), Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae) is one of the major pests in apple orchards. TSSM was known to show different population dynamics depending on apple cultivars. We tested the host plant preference and fitness of TSSM on the leaves of 3 apple cultivars, Fuji, Tsugaru, and Hongro. TSSM showed higher behavioral preference to Fuji than Tsugaru and Hongro, and showed a higher fecundity in Fuji. The immature development of this mite was the shortest in Fuji and longest in Hongro. Total fecundities were not significantly different among cultivars, but daily fecundity was higher and longevity was lower in Fuji. Hongro was the less preferred cultivar for TSSM, and showed the lowest fitness by life table parameters. These results could explain the possible mechanisms of differential population dynamics among apple cultivars. Further study including diverse apple cultivars currently available in Korea could help to deploy time- and cultivar- specific IPM tactics.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Leaf choice (% residence) and fecundity (No. of eggs) of Tetranychus urticae in choice test between apple leaves of two cultivars each during 124 hour observation. F denotes Fuji, T as Tsugaru and H as Hongro cultivar of apple. Choice was analyzed by Fisher's exact test, and oviposition by t-test at a=0.05 (*) or 0.01 (**).
표 Table 1. Developmental periods (Mean days ± SE) of each immature stages of Tetranychus urticae on the leaves of kidney bean and three apple cultivars at 25 ± 1°C
표 Table 2. Mean (±SE) oviposition durations, longevity, fecundity and sex ratio of Tetranychus urticae on the leaves of kidney bean and three apple cultivars in the laboratory conditions of 25°C
그림 Fig. 2. Age-specific survival rate (l_x) and fecundity (m_x) of Tetranychus urticae on the leaves of three apple cultivars in the laboratory conditions of 25°C.
표 Table 3. Life table parameters of Tetranychus urticae on the leaves of three apple cultivars in the laboratory conditions of 25°C

AI 본문요약
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제안 방법

방사 후 5일간 머문 위치와 산란수를 기록하였다. 각 후지:쓰가루, 쓰가루:홍로, 후지:홍로 조합으로 50 반복 실시하였다.
1990년대 초반 일부 사과 품종에 대한 점박이응애의 선호성이 잎 표면 구조에 의해 영향을 받는다고 보고된 이후(Yiem, 1993), 구체적 기작에 대한 연구는 이루어진 바 없다. 따라서, 본 연구는 점박이응애가 사과의 세 품종; 후지, 쓰가루, 홍로에 대한 행동 선호성과 섭식 후 성장과 번식에 차이가 있는지를 비교 실험하였고, 결과는 생명표 분석을 통해서 개체군 매개 변수를 추정하였다.
페트리 디쉬(지름 10 cm)에 물에 젖은 솜을 깔고, 서로 다른 두 품종의 잎 절편을 맞대어 아랫면이 위로 향하게 놓았다. 맞대어 놓은 잎 절편 사이에 3 mm 두께의 나무 다리를 올려 놓았다. 교미 후 5일 내외의 점박이응애 암컷 성충을 나무 다리 위에 방사하고 점박이응애가 자유롭게 이동하여 선호하는 품종의 잎에 머물면서 산란할 수 있게 하였다.
잎 절편은 5일마다 새로 교체하였다. 매번 조사할 때마다 새로 낳은 알을 건전한 잎으로 옮겨 주어, 점박이응애의 약충이 정상적으로 발육하게 하고 추후 F1의 성비 추정 자료로 활용하였다.
미성숙기 발육을 평가하기 위하여 강낭콩에서 사육중인 점박이응애 성충이 8시간 이내에 산란한 알 한 개씩을 각각 잎 절편에 올려 놓고 발육 속도와 사망률을 조사하였다. 환경 조건은 25℃ ± 1℃, 70 ± 10% RH, 16L:8D로 하였고, 품종 별 반복은 50개로 하였다.
교미 후 5일 내외의 점박이응애 암컷 성충을 나무 다리 위에 방사하고 점박이응애가 자유롭게 이동하여 선호하는 품종의 잎에 머물면서 산란할 수 있게 하였다. 방사 후 5일간 머문 위치와 산란수를 기록하였다. 각 후지:쓰가루, 쓰가루:홍로, 후지:홍로 조합으로 50 반복 실시하였다.
환경 조건은 25℃ ± 1℃, 70 ± 10% RH, 16L:8D로 하였고, 품종 별 반복은 50개로 하였다. 암컷 성충의 수명과 번식율을 추정하기 위하여, 50마리의 암컷 성충을 수컷 한 마리와 짝을 지어 품종 별 잎 절편 각 50개에 접종하였다. 접종 후 5일 이내 수컷이 물에 빠지거나 죽었을 때에는 추가로 수컷을 제공하여 암컷이 교미가 이루어지도록 도와주었다.
계산되었다(Birch, 1948). 연령별 생존율(age-specific survival rate, )은 집단 내 암컷의 나이가 일 때의 생존율이며, 연령별 생식력(age-specific fecundity, )은 집단 내 나이가 인 암컷의 평균 산란 수에 F1의 성비를 곱하여 계산하였다. 매개변수 계산에 사용한 식은 다음과 같았다.
우리나라에서 재배되는 주요 사과 품종인 후지, 쓰가루, 홍로 잎 절편에 대한 선호성 분석은 연결 다리에 점박이응애 암컷을 방사하고 각 품종의 사과 잎 절편을 선택하게 하였다. 그 후 머무르는 위치의 빈도와 산란 수 결과는 다음과 같다(Fig.
접종 후 5일 이내 수컷이 물에 빠지거나 죽었을 때에는 추가로 수컷을 제공하여 암컷이 교미가 이루어지도록 도와주었다. 이후 암컷 성충의 수명과 산란 수를 매 12시간 간격으로 20배 현미경 아래에서 조사하였다. 잎 절편은 5일마다 새로 교체하였다.
미성숙기 발육을 평가하기 위하여 강낭콩에서 사육중인 점박이응애 성충이 8시간 이내에 산란한 알 한 개씩을 각각 잎 절편에 올려 놓고 발육 속도와 사망률을 조사하였다. 환경 조건은 25℃ ± 1℃, 70 ± 10% RH, 16L:8D로 하였고, 품종 별 반복은 50개로 하였다. 암컷 성충의 수명과 번식율을 추정하기 위하여, 50마리의 암컷 성충을 수컷 한 마리와 짝을 지어 품종 별 잎 절편 각 50개에 접종하였다.

대상 데이터

길안면 소재 농가에서 수집하였다. 8월에 2주 이상 살충제와 살균제를 처리하지 않은 나무의 가지 끝에서 5에서 10번째 잎을 수집하였다. 수집한 잎은 플라스틱 봉투에 넣고 냉장보관(1일)한 후 지름 3 cm의 원형 잎 절편을 만들었다.
사과 잎 선호성 실험을 위한 후지, 쓰가루, 홍로의 잎은 안동시 길안면 소재 농가에서 수집하였다. 8월에 2주 이상 살충제와 살균제를 처리하지 않은 나무의 가지 끝에서 5에서 10번째 잎을 수집하였다.
강낭콩을 기주 식물로 하여 사육하였다. 실험실 조건에서 (25 ± 1℃, 70 ± 10% RH, 16L:8D) 3세대 이상 사육한 이후 실험에 사용하였다.
앞서 기술한 대로 품종 별 잎 절편을 준비하였다. 미성숙기 발육을 평가하기 위하여 강낭콩에서 사육중인 점박이응애 성충이 8시간 이내에 산란한 알 한 개씩을 각각 잎 절편에 올려 놓고 발육 속도와 사망률을 조사하였다.
점박이응애는 경북 안동시 길안면 소재 사과원에서 채집하였고, 강낭콩을 기주 식물로 하여 사육하였다. 실험실 조건에서 (25 ± 1℃, 70 ± 10% RH, 16L:8D) 3세대 이상 사육한 이후 실험에 사용하였다.

데이터처리

F denotes Fuji, T as Tsugaru and H as Hongro cultivar of apple. Choice was analyzed by Fisher’s exact test, and oviposition by t-test at a=0.05 (*) or 0.01 (**).
05. Duncan's multiple range test.
선호성 실험에서 품종 별 체류 비율은 Fisher’s exact test를, 품종간 양자선택 실험에서 산란 수는 t-test를 수행하였다. 세 가지 사과 품종에서 점박이응애의 발육기간과 성비는 분산분석(analysis of variance, ANOVA)을 통해 분석했고, 평균간 차이는 유의수준 0.
세 가지 사과 품종에서 점박이응애의 발육기간과 성비는 분산분석(analysis of variance, ANOVA)을 통해 분석했고, 평균간 차이는 유의수준 0.05에서 Duncan’s multiple range test를 통해 사후 검정하였다(SAS ver. 8.2; SAS Institute, 2003).

이론/모형

생명표는 연령별 생명표(age-specific life table) 분석 방법을 따랐고, 근사추정방식(approximate method)을 통해 생명표 매개변수들이 계산되었다(Birch, 1948). 연령별 생존율(age-specific survival rate, )은 집단 내 암컷의 나이가 일 때의 생존율이며, 연령별 생식력(age-specific fecundity, )은 집단 내 나이가 인 암컷의 평균 산란 수에 F1의 성비를 곱하여 계산하였다.

성능/효과

05). 각 품종별 F1 세대 성비는 후지에서 0.81, 쓰가루에서 0.86, 홍로에서 0.77로 품종 간 차이가 없었다(ANOVA, P > 0.05).
05). 그리고, 점박이응애의 산란 전 기간, 산란 기간, 산란 후 기간 모두 홍로에서 가장 길었다 (ANOVA, P < 0.05).
본 연구는 점박이응애가 사과 주요 품종별로 선호성이 다르며, 발육기간과 번식능력을 포함하는 생명표 정보가 다르게 나타남을 확인하였다. 점박이응애는 넓은 범위의 기주식물을 먹이로 하지만, 기주식물별로 적합도가 다르게 적응한 초식자이다(Fellous et al.
홍로:쓰가루 처리구에서는 47% : 53%로 차이가 없었다. 산란 수 조사 결과 18.4 : 5.0(후지:쓰가루), 12.6 : 3.6(후지:홍로)로 쓰가루나 홍로보다는 후지 품종에서 높았다 (t-test, P < 0.01). 반면 홍로:쓰가루 처리구에서는 6.
다르게 나타났다(Table 2). 성충 수명은 후지, 쓰가루에서 각 16.8, 17.4일로 차이가 없었으나, 홍로에서는 22.4일로 다른 품종보다 길었다(ANOVA, P < 0.05). 그리고, 점박이응애의 산란 전 기간, 산란 기간, 산란 후 기간 모두 홍로에서 가장 길었다 (ANOVA, P < 0.
수원지역 사과 과수원에서의 점박이응애 발생 밀도 모니터링 결과 중 후지와 쓰가루에서 발생 최성기가 7월 중순으로 유사하며, 개체군 증가율에는 차이가 없었으나 후지 품종에 더 높은 밀도를 형성한다는 보고(Han et al., 2003)나 의성지역 후지와 홍로가 혼재한 사과원에서 발생 최성기가 후지에서 8월 말경, 홍로에서 9월 초순경으로 서로 차이가 있었으며, 후지에서 밀도가 더 높았다는 관측 결과(Kim and Jung, unpublished)는 사과 품종이 점박이응애 적합도에 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다.
반면 홍로에서는 산란율도 낮고 성충 수명이 길게 연장되는 패턴을 보여줬다. 순재생산율(R₀)은 쓰가루에서 58.8로 후지 46.4나 홍로 46.6보다 높았다. 내적자연증가율(r)은 후지와 쓰가루에서 0.
05). 알에서 성충까지의 발육 기간 중 사망률은 후지에서 20%, 쓰가루 9%, 홍로 14%로 품종별 차이는 나타나지 않았다(Fisher's exact test, P > 0.05).
, 2003). 이상의 결과를 종합하면 점박이응애는 세 가지 사과 품종 중 후지의 잎을 가장 선호하였으며, 홍로에서 선호성이나 적합도가 가장 낮았다. 식물과 초식자의 진화과정에서 협식성 초식자들은 제한된 수의 식물의 질적 방어 수단을 극복하기 위한 전략을 발달시키는 반면, 기주식물 범위가 넓은 광식성 초식자들은 다양한 방어 조건의 식물체를 공략하고 에너지를 섭취할 수 있는 능력을 획득한다.
점박이응애의 암컷 성충 수명과 산란 기간은 사과 품종에 따라 다르게 나타났다(Table 2). 성충 수명은 후지, 쓰가루에서 각 16.
1). 후지:쓰가루 처리구에서 점박이응애 체류 비율은 71% : 29%로 후지에 높은 체류 비율을 보였다(Fisher’s exact test, P < 0.01). 후지:홍로 처리구에서도 68% : 32%로 후지에 체류 비율이 높았다(P < 0.
후지에서 점박이응애는 쓰가루나 홍로에 비해 생존 기간이 짧았으나, 일 평균 산란 수가 가장 높았으며, 총 산란 수는 품종 간 차이를 보이지 않았다. 산란 전 기간은 품종별 차이가 없었다.

후속연구

특히 사과원의 우점 응애가 점박이응애에서 사과응애로의 변화가 나타나는 바, 다양한 품종과 사과응애와 점박이응애 품종 선택과 선호성에 관한 자료가 요구된다. 이는 다양한 사과 품종과 익충, 해충 및 절지동물이 혼재하는 과수원에서 사과 품종별 특성을 이용함으로써 더욱 효과적으로 종합적 해충 관리를 할 수 있으며, 유용 곤충에 대한 부정적인 영향을 줄일 수 있을 것이라 생각한다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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