Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1225-0171(Print)
ISSN : 2287-545X(Online)
Korean Journal of Applied Entomology Vol.58 No.3 pp.203-207
DOI : https://doi.org/10.5656/KSAE.2019.08.0.030

Occurrence of Bemisia tabaci JpL (Hemiptera: Aleyrodidae) on Jeju Island in Korea

Yujeong Park1, Hwa Yeun Nam1, Joon-Ho Lee1,2*
1Entomology Program, Department of Agricultural Biotechnology, Seoul National University, Seoul 08826, Korea
2Research Institute of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University, Seoul 08826, Korea
Corresponding author: jh7lee@snu.ac.kr
July 10, 2019 August 14, 2019 August 19, 2019

Abstract


Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) is one of the major insect pests causing economic damages to over 900 different crops in the world. Especially, B. tabaci JpL (L. japonica) is known as a species living only in Japan and Korea so far, and mainly in Lonicera japonica and specific plant species. This study was conducted to investigate the occurrence and spread of B. tabaci JpL on Jeju Island in 2019. Of the total 25 areas surveyed, 1,003 individuals of B. tabaci JpL adults were collected from 24 L. japonica and one Conyza sumatrensis. All populations identified belonged to the JpL species. The result of this study showed that the population of B. tabaci JpL has increased at very high speeds to date compared to the previous reports in Korea.



제주도 지역 담배가루이 JpL의 발생현황

박 유정1, 남 화연1, 이 준호1,2*
1서울대학교 농생명공학부 곤충학전공
2서울대학교 농업생명과학대학 농생명공학연구원

초록


노린재목(Hemiptera) 가루이과(Aleyrodidae)에 속하는 담배가루이(Bemisia tabaci Gennadius)는 전 세계적으로 900종 이상의 다양한 작물에 경제적 피해를 주고 있는 주요 해충이다. 특히 이 중 담배가루이 JpL (Lonicera japonica)은 현재까지 일본과 한국에서만 서식하는 종으로 보고되어 있으며, 주로 인동덩굴(Lonicera japonica) 및 일부 식물 종에만 서식하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 2019년 제주도 지역 담배가루 이 JpL의 발생 현황 및 확산 정도를 확인하기 위하여 수행되었으며, 총 25개 채집지역 중 24개 지역의 인동덩굴 및 1개 지역의 큰망초(Conyza sumatrensis)에서 담배가루이 JpL 성충 1,003개체를 채집하였다. 채집된 담배가루이 성충의 유전자 염기서열을 분석한 결과, 분석된 모든 담배가 루이는 JpL로 확인되었으며, 본 연구의 결과 담배가루이 JpL의 개체수는 이전에 국내에서 보고된 이후 현재까지 매우 빠른 속도로 증가하고 있 음을 확인하였다.



    담배가루이(Bemisia tabaci (Gennadius))는 노린재목(Hemiptera) 가루이과(Aleyrodidae)에 속하며, 전 세계적으로 채소 와 관상용 식물 등 약 900종 이상의 다양한 기주에 서식하여 식 물의 체관부를 흡즙하거나 감로를 배설하고(Perring, 1993;Chen et al., 2004;Navas-Castillo et al., 2011), 약 100종 이상의 식물 바이러스를 매개하여 경제적으로 큰 피해를 주는 주요 해 충이다(Perring et al., 1993;Jones, 2003;Simon et al., 2003). 담배가루이는 1889년 그리스의 담배에서 최초로 발견 되었고 (Gennadius, 1889), 이 후 국제무역을 통해 지중해 지역을 시작 으로 전 세계로 확산되기 시작하였다(Cervera et al., 2000). 담 배가루이는 외관상 형태적 구분이 어려운 최소 36개의 서로 다 른 종으로 나뉘며(De Barro et al., 2011;Boykin et al., 2012), 특히 이 중 MEAM1 (Middle East-Asia Minor 1, B biotype)과 MED (Mediterranean, Q biotype)는 전 세계적으로 가장 심각 하게 피해를 주는 종으로 알려져 있다(Hu et al., 2011). 국내에 서는 1998년에 담배가루이 MEAM1이 최초 발견되었고(Lee et al., 2000), 이후 2004년에 담배가루이 MED (Lee et al., 2005), 2014년에 JpL (Lonicera japonica)이 보고되어(Lee et al., 2014) 현재 국내에서는 이 3종의 담배가루이가 서식하는 것으로 알려 져 있다. 본 연구에서 분석된 담배가루이 JpL은 2009년 일본에 서 새로운 종으로 처음 보고되었으며, 현재까지 일본과 한국에 서만 존재하는 종으로 알려져 있다(Ueda et al., 2009;Lee et al., 2014). 또한 JpL은 다른 담배가루이 종과는 달리 대부분 인동 덩굴(Lonicera japonica)에 주로 서식하며, 이 외에도 국내에서 는 왕고들빼기(Lactuca indica var. laciniata), 큰망초(Conyza sumatrensis) 및 개망초(Erigeron annuus)에서도 서식하는 것 으로 보고되었다(Lee et al., 2014).

    본 연구는 2019년 현재 제주도 전 지역에 서식하는 담배가루 이 JpL의 지역별 분포현황 확인을 통하여, 국내에서 2014년 이 후 어느 정도 수준으로까지 확산이 되었는지를 확인하기 위해 수행하였다.

    재료 및 방법

    분포 조사 및 채집

    담배가루이의 제주도 지역별 분포 조사는 2019년 5~6월, 25 개 지역에서 성충 총 1,003개체가 인동덩굴 및 큰망초 2종의 기 주에서 채집되었다(Fig. 1, Table 1). 채집된 모든 담배가루이 성충은 gDNA 추출 전까지 99.8%의 에탄올에 보관하였다.

    담배가루이 종 판별

    gDNA 추출

    채집된 담배가루이 성충의 지역별 종 판별을 위하여, Qiagen Gentra Puregene Tissue Kit (Qiagen, Gaithersburg, MD, USA) 를 사용하여 gDNA를 추출하였고, 제공된 프로토콜 기준으로 지역당 대표적으로 담배가루이 성충 각각 2개체를 랜덤으로 선 정하여 총 50개체를 추출하였다. 추출된 gDNA 시료는 분석 전 까지 -20℃에 보관하였다.

    유전자 염기서열 분석

    채집된 담배가루이의 유전자 염기서열 분석을 위해 C1-J- 2195 (5’-TTGATTTTTTGGTCATCCAGAAGT-3’)과 L2-N- 3014 (5’-TCCAATGCACTAATCTGCCATATTA-3’)의 mtCOI primer (Frohlich et al., 1999)가 사용되었으며, 추출된 모든 샘 플은 각각 gDNA 2 ml, 1 ml forward primer (10 pmol/ml), 1 ml reverse primer (10 pmol/ml)와 25 mM dNTPs, 10 mM Tris- HCl (pH 9), 30 mM KCl, 1.5 mM MgCl2, 1 unit of Taq DNA polymerase의 Accupower® PCR PreMix (Bioneer, Seoul, Korea)를 사용하여 총 반응용액의 양을 20 ml로 하였다.

    담배가루이 유전자 염기서열 분석을 위한 PCR조건은 94℃ 5분간 변성처리 후 94℃에서 1분으로 52℃에서 1분, 72℃에서 1분으로 34회 반복으로 증폭하였고, 마지막으로 72℃에서 5분 간 처리하였으며, 모든 담배가루이 시료의 유전자 염기서열 분 석은 Bionics (Seoul, Korea)에서 실시하였다.

    분석된 모든 유전자 염기서열은 NCBI BLAST (http://blast. ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)를 통해 GenBank에 수록된 담배가 루이 JpL 의 서열들의 유사도를 확인하였으며, 본 연구의 25개 지역 유전자 염기서열과 이전에 GenBank에 보고된 한국 14개 지역(Lee et al., 2016), 일본 8개 지역(Ueda et al., 2009)의 담배 가루이 JpL 유전자 염기서열을 다운로드 하여 취합하였고, Neighbor-Joining (NJ) tree는 MEGA X (Molecular Evolu- tionary Genetics Analysis X) 프로그램(Kumar et al., 2018)의 Kimura 2-parmeter method (Kimura, 1980)를 사용하여 작성 하였다. 또한 지역별 담배가루이 JpL의 유전적 변이는 Kimura 2-parameter distance model (Kimura, 1980)을 사용하여 계산 하였다.

    결과 및 고찰

    분포 조사 및 채집

    본 연구에서 분석된 담배가루이 성충은 제주도 25개 지역에 서 1,003개체(암컷 544, 수컷 459개체)가 채집되었으며, 24개 지역은 인동덩굴에서 채집되었고, 1개 지역(JJ02)에서는 큰망 초에서 채집되었다. 이전에 보고된 Lee et al. (2016)에서 2013 년 및 2014년에 제주도 일부 지역에서 적은 수의 담배가루이 JpL 개체가 채집되어 보고되었지만, 본 연구가 진행된 2019년 에는 제주도 전역 대부분의 지역에서 많은 수의 개체가 채집되 었다. 담배가루이 JpL은 현재 제주도 전 지역에 많이 확산되어 있으며, 앞으로 국내의 더 많은 지역으로 빠르게 확산되어 서식 할 가능성이 높을 것으로 판단된다.

    담배가루이 종 판별

    담배가루이의 유전자 염기서열 분석 결과, 제주도의 25개 지 역에서 채집된 모든 담배가루이는 JpL로 확인되었으며, 한국 및 일본의 총 47개 지역 담배가루이 JpL 423 bp의 유전자 염기 서열을 취합하여 분석한 지역별 담배가루이 JpL의 NJ tree는 Fig. 2와 같이 형성되었다. 또한 분석된 47개 지역 담배가루이 JpL은 0.3~0.6% 범위의 지역별 유전적 변이를 보이는 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과 지리적으로 일본과 인접한 제주도 지역은 담배가루이 JpL이 국내에서 처음 발견된 이후 현재까 지 지속적으로 그 개체수가 매우 빠른 속도로 증가하고 있음을 확인하였다.

    사 사

    본 연구는 농촌진흥청의 ‘아시아지역 국가별 작물별 주요 해 충 계통발생학적 역학조사(과제번호: PJ01424904)’ 와 Brain Korea Plus 21의 지원에 의해 수행되었습니다.

    KSAE-58-3-203_F1.gif

    The 25 sampling sites of B. tabaci JpL on Jeju Island in Korea (2019). The population names are listed in Table 1.

    KSAE-58-3-203_F2.gif

    The Neighbor-Joining (NJ) tree based on 423 COI sequences of B. tabaci JpL in Korea and Japan. The NJ tree showing the relationships among COI sequences of B. tabaci JpL.

    Sampling information of B. tabaci JpL on Jeju Island in Korea

    Reference

    1. Boykin, L.M. , Armstrong, K.F. , Kubatko, L. , De Barro, P. ,2012. Species delimitation and global biosecurity. Evol. Bioinform. Online 8, 1-37.
    2. Cervera, M.T. , Cabezas, J.A. , Simon, B. , Martínez-Zapater, J.M. , Beitia, F. , Cenis, J.L. ,2000. Genetic relationships among biotypes of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) based on AFLP analysis. Bull. Entomol. Res. 90, 391-396.
    3. Chen, J. , McAuslane, H.J. , Carle, R.B. , Webb, S.E. ,2004. Impact of Bemisia argentifolii (Homoptera: Auchenorrhyncha: Aleyrodidae) infestation and squash silverleaf disorder on zucchini yield and quality. J. Econ. Entomol. 97, 2083-2094.
    4. De Barro, P.J. , Liu, S.S. , Boykin, L.M. , Dinsdale, A.B. ,2011. Bemisia tabaci: a statement of species status. Annu. Rev. Entomol. 56, 1-19.
    5. Frohlich, D.R. , Torres-Jerez, I. , Bedford, I.D. , Markham, P.G. , Brown, J.K. ,1999. A phylogeographical analysis of the Bemisia tabaci species complex based on mitochondrial DNA markers. Mol. Ecol. 8, 1683-1691.
    6. Gennadius, P. ,1889. Disease of tobacco plantations in the Trikonia. The aleurodid of tobacco. Ellenike Georgia 5, 1-3.
    7. Hu, J. , De Barro, P. , Zhao, H. , Wang, J. , Nardi, F. , Liu, S.S. ,2011. An extensive field survey combined with a phylogenetic analysis reveals rapid and widespread invasion of two alien whiteflies in China. PLoS One 6, e16061.
    8. Jones, D.R. ,2003. Plant viruses transmitted by whiteflies. Eur. J. Plant Pathol. 109, 195-219.
    9. Kimura, M. ,1980. A simple method for estimating evolutionary rates of base substitutions through comparative studies of nucleotide–sequences. J. Mol. Evol. 16, 111-120.
    10. Kumar, S. , Stecher, G. , Li, M. , Knyaz, C. , Tamura, K. ,2018. MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Mol. Bio. Evol. 35, 1547-1549.
    11. Lee, M.H. , Kang, S.Y. , Lee, S.Y. , Lee, H.S. , Choi, J.Y. , Lee, G.S. , Kim, W.Y. , Lee, S.W. , Kim, S.G. , Uhm, K.B. ,2005. Occurrence of the B- and Q-biotypes of Bemisia tabaci in Korea. Korean J. Appl. Entomol. 44, 169-175.
    12. Lee, M.l. , Ahn, S.B. , Cho, W.S. ,2000. Morphological characteristics of Bemisia tabaci (Gennadius) (Homoptera: Aleyrodidae) and discrimination of their biotypes in Korea by DNA Markers. Korean J. Appl. Entomol. 39, 5-12.
    13. Lee, W. , Kim, C.S. , Lee, K.Y. , Lee, G.S. ,2016. The JpL species of the Bemisia tabaci complex in Korea: Detection by an extensive field survey and analysis of COI sequence variability. J. Asia-Pac. Entomol. 19, 23-29.
    14. Lee, W. , Lee, S.M. , Kim, C.S. , Choi, H.S. , Akimoto, S.I. , Lee, K.Y. , Lee, G.S. ,2014. Three species of the Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) complex in the Republic of Korea; detection by an extensive field survey combined with a phylogenetic analysis. Fla. Entomol. 97, 155-161.
    15. Navas-Castillo, J. , Fiallo-Olivé, E. , Sánchez-Campos, S. ,2011. Emerging virus diseases transmitted by whiteflies. Annu. Rev. Phytopathol. 49, 219-248.
    16. Perring, T.M. , Cooper, A.D. , Rodriguez, R.J. , Farrar, C.A. , Bellows, T.S. ,1993. Identification of a whitefly species by genomic and behavioral studies. Science 259, 74-77.
    17. Simon, B. , Cenis, J.L. , Demichelis, S. , Rapisarda, C. , Caciagli, P. , Bosco, D. ,2003. Survey of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) biotypes in Italy with the description of a new biotype (T) from Euphorbia characias. Bull. Entomol. Res. 93, 259-264.
    18. Ueda, S. , Kitamura, T. , Kijima, K. , Honda, K.I. , Kanmiya, K. ,2009. Distribution and molecular characterization of distinct Asian populations of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) in Japan. J. Appl. Entomol. 133, 355-366.