해충방제를 위해 이용하고 있는 기생성 천적은 진딧물 기생 천적인 콜레마니진디벌을 포함하여 목화검정진디벌(Ephedrus plagiator), 어비진디벌(Aphidius ervi), 진디면충좀벌(Aphelinus asychis) 및 목화면충좀벌(Aphelinus varupes) 등 10여종 이상 이 알려져 있으며, 명충알벌(Trichogramma chillonis)이나 쌀 좀알벌(T. evanescens)과 같이 Trichogramma속에 속하는 나 방류 알 기생봉도 이용되고 있다(Rathee and Ram, 2018). 이러 한 기생성 천적들은 대량확보를 위해 저온에서 저장하는데, 성 충이나 약충태로도 저온저장하지만, 주로 알 또는 번데기나 고 치 형태로 저장하여 이용하고 있다. 이 중에서도 가장 많이 이 용되고 있는 기생성 천적인 콜레마니진디벌(Aphidius colemani Vierck)은 기주내에서 완전 성장이 가능한 단독 내부기생자로 복숭아혹진딧물이나 목화진딧물 방제에 효과적인 천적으로 잘 알려져 있으며(Saiki and Wada, 2006), 진딧물 발생 직후 또는 시설오이의 경우에는 발생 전 방사하는 것이 방제효과를 극대 화 할 수 있다고 보고되어 있다(Kim et al., 2006). 콜레마니진 디벌은 온도가 높아질수록 성충의 수명이 단축되는 경향을 보 이기 때문에 여름철 시설내 진딧물 방제를 위해 사용하기에는 부적절 하지만, 방사 후 즉시 분산하여 하루 동안 방사지점으로 부터 16미터까지 이동하는 것으로 알려져 있어(Langhof et al., 2005), 뱅커플랜트로도 넓은 시설재배지 내 진딧물 방제에 효 과적으로 이용 가능한 것이 장점이다(Colinet et al., 2006).

예쁜가는배고치벌(Meteorus pulchricornis)은 광범위한 기 주범위를 가진 것으로 알려진 기생봉으로 11개 과에 속하는 나 비목 유충을 공격하는 것으로 보고되어 있다(Liu and Li, 2006). 1996년에 뉴질랜드에서 처음 발견되면서 빠르게 확산되어 토 마토 왕담배나방의 종합적 해충관리를 위해 이미 도입되어 정 착된 다른 기생봉들을 위협할 만큼 기생능력이 뛰어난 새로운 천적으로 관심을 받았었다(Walker et al., 2016). 동남아시아에 서는 매미나방이나 왕담배나방, 파밤나방에 기생하는 것으로 알려져 있으나, 중국에서는 담배거세미나방에 산란하는 것을 선호하는 것으로 알려져 있다(Liu and Li, 2006). 예쁜가는배고 치벌의 먹이로 꿀물 또는 sucrose 수용액을 먹이로 제공한 것이 트레할로스나 글루코스 등과 같은 당류보다 산란력이 증가하 는 것이 확인되었다(Sheng et al., 2019).

기생성 천적의 효과적인 저장방법을 개발하는 것이 대량 생 산 과정에 있어 중요한 단계이며, 살아있는 기생봉의 장기간 저 장은 대량 방사시 필요한 개체수를 충분히 확보할 수 있는 효과 적인 방법이다(Bayram et al., 2005). 저온에 장기간 노출된 곤 충은 발육, 수명, 우화율, 포식 및 기생율에 있어 변화를 보이기 때문에(Chown and Nicolson, 2004;Tezze and Botto, 2004), 저온저장을 통해 천적을 대량 확보하기 위해서는 저장 후의 생 물학적 특성의 변화 여부를 반드시 검토하여야 하며, 대량 생산 된 천적의 품질을 최적으로 유지할 수 있는 저온저장 조건을 구 명하여야 한다(Rudolf, 1993;DeClercq and Degheele, 1993). 천적의 저장기술은 알이나 번데기 상태로의 저온저장 연구에 집중되어 있으며(Chen et al., 2011), 저온저장 온도 및 기간에 따른 우화율이나 우화 후 성충의 산란율 및 기생율을 조사한 연 구결과들이 주를 이루고 있다(Farghaly and Ragab, 1993). Trichogramma에 속하는 기생성 곤충 일부 종은 저온저장 후에 발육, 산란력, 비행능력, 수명 및 우화율이 감소한다는 보고가 있지만 (Chang et al., 2000;Cerutti and Bigler, 1995), 이러한 현상이 일시적으로 나타났다가 다시 회복되는 경향을 보인다 고 밝히고 있다(Pompanon and Bouletreau, 1997). Trichogrammatoidea bactrae 번데기는 7℃에서 3일간 저장하였음에 도 성충으로 전혀 우화하지 않은 반면(Krishnamoorthy and Mani, 1999), Trichogramma nerudai 번데기는 저온저장 이후 에도 다음 세대의 생존율, 우화율 및 기생율에 전혀 영향을 주 지 않는 것으로 확인되어 천적 종에 따른 저온저장 가능성을 반 드시 검토하여야 한다(Tezze and Botto, 2004).

따라서 본 연구에서는 진딧물류와 나방류 유충의 우수한 기 생성 천적인 콜레마니진디벌과 예쁜가는배고치벌 두 종의 실 내사육 개체의 대량 확보를 위한 효과적인 저온저장 조건을 구 명하기 위해 머미와 성충의 저온저장 온도 및 기간에 따른 생존 율과 기생율을 조사하였다.

재료 및 방법

시험곤충

콜레마니진디벌(Aphidius colemani)은 천적회사인 (주)세실 에서 구입하여 보리를 기주로 사육한 기장테두리진딧물(Rhopalosiphum padi)을 산란기주로 제공하여 온도 25 ± 1℃ 및 광주 기 16L : 8D 조건인 사육실에서 누대사육한 개체를 이용하였다.

예쁜가는배고치벌(Meteorus pulchricornis)은 2008년 충남 공주시 하우스 재배 토마토에 발생하는 나방류에 기생한 번데 기를 채집하여 실내 사육실에서 누대 사육하였다. 실내 누대사 육은 인공사료로 사육하는 담배거세미나방 1령 유충을 콩 유묘 에 접종하여 2, 3령까지 발육시킨 후 고치벌 성충을 방사하여 담배거세미나방 유충에 산란하게 한 다음, 번데기를 형성하고 나면 수거하여 우화시키는 방법으로 하였다.

저온저장 온도와 기간이 콜레마니진디벌(Aphidius colemani) 머미 및 성충의 생존과 산란에 미치는 영향

콜레마니진디벌 성충을 기장테두리진딧물에 접종하여 8일 정도 경과하면 기생된 기장테두리진딧물은 검은색의 머미 (mummy)로 변하게 된다. 이렇게 기생된 머미는 잎에서 직접 떼 어내지 않고 보리 잎을 잘라 안전하게 수거하였으며, 수거한 머 미는 곤충사육용기(직경 9 ㎝, 높이 7 ㎝)에 필터페이퍼를 바닥 에 깔고 수분유지를 위해 증류수를 흘러내리지 않을 정도로 넣 은 후 그 위에 50개체씩 넣었다. 저온저장에 의한 급격한 온도차 의 충격을 완화하기 위해 사육온도인 25℃부터 4시간 간격으로 5℃씩 낮춘 항온기로 옮겨가며 최종 실험 저장온도에 처리하였 다. 온도는 6, 8, 10 및 12 ± 1℃ 조건으로 24시간 암조건하에서 저장하였다. 저온처리 개체는 50개체씩 13개의 용기로 총 650 개의 머미가 사용되었으며, 저장 후 3, 4일 간격으로 1개의 용기 씩 꺼내어 25℃ 항온기에 넣고 매일 우화 수를 조사하였다.

콜레마니진디벌 성충의 저온저장은 머미에서 우화한지 1일 된 성충 한 마리를 에펜도르프튜브에 넣고 뚜껑 부분에 망을 씌 워 환기구를 만들어 준 뒤 머미의 저장 조건과 같은 6, 8, 10 및 12 ± 1℃ 온도로 처리한 후, 생존여부를 조사하였다. 각 온도별 100마리의 성충을 이용하였다.

저장온도 중 가장 생존율이 높았던 8℃에서 저장한 머미를 3~4일 간격으로 약 150~200개체씩 꺼내어 25℃ 항온기에서 우화시킨 후 콜레마니진디벌 암컷 1마리와 수컷 2마리를 아크 릴케이지(18 × 18 × 30 ㎝)에 넣었다. 저장기간에 따른 콜레마 니진디벌의 진딧물 기생율 차이를 확인하기 위해 콜레마니진 디벌 방사 전 아크릴케이지에 기장테두리진딧물 200~400마리 를 접종하고 2~3일 정도 정착시킨 파종 후 2주된 보리 유묘 포 트(직경 8 ㎝)를 넣어주었다. 아크릴케이지는 온도 25 ± 1℃, 상대습도 70 ± 10% 및 광주기 16L : 8D의 항온기에 넣고 15일 경과 후 보리 유묘 포트를 꺼내 콜레마니진디벌에 의해 기생된 머미 수를 조사하였다. 무처리를 포함하여 저장기간별 7개 포 트씩 총 3~5반복 수행하였다.

저온저장 온도와 기간이 예쁜가는배고치벌(Meteorus pulchricornis) 의 생존과 산란에 미치는 영향

고치 형성시기에 따른 저온저장 적정시기를 구명하기 위하 여 고치 형성 후 1, 2, 3, 4 및 5일 경과한 예쁜가는배고치벌 고치 30개를 원형의 투명 플라스틱 용기(직경 6 ㎝, 높이 1.5 ㎝)에 필터페이퍼를 바닥에 깔고 넣은 후 온도 10 ± 1℃, 상대습도 70 ± 10% 및 암조건의 항온기에서 7일간 저장한 후 꺼내어 25℃ 조건에서 우화한 개체수를 조사하였다. 각각의 고치 형성 후 경 과일수에 따라 3반복씩 수행되었다.

용화 후 2일차 개체가 저온저장 후 가장 높은 우화율을 나타내 어, 용화 후 2일차 된 예쁜가는배고치벌 번데기를 이용하여 저온 저장 실험을 수행하였다. 원형 투명 플라스틱 용기(직경 6 ㎝, 높 이 1.5 ㎝)에 필터페이퍼를 깔고 용기 당 번데기 30개씩 넣어 6, 8 및 10 ± 1℃ 온도 조건에 저장하였다. 총 600개의 예쁜가는배고 치벌 고치를 이용하였으며, 상대습도는 70 ± 10%, 암조건에서 수행하였다. 저장 후 1주일 간격으로 각 온도별로 30마리씩 꺼내 어 25℃의 항온기에 넣고 우화한 성충 수를 매일 확인하였다.

아크릴케이지(55 × 30 × 55 ㎝)에 파종 후 1주일이 경과한 콩 유묘를 넣고 담배거세미나방 2, 3령 유충 50마리를 접종한 후 8 ± 1℃에 저장한 예쁜가는배고치벌 고치를 1주일 간격으로 꺼내어 25℃ 항온기에 넣어 우화시킨 후, 아크릴케이지에 방사 하였다. 방사 후 15일이 경과하여 담배거세미나방 유충에 산란 하여 형성된 예쁜가는배고치벌 고치를 수거하여 투명 플라스 틱 용기(직경 8 ㎝, 높이 12 ㎝)에 필터페이퍼를 바닥에 깔고 넣 은 후 매일 우화여부를 육안으로 확인하였다.

통계분석

두 종 천적의 저온저장 온도 및 기간에 따른 우화율과 저장 후 기주에 산란하여 형성한 머미 수와 고치 수의 차이는 평균값 을 일원배치분산분석 후 사후검정방법으로 Tukey HSD(Honest significant difference) test를 5% 유의수준에서 비교하였다. 모 든 통계분석은 IBM SPSS statistics 25를 이용하였다.

결 과

저온저장 온도와 기간이 콜레마니진디벌(Aphidius colemani) 머미 및 성충의 생존과 산란에 미치는 영향

콜레마니진디벌 머미와 성충을 6, 8, 10 및 12 ± 1℃ 온도에 저장하여 우화율과 생존율을 조사한 결과 성충보다 머미가 더 오랜기간 저장할 수 있었다. 콜레마니진디벌 머미는 8℃에서 가장 높은 우화율을 나타내었으며, 저장 10일 까지 50% 이상의 우화율을 보였다(Fig. 1, Mummy). 콜레마니진디벌 성충은 생 존율이 높았던 6℃에서조차 70%의 생존율을 보이며 2일 정도 만 저장이 가능하였다. 3일 이상의 저장은 생존율이 급격히 감 소하는 경향을 보여 성충태로의 장기간 저온저장은 불가능할 것으로 판단되었다(Fig. 1, Adult).

머미 우화율이 가장 높았던 8℃에서의 콜레마니진디벌 머 미의 저장기간별 기장테두리진딧물 머미수를 조사한 결과, 저 장 3일차에도 기생율이 급격히 떨어졌으며, 13일 이상 저장했 을 때 평균 기생율이 20% 이하로 낮아져 저장효율 측면에서 머 미로 10일까지 저장하는 것이 적절한 것으로 판단되었다(F_6,269 = 19.088, P < 0.001)(Fig. 2).

저온저장 온도와 기간이 예쁜가는배고치벌(Meteorus pulchricornis) 의 생존과 산란에 미치는 영향

예쁜가는배고치벌의 고치 형성 후 경과일수에 따른 우화율 을 조사한 결과, 고치 형성 후 2일차 고치의 저온저장 후 우화율 이 평균 83.3%로 가장 높게 나타났으나, 용화 후 1일차 고치의 우화율과 통계적으로 유의한 차이는 없었다(F_4,10 = 4.767, p = 0.021)(Fig. 3). 이후 저장온도에 따른 우화율 조사를 위한 실험 시 고치 형성 후 2일차 고치를 이용하였다.

고치 형성 후 2일된 예쁜가는배고치벌 고치를 6, 8 및 10℃ 에서 저장 일수별 우화율을 조사한 결과, 8℃에서 가장 높은 우 화율을 나타내었으며, 최대 9주까지 저장이 가능하였으나 저 장 4주 이후부터 우화율이 급격히 낮아지는 경향을 보였다. 1 0℃에서의 저장한 고치는 4주까지 80% 이상의 우화율을 보였 으며, 이 기간까지 모든 개체가 우화 하였다 (Table 1).

8℃에서 예쁜가는배고치벌 고치의 저장기간에 따른 산란력 을 확인하기 위해 처리 후 우화한 성충의 담배거세미나방 2, 3 령 유충 기주에 산란하여 형성한 고치 수와 치사한 담배거세미 나방 유충의 비율을 조사하였다. 1주일 간의 저장은 산란에 의 한 유충 기생율에 있어 차이를 보이지 않았지만(F3,36 =12.102, p < 0.001), 기생된 담배거세미나방 유충에서 형성된 고치 수는 저장에 의해 급격히 감소하여 저장기간이 3 주 이상 계속될 경 우, 예쁜가는배고치벌의 대량확보는 어려울 것으로 판단되었 다 (F_3,36 = 35.794, p < 0.001)(Fig. 4).

고 찰

진딧물 기생봉의 저온저장은 종에 따라 차이는 있지만 일반 적으로 0도에서 7도 사이의 온도조건을 이용하고 있는데(Archer et al., 1973;Rigaux et al., 2000), 일반적으로 저장 온도가 낮아 질수록 사망률이 높아지는 경향을 보인다(Ballal et al., 1989;Bernardo et al., 2008). 본 연구에서 조사한 콜레마니진디벌은 이미 상업화에 성공하였지만 저온 노출에 의해 충체 크기나 충 체 내 지방 저장 또는 아미노산 생성의 변화가 초래될 수 있다 는 연구결과만 보고되어 있을 뿐, 정확한 저온 저장 가능 기간 이나 온도에 관한 정보가 미흡하다(Colinet et al., 2007a;Colinet et al., 2007b). 따라서 이들 천적을 효과적으로 이용하 기 위해서 콜레마니진디벌 머미 및 성충의 저온 저장에 따른 우 화율이나 진딧물류의 기생율에 대한 정확한 정보가 필요하다. 본 연구에서는 6~12℃까지의 온도에서 콜레마니진디벌 성충 과 머미를 각각 저장한 후 생존율, 우화율을 조사 하였을 때, 8℃ 조건에서 머미의 우화율이나 성충의 생존율이 높게 나타 났다. Hofsvang and Hagvar (1977)이 복숭아혹진딧물을 기주 로 하여 콜레마니진디벌 머미를 4℃와 10℃에 조건에서 22주 까지 저장을 시도한 바 있지만, 저장 후 우화성충의 기생율에 대해 언급하지 않았다. 본 연구를 통해 8℃에서 13일 이상 저장 하였을 때 진딧물 기생율이 20%를 넘지 못하는 것으로 나타나 저온저장에 안전한 머미 상태일지라도 10일 이상의 저장은 효 율적이지 않은 것으로 판단되었다. 2℃나 4℃에서 콜레마니 진디벌 머미의 저장기간이 길어질수록 사망률이 높아지고 수 명이 짧아질 뿐만 아니라 저장기간 동안 체내 지질을 소모함으 로써 체중이 감소하는 생리학적인 변화가 나타난다(Colinet et al., 2006)는 연구결과가 우리의 이러한 연구결과를 뒷받침해 줄 수 있다고 본다.

나방류 유충의 기생성 천적인 예쁜가는배고치벌은 기주의 영기에 따라 산란율에 차이를 보인다고 알려져 있는데, 파밤나 방은 4령을, 담배나방은 3령 유충을 기주로 하였을 때 가장 높 은 기생율을 보인다(Liu and Li, 2006). 본 연구에서는 담배거 세미나방 2, 3령 유충 기주에 산란하여 형성한 고치를 저온 저 장한 후 우화율을 조사하여 저장 가능성을 검토하였다. 예쁜가 는배고치벌 고치는 8℃에서 저장하였을 때, 6℃나 10℃에 저 장한 고치보다 높은 우화율을 보였는데, 40일 이상 저장하였을 때도 50% 이상 우화하였다. Diaeretiella rapae 머미도 5℃에 서 24일간 저장한 후에 83% 이상이 우화하였다(Silva et al., 2013). 이러한 결과는 Trichogramma nerudai를 5℃에서 50일 까지 저장한 결과와 유사하다(Tezze and Botto, 2004). Tezze and Botto(2004)의 연구결과에 따르면, T. cacoeciae 번데기를 4℃와 8℃에 저장한 후에도 기생율에는 큰 변화가 없는 것으로 보고 되었지만, 예쁜가는배고치벌 고치나 콜레마니진디벌 머 미 모두 3주 이상의 저온 저장은 기생율을 급격하게 감소시켰 다. 또한 저장온도와 관계없이 저장기간이 길어질수록 우화율 도 감소하였다. 이러한 원인은 저온 노출에 따른 근육성 기능장 애로(Yocum et al., 1994), 좀벌상과에 속하는 Euchalcidia caryobori도 저온 노출 시 알 성숙이 지연되고 기형 현상이 나 타난다고 보고되어 있다(Hanna, 1935). 이러한 저온 저장 스트 레스는 저장된 개체 뿐만 아니라 자손 세대의 생존율, 발육, 수 명, 우화율 및 포식, 기생능력과 같은 중요한 생물학적 특성에 부정적인 영향을 끼친다(Chown and Nicolson, 2004). 하지만 기생성 천적의 고치나 번데기를 저온저장하여 천적이 필요한 시기에 충분한 개체를 이용할 수 있는 개체를 확보하는 방법이 현재까지 가장 효과적인 방법임에는 틀림없다(Hackermann et al., 2008).

본 연구에서 조사한 진딧물 기생성 천적인 콜레마니진디벌 과 나방류 유충의 기생성 천적인 예쁜가는배고치벌 2종 모두 번데기 상태인 머미나 고치를 8℃ 저장을 통해 보관 가능하였 지만, 각각 2주 또는 2주 이상의 저장은 기생율에 부정적인 영 향을 주어 생물학적 방제인자로서 사용하기에 적합하지 않을 것으로 판단되었으며, 단기간의 저온저장을 통해 확보된 개체 는 효과적으로 이용할 수 있을 것으로 본다.