작물재배지에서 천적이 지속적으로 서식할 수 있는 환경을 제공하기 위하여 천적유지식물(banker plants)을 활용할 수 있 다. 천적유지식물은 재배작물과 유전적으로 다른 비작물성 식 물로서 천적이 생존하고 증식할 수 있는 서식처의 역할을 하면 서 천적이 재배지에 오랫동안 유지될 수 있도록 하는 식물을 말 한다(Frank, 2010;Huang et al., 2011). 가장 대표적인 천적유 지식물로서 진딧물 방제에 사용되는 기생벌의 유지를 위하여 원예작물이 아닌 보리(Hordeum vulgare)를 활용한 바 있다 (Payton Miller and Rebek, 2018;Pineda and Marcos-García, 2008;Jandricic et al., 2014). 콜레마니진디벌(Aphidius colemani) 은 시설재배작물에 피해를 끼치는 목화진딧물(Aphis gossypii) 및 복숭아혹진딧물(Myzus persicae) 뿐만 아니라 보리에 서식 하는 기장테두리진딧물(Rhopalosiphum padi) 및 옥수수테두 리진딧물(R. maidis)에도 기생한다(Jandricic et al., 2014). 즉, 콜레마니진디벌을 유지하기 위하여 기장테두리진딧물이 서식 하는 보리를 원예작물 재배지에서 천적유지식물로 이용할 수 있다. 이 시스템은 콜레마니진디벌을 효과적으로 장기간 유지 하게 할 수 있는 가장 보편화된 방법으로 전세계적으로 활용되 고 있다(Frank, 2010).

애꽃노린재속(Genus Orius) 곤충은 노린재목 꽃노린재과 (Hemiptera: Anthocoridae)에 속하는 노린재로서 시설재배지 의 주요 해충인 총채벌레, 가루이, 진딧물, 응애류 뿐만 아니라, 나방류의 알과 작은 유충들을 섭식하는 주요 포식성 천적자원 이다(Yoo and O’Neil, 2009;Chyzik et al., 1995;Sengonca et al., 2008;Cho et al., 2021). 특히, 애꽃노린재속 곤충은 주로 총 채벌레와 가루이의 주요한 천적으로서 전세계적으로 실용화되 었다(Chambers et al., 1993;Arno´ et al., 2008). 또한, 애꽃노린 재속 곤충은 꽃가루와 식물 수액을 먹고 생존할 수 있다. 그러 나, 암컷 성충은 산란하기 위해서 단백질 영양분을 섭취해야 하 기 때문에 총채벌레와 같은 해충을 포식한다(Cocuzza et al., 1997;Pumariño and Alomar, 2012).

애꽃노린재속 몇몇 종은 이미 대량생산 기술이 개발되어 산 업화 되었다. 그 중에서, 미끌애꽃노린재[Orius laevigatus (Fieber)] 는 휴면 기작이 없어서 월동을 하지 않기 때문에 계절에 상 관없이 현장적용이 가능하다(Bonte and De Clercq, 2011;Ham et al., 2012). 그러나, 우리나라 토착종인 으뜸애꽃노린재[Orius strigicollis (Poppius)]는 일장이 짧은 겨울에 휴면하기 때문에, 현장적용에 어려운 점이 있다(Musolin et al., 2004).

최근 애꽃노린재와 같은 포식성 노린재를 재배지에 장기간 유지하여 해충방제효과를 증대시킬 필요성이 요구되고있다 (Kordestani et al., 2020). 즉, 애꽃노린재는 총채벌레와 같은 작 은 해충을 포식하는 효율적인 천적이지만, 해충들이 없으면 애 꽃노린재의 밀도도 낮아진다(Venzon et al., 2002). 그러나, 재 배지에 밀원이나 화분이 풍부한 식물들이 존재하면 애꽃노린 재들이 천적유지식물의 즙이나, 꽃가루 등을 먹고 발달 및 생식 율을 유지할 수 있다(Frank, 2010;Wong and Frank, 2013). 외 국의 경우, 숨이애꽃노린재[Orius insidiosus (Say)]의 천적유 지식물로 Purple flash 계통의 고추(Capsicum annuum)의 효율 성을 보고한 바 있다(Waite et al., 2014). 또한,국내에서는 채송 화(Portulaca grandiflora) 및 돌나물(Sedum samentosum)이 미끌애꽃노린재에게 산란장소와 영양을 공급하는 천적유지식 물로서 효과적인 것을 보고한 바 있다(Ham et al., 2014).

본 연구에서는 미끌애꽃노린재를 활용한 생물적 방제 효율 을 증가하기 위하여, 국내 재배 환경에 맞는 효과적인 천적유지 식물을 선발하기 위한 기초연구를 수행하였다. 국내에서 보고 된 기존의 애꽃노린재 유지식물들과 국내에서 손쉽게 구할 수 있고 잠재적인 가능성이 높은 밀원식물을 대상으로 미끌애꽃 노린재의 유인 및 산란율을 비교분석하여, 천적유지식물로서 의 효율성을 분석하였다.

재료 및 방법

미끌애꽃노린재 사육

미끌애꽃노린재 성충(< 3일)은 곤충산업연구소(논산)로부 터 구입하였다. 미끌애꽃노린재의 사육을 위하여 직사각형 플 라스틱 사육상자(5.3 L, 270 × 200 × 130 mm)를 제작하였다 (Fig. 1). 사육상자의 양쪽 측면에는 나일론 그물망(150 mesh) 로 덮은 2개의 환기 구멍(80 × 40 mm)을 만들었다. 사육상자 내에 산란 기주식물로서 돌나물[Sedum samentosum (범의귀목: 돌나물과)] 40 g을 바닥에 깔았다. 수분 공급을 위해서 플라스 틱 튜브(30 mL)에 솜을 말아넣고 소량의 물을 채운 다음 사육 상자 내부에 배치하였다. 또한, 둥근 페트리 디쉬(50 × 15 mm) 에 냉동 줄알락명나방(Ephestia cautella) 알(오상킨섹트, 구리, 한국)과 꽃가루를 각각 0.4g씩 넣어서 먹이로 제공하였다. 암컷 성충이 산란한 돌나물은 알의 부화와 약충의 발달을 위해 3일 마다 새로운 사육상자로 옮겼다. 사육상자는 25±1℃, 70±5% 상대습도(RH), 16 : 8h(L : D)의 사육조건에 유지했다.

대상 식물들(Figs. 2, 4)은 화훼단지(대구)로부터 구입하여 사육하면서 구입 후 2주후에 실험에 사용하였다. 구입후 2주간 병해충 피해가 없는 식물들을 활용하였다.

실험 1: 천적유지식물 7종류에 대한 미끌애꽃노린재의 산란율 비교 (사육상자 시험)

기존에 미끌애꽃노린재의 천적유지식물로 알려진 돌나물, 채송화(Portulaca grandiflora Hook), 그리고 연분홍색 꽃 사철 채송화(Lampranthus spectabilis)를 선정하고, 분홍색 꽃 카멜 레온 채송화(Portulaca sp.) 및 국화 스프레이 계통의 3품종(핑 크색, 노란색, 빨간색 꽃)을 추가로 선정하여 총 7종류를 준비 하였다(Fig. 2). 각 식물의 꽃이 달린 줄기를 10 cm 길이로 자른 후에 준비된 시험충 사육상자(5.3 L, 270 × 200 × 130 mm)에 투여하였다. 현장에서의 활용성을 제고하기 위하여, 꽃이 피어 있는 식물을 구하기가 어려운 돌나물과 사철채송화는 꽃이 없 는 상태로 사용하였으며, 다양한 색의 꽃이 피는 채송화의 경 우, 본 실험에서는 붉은 꽃이 피어있는 줄기를 대상으로 진행하 였다.

미끌애꽃노린재의 성충은 우화후 교미를 마친 7 ± 1일이 된 개체들을 사용하였다. 암컷 미끌애꽃노린재 30마리를 사육상 자에 투여하고 24시간 동안 산란을 유도한 후, 흡충관을 사용하 여 모든 성충을 제거하였다. 각 식물의 줄기에 낳은 알의 수와 산란 부위를 현미경으로 관찰하고 기록하였다. 실험은 5반복 실행되었다. 산란시험상자에는 시험충 사육상자와 같이 줄알 락명나방과 꽃가루를 먹이로 제공하였고 7종류의 식물을 함께 넣고 choice 시험을 시행하였다.

실험 2: 국화 품종 6종류에 대한 미끌애꽃노린재의 산란율 비교(화분 시험)

국화 스프레이 계통의 6품종에 대한 산란율을 비교하기 위 하여, 큰 플라스틱 상자(470 × 300 × 240 mm) 내부에 국화 6품 종의 화분(70 × 45 mm)을 준비하였다. 추가로 물병(30 mL)을 넣고, 먹이원으로 냉동 줄알락명나방 알과 참나무 꽃가루를 0.4g씩 둥근 페트리 디쉬(50 × 15 mm)에 제공하였다(Fig. 4).

미끌애꽃노린재 암컷 30마리를 사육상자에서 투여한 후에 탈출을 방지하기 위하여 나일론 망사(150 mesh)을 덮고 24시 간 동안 유지하였다. 각 식물의 줄기에 낳은 알의 수와 산란 부 위를 현미경하에서 관찰하고 기록하였다. 추가로 4 ± 1일 후 부 화 유충을 현미경으로 관찰하여 계수하였다. 실험은 5반복 실 행되었다.

통계 분석

Post-hoc Turkey’s HSD test에 따른 One-way Analysis of Variance (ANOVA)를 사용하여 산란 및 부화 유충의 수 데이 터 차이를 확인하였다. 모든 분석은 SAS 버전 9.4에서 수행되 었다. 모든 그래프는 SigmaPlot 12.5으로 작성하였다.

결 과

실험 1: 천적유지식물 7종류에 대한 미끌애꽃노린재의 산란율 비교(사육상자 시험)

미끌애꽃노린재의 산란율은 7종의 식물종 모두에서 차이가 있었다(F = 33.33; df = 6, 14, p < 0.0001) (Fig. 3). 미끌애꽃노 린재의 산란 수를 비교해 본 결과, 노란색 꽃을 가진 국화 품종 은 23.3개이었고 기존 천적유지식물로 알려진 돌나물(A), 사철 채송화(B) 그리고 카멜레온 채송화(F)는 7-10개 수준이었다.

실험 2: 국화 품종 6종류에 대한 미끌애꽃노린재의 산란율 비교(화분시험)

미끌애꽃노린재의 산란 수는 노란색 꽃을 가진 국화 품종에 서 평균 35개로 가장 높았다(F = 14.07; df = 5, 18, P < 0.0001) (Fig. 5). 국화‘B’ 와 ‘F’의 산란 수는 각각 13개, 16개로 거의 비 슷한 결과를 보였다. 또한, 국화 ‘A’에서는 산란이 없었다. 국화 'D' 와 'E'의 산란 수는 각각 7개, 1.33개로 차이가 있었지만, 통 계분석결과 표준 오차 범위가 겹쳐 서로 간에 유의성이 나타나 지 않았다. 또한, 산란된 알의 부화율를 측정해 본 결과 산란율 과 유사한 패턴을 나타냈다(자료 생략).

고 찰

천적유지식물은 천적을 유인하고 서식 활동을 지속적으로 할 수 있는 특징을 가진 식물이다. 천적곤충의 서식활동중에서 성장, 발달 뿐만 아니라 교미, 산란, 부화 등 생식작용 또한 중요 한 서식활동으로서 간주된다(Frank, 2010). 그래서, 천적곤충 의 산란 선호도는 천적유지식물의 특징을 비교하는 중요하는 지표로서 간주될 수 있다. 본 연구에서 미끌애꽃노린재의 산란 율을 비교해 본 결과 기존 천적유지식물로 알려진 돌나물, 채송 화, 사철채송화보다 국화에서 훨씬 더 높게 나타났다. 특히 국 화 품종들의 꽃 색깔에 따라서 산란율이 다양했으며 6품종을 비교해 본 결과 빨간색이나 핑크색보다 노란색 꽃 국화품종에 서 가장 높게 나타났다. 이러한 특징은 미끌애꽃노린재가 다양 한 꽃 색깔의 국화 품종 중에서 노란색 꽃 품종에 대한 산란선 호도가 높다고 판단할 수 있다.

미끌애꽃노린재의 기주 및 산란 선호도는 식물의 다양한 물 리화학적 특징에 따라 영향을 받을 수 있다. 특히, 선호하는 기 주식물의 색상이나 유인 램프의 광파장에 의해서 유인율이 다 르게 나타난다고 보고된 바 있다(Park et al., 2021). 최근 국화 재배지의 LED 램프 실험에서 미끌애꽃노린재의 산란율이 빨 간빛이 많을수록 낮았다고 보고한 바 있다(Dieleman et al., 2019). 본 연구에서도 빨간색 국화에서는 미끌애꽃노린재의 산란율이 다른 색의 꽃보다 낮게 나타났다. Furihata et al. (2019)는 Orius 속 노린재 2종(O. sauteri, O. minutus)를 예찰하기 위하여 다양 한 색상의 끈끈이 트랩을 사용해 본 결과, 노란색보다 흰색이나 파란색 끈끈이 트랩에 더 유인되었다고 보고한 바 있다. 그러 나, 다른 종인 O. niger의 유인율은 흰색에서 가장 높았고, 파란 색에서 가장 낮았다고 보고하였다(Atakan and Bayram, 2011). 또한, Tang et al. (2016)은 Orius속 몇몇 종들이 파란색과 노란 색에 비슷하게 유인되었다고 보고하였다. 즉, Orius속 애꽃노 린재가 선호하는 색은 공통적인 것이 아니라 이 속의 여러 종들 마다 종-특이적인 특징이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서 조사한 미끌애꽃노린재는 노란색 꽃 국화 품종에 가장 높은 산 란율을 나타냈다. 그러나, 미끌애꽃노린재가 선호하는 색상이 나 광파장에 대한 자료가 부족한 실정이며 이에 관하여 추가적 인 연구가 필요하다고 판단된다.

또한, 곤충이 산란하기 위하여 식물에서 생산 분비되는 다양 한 휘발성 물질들에 의하여 유인 행동을 나타낼 수 있다(De Puysseleyr et al., 2011;Bouagga et al., 2017). 미끌애꽃노린재 가 돌나물, 채송화 그리고 사철채송화보다 국화에 많이 산란한 원인으로서 국화의 방향성 물질에 대한 유인 가능성도 배제할 수 없다. 국화에서 배출되는 특이한 방향성 물질에 의한 유인가 능성을 조사해 볼 필요가 있다. 그리고, 국화의 애꽃노린재 산 란 부위에 대한 식물조직의 물리적 특징에 따라서 노린재의 산 란선호성에 영향을 줄 수도 있다. 식물 줄기나 잎의 털모양 트 리콤(trichome) 밀도 및 표피층 두께와 같은 물리적 특성으로 인하여 산란율이 다르다고 보고된 바 있다(Lundgren et al., 2008;Seagraves and Lundgren, 2010).

본 연구에서는 총채벌레의 주요 포식성 천적인 미끌애꽃노 린재의 산란기주식물로서 노란색 국화 품종의 우수성을 분석 하였다. 그러나, 노란색 국화 품종이 진정한 천적유지식물로서 실용화되려면 성충의 우수한 산란선호성 뿐만 아니라 약충 및 성충의 발달율이 높아야 한다. 또한, 꽃가루를 제공할 수 있도 록 꽃들이 지속적으로 장기간 유지되어야 하고 다른 해충들이 유인되지 않아야 한다. 나아가 본 연구의 1차 실험에서는 붉은 꽃이 피어 있는 채송화 줄기를 대상으로 산란율을 확인 한 바 있으므로, 선발된 노란색 꽃의 국화품종과 노란색 꽃의 채송화 를 대상으로 선호도 확인을 위한 choice-test를 진행할 예정이 다. 추후 연구를 통하여 이러한 문제를 해결함으로서 보다 더 효과적으로 천적을 활용할 수 있을 것으로 기대된다.