매미나방은 1860년대 유럽에서 보고되었으며(Liebhold et al., 1989), IUCN (International Union for the Conservation of Nature)에 의해 세계 100대 최악의 침입자들 중 하나로 선정되 었다(Lowe et al., 2000). 그동안 국내에서도 대발생하여 국지 적인 수준에서 피해를 준 사례는 있었으나, 2020년에는 전라권 역을 제외한 거의 모든 지역에서 대발생하여 큰 피해를 주고 있 다(Jung et al., 2020). 매미나방의 피해는 산림뿐만 아니라 인근 도심 공원에도 유충과 성충이 발생하여 도시민에게도 정서적 피해를 끼치고 있다. 또한 매미나방은 산림 발생지 주변 농경지 로의 유입 빈도가 높아지면서 과수 등 농작물의 피해가 예상됨 에 따라 돌발적 발생에 대한 농작물 보호뿐만 아니라 식물검역 측면에서도 종합적 방제 대책이 필요하다(Lyu, 2015;Hwang et al., 2021). 매미나방의 온도별 발육특성에 대한 선행연구가 15, 20, 25, 30°C 온도 조건에서 진행되었으나(Lyu, 2015), 보 다 세부적인 온도 조건에서 노출되었을 경우를 감안해 볼 때 추 가적인 보완 연구가 필요하다고 생각된다. 따라서 본 연구는 매 미나방에 대한 온도의존 발육모형을 18, 21, 24, 27, 30, 33°C 온도 조건에서 산출하여 발생예측 기술 개발을 위한 기초자료 를 활용하고자 수행하였다.

재료 및 방법

매미나방 채집 및 사육

매미나방의 알집은 2021년 3월 25일 전라남도 장흥군 부산 면 구룡리(34°43’03”N, 126°54’02”E) 황금측백나무(Platycladus orientalis)에서 채집하였다. 채집한 알집은 Petri dish (ø150 × 20 mm, No. 10150, SPL, Korea)의 뚜껑을 열어 실내온도 23°C 에 보관하였고, 부화한 유충은 1마리씩 Insect breeding dish (ø100 × 40 mm, No. 310102, SPL, Korea)에 옮겨 탈피각 관찰 이 용이하도록 필터페이퍼(ø90 mm, No. 1001090, Whatman, UK)를 깔고 사육하였다. 기주식물로는 애기사과나무(Malus prunifolia)의 잎이 달린 1년생 가지를 80 mm 크기로 자르고, 수분 공급을 위해 절단 부위는 증류수에 적신 탈지면으로 감싼 후 40 × 40 mm 크기의 고밀도 폴리에틸렌 랩으로 덮어 수분 이탈을 방지하였다.

온도별 발육 실험

매미나방 발육실험은 Multiroom incubator (JSMI-08CPL, JSR, Korea)를 이용했으며, 온도 조건은 18, 21, 24, 27, 30, 33°C로 설정하였다. 각 온도별 광주기는 14L:10D (h), 상대습 도는 60±5%이었으며, 총 20반복으로 수행하였다. 부화한 1령 유충은 1마리씩 Insect breeding dish로 옮긴 후 24시간 간격으 로 실체현미경(CH/M125, Leica Microsystems, Germany)을 이 용해 두정 크기와 탈피각을 확인하여 발육단계를 구분하였다.

발육모형 분석

Excel 프로그램을 이용하여 각 온도의 발육기간에 역수(1/발 육기간)를 취하여 발육속도를 구하였다. 온도와 발육속도와의 상관관계는 2차 함수 Y = ax² + bx + c로 표현하였고, 발육속도가 0이 되는 온도 값을 찾아 발육영점온도 를 산출하였다. 각 공시온도(T_t)에서 발육영점온도(T₀)를 뺀 값에 발육기간을 곱하여 얻은 값들의 평균값을 산출하여 발육 단계별 유효적산온도 DD = ((T_t - T₀) · 발육기간)를 구하였다 (Choi et al., 2020).

통계 분석 방법

XLSTAT 프로그램을 이용하여 일원분산분석(one-way ANOVA)을 실시하였으며, 사후검정은 95%의 유의수준에서 Duncan’s multiple range test을 진행했다.

결과 및 고찰

매미나방 유충의 발육속도는 온도가 높아질수록 빨라지는 경향을 보인 가운데, 암컷은 33°C, 수컷은 30, 33°C에서 가장 빨랐고, 암수 모두 18°C에서 가장 늦었다. 매미나방 발육단계 별 발육속도는 1령에서부터 성충 우화까지의 결과를 보면 암컷 은 18, 21, 24, 27, 30, 33°C 여섯 그룹으로, 수컷은 18, 21, 24, 27, (30, 33°C) 다섯 그룹으로 구분할 수 있었으며, 각 그룹 간 에는 5% 유의수준에서 차이가 인정되었다(Fig. 1, 2).

본 시험에서 매미나방 암컷, 수컷의 온도변화에 따른 발육단 계별 발육속도와의 관계식은 각각 y = -0.0000x² + 0.0039x - 0.0408 (R² = 0.966), y=-0.00006x² + 0.0041x - 0.0419 (R² = 0.9255)으로 매우 높은 상관관계를 보였다(Fig. 1, 2). 이 결과를 바탕으로 전남지역에서 채집한 매미나방 개체군의 암 컷과 수컷 발육영점온도는 각각 13.1°C, 12.5°C, 유효적산온도 는 각각 641.1 DD, 657.8 DD였다.

매미나방 유충의 온도별 생존율은 공시온도 조건에 따라 60~100%로 차이를 보인 가운데, 27°C에서 100%로 가장 높았 고 33°C에서는 60%로 가장 낮게 나타났다(Table 1). 이상의 연구 결과가 매미나방 발육에 적합한 최적발육온도는 발육속 도가 가장 빨랐던 30, 33°C 중에 생존율이 높았던 30°C인 것으 로 나타났다. 30°C에서 총 발육기간은 암컷 43.8일, 수컷 42.5 일 소요되었다.

선행 연구결과(Lyu, 2015)에 따르면 매미나방의 발육기간 은 수컷의 경우 상대적으로 짧은 가운데 15°C에서 140.3~149.7 일로 가장 길고, 고온인 30°C에서 39.7~42.6일로 가장 짧았다 고 했는데, 이는 본 시험의 결과와 유사한 경향을 보였다. 또한 영기별 기간은 암수 모두 2령 기간이 가장 짧았으며 번데기 기 간이 가장 길고, 유충기간에는 번데기가 되기 전의 영기(암컷 은 6령, 수컷은 5령)가 다음으로 긴 것을 볼 수 있었는데, 이도 마찬가지로 본 시험의 결과와 유사한 경향을 보였다.

이상 본 연구 결과가 지역별 온도 조건을 이용하여 매미나방 의 발생시기 예측에 활용할 수 있는 자료가 될 것이다. 이번 연 구 결과는 매미나방(L. dispar)의 유충과 번데기의 발달에 영향 을 미치는 요인 중 온도가 가장 중요하게 나타났으나, 유충의 발육은 잎의 종류와 성숙도(Hough and Pimentel, 1978), 잎의 질(Wallner and Walton, 1979)에도 영향을 받으므로 먹이원을 달리하여 매미나방의 발육에 대한 연구가 이뤄져야 할 것으로 사료된다.