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ISSN : 1225-0171(Print)
ISSN : 2287-545X(Online)
Korean Journal of Applied Entomology Vol.63 No.4 pp.297-304
DOI : https://doi.org/10.5656/KSAE.2024.09.0.039

Comparison of Developmental Characteristics of the Rice Black Bug Scotinophara lurida (Hemiptera: Pentatomidae) on Eight different Plant species belonging to the Poaceae

You Kyoung Lee, Nak-Jung Choi, Sang-Min Kim, Jae Buhm Chun, Ju-Rak Lim, Bo Yoon Seo1*
Crop Foundation Research Division, National Institute of Crop Science, RDA, Wanju 55365, Korea
1Crop Protection Division, National Institute of Agricultural Sciences, RDA, Wanju 55365, Korea
*Corresponding author:seoby@korea.kr
August 7, 2024 September 26, 2024 November 4, 2024

Abstract


We investigated the developmental characteristics of Scotinophara lurida, a major rice pest. We provide moisture to the pest eggs using wet cotton, which was essential for egg development. Initially, first-instar nymphs developed into second-instar when provided only with water. However, the second-instar nymphs did not reach the third instar stage when only water was provided. The first-instar nymphs were fed eight different species of Poaceae, and the survival rates of individuals reaching adulthood in rice, sorghum, and wheat at the heading stage were 90.0%, 30.0%, and 26.7%, respectively, but only 6.7% for barley and 3.3% for Italian and barnyard millets. Individuals fed corn at the vegetative stage, died before attaining third instar, and in individuals fed common millet at the heading stage, died before adulthood. Moreover, Individuals who were fed rice at the early tillering stage, their survival rate to adulthood was 25%, which was lower than that of individuals fed rice at the heading stage. The developmental periods for the fourth- and fifth-instar nymphs of S. lurida fed rice plants at the heading stage were the shortest compared to those fed other Poaceae plants, averaging 8.5 and 12.1 d, respectively. Adult weight of S. lurida fed rice plants at the heading stage was 50.91 mg on average, which was higher than S. lurida fed rice plants at the early tillering stage and those fed sorghum and wheat plants at the heading stage. Collectively, these results suggest that rice plants are suitable in the heading stage for the development and survival of S. lurida nymphs.


Scotinophara lurida , Poaceae , Development , Survival , Indoor rearing

볏과 식물 8종에서 먹노린재의 발육 특성 비교

이유경, 최낙중, 김상민, 전재범, 임주락, 서보윤1*
국립식량과학원 작물기초기반과
1국립농업과학원 작물보호과

초록


벼의 주요 해충인 먹노린재의 실내 사육을 위해 발육 특성을 조사하였다. 먼저 알을 부화시키기 위해서는 수분 제공이 반드시 필요하였다. 부화한 1령 약충은 수분 제공만으로 2령 약충으로 발육이 가능하였다. 그러나 2령 약충은 수분 제공만으로는 3령 약충으로 발육하지 못하고 모두 사망하였다. 먹노린재 약충 1령기부터 볏과 8종의 식물을 제공했을 때 출수기의 벼에서 약충부터 성충으로 도달한 개체의 생존율은 90.0%로 가장 높았으며, 수수와 밀은 각각 30.0%, 26.7%였으며, 보리는 6.7%, 조와 피는 3.3%로 낮았다. 유묘기의 옥수수에서는 3령이 되기 전에 모두 사망하였고, 출수기의 기장에서는 성충이 되기 전에 모두 사망하였다. 유묘기의 벼에서는 성충에 도달한 개체의 생존율이 25%로 출수기의 벼보다 낮았다. 그러나, 유묘기의 벼에서 자란 1~2령 약충은 출수기 벼와 다른 볏과 식물보다 체중이 가장 무거웠다. 출수기의 벼에서는 4령과 5령 약충의 발육기간이 각각 평균 8.5일과 12.1일로 가장 짧았다. 출수기 벼에서 자란 먹노린재의 성충 몸무게는 50.91 mg으로 유묘기의 벼와 출수기의 수수와 밀에서 자란 먹노린재의 성충 몸무게보다 무거웠다. 이러한 결과를 종합하면 먹노린재 약충의 발육과 생존에 가장 적합한 기주식물로 출수기의 벼가 제안되었다.


먹노린재 , 볏과 식물 , 발육 , 생존율 , 실내 사육

    먹노린재(Scotinophara lurida)는 노린재목(Hemiptera) 노린재과(Pentatomidae) 홍줄노린재아과(Podopinae)에 속하며, 벼를 재배하는 한국, 일본, 필리핀 등 아시아 지역에 분포하고 있다(Mochida, 1998). 먹노린재의 성충은 몸 크기가 8~10 mm 정도이고 몸 전체가 광택이 없는 흑색이며 드물게 암갈색을 띠는 반면, 약충은 갈색이나 암갈색을 띤다(NAAS, 2005). 먹노린 재 성충의 전흉배판 앞 가장자리 양 끝에 옆쪽으로 난 뾰족한 돌기가 있고 방패판은 혀 모양이며 거의 배 끝까지 뻗어 있는 특징이 있다(NAAS, 2005). 국내에서 연 1세대 발생하며, 성충은 발생 지역 주변의 논둑, 산기슭의 낙엽과 돌 밑, 잡초 밑 흙 속에서 월동한다(Lee et al., 2004). 월동 후 성충은 5월 이후 논으로 이동해 6월 하순부터 7월 상순 발생 최성기를 보이고 8월 하순까지 알을 산란하는데, 월동 성충의 알에서 부화한 약충이 발육한 후 8월 중순부터 1세대 성충이 나타나기 시작해 벼 수확기에 월동처로 이동한다(Choi et al., 2020). 노린재류는 성충과 약충 모두 벼의 줄기와 이삭에 구침을 찔러 내용물을 흡즙하며(NAAS, 2005), 벼 품종과 이앙 시기에 따라 그 피해에 대한 차이가 있다. 특히 벼의 출수기가 노린재 성충의 발생 최성기와 겹치는 경우 피해가 심한 것으로 보고되었다(Seo et al., 2020). 국내 논에서 식하고 있는 노린재류는 21-28종으로 알려져 있으며, 이중 먹노린재와 갈색큰먹노린재(Scotinophara horvathi)는 일부 지역의 논에 피해를 일으키는데 대부분은 먹노린재가 더 높은 밀도로 발생하는 것이 보고된 바 있다(Kim and Lee, 2007). 먹노린재는 벼 포기 속에서 서식하는 습성 때문에 벼가 무성해지면 방제 효과는 매우 낮아지므로 세심한 관찰과 더불어 적기 방제가 중요하다(Lee et al., 2023). 국가농작물병해충관리시스템(NCPMS, https://ncpms.rda.go.kr/npms)에 의하면 2000년에 9,857 ha 발 생하였는데 2013년부터 친환경 농업이 확대되면서 먹노린재의 발생 면적이 점점 증가하여 2020년에는 40,506 ha 발생하였다. 먹노린재는 벼 수량과 품질에 영향을 미치기 때문에 효과적인 관리 기술이 시급하게 요구되고 있다.

    국내에서 먹노린재에 대한 연구는 먹노린재의 월동처와 생활사 및 기주식물(Lee et al., 2001;Lee et al., 2004), 먹노린재의 내한성 기작과 휴면유기 환경 조건(Cho et al., 2007;Cho et al., 2008), 기후변화에 따른 발생 시기 예측(Lee et al., 2016), 온도 의존 발육모형(Choi et al., 2020), 유기농업자재에 대한 방제 효과(Lee et al., 2023) 등에 대한 연구가 진행되었다. 먹노린재의 기주식물로는 동남아지역에서 벼를 비롯하여 사탕수수, 옥수수, 야생벼, 밀에서 기록되어 있고(Barrion, 1985), 국내에서는 식량 작물인 벼, 보리, 옥수수, 밀과 잡초인 피, 벗풀, 올방개, 너도방동 사니, 세모고랭이 9종을 확인하였다는 보고(Lee et al., 2001)가 있지만, 이들 식물에서 먹노린재 1령 약충부터 성충까지 충태별 생존율, 발육기간, 무게 등 발육과 생식 특성에 대한 연구가 부족 하여 정확한 기주식물 평가를 위한 추가 조사가 필요하다.

    따라서, 본 연구에서는 기존에 먹노린재 기주식물로 보고된 벼과 식물 8종에 대해서 먹노린재의 실내 발육 특성을 조사한 결과를 보고하고, 실내 사육 및 방제를 위한 기초자료로 제공하 고자 한다.

    재료 및 방법

    시험 곤충

    국내에서 지속적으로 먹노린재 피해가 보고되고 있는 전남 곡성(35°08' N, 127°14' E)과 여수(34°72' N, 127°58' E), 충남 서천(36°4' N, 126°42' E) 등 친환경 벼 재배단지에서 성충을 2021년부터 2022년까지 매년 6 ~ 10월에 채집하여 전북특별자치도 완주군 소재 국립식량과학원 곤충 사육실(35°50' N, 127° 02' E)에서 출수한 벼(품종: 보람찬)를 기주로 누대 사육하면서 시험에 이용하였다. 사육 및 발육 특성 조사를 위한 환경 조건은 온도 27 ± 1°C, 광주기 16L : 8D, 습도 60 ± 5%로 유지하였다.

    수분 공급 여부에 따른 먹노린재 알과 어린 약충기의 발육

    먹노린재의 실내 사육을 위해 수분 공급이 알 부화율과 1~2령 약충의 발육에 미치는 영향을 조사하였다. 실험방법으로는 Insect Breeding Dish(지름 10 cm, 높이 4 cm, SPL Life Sciences, Co., Ltd, Rep. of Korea) 바닥에 WhatmanⓇ 필터페이퍼(지름 9cm, cytiba, USA)를 깔고, 수분을 공급한 처리와 수분을 공급하지 않은 처리를 비교하였다. 수분공급을 위해 증류수를 면솜(지름 1 cm, 높이 1.5 cm)에 충분히 머금도록 하루에 한 번 주었다. 처리별로 알 부화율과 1령 약충, 2령 약충의 탈피율을 조사하였다. 알 부화율은 출수기의 벼에 산란된 알을 Insect Breeding Dish 내의 필터페이퍼에 처리별로 각각 40개씩 접종하고, 부화한 마릿 수를 조사하였다. 1령과 2령 약충은 각각 새로운 Insect Breeding Dish 내의 필터페이퍼에 갓 부화한 1령 약충과 갓 탈피한 2령 약 충을 1마리씩 처리별로 39 ~ 42마리를 개체 접종하고, 각각 2령과 3령이 될 때까지 수분을 공급한 처리와 수분을 공급하지 않은 처리에서 탈피 여부를 조사하여 탈피율로 환산하였다.

    볏과 식물 공급에 따른 먹노린재의 발육 특성

    볏과(Poaceae) 식물 8종을 대상으로 먹노린재의 기주식물별 발육 특성을 조사하기 위해 식물재배 유리온실에서 종자를 파종하고 실험을 위해 먹이식물로 제공하기 전까지 관리를 하였다. 유묘기의 벼(rice, Oryza sativa L.)와 옥수수(corn, Zea mays L.) 2종과 출수기의 벼, 밀(wheat, Triticum aestivum L.), 수수(sorghum, Sorghum bicolor (L) Moench), 보리(barley, Hordeum vulgare var. hexastichon (L.) Asch), 피(barnyard millet, Echinochloa utilis Ohwi & Yabuno), 조(Italian millet, Setaria italica (L) P. Beauv), 기장(common millet, Panicum milaceum L.) 7종을 먹이식물로 공급하면서 실험을 수행하였다. 본 실험에 사용된 볏과 식물 각각의 품종으로 벼는 보람찬, 옥수수는 그린백 찰, 밀은 금강, 수수는 남풍찰, 보리는 흰찰쌀, 피는 보라직, 조는 삼다찰, 기장은 금실찰이었다.

    실험방법으로는 먹이식물별로 아크릴 시험관 (지름 6 cm, 높이 20 cm)에 탈지면을 말아서 각각의 볏과 식물을 3줄기씩 고정시킨 탈지면을 시험관 바닥에 밀착시키고, 탈지면에 충분한 수분을 공급하여 준비한 후 누대사육 중인 먹노린재를 대상으로 갓 부화된 1령 약충을 1마리씩 준비된 시험관에 개체 접종하여 성충이 될 때까지 먹이식물별 20 ~ 30 반복으로 먹노린재의 발육 특성을 조사하였다. 실험 수행 중에 먹이가 오염되거나 부족하지 않도록 탈지면과 먹이식물을 수시로 교체하였다.

    발육 특성은 먹이식물별로 약충에서 성충 우화까지 24시간 간격으로 령기별 발육 기간과 탈피 후 무게를 조사하면서 사망 여부를 육안으로 확인하였다. 발육 기간은 약충의 탈피각을 확인하면서 탈피일을 기준으로 령기별 발육 기간을 산정하였고, 탈피가 확인된 개체는 탈피 후 1일차에 몸무게를 측정(DE/ BP6100, Sartorius, Federal Rep. of Germany)하여 령기별 몸무게 평균값을 산정하였다. 생존율은 먹이식물별로 처리한 총 개체수 대비 각각 령기별 생존수를 이용하여 환산하였다.

    통계 분석

    기주식물별 먹노린재의 발육 기간과 몸무게의 비교는 일원 배치 분산분석(ANOVA) 후 평균간 차이가 유의한 경우 Tukey’s HSD Test를 통해 5% 유의수준에서 비교되었으며, R 통계 프로그램(R Version 4.2.2)을 이용하여 분석하였다.

    결과 및 고찰

    수분 공급 여부에 따른 먹노린재 알과 어린 약충기의 발육 특성

    Insect Breeding Dish(지름 10 cm, 높이 4 cm) 안에 먹노린재의 알을 놓고 그 옆에 증류수로 적신 면솜(지름 1 cm, 높이 1.5 cm)을 통해 수분을 공급한 처리에서 먹노린재 알의 부화율은 91.7%였다. 반면에 먹노린재의 알 옆에 마른 면솜을 두어 수분을 공급하지 않은 처리에서는 알의 부화율이 0.0%로 큰 차이를 보였다(Table 1). 알에서 부화한 1령 약충에 먹이식물 제공없이 위와 같은 방법으로 수분만을 공급하였을 경우 2령 약충으로 100.0% 탈피하였지만, 마른 면솜만 주어 수분을 공급하지 않았을 경우에는 2령 약충으로 탈피하지 못하고 모두 사망하였다 (Table 1). 한편, 2령 약충은 위와 같은 방법으로 처리하였을 때 수분 공급 여부에 관계없이 3령 약충으로 탈피하기 전에 두 처리 모두 사망하였다(Table 1).

    노린재의 알은 난각이 발달하여 건조를 방지할 수 있고, 곤충의 겉껍질에 있는 왁스층은 수분의 증발을 방지해 주기도 하지만(Matesco et al., 2009;Chapman, 2013), 먹노린재의 알 속에서 배자가 발육하고 1령 약충으로 부화하기 위해서는 기본적으로 접하고 있는 사육실 온도 27 ± 1°C와 습도 60 ± 5% 환경보다 더 높은 습기가 요구되는 것으로 보인다. 실제로 논의 벼에 먹노린재가 알을 낳는 위치는 대부분 습기가 높은 수면 위 2 ~ 10 cm 사이에서 관찰된다고 알려져 있다(Lee et al., 2001). 먹노린재는 논과 같은 습지에 살기 때문에 그러한 환경 조건에서 단순히 기공을 통한 확산만으로 알의 수분 손실이 치명적이지 않아 알의 호흡에 따른 수분 손실을 방지하기 위한 특별한 기공 구조가 필요하지 않을 것으로 보인다(Boo et al., 2005). 따라서 본 실험이 진행된 사육실 환경 안에서 볏잎에 산란된 먹노린재 알을 떼어 모아 둔 Insect Breeding Dish (지름 10 cm, 높이 4 cm)에서 알의 호흡에 의한 수분 손실을 보상하고 안정적으로 먹노린재 알을 부화시키기 위해서는 추가적인 수분 제공이 반드시 필요한 것으로 판단된다.

    한편, 본 연구에서 먹노린재 1령 약충은 수분 제공만으로 2령 약충으로 발육이 가능하였다. 그러나 먹노린재 2령 약충은 수분 제공만으로는 3령 약충으로 발육하지 못하고 모두 사망한 결과로부터 2령 약충기부터는 수분 외에 발육에 필요한 영양분 공급이 필수적인 것으로 판단된다. 이는 톱다리개미허리노린재에서 약충과 성충의 발육 및 생존에 1령 약충을 제외하고는 먹이가 필요하다는 보고(Leal et al., 1995;Nakajima et al., 2010)와 유사하였다. 또한 톱다리개미허리노린재 1령 약충은 주변 식물의 물관 수액이나 식물 표면에 묻어 있는 물기 등으로부터 수분을 1 ~ 2회 빨아 먹으며 2령기까지 생존이 가능하였다(Seo, unpublished data). 먹노린재의 경우 12 ~ 14 개 정도의 알을 2 ~ 3 열로 붙여 한 모둠으로 낳는데 알에서 부화한 1령 약충은 대부분 2령 약충이 될 때까지 모여 있으면서 주변 환경으로부터 몸을 보호하고 벼로부터 수분을 흡즙하면서 생존율을 높이는 것으로 추정된다(Kim and Lee, 2007). 노린재과(Pentatomidae) 의 1령 약충은 보통 알에서 부화한 직후 흩어지지 않고 서로 모여 있는데 이는 연약한 상태의 몸을 주변의 건조한 환경과 천적 등으로부터 보호하기 위한 행동으로 추정한다(Fucarino et al., 2004, Pal et al., 2023). 따라서 노린재과에 속하는 먹노린재도 알에서 부화한 직후 1령 약충기 동안 생존율을 높이기 위해 모여 있으면서 발육과 생존을 위해 일정량의 수분 외에 벼로부터 영양분을 필수적으로 얻기 위해 활발하게 먹이활동을 하지 않아도 되도록 진화한 것으로 보인다.

    볏과 식물별 먹노린재 약충의 생존율

    먹노린재의 기주식물로 알려진 볏과 식물 8종(Barrion, 1985;Lee et al., 2001)을 먹이로 공급하면서 먹노린재의 충태별 생존율을 조사한 결과, 먹노린재 1령 약충은 8종 모두에서 100.0% 생존하였고, 2령 약충은 수수와 조, 피에서 생존율 96.7, 93.3, 96.7%로 약간 떨어졌고, 나머지 벼, 옥수수, 기장, 밀, 보리에서는 100.0% 생존하였다(Table 2). 옥수수 유묘의 경우, 먹노린재는 2령 약충 단계까지 도달이 가능했지만, 3령 약충 단계까지는 생존하지 못하고, 2령 약충기에 모두 사망하였다(Table 2). 3령 약충부터는 벼(생존율 100.0%)를 제외하고 생존율이 일부 식물에서는 급격하게 떨어졌는데, 피 23.3%, 기장 36.7%, 조 43.3%, 수수 70.0%, 보리 90.0%, 밀 93.3%였다. 4령 약충부터 성충까지는 생존율이 급격하게 떨어져 출수기 벼에서만 생존율이 90.0%인 반면, 기장에서는 5령 약충까지 조사 개체의 10.0%까지만 도달하였으며 5령 약충 단계에서 모두 사망하였고, 성충까지의 생존율이 조와 피는 3.3%, 보리 6.7%였고, 수수 26.7%, 밀 30.0%였으며, 유묘기 벼에서도 성충까지의 생존율은 25.0%에 불과하였다(Table 2).

    볏과 식물 8종에 대한 먹노린재 충태별 생존율로 볼 때 1, 2령 약충은 생존율이 비교적 높았는데 이는 알에서 갓 부화한 약충은 충분한 먹이가 없어도 식물이나 주변 환경에서 수분을 섭취함으로써 생존할 수 있기 때문으로 추정이 가능하다(McQuate and Connor, 1990). 그러나 3령 이후부터는 벼를 제외한 7종의 기주식물에서 생존율이 급격하게 떨어졌으며, 먹노린재가 선호하는 기주식물에 따라 섭취량이 다르고 영양분이 충분하지 못 하거나 먹노린재에 대한 항생성 물질(e.g., allelochemicals) 등 의 이유로 추정된다(Naresh and Smith, 1983;Ruberson et al., 1986;Smith, 2005). 다만, 밀과 수수의 경우 성충까지의 생존율이 30% 정도로 먹노린재가 선호하지는 않지만, 벼와 같은 기주 식물이 없는 상황에서는 이들도 기주식물이 될 가능성이 있을 것으로 보인다. 또한 보리, 밀, 유묘기 벼는 5령 약충에서 성충으 로 발육하는데 생존율이 약 50% 이상 감소하였다. 이는 먹이공급 조건이나 실험실 내 환경 조건의 오차로 보여질 수 있으나 (Naresh and Smith, 1983) 출수기의 벼에서도 5령 약충까지 97.6%에서 성충 90%로 소폭 감소하는 것으로 보아 먹노린재가 5령 약충에서 생식기능이 발달하는 성충으로 발육하는데 필수적인 영양분이 요구되는 것으로 추정된다. 벼의 잎집은 출수 전까지 일시적인 전분 저장소 역할을 하며, 출수기부터 이삭에 탄소(C)를 공급하는 조직으로 전환되며(Chen and Wang, 2008), 벼의 출수기에 질소(N)는 수확량, 단백질 함량 등에 중요한 역할을 하는 다량 영양소로 보고되어 있다(Padhan et al., 2023). 이러한 기주 식물이 가지고 있는 탄소, 질소, 대사물질 등은 초식성 곤충의 번식력에 직접적으로 영향을 주며, 알의 크기와 산란 수에도 영향을 미친다는 보고가 있다(Awmack and Leather, 2002). 이러한 결과를 통해 옥수수, 기장, 조, 피는 먹노린재 약충의 생존율이 극히 낮아 먹노린재의 기주식물이 될 가능성이 매우 낮은 것으로 여겨진다.

    볏과 식물별 먹노린재 약충의 발육 기간

    볏과 식물 8종을 먹노린재 1령 약충부터 먹이식물로 제공하여 얻은 각각의 약충 발육 기간 조사 결과(평균값 ± 표준편 차)Table 3에 정리하였다. 먹노린재 약충 전체 발육 기간은 출수기 벼에서 평균 43.1일로 가장 짧았고, 밀 43.3일, 수수 46.9일 순으로 비슷하였으며, 유묘기 벼에서는 총 발육기간이 66.6일로 통계적으로 유의하게 발육 기간이 길었다. (F = 19.740; df = 3, 45; p < 0.0001). 볏과 식물별 령기별 발육 기간은 출수기 벼에서 1령 3.8일, 2령 10.6일, 3령 7.6일, 4령 8.5일, 5령 12.9일로 발육 기간이 가장 짧았다. 이에 비하여 1령은 피에서 발육 기간이 4.7일로 가장 길었고, 수수 3.6일, 조 3.4일로 가장 짧았다. 2령 기간은 기장과 조에서 16일 정도로 길었으며, 보리에서 8.5일로 가장 짧았다. 3령 기간은 출수기의 기장에서 13.1일로 가장 길었고, 출수기 수수에서 7.4일로 가장 짧았다. 4령 기간은 기장에서 20.3일로 가장 길었고, 나머지 식물들에서는 출수기 벼에 비해 긴 경향이었다. 5령 기간은 유묘기 벼에서 27.2일로 가장 길었고 출수기 벼에서 12.9일로 가장 짧았다(Table 3).

    실험 도중 성충 단계까지 발육하지 못하고 모두 사망한 옥수수, 기장을 제외하면, 1령은 3종(수수, 조, 피), 2령은 5종(출수기 벼, 수수, 조, 피, 보리), 3령도 5종(유묘기 벼, 조, 피, 밀, 보리), 4 령은 유묘기 벼를 비롯한 모든 식물, 5령은 유묘기 벼 등에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 이에 볏과 식물별로 먹노린재의 1령에서 5령 약충령기에 따른 발육 기간은 다양한 양상이 나타났다(Table 3). 특히 유묘기 벼는 3령 이상에서 대체로 출수기 벼에 비해 생존율이 떨어지고, 발육 기간도 길어져 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며(Table 3), Seo et al. (2020)는 흑다리긴노린재의 약충과 성충이 벼의 출수 직후 단 계에서 등숙률에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 보고하고 있어, 벼의 생육 단계별 영양성분 생산의 변화에 따른 발육과 생식에 필요한 영양분 확보를 위한 노린재류의 섭식행동 변화 관련성 여부 등에 대한 추후 보다 정밀한 검토가 필요할 것으로 보인다.

    볏과 식물별 먹노린재 약충의 령기별 무게

    볏과 식물 8종을 먹노린재 1령 약충부터 먹이식물로 제공하여 얻은 각 처리 식물에서 약충 령기별 몸무게 조사 결과(평균값 ± 표준편차)와를 Table 4에 정리하였다. 출수기 벼에서 먹노린재 약충의 령기별 몸무게는 1령 0.36g, 2령 0.48g, 3령 1.94g, 4 령 6.62g, 5령 18.73g, 성충 50.91g으로 발육이 가장 좋은 것으로 추정된다. 이에 비해 다른 볏과 식물별로는 1령의 경우 유묘 기 벼에서 0.44g으로 가장 무거웠고, 밀, 보리에서 각각 0.30g, 0.26g으로 가장 가벼웠으며, 나머지 5종은 비슷하였다. 2령은 피와 기장, 유묘기 벼에서 출수기 벼보다 무거웠고, 밀과 보리는 비슷하였으며, 수수와 조에서 출수기 벼보다 가벼운 경향이었다. 3령은 기장에서 2.79g으로 가장 무거웠고, 나머지 7종은 비슷하였다. 4령은 출수기 벼에서 6.62g으로 가장 무거웠고, 보리, 기장, 수수, 피, 밀은 비슷하였으며, 조와 유묘기 벼에서는 상대적으로 무게가 가벼웠다. 5령은 출수기 묘에서 18.73g으로 가장 무거웠고, 기장, 수수, 조, 피, 밀, 보리에서 비슷하였으며, 유묘기 벼에서만 무게가 통계적으로 유의하게 낮았다 (F = 2.784; df = 4, 86; p = 0.0223). 성충은 출수기 벼와 수수에서 몸무게가 비 슷하였고, 출수기 밀, 보리, 조, 유묘기 벼에서 몸무게가 가벼웠고, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(F = 7.169; df = 3, 44; p = 0.0005).

    실험 도중 성충 단계까지 발육하지 못하고 모두 사망한 옥수수, 기장을 제외하면, 먹노린재 령기별 무게는 실험 식물에 따라 매우 다양하게 나타났지만, 1 ~ 2령은 출수기 벼에 비해 유묘기 벼에서 무게가 가장 무거웠고, 피와 보리에서 비슷하였으며, 수수와 조에서 무게가 가장 가벼웠다. 그러나, 3령 이상에서는 출수기 벼에 비하여 유묘기 벼에서 무게가 가볍게 나타났으며, 4령부터 성충까지는 출수기 벼에서 무게가 가장 무거웠다. 이는 앞에서 생존율과 발육 기간으로 볼 때 기주식물로서 가능성이 있었던 출수기 벼, 수수, 밀 중에서 출수기 벼가 먹노린재의 기주식물로 가장 적합한 것으로 판단되었다. 그 다음으로 출수기 수수, 밀 순으로 먹노린재의 기주식물로 적합한 것으로 판단되며, 나머지는 생존율도 낮고, 발육 기간이 길거나 몸무게가 가벼워 먹노린재 발육에 적합하지 않은 것으로 여겨진다.

    한편, 1 ~ 2령은 유묘기 벼에서 몸무게가 무거웠고, 3령 이상부터 출수기 벼보다 유묘기 벼에서 몸무게가 가벼워진 이유는 먹노린재의 성충 발육에 필요한 영양분이나 그 영양분 함량이 출수기 벼와 연관성이 있는 것으로 추정된다. 또한 몸집이 작고 연약한 먹노린재 1 ~ 2령 약충은 상대적으로 유묘기 벼와 같이 연약한 식물을 더 선호하는 것으로 여겨지며, 3령 이상에서는 연약한 유묘기 식물보다는 성숙한 식물의 잎 등 다양한 부위를 섭식하면서 필요한 영양분을 얻는 것으로 추정된다(Naresh and Smith, 1984;Seo et al., 2020).

    이상의 결과에서 먹노린재는 볏과 식물 중에서도 출수기의 벼가 가장 적합한 기주식물로 평가되었으며, 벼를 제외한 다른 볏과 식물에 비해 생존율이 비교적 높았던 출수기의 수수와 밀에서도 어느 정도 생존 가능성이 있지만, 주요한 기주식물은 아닐 가능성이 높을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구의 결과로 볼 때 Barrion (1985)과 Lee et al. (2001)이 보고한 먹노린재의 기주식물 중 옥수수와 피, 밀, 보리 등에 대해서는 기주식물로서 정밀한 재평가가 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 볏과 식물별 약충의 발육 영향에 한정되어 있어 기주식물에 영향을 받는 성충의 생식 특성(Awmack and Leather, 2002)에 대한 정보가 부족하다. 이를 위해서는 실제로 야외와 실내에서 먹노린재 성충이 볏과 식물에서 산란(e.g., 산란양 등) 및 먹이활동(e.g., 섭식량 등)을 얼마나 하는지와 기주 선호성 등에 대한 추가적인 조사가 필요할 것으로 판단된다.

    사사

    본 연구는 2024년도 농촌진흥청 국립식량과학원 전문연구원 과정 지원사업과 농촌진흥청 시험연구사업(PJ015967022024)에 의해 수행되었으며 이에 감사드립니다.

    저자 직책 & 역할

    • 이유경:국립식량과학원, 박사후연구원; 실험설계, 실험수행, 자료수집 및 분석, 논문작성 및 수정

    • 최낙중:국립식량과학원, 농업연구사; 자료수집 및 분석

    • 김상민:국립식량과학원, 농업연구사; 자료 수집 및 논문 검토

    • 전재범:국립식량과학원, 농업연구사; 자료수집 및 분석

    • 임주락:국립식량과학원, 농업연구관; 논문 작성 및 검토

    • 서보윤:국립농업과학원, 농업연구관; 실험설계, 자료 분석, 논문 수정 및 검토

    모든 저자는 원고를 읽고 투고에 동의하였음.

    Figure

    Table

    Hatching rates (%) of eggs and molting rates (%) of the first and second instar nymphs of Scotinophara lurida under the two conditions (wet cotton vs. dry cotton)

    Survival rates (%) of Scotinophara lurida individuals reaching the next developmental stage after feeding on eight plant species of Poaceae from the first instar nymphal stage

    aR phase : a heading stage of reproductive phase
    bV phase : an early tillering stage of vegetative phase

    Developmental periods (days, mean ± SD) at each nymphal stage of Scotinophara lurida after feeding on eight plant species of the Poaceae from the first instar nymphal stage

    aV phase : an early tillering stage of vegetative phase
    bR phase : a heading stage of reproductive phase
    cMeans followed by a common letters in the same column are not significantly different by Tukey’s HSD test at the 5% level of significance.

    Body weights (mg, mean ± SD) at each nymphal and adult stage of Scotinophara lurida after feeding on eight plant species of the Poaceae from the first instar nymphal stage

    aV phase : an early tillering stage of vegetative phase
    bR phase : a heading stage of reproductive phase
    cMeans followed by a common letters in the same column are not significantly different by Tukey’s HSD test at the 5% level of significance.

    Reference

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    Vol. 40 No. 4 (2022.12)

    Journal Abbreviation Korean J. Appl. Entomol.
    Frequency Quarterly
    Doi Prefix 10.5656/KSAE
    Year of Launching 1962
    Publisher Korean Society of Applied Entomology
    Indexed/Tracked/Covered By