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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.28 No.4 pp.547-552
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2016.28.4.547

Mummy Survival Rate and Fecundity Number of Encarsia formosa Gahan and Eretmocerus eremicus (Rose) according Storage Temperature

Chang Woo Ji, Chang-Gyu Park, Bueyong Park, Jeong-Hwan Kim, Byeong Ryeol Choi†
Crop Protection Division, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration (RDA), Wanju 55365, Korea
Corresponding author: +82-63-238-3285; jichangwoo@korea.kr
August 3, 2016 October 14, 2016 October 28, 2016

Abstract

The survival rate and number of parasitized host of Encarsia formosa Gahan and Eretmocerus eremicus Rose were observed at low temperature conditions (6, 8, 10 and 12 ± 1°C, RH 70 ± 10%, in dark condition. Mummy of Encarsia formosa was stored at 12°C, for 70% of the mummies survived for 10 days. After 6-days storage at 12°C, number of parasitized host of the parasitoids was decreased to 35.9 (67.6%, compared to control). Mummy of Eretmocerus eremicus was stored at 12°C, and 70% of the mummies survived for 14 days. After 6-days storage at 12°C, number of parasitized host was decreased to 31.6 (83.6%, compared to control). Our results suggest that 12°C was most suitable temperature for storage of Encarsia formosa and Eretmocerus eremicus.


저장 온도에 따른 온실가루이좀벌(Encarsia formosa Gahan)과 황온좀벌 (Eretmocerus eremicus (Rose)) 머미의 생존율과 기생수

지 창우, 박 창규, 박 부용, 김 정환, 최 병렬†
농촌진흥청 국립농업과학원 작물보호과

초록


    Rural Development Administration
    PJ010134

    천적의 지속적인 공급과 계획적 사용을 위해 천적의 수명 을 효과적으로 연장하기 위한 방법으로 저온 저장법이 널리 사 용되고 있다(Mcdonald & Kok, 1990; Venkatesan et al., 2000; Colinet & Boivin, 2011). 천적의 저온저장은 해충 방제 전략을 유연하게 할 수 있으며, 상품생산을 위한 대량사육과 실험실에서 천적 계통의 안정적 유지에도 도움이 된다(Colinet & Boivin, 2011). 천적은 생물제품이므로 장기간의 저온저장 은 품질 저하를 유발하기 때문에 천적 고유의 특성에 미치는 영향을 최소화 할 수 있는 저장온도와 기간 등을 우선적으로 밝히는 것이 중요하다(Gillespie & Ramey, 1988; Morewood 1992; De Clercq & Deghelle, 1993). 그리하여 천적의 이용 성과 효용성 제고를 위해 1934년 이후부터 천적의 저온저장에 관한 연구가 많이 이루어져왔다(King, 1934; Schread & Garman, 1934; Morewood 1992; De Clercq & Deghelle, 1993). 그 결과 천적은 각 종의 진화적 적응과정을 거친 결과 로, 저온에 대한 내성은 종에 따라 다양한 것으로 알려져 있다 (Leopold, 1998).

    온실가루이좀벌(Encarsia formosa Gahan)은 온실에서 담배가 루이(Bemisia tabaci (Gennadius))와 온실가루이(Trialeurodes vaporariorum Westwood)의 천적으로 많이 사용하고 있다 (Simmons & Minkenberg, 1994; Greenberg et al., 2002). 온 실가루이좀벌은 시설하우스에서 재배되는 대부분의 작물을 가 해하는 담배가루이와 온실가루이의 기생성 천적으로 무엇보다 저장 방법의 표준화가 중요하여 이에 관한 연구가 많이 이루어 져 왔다(Scopes et al., 1973; Albert 1987; López & Botto, 2005). Scopes 등(1973)에 의하면 온실가루이좀벌의 번데기는 13°C에서 20일 동안 생존이 가능하였고 우화율은 68%로 조사 되었다. 하지만 우화 후 성충의 기생수 연구는 아직 없다. Albert (1987)는 6, 8, 12°C에서 온도에서 온실가루이좀벌의 기 생 기간에 따른 우화율을 조사하였는데, 기생 후 16-17일 째의 머미를 12°C에 저장하였을 때 우화율이 78%에서 83%로 가장 높다고 하였다. López & Botto (2005)는 11.5°C에서 온실가루 이좀벌의 머미가 4주간 생존이 가능하다는 것을 보고하였고, 저 온 저장 후 성충의 기생수는 2주째 평균 14마리에서 3주째 평균 4마리로 감소하는 것으로 보고하였다(López & Botto, 2005). 하지만 이들의 연구는 1주일 간격으로 머미의 우화율 과 성충의 기생수를 조사하였고, 성충의 기생수 조사도 개체 수(9 - 10마리)가 적었기 때문에 온실가루이좀벌의 가장 유리 한 저온 저장조건을 구명하기 위해서는 보다 정밀한 연구가 요구된다.

    황온좀벌(Eretmocerus eremicus Rose)도 다양한 작물에서 담배가루이의 생물적 방제를 위해 사용하고 있는 기생성 천적 이다(Rose & Zolnerowich, 1997; Headrick et al., 1999; Bellamy et al., 2004). 황온좀벌의 저온 저장에 관한 연구는 현재까지 12°C에서 머미의 생존율에 관한 것이 유일하다 (Luczynski et al., 2007). 하지만 이 연구도 역시 1주일 간격 으로 머미의 생존율만 조사하였고, 우화 후 기생수는 조사되 지 않아 보다 자세한 연구가 필요하다.

    본 연구는 6, 8, 10 및 12°C의 항온 조건에서 온실가루이 좀벌과 황온좀벌의 우화율을 2 ~ 4일 간격으로 조사하였다. 아 울러 저온 저장 후 우화한 이들 기생성 천적 성충의 저장기간 에 따른 기생수를 조사하여 천적의 이용성 및 효용성 제고를 위한 최적의 저온저장 온도를 구명하고자 하였다.

    재료 및 방법

    최적 저장온도 조사

    가루이류의 기생성 천적인 온실가루이좀벌과 황온좀벌은 2009년 동부팜세레스에서 구입하였다. 이들 기생봉은 담배 (Nicotiana tabacum, Virginia Burley) 잎을 제공하면서 사육 한 온실가루이(Trialeurodes vaporariorum Westwood) 약충을 기주 제공하면서 사육실(25°C, 16L:8D)에서 누대 사육한 개체 를 이용하였다. 기생봉의 저온저장은 6, 8, 10 및 12°C로 설 정한 항온기(JP/LH-30-8CT, NK System, Korea, Suwon)를 이용하였고, 4가지 온도로 설정된 항온기(상대습도 70 ± 10%, 24시간 암조건)내의 온도를 정밀하게 측정하기 위하여 데이터 로거(UX100, HOBO, USA, Bourne)를 이용하였다.

    기생봉의 저온 저장온도는 성충과 유충(가루이류 머미)으로 구분하여 조사하였다. 성충은 가루이 머미에서 우화 1일 후 성 충을 1마리씩 마이크로튜브(CroTain, Korea, 1.2ml)에 넣어 총 100마리를 4가지 온도조건에 저장하였다. 각각의 온도에 저장한 기생봉 성충의 생존여부는 현미경(OAM24NS, Dongwon, Korea)을 이용하여 일별로 조사하였다. 유충은 접종하여 18일된 머미를 부드러운 붓(Hwahwong, 320 series, Korea) 을 이용하여 조심스럽게 떼내어 바이알(20ml, Kartell®, Italy, Milano)당 50마리씩 넣어 설정한 온도에 저장하였다. 사육실 에서 사육한 기생봉을 갑자기 저온으로 설정된 항온기로의 저 장에 따른 급격한 온도차의 충격을 완화하기 위하여 저장하기 전부터 4시간 간격으로 항온기의 온도를 25°C에서 5°C씩 낮 춰가면서 설정한 저온에 근접한 온도로의 적응과정을 거친 후 저장하였다. 저온온도별 저장기간에 따른 온실가루이좀벌의 우 화수는 저장 후 3 - 4일 간격으로 머미 50개를 담은 바이알을 1개씩 꺼내어 25°C 항온기에 넣고 매일 조사하였다.

    저장 기간별 기생수

    저온 저장 후 우화한 온실가루이좀벌과 황온좀벌의 생식능 력을 조사하기 위해 온실가루이 2 ~ 3령 유충에 대한 기생수 를 조사하였다. 비닐폿트(직경 8 cm × 높이 7 cm)에 담배를 직파하여 약 4주간 재배 후, 담배 잎의 크기가 15-20 cm되면 1개의 잎만 남기고 나머지를 모두 제거하였다. 1개의 잎만 남 은 담배에 온실가루이 성충을 접종하여 2 - 3일간 산란을 유도 하였다. 담배 잎에 산란된 온실가루이 알에 대한 기생봉의 기 생여부는 사육실(25°C, 16L:8D)에서 발육시키면서 온실가루이 가 2 - 3령 유충이 되면 플라스틱 통(18 cm × 18 cm × 30 cm, 입국 직경 14.5 cm, 8L, Daemyungplacon, Korea, Daegu)에 넣어 조사하였다.

    온실가루이좀벌과 황온좀벌 머미는 저온저장 조사와 같은 방 법으로 수거하여 12 ± 1°C 및 70 ± 10%의 온·습도 조건에 암조 건으로 24시간 저장한 후, 우화한 기생봉 암수 1쌍을 앞서 준 비한 온실가루이 2-3령 유충이 접종된 담배와 함께 사육 용기 에 넣어 기생수를 조사하였다. 기생봉의 기주곤충인 온실가루 이좀벌과 황온좀벌은 항온기(25 ± 1°C, 70 ± 10%, 16L : 8D)에서 수명이 다할 때까지 산란토록 하였고, 접종 14-15일 후 온실 가루이좀벌과 황온좀벌이 산란한 담배 폿트를 꺼내어 기생된 머미수를 조사하였다. 기생봉에 의한 기생수에 대한 통계 분 석은 Matlab을 이용하여 다중비교검정(Tukey test)으로 각 처 리별 평균값을 비교하였다.

    결과 및 고찰

    온실가루이좀벌의 적정 저장 온도 구명 및 기생수 조사

    온실가루이좀벌 유충(머미)과 성충의 저장온도에 따른 생존 율은 Fig. 1과 같다. 온실가루이좀벌 머미의 저장 온도별 생존 율은 12°C에서 가장 높았으며 70% 생존기간은 10일 이었다. 12°C 저장 20일째에 머미의 생존율이 올라가나 이는 실험 오 차로 판단된다. 6 ~ 10°C에서 70% 생존율 기간은 3일로 12°C 에 비해 짧았다. 이러한 결과는 10°C 이하의 저장온도에서 온 실가루이좀벌 유충의 생존율이 낮다고 보고한 다른 연구자의 결과와 비슷하였다(Albert, 1987; López & Botto, 2005). 온 실가루이좀벌의 온도에 따른 발육 연구에서는 전성충 기간(preimaginal stages)의 발육 최소 온도가 10.5 ~ 13.3°C로 조사되 었다(Hoddle, 1998). 이는 10°C 이하의 낮은 온도에서의 생존 율이 떨어지는 것과 연관이 있을 것으로 판단되고 그 이상의 온도에서는 발육이 정상적으로 진행되어 저온 저장을 통한 발 육 억제가 감소하는 것으로 판단된다(van Lenteren & van der Schaal, 1981; Enkegaard, 1993).

    저장 온도별 성충 70% 생존 기간은 6°C가 15일로 가장 길 었으며, 12°C가 11일로 가장 짧았다. 25°C에서 온실가루이좀 벌 성충 수명은 약 25 ~ 30일로 보고되었으며(Qiu et al, 2004), 일반적으로 기생봉의 저온 저장은 성충 수명에 부정적 영향을 주는 것으로 알려져 있다(Colinet & Boivin, 2011). 이는 해부학적인 연구를 통해 저온 충격(cold shock)에 의한 조직 손상 조사와 같은 추가적인 조사를 통해 알 수 있을 것 이다. 온실가루이좀벌의 머미와 성충을 15일 이내로 저온 저 장한 경우 생존율은 머미보다 성충에서 높았다. 하지만 오늘 날 온실가루이좀벌은 머미로 상품화되어 이용되고 있어 머미 를 가장 잘 저장할 수 있는 온도를 찾는 것이 중요하고, 성충 의 저장온도에 관한 정보는 참고자료로 활용할 수 있을 것으 로 여겨진다.

    12°C에서 온실가루이좀벌 머미의 저장기간에 따른 온실가루 이 약충에 대한 기생수를 조사한 결과는 Table 1과 같았다. 3, 6, 9 및 13일 저장에 따른 온실가루이좀벌 머미에 의한 온 실가루이의 기생수는 각각 51.3, 35.9, 13.8, 4.9개로 저장기간 이 길어질수록 줄었으며, 기생율은 무처리에 비해 96.6, 67.6, 25.9, 9.3%로 저장기간에 길어질수록 낮아졌다. 저장기간에 기 생수는 6일까지는 무처리와 차이가 없었으나, 9일부터는 무처 리와 유의한 차이가 있었다(F0.05(1),9,248 = 1.91, P < 0.0001). 특히 저장기간이 13일이 경과하면서 기생봉에 의한 기생수가 급격히 줄어들었고, 27일 이상의 저장에서는 거의 산란하지 않았다. 이는 저온 충격에 의한 조직 손상 때문인 것으로 예 상되며, 저장 기간에 따른 생식 기관의 해부학적인 조사가 차 후 필요할 것으로 판단된다. 온실가루이좀벌 유충의 12°C 저 장에서 70% 생존율을 나타내는 저장기간은 10일로 저온저장 으로 인한 기생봉의 기생율은 무처리에 비해 25%나 낮았다. 저온 저장 시 생존율에 대한 특별한 기준은 현재 없으나 천적 의 상품성을 고려할 때 최소 70% 이상이 생존해야 할 것으로 판단된다. 하지만 저온 저장 후, 우화한 성충의 기생수에 관한 기준은 천적 품질 가이드라인(van Lenteren et al., 2003)에서 찾아볼 수 있다. 천적 품질 가이드라인에 따르면 온실가루이 좀벌은 우화 후 4일까지 1일 기생수가 7마리가 되도록 권장 하고 있다. 이러한 점을 고려하면 온실가루이좀벌의 저온 저 장기간은 다음 세대수를 고려하면 6일까지 저장하는 것이 바 람직한 것으로 여겨진다.

    황온좀벌의 적정 저장 온도 구명 및 기생수 조사

    황온좀벌 유충(머미)과 성충의 저장온도에 따른 생존율은 Fig. 2와 같다. 황온좀벌 머미의 저장 온도별 70% 생존 기간 은 저장온도 6, 8, 10 및 12°C에서 각각 2, 5, 5, 12일로 12°C가 가장 생존율이 높고, 6°C가 가장 짧았다. 저장온도 12°C에서 14일과 26일에는 머미의 생존율이 다소 올라가나 이 는 실험오차로 판단되며 시간이 지날수록 생존율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 황온좀벌도 온실가루이좀 벌과 마찬가지로 10°C 이하의 온도에서는 저온 저장성이 많 이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 또한 Luczynski 등(2007)의 연구에서도 10°C 이하의 황온좀벌 유충의 누적 우화율이 크 게 감소하였던 것과 동일하였다.

    성충의 저장 온도별 70% 생존 기간은 저장온도 6, 8, 10°C에서 2일에 불과하였지만 12°C에서는 5일로 다소 길었다. 앞서 밝혔듯이 저온 저장 시 기생봉 성충의 수명은 감소한다 는 것이 알려져 있으며, Colinet 등(2006)의 연구에서도 Aphidius colemani의 수명이 2 ~ 4°C에서 1일로 짧아졌다는 것을 보였다. 머미 저장과 성충저장을 비교하면 온실가루이좀 벌과 달리 머미 저장 생존율이 성충저장에 비하여 전체적으로 높았으며, 가장 생존율이 높은 온도는 머미로 저장한 12°C이 었다.

    황온좀벌 머미를 12°C에 저온저장 후 시기별로 꺼내어 25°C에서 우화시켜 온실가루이 약충에 기생한 수를 조사한 결 과는 Table 2와 같았다. 저장 기간 2, 4, 6 및 8일에 기생수 는 각각 37.0, 24.4, 31.6, 13.5개로 무저장 대비 기생율은 각 각 98.1, 64.7, 83.8, 35.8%였다. 다중비교검정을 통해 평균값 을 비교한 결과, 6일까지의 기생수는 무저장 기생수와 차이가 나지 않았으나 8일 이후부터는 무저장 기생수와 차이가 있었 다(F0.05(1),12,298 = 1.78, P < 0.0001, Table 2). 저장 16일 이후 에는 기생수가 급격히 줄어들어 저장 20일경에는 거의 산란하 지 않는 것으로 조사되었다. 황온좀벌 유충의 적정 저장 온도 12°C에서 70% 생존율 12일을 적용하면 저장 후 기생수는 13.4개며 이는 무저장 대비 35.5%이다. 하지만 천적 품질 가 이드라인(van Lenteren et al., 2003) 기준에 의하면 황온좀벌 이 우화 후 4일까지 1일당 15개의 기생수를 유지하여야 한다. 따라서 저장에 따른 기생수를 감안하면 12°C에서 6일 저장이 바람직할 것으로 생각된다.

    이상의 결과를 종합해 볼 때, 온실가루이좀벌과 황온좀벌 머 미의 저장은 12°C에서 약 10일에서 12일까지 가능한 것으로 판단된다(Fig. 12). 하지만 우화한 성충의 기생수가 12°C 저장 6일 이후에는 천적 품질 가이드라인에 적합하지 않으므 로 두 천적의 저장은 6일까지 저장하는 것이 좋을 것으로 사 료된다.

    적 요

    저온(6, 8 10 및 12°C) 저장에 따른 온실가루이좀벌과 황온 좀벌의 생존율과 기생수 조사 결과는 다음과 같았다.

    1. 온실가루이좀벌 머미의 생존율은 12°C에서 가장 높았으 며, 70% 생존율은 10일로 가장 길었다. 성충의 70% 생존 기 간은 6°C에서 15일로 가장 길었으며, 12°C에서 11일로 가장 짧았다.

    2. 12°C에서 온실가루이좀벌 머미의 저장기간 3, 6, 9 및 13일에 따른 온실가루이 약충에 대한 기생수는 각각 51.3, 35.9, 13.8, 4.9개로 조사되었다. 천적 품질 가이드라인의 기생 수를 고려하면 12°C에서 6일 이내로 저장하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

    3. 황온좀벌 머미의 생존율도 12°C에서 가장 길었으며, 70% 생존율은 12일로 가장 길었다. 또한 성충의 70% 생존율도 12°C에서 5일로 가장 길었다.

    4. 12°C에서 황온좀벌 머미의 저장기간 2, 4, 6 및 8일에 따른 온실가루이 약충에 대한 기생수는 각각 37.0, 24.4, 31.6, 13.5개로 조사되었다. 온실가루이좀벌과 마찬가지로 6일 까지만 저장해야 한다.

    5. 따라서 생존율과 기생수를 고려할 때, 온실가루이좀벌과 황온좀벌 머미는 12°C에서 6일 이내 저장하는 것이 좋은 것 으로 판단된다.

    사 사

    본 연구는 농촌진흥청 국립농업과학원 농업과학기술 연구개 발사업(과제번호: PJ010134)의 지원에 의해 이루어졌다.

    Figure

    KSIA-28-4-547_F1.gif

    Survival rate of Encarsia formosa mummy and adult stored at low temperature (6, 8, 10 and 12°C).

    KSIA-28-4-547_F2.gif

    Survival rate of Eretmocerus eremicus mummy and adult stored at low temperatures (6, 8, 10 and 12°C).

    Table

    Fecundity of Encarsia formosa adult stored at 12°C.

    *Means in column followed by the same letter are not significantly different by Tukey test (P < 0.0001)
    1)Non-storage means untreated
    2)Oviposition Ratio = fecundity after cold storage / fecundity of non-storage adults × 100

    Fecundity of Eretmocerus eremicus adult stored at 12°C.

    *Means in column followed by the same letter are not significantly different by Tukey test (P < 0.0001)
    1)Non-storage means untreated
    2)Oviposition Ratio = fecundity after cold storage / fecundity of non-storage adults × 100

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