복숭아의 주요 식물기생성선충 종류를 밝히기 위하여 2000년부터 2002년까지 3년간 경북지역의 124개 복숭아 과원 토양으로부터 선충을 분리하고 선충의 종류, 밀도, 빈도(Frequency), 우점도(Simpson's index), 다양성지수(Shannon and Wiener index), 중요도(Prominence value)를 분석하였다. 식물기생성 선충은 총 124지점 중 97지점에서 발견되었으며 우점도는 0.717-0.881, 다양성지수는 0.221-0.286로 복숭아는 다양한 종류의 식물기생성선충에 의하여 피해를 받기보다는 몇몇 우점하고 있는 식물기생성선충에 의하여 피해를 받고 있었다 복숭아과원에서 중요한 식물기생성선충은 Tylenchorhynchus nudus, Criconemoides informis, Paratylenchus elachistus, Pratylenchus vulnus, Helicotylenchus digonichus 순이었고, 그 외 Aphelenchus sp., Tylenchus sp., Heterodera sp., Scutellonema sp. 등이 검출은 되었으나 중요종은 아니었다. 이번 조사에서 특히 국내 복숭아과원 토양에는 Paratylenchus elachistus가 널리 분포하고 있었으며, 반면 외국에서 심각한 문제가 되고 있는 뿌리혹선충류는 발견되지 많았다.
정부의 논 타작물 재배사업으로 인하여 밭으로 전환되는 논 면적이 증가하고 있다. 논둑의 식물기생성선충들의 감염 실태를 조사한 결과, 논둑에서 재배되는 작물은 콩 66%, 팥 21%, 들깨 13%였다. 논둑에서 발견된 식물기생성선충은 Helicotylenchus sp., Heterodera glycines, Meloidogyne arenaria, M. javanica, M. hapla, Paratylenchus projectus, Pratylenchus coffeae, P. neglectus, Rotylenchus incultus, Trichodorus sp. Tylenchorhynchus crassicaudatus, T. claytoni 등 총 8속 10종, 미동정 2종으로 국내 주요 식물기생성선충의 속이 거의 모두 포함되어 있었다. 논둑 작물에서 가장 많이 발견된 식물기생성선충은 나선선충류인 Rotylenchus (42%)였다. 처음으로 시도된 논둑 식물기생성선충 조사에서 예상보다 높은 밀도의 주요 식물기생성선충 8속 10종이 발견되었으므로 논둑에서 식물기생성선충이 논이 전환된 밭으로 점염될 염려가 있어 주의가 필요하다.
정서적 안정과 휴식에 효과적이며, 공기 정화 등 기능성을 가진 관엽식물에 대한 수요가 증가하고 있으나, 관엽식물에 피해를 유발할 수 있는 식물기생선충에 대한 연구는 전무한 실정이다. 본 연구는 국내 판매되고 있는 관엽식물에서 발생하는 식물기생선충의 검출 여부와 밀도를 파악하고자 관엽식물과 작물재배지에 대해 2022년 7월부터 12월까지 모니터링을 수행하였다. 415개의 관엽식물과 국내 24개 차나무 및 22개 감귤재배지의 식물기생선충을 조사하였다. 관엽식물 내 식물기생선충 조사 결과, 뿌리썩이선충이 가장 많이 검출되었으며, 잎선충, 뿌리혹선충, 침선충이 확인되었다. 차나무재배지에서는 나선선충, 씨스트선충, 뿌리혹선충, 뿌리썩이선충이 검출되었고, 감귤재배지에서는 감귤선충, 주름선충, 뿌리썩이선충, 뿌리혹선충 등이 검출되었다. 관엽식물, 차나무 및 감귤 재배지에서 뿌리썩이선충이 가장 우려되는 식물기생선충이었으나, 뿌리혹선충, 씨스트선충이 일부 검출되어 피해가 우려되므로 온탕침법, 유기농업자재의 사용, 잡초제거 등 식물기생선충의 방제 방법을 재배에 적용하여야 할 것이다.
선충 포식성곰팡이는 유기물에서 번식하다가 양분이 부족해지면 특수 기관을 형성하여 선충을 포획하고 선충으로부터 양분을 섭취하기 때문에 토양 내 동물계와 먹이사슬을 이루며 생태계에서 중요한 부분을 차지한다. 본 연구에서는 끈끈이그물형 포식기관을 가진 3종, Arthrobotrys oligospora, A. sinensis, A. thaumasia과 수축성올가미형 포식기관을 가진 Drechslerella brochopaga 1종 등 4종의 선충 포식성곰팡이의 식세균성선충 9종, 식균성선충 1종, 식물기생성선충 2종 등 총 12종의 선충류에 대한 포식력을 검정하였다. 4종의 포식성곰팡이에 모두 감수성인 선충은 식물기생성선충 2종류(Meloidogyne incognita, Pratylenchus penetrans), Rhabditidae에 속하는 P. strongyloides, Mesorhabditis irregularis이었고 접종 4일 후부터 선충을 포식하였으며, 선충 내부로 곰팡이가 번식하여 15일째에는 거의 선충의 형태를 알아볼 수 없을 정도였다. 반면, Cephlobidae에 속하는 Acrobeloides spp., A. avenae는 4종의 포식성곰팡이에 모두 저항성을 보였으며 15일 후 관찰하였을 때, 접종배지 내에 선충 수가 초기접종 밀도와 같거나 오히려 2-3배 정도까지 번식되었다. 나머지 선충 종들은 포식성곰팡이 종류에 따라 감수성에 다소간 차이가 있었다. 본 연구결과, 선충 포식성곰팡이가 선충 종에 따라 특이적으로 반응하였으며 이러한 기주특이성을 이용하여 식물기생성선충의 친환경적 방제를 위한 하나의 수단으로 이용될 수 있다.
전국의 콩밭에서 274점의 토양을 채집하여 식물기생성 선충의 종류와 밀도를 조사하였다. 콩씨스트선충은 제주도를 제외한 전국의 모든 토양에서 발견되었으며 검출율은 38%(25-51%)였고 씨스트 밀도는 토양 $300cm^3$ 당 평균 46개(1-500)로 중요도 1등급으로 분류하였다. 뿌리혹선충(Meloidogyne spp.)의 검출율은 약 13%였는데, 경남, 전남, 제주 등 남부지역에서 높은 검출율(16-44%)을 보여 중요도 2등급으로 분류하였다. 내부기생성 선충인 뿌리썩이선충(Pratylenchus spp.)은 경기, 강원 등 북부지역에서 검출율(10-13%)이 높아지는 경향으로 중요도 3등급으로 분류하였다. 나선선충류인 Helicotylenchus는 특히 제주에서 검출율과 밀도가 높았는데(62%, 토양 $300cm^3$당 평균 571마리), 제주도는 국내 나물콩의 주산지로 앞으로 나선선충이 나물콩에 피해를 주기 않을까 우려되며 중요도 4등급으로 분류하였다. 위축선충류인 Tylenchorhynchus, 침선충류인 Paratylenchus, 주름선충류인 Criconema, Criconemoide, Mesocriconema, Ogma, 검선충류인 Xiphinema, 궁침선충류인 Paratrichodorus, Trichodorus 등은 국내 콩밭에서는 밀도와 검출율이 낮음으로 중요도 5등급으로 분류하였다. 다음의 선충들은 콩에 대한 피해가 확인되지 않았음으로 콩 기생성선충 목록에서 제외하고자 한다.; 식이성이 토양 조균류인 Tylenchus, Aphelenchus, 잎선충류의 Aphelenchoides, 줄기구근선충인 Ditylenchus, 벼뿌리선충, Hirschmanniella immamuri, 그 외 꼬리주름선충 Basiria graminophila, 곤봉선충류인 Psilenchus, Pseudhalenchus 등은 콩밭에서 드물게 발견이 되고 콩에 대한 피해는 알려져 있지 않음으로 콩 기생성선충 목록에서 제외하였다. 창선충 Hoplolaimus tylenchiformis는 콩에 상당한 피해를 끼치는 선충이나 표본미확인 상태임으로 콩 기생성선충 목록에서 제외하였다. 지금까지 국내 콩밭에서 총 26속 41종의 식물기생성선충이 보고되었는데, 이번 연구에서 선충 종류별 콩에 대한 중요도를 검토하고 우리나라 콩 식물기생성선충을 16속 30종으로 정리하였다. 국내 주요 콩 기생선충의 중요 우선순위는 1) 콩씨스트선충, 2) 뿌리혹선충, 3) 뿌리썩이선충으로 생각되며 4) 제주지역의 나물콩은 나선선충의 피해에 대한 검토가 필요하다.
국내 마 주산지인 경상북도 안동시 풍천면 일대 총 53개 지점을 대상으로 식물기생성선충 종류와 밀도, 시기별 발생 실태, 토양 깊이별 분포를 조사하였다. 검출된 식물기생성선충은 뿌리혹선충(Meloidogyne incognita), 침선충(Paratylenchus spp.), 뿌리썩이선충(Pratylenchus spp.)등 3개의 속이었으며, 그중 뿌리혹선충은 53개 조사지점 중 43개 지점에서 검출되어(81%) 안동지역 마 재배지에서 가장 중요한 식물기생성선충이었다. 시기별 토양 내 뿌리혹선충 유충의 수는 8월까지는 토양 $300cm^3$ 당 10마리 정도였으며 9월에는 274마리, 수확기인 10월에는 624마리로 증가되었다. 토양 깊이별로는 토양 40-50 cm 깊이에 가장 유충의 밀도가 높았으며(1,840마리/$300cm^3$) 토양 70 cm 깊이까지 뿌리혹선충 유충이 발견되었다. 뿌리혹선충에 감염된 괴경은 외부에 혹이 발생하였고 괴경의 내부는 갈색점으로 변색되었으며, 마의 괴경 내 침입한 뿌리혹선충의 수도 40-50 cm에서 79마리로 가장 많았다. 따라서, 마 재배지에서의 뿌리혹선충 방제를 위해서는 토양 깊이 50 cm 정도에 가장 많은 뿌리혹선충 유충이 분포하므로 현재 사용하고 있는 시설재배지 토양소독법과는 다른 방제 방법이 개발되어야 할 것이다.
잎들깨 재배지에서 직$\cdot$간접적으로 피해를 입히는 뿌리썩이선충(Pratylenchus spp.)의 생물학적 방제를 위해서 3종의 선충포식성 곰팡이, Arthrobotrys oligospora, A. conoides와 A. dactyloides의 선충방제 효과를 포장시험을 통하여 검정하였다. 3종의 Arthrobotrys는 1998년 잎들깨 재배지 토양에서 분리하였으며, 이들 곰팡이들은 한천배지상에서 끈끈이그물 또는 수축성 올가미와 같은 특이한 균사구조를 형성하여 뿌리썩이선층을 포획하는 것으로 관찰하였다. 야외포장 실험결과, 대조구에서는 40일 경과 후 식물기생성 선충 및 뿌리썩이선충의 밀도가 약 3.5배 증가한 반면 선충포식성 곰팡이 A. oligospora와 A. conoides 처리구에서는 단지 선충의 밀도가 큰 증감없이 접종 전의 수준을 유지하는 효과를 보였다. 그러나 A. dactyloides 처리구에서는 식물기생성 선충의 밀도를 약 65%, 뿌리썩이 선충의 밀도를 약 53% 감소시켜, 선충포식성 곰팡이의 생물학적 방제효과가 높게 나타났다.
은행 종자와 잎은 많은 연구와 개발이 이루어졌으나, 외종피는 알러지 등의 부작용으로 사용을 기피해왔다. 본 연구에서는 버려지는 은행 외종피로부터 작물재배에 많은 피해를 주는 선충을 방제할 수 있는 천연물을 찾고자 했다. 은행 외종피 유기용매추출물의 H2O 분획물과 EtOAc 분획물에서 살선충 활성을 확인하였고, EtOAc 분획물에서 살선충 활성이 가장 높게 나타났으며, EtOAc 분획물을 0.1 mg/mL 농도 처리에서 74%의 살선충 활성이 나타났다. 4차례의 TLC를 실시하여 살선충 물질을 순수 분리하였으며, prep-TLC 에서 Rf 0.5에 single spot을 확인하였고, HPLC 분석에서 Rt 8.609에서 single peak를 확인하였다. 순수 분리한 물질을 GB4-3으로 명명하고, 살선충 활성을 조추출물과 농도별 비교하였다. 은행 외종피 조추출물 10 ㎍/mL 처리 후 18시간 후에 약 45%의 살선충 활성을 나타냈고, 20 ㎍/mL 처리한 곳에서는 55%의 활성을 보였다. 은행 외종피 추출물로부터 순수 분리한 물질 GB4-3을 20 ㎍/mL 처리한 곳에서는 18시간 후에 약 69%의 살선충 활성을 나타나 살선충제 개발 후 보소재로서 가치가 있는 것으로 판단된다. 부식선충에 대한 살선충 활성과 식물기생 선충에 대한 살선충 활성의 유의성은 선행 보고에서 볼 수 있으나, 은행 외종피를 이용한 선충방제제 개발을 위해서는 식물기생성 선충류에 대한 살선충 활성을 조사할 필요가 있다. 농산물재배와 식물생육에 심각한 피해를 주는 선충 방제를 위한 친환경적 방제제의 개발은 절실히 필요하다. 이를 위해서는 식물이나 미생물 등의 생물소재를 이용하거나 천연소재의 부산물을 이용 또는 이들을 혼용한 혼합제제로 개발한다면 상승효과를 기대할 수 있을 것으로 판단한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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