KR100475346B1 - 국내 토착 균주 버티실리움 레카니 ｃｓ６２５ 및 이를 이용한 진딧물 방제 방법 - Google Patents

국내 토착 균주 버티실리움 레카니 ｃｓ６２５ 및 이를 이용한 진딧물 방제 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 국내 토착 균주 버티실리움 레카니 CS625(Verticillium lecanii CS625) 및 이를 이용한 진딧물 방제 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 진딧물에 대하여 살충력이 우수하고 시설 재배지 환경조건에서도 잘 적응된 국내 토착 균주 버티실리움 레카니 CS625 균주, 상기 균주 및 균주의 포자 현탁액을 함유하는 진딧물 방제용 조성물 및 상기 조성물을 농작물에 살포하여 진딧물, 특히 목화진딧물 및 복숭아혹진딧물을 생물학적으로 방제하는 방법에 관한 것이다. 본 발명 균주는 복숭아혹진딧물로부터 분리한 국내 토착 균주로, 시설 재배지의 환경조건에서도 생장률이 우수할 뿐만 아니라, 상기 균주 및 균주로부터 생성된 포자현탁액을 시설 재배재의 농작물에 처리 시 목화진딧물을 효과적으로 방제할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Description

국내 토착 균주 버티실리움 레카니 ＣＳ６２５ 및 이를 이용한 진딧물 방제 방법 {Verticillium lecanii CS625 isolated in Korea and the control method using the strain against cotton aphid}
본 발명은 국내 토착 균주 버티실리움 레카니 CS625(Verticillium lecanii CS625) 및 이를 이용한 진딧물 방제 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 진딧물에 대하여 살충력이 우수하고 시설재배지 환경조건에서도 잘 적응된 국내 토착 균주 버티실리움 레카니 CS625 균주, 상기 균주 및 균주의 포자 현탁액을 함유하는 진딧물 방제용 조성물 및 상기 조성물을 농작물에 살포하여 진딧물, 특히 목화진딧물 및 복숭아혹진딧물을 생물학적으로 방제하는 방법에 관한 것이다.
곤충 및 진딧물은 농작물을 손상시켜 경제적인 손실을 초래할 뿐만 아니라 인간 및 다른 동물집단에 질병을 퍼뜨리기 때문에 방제의 목적이 되어왔다. 그 중, 목화진딧물은 오이, 고추 등의 시설재배지에서 흡즙에 의한 직접적인 피해뿐만 아니라 그을음병을 유발하는 등 큰 피해를 주는 중요한 해충의 하나이다.
목화진딧물이 발생 가능한 국내의 시설 재배지 면적은 2001년 약 12만 헥타(ha)로 매년 증가추세에 있으며, 이에 따라 목화진딧물을 방제하기 위한 화학농약 사용량도 연간 130% 이상 증가하여 왔다. 현재까지 목화진딧물의 방제는 전적으로 화학농약을 살포하는 화학적 방법이 이용되고 있으나, 살충제는 비용이 많이 들고, 토양 등의 환경을 오염시키는 한편 생태계의 균형을 파괴할 뿐만 아니라, 지속적으로 살포하는 경우 살충제에 대한 약제 저항성 발현이 빠르게 일어나서 목화진딧물 방제에 많은 어려움이 있어왔다. 따라서, 화학농약을 대체할 수 있는 생물학적 방제에 대한 요구가 증가되고 있는 실정이다.
이에, 곤충 병원성이 있는 균류(fungi)를 이용한 생물학적 방제 방법이 제시되었는데, 실내의 최적화된 환경조건 하에서 생물검정을 통해 선발된 균주는 시설 하우스 재배지와 같은 불안정한 환경조건에서 살충력을 발휘하지 못하는 경우가 많아, 실제 농작물을 재배하는 시설 재배지 환경조건에서도 살충력이 뛰어난 생물학적 방제용 균주에 대한 요구가 절실한 실정이다.
이에, 본 발명자들은 살포시 환경오염의 폐해가 적고, 저항성 발현이 적으며, 시설 재배지 환경조건에서도 살충력이 뛰어난 생물학적 방제용 균주에 대하여 연구한 결과, 야외 포장 조건과 유사한 실내 포트 실험을 통하여 복숭아혹진딧물로부터 분리 및 동정한 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주가 진딧물, 특히 목화진딧물 또는 복숭아혹진딧물 등에 대하여 살충력이 매우 우수하여 생물학적 방제용으로 유용하게 이용될 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 진딧물에 대한 살충력을 갖는 버티실리움 레카니 CS625 균주를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 진딧물에 대한 살충력을 갖는 버티실리움 레카니 CS625 균주의 포자 현탁액을 함유하는 진딧물 방제용 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 버티실리움 레카니 CS625 균주의 포자 현탁액을 함유하는 진딧물 방제용 조성물을 농작물에 살포함을 특징으로 하는 버티실리움 레카니 CS625 균주를 이용한 진딧물 방제 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 국내에서 수집한 버티실리움 레카니 등 6종의 균주 중 목화진딧물 및 복숭아혹진딧물에 대한 살충력 검정 시험을 거쳐 살충력이 가장 우수한 버티실리움 레카니 CS625 균주를 선발하고, 이를 이용하여 진딧물을 방제하는 방법을 제공함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
버티실리움 레카니(Verticillium lecanii)는 곤충병원성 곰팡이 중 가장 잘 알려진 것 중의 하나로써, 곤충을 포함하여 거의 모든 절지동물에 대하여 병원성이 있는 것으로 알려져 있어 미생물 살충제로 이용되고 있다. 그러나, 균주마다 일정한 범위의 기주 선호성이 있기 때문에, 특정 해충에 대한 미생물 살충제로 버티실리움 레카니를 이용하기 위해서는 그 해충에 대한 기주 특이성이 높은 균주를 선발하여야 한다.
이에, 본 발명에서는 진딧물의 방제를 위하여 국내 복숭아혹진딧물로부터 분리한 버티실리움 레카니 CS625 균주를 제공한다. 본 발명에 따른 버티실리움 레카니 CS625 균주는 국내 복숭아혹진딧물에서 분리한 균주로, 국내 시설 재배지의 조건에 잘 적응한 국내 토착 균주이다.
또한, 국외 미생물농약회사에서 개발한 버티실리움 레카니 균주들은 액체배양산물인 출아포자(blastospore)을 이용한 반면, 본 발명에서는 시설재배지 환경조건에서 보다 안정적인 고체배양산물인 분생포자와 출아포자 모두에서 효능 검증을 하였고, 두 종류의 포자 모두를 이용할 수 있는 점에서 전혀 새로운 것이라 할 수 있다.
본 발명에 따른 버티실리움 레카니 CS625 균주를 이용한 진딧물 방제용 조성물은 상기 본 발명 균주의 배양액 중에서 균사체를 제거하고 포자만을 선택적으로 추출분리하여 제조한 포자 현탁액을 유효성분으로 함유하는 것으로, 이를 농작물에 살포함으로써 진딧물을 생물학적으로 방제할 수 있다. 상기 포자 현탁액은 본 발명 기술 분야의 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 이 때, 상기 포자 현탁액은 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 출아포자 및 분생포자 중 어느 하나 이상을 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 버티실리움 레카니 CS625 균주 및 이의 포자 현탁액을 함유하는 진딧물 방제용 조성물에 있어서, 포자 현탁액의 살충 유효 농도 범위는 106개/㎖∼1010개/㎖의 범위에서 사용할 수 있으나, 2.5×107개/㎖∼108개/㎖인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 버티실리움 레카니 CS625 균주로부터 생산된 포자 현탁액은 진딧물, 특히 목화진딧물 및 복숭아혹진딧물에 대하여 살충력이 우수하고, 실내 및 하우스 등의 시설재배지에서도 생장력 및 살충력이 우수하여 화학 농약을 대체할 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시예 및 시험예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위가 이들에 한정하는 것은 아니고, 당업계에서 통상적으로 주지된 변형이 수행될 수 있으며, 이러한 변형도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것임을 밝혀둔다.
〔실시예〕 버티실리움 레카니 CS625 균주의 획득
제 1단계. 버티실리움 레카니 균주의 분리 및 배양
곤충이 버티실리움 레카니에 감염되면 충체 표면과 내부는 버티실리움 레카니의 균사체로 덮여 충체 표면에서 균사체가 방사상으로 뻗어 있는 모습을 관찰할 수 있으며, 이러한 관찰을 통하여 감염 여부를 식별할 수 있다. 그러나, 균주의 정확한 종 동정을 위해서는 광학현미경과 주사전자현미경하에서 분생포자(conidia) 및 분생포자형성 세포(conidiogenous cell)의 배열 형태를 관찰하여야 한다.
따라서, 버티실리움 레카니에 감염된 복숭아혹진딧물을 포함한 다양한 종류의 곤충 표면으로부터 분리된 각각의 균사체를 항생 물질인 테트라사이클린이 함유된 감자한천평판배지 또는 일반 배지에 접종하여 약 22∼28℃에서 충분한 포자가 생성될 때까지 배양하고, 곤충 포면에 생성된 포자 및 균사체를 광학현미경과 주사전자현미경으로 관찰하여 종을 동정하였다.
광학현미경과 주사전자현미경을 사용하여 생성된 포자를 관찰한 결과, 버티실리움 레카니임을 확인하였다. 버티실리움 레카니에 속하는 균주들은 균주 간에 형태적으로나 생화학적인 성질에서 변이가 다양한 종 복합체(species complex)인 것으로 나타났고, 균주에 따라 짧은 구형에서부터 타원형과 원통형에 이르기까지 포자의 형태 및 크기가 다양하였다.
제 2단계. 버티실리움 레카니 균주의 포자 현탁액의 제조
배양하여 현미경 관찰한 상기 포자 각각을 0.001% 트윈 80(tween 80) 용액으로 현탁시키고, 헤마사이토미터(hemacytometer)를 사용하여 포자 농도가 약 108개/㎖이 되도록 포자 현탁액을 제조하였다.
제 3단계. 국내 복숭아혹진딧물로부터 분리한 버티실리움 레카니 균주의 형태적 특성
국내 복숭아혹진딧물로부터 분리한 버티실리움 레카니 균주의 균사체와 포자를 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 도 1과 같이 버티실리움 레카니의 분생포자는 타원형과 원통형에 이르기까지 형태 및 크기가 다양하였으며, 처음 만들어진 분생포자들은 포자를 생성하는 세포(conidiogenous cell)의 점액질에 의해 둥글게 모여 있는 것을 확인하였다.
제 4단계. 목화진딧물에 대한 살충력이 우수한 버티실리움 레카니 균주의 선발을 위한 생물학적 검정
국내에서 수집된 5종의 하기 균주 및 상기 복숭아혹진딧물로부터 추출한 균주들 중 목화진딧물에 대하여 우수한 살충력을 보이는 균주를 선발하기 위하여, 상기 2단계와 같은 방법에 의하여 준비된 각 균주의 포자 현탁액을 목화진딧물 2령 약충이 붙어 있는 오이 포트에 각각 분무 처리한 후 25℃, 상대습도 80% 이상, 16시간의 명조건을 가진 케이지에서 사육하였다. 상기 처리 후 5일 동안 매일 살충력 조사를 실시하였으며, 반복당 90마리 이상씩 3회 반복으로 행하고 그 결과를 표 1 및 도 2에 나타내었다.
목화진딧물에 대한 각 균주의 살충력
균주명 분생포자 (conidia) 액상포자 (blastospore)
보정살충률 반수치사시간 (LT50) 보정살충률 반수치사시간 (LT50)
B. Bassiana CS-1 63.8±7.34 4.57 75.1±2.14 4.68
B. bassiana 829 57.1±5.51 4.74 57.1±4.37 5.17
국내 복숭아혹진딧물로부터 분리한 버티실리움 레카니 균주 100.0±0.0 2.74 97.6±1.81 3.31
P. tenuipes831 71.7±9.63 4.14 90.0±4.10 3.73
P. fumosoroseus 833 65.4±11.56 4.31 82.9±2.36 4.20
P. farinosus 1023 - - 51.0±13.45 4.97
표 1 및 도 2를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 국내 복숭아혹진딧물로부터 분리한 버티실리움 레카니 균주가 다른 균주에 비하여 반수 치사 시간이 가장 짧았으며, 목화진딧물에 대한 살충력이 가장 우수함을 알 수 있었다. 이 결과로부터, 목화진딧물에 대하여 가장 우수한 살충력을 갖는 국내 복숭아혹진딧물 분리 버티실리움 레카니 균주를 목화진딧물 살충력 우수 균주로 선발하였다.
상기와 같이, 목화진딧물에 대하여 살충력이 우수한 국내 복숭아혹진딧물 분리 버티실리움 레카니 균주를 버티실리움 레카니 CS625라 명명하고, 이를 농촌진흥청 부설 농업생명공학연구원에 2002년 6월 25일자로 기탁하여 기탁번호 KACC 93002를 부여받았다.
〈시험예 1〉본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 목화진딧물 발육 단계에 따른 살충률 조사
본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 분생포자 현탁액을 목화진딧물 1, 2령 및 성충에 처리하여 살충력을 관찰하였다.
그 결과를 도 3에 나타내었다. 즉, 본 발명 버티실리움 레카니 CS625는 목화진딧물의 발육 단계에 따라 4∼7일에 높은 살충력을 보였다.
〈시험예 2〉본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 목화진딧물 충체 침입 양상 조사
포자농도가 108/㎖인 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 포자 현탁액을 목화진딧물 2령 약충에 분무 처리한 후 투과전자현미경을 이용하여 5일간 관찰하여 본 발명 균주의 목화진딧물 충체 침입 양상을 조사하였다.
도 4 내지 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 버티실리움 레카니 CS625의 포자는 충체에 침입하여 충체 내에서 증식한 후 표면으로 나와 균사 성장을 하고 포자를 생산하여 2차 감염원의 역할을 하는 것을 알 수 있다.
〈시험예 3〉본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 살충력 검정
목화진딧물에 대한 탁월한 살충력이 검정된 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 하우스 환경 조건에서의 살충력을 확인하기 위한 검정 시험을 수행하였다.
자연 발생한 목화진딧물의 약·성충이 혼재된 고추에 목화진딧물의 밀도를 사전 조사한 후 포자 농도 108/㎖인 버티실리움 레카니 CS625 균주의 포자 현탁액을 목화진딧물이 발생한 고추에 주당 100㎖를 살포하고, 15일 동안 목화진딧물의 밀도변화를 조사하였다. 밀도는 약·성충의 구분 없이 조사하였으며, 밀도 억제 효과는 처리 직전 무처리 및 처리구의 밀도(a)에 대한 포자 현탁액 처리 후 일수별 밀도(b)의 증가율로 평가하였다.
(1초과는 밀도 증가, 1은 밀도의 증감 없음, 1 미만은 밀도 억제)
실험기간 동안 하우스 내 상대 습도는 77.9±26.1%, 온도는 11.4±10.8℃로 유지하였다.
측정 결과, 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주 살포구의 밀도는 처리시기의 평균 온도가 11℃로 매우 낮았음에도 불구하고, 처리 15일 후 1.3으로 무처리의 밀도증가율 1.9보다 작아 밀도 억제 효과가 인정되었다(도 11).
〈시험예 4〉 버티실리움 레카니 CS625의 복숭아혹진딧물에 대한 살충률
복숭아혹진딧물은 목화진딧물과 더불어 중요한 시설 내 발생 진딧물 중 하나이다. 따라서, 목화진딧물 살충력 우수 균주인 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 기주 범위 확대를 위해, 복숭아혹진딧물 2령 약충에 버티실리움 레카니 CS625 균주를 살포하여 살충률을 조사하였다.
그 결과를 도 12에 나타내었다. 즉, 처리 6일 후 약 100%의 살충률을 보여 목화진딧물 방제용으로서 뿐만 아니라, 복숭아혹진딧물 방제용 미생물 살충제로서도 이용 가능함을 알 수 있다.
이상의 실시예 및 시험예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 버티실리움 레카니 CS625 균주는 국내 복숭아혹진딧물에서 분리한 국내 토착 균주로서, 실내 또는 하우스 등 국내 토양 환경 조건의 시설 재배지에서도 생장력 및 살충력이 우수할 뿐만 아니라, 이 균주 및 이로부터 생산되는 포자 현탁액을 농작물에 살포하는 경우 진딧물, 특히 목화진딧물 또는 복숭아혹진딧물을 효과적으로 방제할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로, 유기 합성 농약을 대체할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 형태학적 특성을 나타내는 사진이다.
1A 및 1B: 버티실리움 레카니 CS625 균주의 분생포자 생성세포 (conidiogenous cell)에 붙어 있는 분생포자의 모습
1C: 버티실리움 레카니 CS625 균주의 다양한 분생포자의 모습
도 2는 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주와 다른 균주들의 실내에서의 목화진딧물에 대한 살충력을 비교한 결과이다.
도 3은 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 목화진딧물 발육단계별 살충률을 나타내는 결과이다.
도 4는 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주를 목화진딧물에 접종하고 1시간 후의 침입양상을 관찰한 사진이다.
도 5는 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주를 목화진딧물에 접종하고 1일 후의 침입양상을 관찰한 사진이다.
도 6은 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주를 목화진딧물에 접종하고 2일 후의 침입양상을 관찰한 사진이다.
도 7은 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주를 목화진딧물에 접종하고 3일 후의 침입양상을 관찰한 사진이다.
도 8은 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주를 목화진딧물에 접종하고 4일 후의 침입양상을 관찰한 사진이다.
도 9는 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주를 목화진딧물에 접종하고 5일 후의 침입양상을 관찰한 사진이다.
도 10은 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주에 감염된 후 충 표면에서 균사가 성장하는 사진이다.
도 11은 포장(하우스)내 목화진딧물 밀도 억제 효과를 나타내는 결과이다.
도 12는 본 발명 버티실리움 레카니 CS625 균주의 복숭아혹진딧물에 대한 살충률을 나타내는 결과이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 진딧물 방제용 조성물에 있어서, 진딧물에 대한 살충력을 가지며, 기탁번호 KACC 93002를 부여받은 버티실리움 레카니 CS625 균주로부터 생산된 포자 현탁액을 유효성분으로 함유함을 특징으로 하는 진딧물 방제용 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 포자 현탁액은 진딧물에 대한 살충력을 가지며, 기탁번호 KACC 93002를 부여받은 버티실리움 레카니 CS625 균주로부터 생산된 분생포자 및 출아포자 중 어느 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 진딧물 방제용 조성물.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 포자 현탁액은 포자 농도가 106개/㎖∼1010개/㎖ 인 것을 특징으로 하는 진딧물 방제용 조성물.
  5. 제 2항 또는 제 3항의 진딧물 방제용 조성물을 농작물에 살포함을 특징으로 하는 버티실리움 레카니 CS625 균주(KACC 93002)를 이용한 진딧물 방제방법.
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