KR20030049080A - 한국산 곤충병원성 선충 헤테로라브디티스 gsn2 계통및 이를 이용한 해충 방제방법 - Google Patents

한국산 곤충병원성 선충 헤테로라브디티스 gsn2 계통및 이를 이용한 해충 방제방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농림 해충에 대한 곤충병원성 선충인 헤테로라브디티스 GSN2(Heterorhabditissp. GSN2)와 이를 이용한 해충의 방제방법에 관한 것으로, 본 발명의 헤테로라브디티스 GSN2 (Heterorhabditissp. GSN2)는 굼벵이류에 대한 치사효과가 매우 높아 잔디 해충 및 기타 농림해충에 대한 방제용으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 화학적 방제의 단점을 극복할 수 있는 새로운 환경친화형 해충 방제 인자이다.

Description

한국산 곤충병원성 선충 헤테로라브디티스 GSN2 계통 및 이를 이용한 해충 방제방법{KOREAN ENTOMOPATHOGENIC NEMATODE, HETERORHABDITIS SP. GSN2 AND CONTROL METHOD FOR INSECT}
본 발명은 한국산 헤테로라브디티스 GSN2 계통 및 이를 이용한 해충 방제방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우리 나라 골프장 잔디 토양으로부터 분리한 선충을 이용하여 골프장 잔디 및 중요 토양서식 해충인 굼벵이류의 환경친화적인 생물학적 방제방법에 관한 것이다.
지금까지 우리나라의 해충방제는 주로 화학살충제에 의존하여 왔으나 최근들어 환경에 대한 관심의 고조로 인하여 농업생태계의 조화와 균형을 통한 환경친화형 농업생산에 대한 요구가 증대되고 있다. 특히, 골프장이나 유원지, 운동 경기장과 같은 레져와 휴식을 위한 시설에 대해서는 국민건강적 측면에서 농약과 같은 화학살충제의 사용에 우려를 나타내고 있다. 아울러 상수원보호지역이나 유기농업을 통한 고부가가치 농산물의 생산을 꽤하는 곳에서는 기존의 화학적 방제를 대체할 새로운 해충 방제법이 절실히 요구되고 있다. 그리고 세계 각국에서는 농업생태계의 교란을 막고, 생산량의 안정을 위하여 생물적 방제에 대한 관심과 연구가 깊이 있게 진행되고 있다.
이러한 해충 방제에 대한 국내외적 요구에 적극 부흥할 수 있는새로운 해충 방제법으로 곤충병원성 선충에 의한 해충의 미생물적 방제법이 있다. 곤충병원성 선충은 그들의 공생세균과 함께 기주에게 패혈증을 일으켜 기주를 치사시키는 것으로, 특히 일반적인 생물적 방제 인자들이 화학농약에 비하여 효과의 발현이 느린 것에 비하여 선충은 24시간에서 48시간 이내에 기주를 치사시킬 수 있어 신속한 해충 방제를 가능케 한다. 또한 곤충병원성 선충은 기주의 종류에 따라 높은 병원성과, 토양 내에서의 오랜 지속성, 재순환 가능성, 넓은 기주 범위 등의 특성을 가지며 일반적인 살포 장비를 이용한 살포의 용이성도 가지고 있어 기존의 생물적 방제인자에 비하여 활용도가 높은 방제인자이다. 아울러 해충에 대한 우수한 효과를 가지면서 인축이나 유용동물 및 식물체에 대한 안전성을 가지고 있고, 다른 방제인자와도 혼용이 가능하기 때문에 해충의 종합적 방제(IPM)에도 적극 활용할 수 있다. 최근에는 경제성장에 따른 국민생활의 질적 향상으로 인한 식품안전과 환경오염에 대한 사회적 관심의 증대, 농민의 고령화에 따른 농약 살포의 회피, 외래 유입 해충에 대한 효과적인 농약의 부재, 살충제의 남용으로 인한 저항성 해충의 출현, 농약처리에 의한 값비싼 수분매개 곤충의 피해 등, 모든 부정적 요소에 현명하게 대체할 수 있는 방제 수단이 요구되고 있다. 이러한 시대적 상황에 가장 현실적이고 효과적으로 접근할 수 있는 해충 방제법이 바로 생물농약인 곤충병원성 선충을 이용한 생물적 방제법이라 할 수 있다. 또한 특정 지역에 분포하고 있는 고유 곤충병원성 선충일 경우는 이미 지역해충들과 함께 생태적으로 공존해 오며 적응해 왔을 뿐만 아니라, 유용 유기체에 대하여 안전할 수 있기 때문에 이용상의 장점이 있다.
현재, 미국과 유럽을 중심으로 몇몇 외국에서 해충의 생물적 방제를 위하여 곤충병원성 선충을 활용하고 있으며, 해충들의 방제를 위하여 시판되고 있기도 하다. 국내 출원된 것으로는 출원번호 제 2001-0020122호의 한국산 곤충병원성 선충 및 그에 의한 방제법이 있으나 기주곤충에 따라 효과에서 차이가 있기 때문에 이것은 스테이너나마 카르포캅새를 주로 나비목과 파리목 해충 방제를 위하여 이용할 목적으로 한 것으로서, 아직까지 나비목 해충은 물론 풍뎅이의 유충(굼벵이)에 특이성을 가지는 선충을 이용한 생물학제 방제방법에 대하여는 연구된 바 없으며, 더욱이 우리나라 골프장에서 가장 문제시되는 등얼룩풍뎅이, 녹색콩풍뎅이, 주황긴다리풍뎅이, 주둥무늬차색풍뎅이 등의 유충에 대하여 기주특이성을 가지며 높은 치사율을 나타내는 선충에 대하여는 공지된 바 없다.
따라서, 본 발명은 나비목 해충 뿐만 아니라 풍뎅이류의 유충(굼벵이)에까지 높은 치사율을 가지는 한국산 곤충병원성 선충 헤테로라브디티스 GSN2 을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 한국산 곤충병원성 선충 헤테로라브디티스 GSN2 을 이용한 생물학적 방제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명 선충(Heterorhabditissp. GSN2) 감염태 유충의 광학현미경 사진이고,
도 2는 본 발명 선충(Heterorhabditissp. GSN2)을 꿀벌부채명나방 유충에 처리하였을 때 치사된 모습이고,
도 3은 본 발명 선충(Heterorhabditissp. GSN2)을 처리 시 치사된 주둥무늬차색풍뎅이 유충의 모습을 나타낸 사진이고,
도 4는 본 발명 선충(Heterorhabditissp. GSN2)을 골프장 잔디에 처리하였을 때 치사된 등얼룩풍뎅이 유충과 무처리구의 건강한 유충 모습을 비교하여 나타내는 사진이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 농림 해충에 대한 곤충병원성 선충인 헤테로라브디티스 GSN2 계통 KCTC 0991BP(Heterorhabditissp. GSN 2)를 제공한다.
또한 본 발명은 헤테로라브디티스 GSN2 계통 KCTC 0991BP (Heterorhabditissp. GSN 2)를 이용한 해충의 방제방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 신규 곤충병원성 선충 헤테로라브디티스 GSN2 계통을 우리 나라 골프장 잔디토양의 등얼룩풍뎅이 유충의 치사충으로부터 분리하여 분류하였고, 이를 이용한 해충의 방제효과를 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 곤충병원성 선충 헤테로라브디티스 GSN2 계통은 등얼룩풍뎅이 유충 치사충에서 분리된 것으로, 꿀벌부채명나방(Galleria Mellonella)의 유충을 미끼로 하여 재분리되었다. 상기 분리한 선충을 헤테로라브디티스 GSN2 (Heterorhabditissp. GSN 2)으로 명명하고, 2001년 4월 16일자로 유전자은행에 KCTC 0991BP로 기탁하였다.
헤테로라브디티스 GSN 2는 꿀벌부채명나방 노숙 유충에서 증식시켜 이용하는데, 배양조건은 18℃ 내지 30℃이고, 보관방법은 15℃ 내외의 냉장보관이다.
선충의 생활사는 알, 1령충, 2령충, 3령충, 4령충, 성충의 단계를 가지는데 토양에서 3령 유충(감염태 유충)의 상태로 기주 곤충에 침입하여 자웅동체의 성충이 된 다음, 1세대 유충을 생산하고 이후 자웅이체의 성충이 되어 교미 후 2-3세대를 경과한다. 이후 충체로부터 탈출하여 토양으로 나와 다른 기주에 감염을 일으키는 생활환을 가지는데 기주를 치사시키는데는 24시간에서 48시간이 소요되고 이후 충체 내에서 증식되는 것은 온도와 수분 조건 등에 따라 다르나 25℃에서 7일쯤 소요된다. White trap에 감염된 치사충을 올려놓으면 25℃에서 2일 후부터 선충이 탈출하여 수확할 수 있다. 그리고 증식을 위하여 꿀벌부채명나방 노숙유충에 접종시키면 유충 한 마리 당 20만마리 내외의 본 선충을 수확 할 수 있다. 이렇게 수확한 선충은 ①100㎖ 세포배양용기에 멸균수, 트라이톤 엑스-100과 함께 20-30㎖(전체 선충의 농도는 10만 마리 이하)의 양으로 10℃내외의 냉장고에 보관하거나 ②22%글리세롤에 2×105㎖ 농도로 접종 후 25℃ 로터리세이크에 100rpm으로 24시간 유지시킨 후 1000rpm으로 원심분리하여 70% 메탄올(0℃)에 넣어 얼음 위에서 10분간 유지시키고, 이것을 1.5㎖ 튜브에 1㎖씩 넣어 -190℃의 액체 질소에 냉동 보관하거나 ③고체형 보관제와 함께 넣어 10℃ 내외의 냉장고에 보관하는 방법이 있으나 ①의 방법이 가장 바람직하다.
본 발명의 헤테로라브디티스 GSN2 계통(KCTC 0991BP)은 해충에 대하여 병원성을 가지며, 더욱 구체적으로는 대상 해충의 체내에 침입하여 공생세균이 패혈증을 유발시켜 해충을 치사시킨다. 상기 해충은 굼벵이류에 바람직하고, 더욱 바람직하게는 등얼룩풍뎅이, 주둥무늬차색풍뎅이, 주황긴다리풍뎅이 및 녹색콩풍뎅이 등의 유충(굼벵이)에 높은 효과를 나타낸다.
또한 본 발명은 헤테로라브디티스 GSN2 계통(KCTC 0991BP)을 이용한 해충 방제법을 제공한다. 상기 해충 방제법은 헤테로라브디티스 GSN2 계통(KCTC 0991BP)을 농작물 또는 잔디해충에 적용하는 것을 특징으로 한다. 헤테로라브디티스 GSN2 계통(KCTC 0991BP)을 식물의 토양, 묘, 경엽, 또는 뿌리에 지상살포, 또는 토양처리하고, 제형은 액체 상태로 물에 희석하여 사용하거나 수용성 고형 제형을 이용하는 것 등이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 헤테로라브디티스 GSN2 계통(KCTC 0991BP)을 물에 현탁하여 1 헥타르 당 105내지 1015마리로 분무하는 것이 좋다. 가장 바람직하게는 108∼1010마리/ha를 처리하는 것이다.
헤테로라브디티스 GSN2 계통을 이용한 해충 방제는 해충의 발생시기에 따라적절하게 조절할 수 있고, 파종기, 이앙기, 유묘기, 개화기, 등숙기, 수확기, 휴한기 등의 시기에 실시하는 것이 바람직하다. 가장 바람직한 것은 유묘기 시기에 실시하는 것이다.
또한 헤테로라브디티스 GSN2 계통을 이용한 해충 방제는 농림해충에 대하여 실시하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 등얼룩풍뎅이, 주둥무늬차색풍뎅이, 주황긴다리풍뎅이 및 녹색콩풍뎅이 등 풍뎅이류이다. 또한 적용식물은 잔디, 배추, 묘목, 과채류 식물이다.
또한 해충 방제법은 헤테로라브디티스 GSN2 에 농약 또는 비료를 혼합하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 : 선충의 분리 및 동정
경북 대구 인근의 골프장 들잔디 토양에서 치사된 등얼룩풍뎅이 유충을 채집하여 화이트 트랩(White trap)을 설치하여 선충을 수확 한 후 8℃ 내외의 냉장고에 보관하였다. 이 후 병원성 여부를 재검정하기 위하여 페트리 접시에 여과지 한 장을 깐 다음 꿀벌부채명나방 유충을 넣고, 이 선충을 재접종한 결과 유충이 치사하므로써 병원성 선충임을 확인하였다(도 2). 다시 이것을 화이트 트랩을 설치하여 선충을 분리한 후 8℃ 내외의 냉장고에 보관하였다. 분리된 선충은 도 1에서와 같이 길쭉한 실모양의 형태를 하고 있다. 상기 선충을 동정한 결과 헤테로라브디티스속으로 분류되었으며, 이를 헤테로라브디티스속 GSN 2(Heterorhabditissp. GSN 2)이라 명명하고, 2001년 4월 16일에 유전자은행에 기탁하여 기탁번호 KCTC 0991BP를 부여받았다.
상기 분리·동정한 헤테로라브디티스 GSN 2를 생물학적 제재로 사용하기 위하여 꿀벌부채명나방 노숙 유충에 접종한 다음 24℃에서 증식시킨 후 화이트 트랩을 설치하여 수확하였고, 이를 100㎖ 세포배양용기에 멸균수, 트라이톤 엑스-100과 함께 20-30㎖(전체 선충의 농도는 10만 마리 이하)의 양으로 15℃내외의 냉장고에 보관하였다.
실험예 1: 등얼룩풍뎅이 유충에 대한 병원성
등얼룩풍뎅이 유충은 부산시 동래구 소재 동래베네스트골프장에서 들잔디를 가해하고 있는 2령 유충을 채집하여 사용하였다.
상기 실시예의 곤충병원성 선충의 등얼룩풍뎅이 2령충에 대한 병원성을 알아보기 위하여 30g들이 플라스틱 컵을 이용하여 실험하였다. 살균한 모래를 건조시킨 다음 12%로 습도를 조절하고는 30g씩 각 컵에 넣었다. 그리고 등얼룩풍뎅이 2령충 1마리씩을 플라스틱 컵에 넣고, 먹이의 공급을 위하여 발아된 라이그라스씨를 4-5개씩 넣어주었다. 이 후 ㎖당 300마리 농도의 상기 선충을 2.9㎖의 살균수에 넣어 피펫으로 접종한 후 뚜껑을 덮고, 25 ±1℃ 항온기에 넣어 두었다. 선충 처리 후 2주와 4주 후에 해부현미경 하에서 상기 선충에 의한 치사유무를 확인하였고, 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
헤테로라브디티스속 GSN 2의 등얼룩풍뎅이 유충에 대한 병원성 조사
처리 치사율(%)
2주 후 4주 후
무처리구 19.5 30.5
헤테로라브디티스속 GSN 2 처리구 97.2 100
또한, 등얼룩풍뎅이 번데기의 방제율을 알아보기 위하여 상기와 동일한 방법으로 실험을 수행하였는데 처리 2주후 치사율 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
헤테로라브디티스속 GSN 2의 등얼룩풍뎅이 번데기에 대한 병원성 조사
처 리 치사율(%)
무처리 3.3
헤테로라브디티스속 GSN 2 처리구 73.3
한편, 등얼룩풍뎅이 3령충의 야외에서의 방제효과를 증대시키기 위하여 농약과의 혼용처리 실험을 수행하였다. 부산시 금정구 소재 동래베네스트골프장 8번 홀 티에서 처리구의 크기를 50 ×50㎝로하여 난괴법 4반복으로 시험구를 설정한 다음 직경 11.5㎝ 크기의 홀커터기로 12㎝ 깊이로 잔디를 도래낸 다음 PVC파이프를 넣었다. 여기에 홀커터기로 도래낸 잔디를 다시 끼워 넣었는데 끼워넣기전에 5㎝ 깊이에 등얼룩풍뎅이 8마리씩을 넣었다. 그리고 상기 실시예의 선충을 109마리/ha 농도로 각 구에 6ℓ씩 살포하였으며 대조구는 물만 살포하였다. 농약처리는 chrolopyrifos-methyl을 1000배액으로 희석하여 각 구에 6ℓ씩 살포하였다. 선충과의 혼합처리는 상기 실시예 의 선충과 chrolopyrifos-methyl을 1000배액을 각각 3ℓ씩 살포하였다. 4주후 생존율의 결과는 하기 표 3과 같다.
헤테로라브디티스속 GSN 2의 등얼룩풍뎅이 3령충에 대한 병원성 조사
처 리 생존율(%)
무처리 88.9
헤테로라브디티스속 GSN 2 처리 38.8
chrolopyrifos-methyl 21.9
헤테로라브디티스속 GSN 2 처리+ chrolopyrifos-methyl 12.5
실험예2: 녹색콩풍뎅이 유충에 대한 병원성
실시예의 선충의 잔디 해충의 일종인 녹색콩풍뎅이 유충에 대한 병원성을 알아보기 위하여 경남 진해시 소재 용원골프장에서 들잔디를 가해하고 있는 녹색콩풍뎅이 3령 유충을 채집하여 사용하였다.
상기 실시예의 곤충병원성 선충의 녹색콩풍뎅이 3령충에 대한 병원성을 알아보기 위하여 30g들이 플라스틱 컵을 이용하여 실험하였다. 살균한 모래를 건조시킨 다음 12%로 습도를 조절하고는 30g씩 각 컵에 넣었다. 그리고 녹색콩풍뎅이 3령충 1마리씩을 플라스틱 컵에 넣고, 먹이로 발아한 라이그라스씨를 4-5개씩 넣어주었다. 이 후 ㎖당 300마리 농도의 상기 선충을 2.9㎖의 살균수에 넣어 피펫으로 접종한 후 뚜껑을 덮고, 25 ±1℃ 항온기에 보관하였다. 선충 처리 4주 후 해부현미경 하에서 상기 선충에 의한 치사유무를 확인하였고, 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
헤테로라브디티스속 GSN 2의 녹색콩풍뎅이 3령충에 대한 병원성 조사
처리 치사율(%)
무처리구 0
헤테로라브디티스속 GSN 2 처리구 50
실험예3 : 주황긴다리풍뎅이 유충의 방제
실시예의 선충의 잔디 해충의 일종인 주황긴다리풍뎅이 유충에 대한 병원성을 알아보기 위하여 경남 진해시 소재 용원골프장에서 들잔디를 가해하고 있던 주황긴다리풍뎅이 2령 유충을 채집하여 사용하였다.
상기 실시예의 곤충병원성 선충의 주황긴다리풍뎅이 2령충에 대한 병원성을 알아보기 위하여 30g들이 플라스틱 컵을 이용하여 실험하였다. 살균한 모래를 건조시킨 다음 12%로 습도를 조절하고는 30g씩 각 컵에 넣었다. 그리고 주황긴다리풍뎅이 2령충 1마리씩을 플라스틱 컵에 넣고, 먹이의 공급을 위하여 발아된 라이그라스씨를 4-5개씩 넣어주었다. 이 후 ㎖당 300마리 농도의 상기 선충을 2.9㎖의 살균수에 넣어 피펫으로 접종한 후 뚜껑을 덮고, 27 ±1℃ 항온기에 넣어 두었다. 선충 처리 4주 후 해부현미경 하에서 상기 선충에 의한 치사유무를 확인하였고, 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
헤테로라브디티스속 GSN 2의 주황긴다리풍뎅이 유충에 대한 병원성 조사
처리 보정사충율(%)
헤테로라브디티스속 GSN 2 처리구 90.9
실험예 4 : 주둥무늬차색풍뎅이 유충 방제효과
상기 실시예 선충의 잔디 해충의 일종인 주둥무늬차색풍뎅이 유충에 대한 병원성을 알아보기 위하여 경남 진주시 소재 진주골프장에서 라이그라스를 가해하고 있던 주둥무늬차색풍뎅이 3령 유충을 채집하여 사용하였다.
상기 실시예 의 곤충병원성 선충의 주둥무늬차색풍뎅이 3령충에 대한 병원성을 알아보기 위하여 30g들이 플라스틱 컵을 이용하여 실험하였다. 살균한 모래를 건조시킨 다음 12%로 습도를 조절하고는 30g씩 각 컵에 넣었다. 그리고 주황긴다리풍뎅이 3령충 1마리씩을 플라스틱 컵에 넣고, 먹이의 공급을 위하여 발아된 라이그라스씨를 4-5개씩 넣어주었다. 이 후 ㎖당 300마리 농도의 상기 선충을 2.9㎖의 살균수에 넣어 피펫으로 접종한 후 뚜껑을 덮고, 27 ±1℃ 항온기에 넣어 두었다. 선충 처리 4주 후 해부현미경 하에서 상기 선충에 의한 치사유무를 확인하였다.
실험결과, 본 발명 선충(Heterorhabditissp. GSN2)을 처리 시 치사된 주둥무늬차색풍뎅이 유충이 치사됨을 확인하였으며(도3), 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
곤충병원성 선충의 주둥무늬차색풍뎅이 3령충에 대한 병원성조사
처리 치사율(%)
무처리구 15
헤테로라브디티스속 GSN 2 처리구 95
실험예 5 : 본 발명 선충( Heterorhabditis sp. GSN2)을 골프장 잔디에 처리시 해충 방제효과 조사
경남 진주시 소재 진주골프장 잔디에 본 발명 헤테로라브디티스 GSN2 계통(KCTC 0991BP)을 물에 현탁하여 1 헥타르 당 105마리로 분무하였다. 그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이 등얼룩풍뎅이 유충이 치사되어 해충방제효과가 있음을 확인하였다.
이상에서 알 수 있듯이, 본 발명 선충인 헤테로라브디티스 GSN2 계통(Heterorhabditissp. GSN 2; KCTC 0991BP)은 치사된 등얼룩풍뎅이 유충으로부터 분리하였기 때문에 얼룩풍뎅이 유충, 녹색콩풍뎅이 유충, 주황긴다리풍뎅이 유충, 주둥무늬차색풍뎅이 유충 등과 같은 해충의 방제에 탁월한 효과를 가짐을 그 특징으로 한다.
상기 실시예 및 실험예를 통하여 명백한 바와 같이, 본 발명의 선충, 헤테로라브디티스 GSN2 계통 KCTC 0991BP(Heterorhabditissp. GSN 2)는 해충에 대한 치사효과가 매우 높아 농림해충에 대한 방제용으로 사용할 수 있는 효과가 있고, 나비목 해충 뿐만 아니라 풍뎅이의 유충(굼벵이)의 방제에도 뛰어난 효과가 있으며, 종래의 화학적 방제의 단점을 극복하고 새로운 환경친화형 해충 방제 인자를 제공하는 효과가 있으므로 해충방제산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

  1. 농림 해충에 대한 곤충병원성 선충인 헤테로라브디티스(Heterorhabditissp.) GSN2 계통(KCTC 0991BP).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 농림 해충은 등얼룩풍뎅이, 녹색콩풍뎅이, 주황긴다리풍뎅이 및 주둥무늬차색풍뎅이인 것을 특징으로 하는 헤테로라브디티스 (Heterorhabditissp.) GSN2 계통(KCTC 0991BP).
  3. 헤테로라브디티스(Heterorhabditissp.) GSN2 계통(KCTC 0991BP)를 이용하는 것을 특징으로 하는 해충 방제방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 헤테로라브디티스 GSN2 계통 KCTC 0991BP (Heterorhabditissp. GSN 2)는 헥타르 당 105내지 1015마리를 단독 또는 농약 또는 비료와 혼용 처리함을 특징으로 하는 해충의 방제방법.
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