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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.49 No.3 pp.75-80
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2015.49.3.75

Temperature-dependant Development of Asian Gypsy moth(Lymantria dispar Linn.)

Dongpyo Lyu*
Department of Forest Sciences, Sangji University, Wonju 220-702, Korea
Corresponding author: Dongpyo Lyu Tel: +82-33-730-0526 Fax: +82-33-730-0503 myrmicinae@sangji.ac.kr
March 10, 2015 June 19, 2015 June 21, 2015

Abstract

This study was carried out to investigate life cycle of Asian Gypsy Moth(AGM), Lymantria dispar (Linne), under different temperature conditions (15, 20, 25, and 30°C). As a result, developmental periods from larvae to adult were 149.7±7.4; 140.3±10.8, 81.0±3.3; 71.6±2.5, 46.7±2.2; 43.2±2.4, 42.6±2.5 and 39.7±3.1 days in female and male, respectively. The longest development period was observed at 30°C, whereas the shortest development period was observed at 15°C. Consequently, higher temperature affected shorten the development of AGM. Irrespective of gender, the shortest instar period was 2nd and longest was pupa stage, last-instar period was longer than other instar periods.


매미나방(Lymantria dispar Linn.)의 온도별 발육특성

류 동표*
상지대학교 생명자원과학대학 산림과학과

초록

본 연구는 매미나방의 생활사를 구명하고자 온도별 발육 실험을 실시한 결과, 15°C에서 암컷은 149.7±7.4일, 수컷이 140.3±10.8일, 20°C에서 암컷이 81.0±3.3일, 수컷이 71.6±2.5일, 25°C에서 암 컷이 46.7±2.2일, 수컷이 43.2±2.4일, 30°C에서 암컷이 42.6±2.5일, 수컷이 39.7±3.1일의 발육기 간을 나타내었다. 30°C에서 암컷 42.6±2.5일, 수컷 39.7±3.1일로 가장 짧은 발육기간을 가졌으며, 1 5°C에서 암컷 149.7±7.4일, 수컷 140.3±10.8일로 가장 느린 발육기간을 가져 온도가 높을수록 발육기 간이 짧다는 것을 확인하였다. 영기별 기간은 암수 모두 2령 기간이 가장 짧았으며, 번데기 기간이 가 장 길고, 유충기간에는 번데기가 되기 전의 영기(암컷은 6령, 수컷은 5령)가 다음으로 긴 것을 볼 수 있었다.


    Sangji University

    Ⅰ서론

    독나방과(Lymantridae)의 Lymantria속은 세계 적으로 33종이 알려져 있으며, 우리나라에는 매미 나방(Lymantria dispar Linnaeus)을 비롯하여 물 결매미나방(L. lucescens Linnaeus), 얼룩매미나방 (L. monacha Linnaeus), 붉은매미나방(L. mathura Linnaeus)인 4종이 분포하고 있다(Arimoto & Iwaizumi, 2014). 그 중 매미나방(Gypsy moth, GM)은 암컷성충의 비산력에 차이로 인해 유럽매미 나방(EGM)과 아시아매미나방(AGM)으로 구분하고 있으며, EGM은 1868년 미국의 아마추어 곤충애호 가인 Leopold Trouvelot가 누에나방과 교미를 시 도하기 위해 프랑스로부터 미국 메사츄세츠로 도입 하였으나 부주의로 야외로 탈출하여 미국 북동부와 캐나다 남동부의 활엽수에 심각한 피해를 주게 되 었다. 북미식물보호기구(North America Plant Protect Organization: NAPPO)는 이러한 매미나 방의 검역적 중요성을 인식하여 검역해충으로 지정 하고, EGM에 대해서는 확산저지 프로그램을 진행 중에 있다(Cannon et al., 2004).

    반면, 암컷성충의 비산력이 강한 AGM에 대해서 는 박멸 프로그램을 실시 중에 있으며, 유입되는 주 된 요인으로 알려진 선박 및 화물(Wallner et al., 1995, Cannon et al., 2004)에 대한 철저한 검역을 실시하여 매미나방 유입 및 정착될 가능성이 있는 모든 경우에 대해서 차단하고 있다. 또한 NAPPO에 서 2009년 8월 ‘아시아매미나방 검역지역으로부터 선박 및 화물 이동 규제지침’을 제정한데 이어 미 국과 캐나다가 2010년 5월 우리나라를 비롯한 일본, 중국 등 AGM이 분포하는 지역을 경유하는 선박에 대하여 2010년 6월 1일(캐나다는 2010년 7월 1일)부 터 AGM이 부착되지 않았다는 검역증명서 제출을 요구하고 있으며, 이 증명서를 제출하지 않은 선박 에 대해서는 북미국가에서 외항에 대기 후 검사가 이루어짐에 따라 통관지연(2~3일)이나 벌금부과 등 의 불이익이 발생하게 되었다.

    그로 인해 농림축산검역본부에서는 북미국가로 출 항하는 11개 항구에서 아시아매미나방의 부착 여부 에 대한 선박 검사를 강화하게 되었고, 따라서 아시 아 매미나방에 대한 정확한 정보가 필요하나, 아직 도 이에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연 구는 아시아계통의 매미나방에 대한 온도별 발육실 험을 통해 인공사육 및 생태에 관한 정밀한 조사를 통해 선박내 감염 위험성을 낮추기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

    Ⅱ재료 및 방법

    2.1.난괴 채집

    매미나방 난괴 채집은 2011년 2월부터 2012년 3 월까지 월동하는 난괴를 채집하였다. 전국을 대상으 로 하여 채집을 하였으며, 채집과 동시에 전국 분포 도를 조사하였다. 9월부터 이듬해 2월까지 채집된 난괴는 환경적응을 위해 2월말까지 자연상태에 놓아 두었다가 저온저장(6℃)하였으며 3월에 채집된 난괴 는 채집 후 바로 저온저장 하였다. 난괴는 전국 총 66개 지역에서 494개의 난괴를 채집하였다.Table 1

    2011년 2월부터 2012년 3월에 전국 66개 지역에 서 월동하는 매미나방의 난괴 494개를 채집하였다 (Fig. 1). 9월부터 이듬해 2월까지 채집된 난괴는 환경적응을 위해 2월말까지 자연 상태에 놓아두었다 가 저온저장(6℃)하였으며, 3월에 채집된 난괴는 채 집 후 바로 저온저장하였다.

    2.2.온도별 발육실험

    매미나방의 인공사육법을 확립하기 위해 전국에 서 채집된 난괴를 이용하여 인공사육을 진행하였다. 인공사육은 인큐베이터(HB-302S-4H)를 사용하여 사육 조건은 온도는 15℃, 20℃, 25℃, 30℃, 습도 는 65±5%, 주야시간은 14L:10D로 설정하였다. 사 육통(∅100×40㎜) 당 1마리씩 개별 사육하였으며, 인공먹이를 자유섭식토록 하였다. 인공먹이의 조성 은 Table 2.와 같이 미농무성(USDA)의 방법 (Baranchikov, 1989)을 활용하였다. 발육 기간 동 안 매일 확인하여 두갑 회수, 탈피 일자 및 영기별 기간을 측정하였고, 총 발육기간을 산출하였다. 현 미경(Zeiss, Disvovery V8)과 ί-Solution(Ver. 8.4)를 통해 두갑의 폭을 측정하였다. 용화 후 번데 기의 무게와 길이 및 폭은 전자저울(A&D, CB- 300) 및 디지털 캘리퍼(0~200㎜)를 사용하여 측정 하였다.

    AGM의 온도별 발육기간을 알아보기 위하여 전국 에서 채집된 난괴를 이용하여 인공사육을 진행하였 다. 사육은 인큐베이터(HB-302S-4H)를 이용하여 온도를 각각 15℃, 20℃, 25℃, 30℃에서 습도 65±5%로, 일장 14L:10D로 설정하였다. 사육용기 (∅100×40㎜)당 1마리씩 개체사육을 하였으며, 인 공먹이를 자유롭게 섭식하도록 하였다. 인공먹이의 조성은 미농무성에서 매미나방 전문의 인공먹이로 개발된 조성(Table 1)에 따라 제조하였다. 사육기간 동안 매일 다음 영기로의 탈피를 확인하여 영기별 기간을 측정하였고, 온도별 총 발육기간을 산출하 였으며, 해부현미경(Zeiss, Disvovery V8)과 ί -Solution (Ver. 8.4)을 통해 탈피할 때마다 수거 된 머리덮개 탈피각의 폭을 측정하였다. 용화 후 번데기의 무게 및 길이와 폭은 전자저울(A&D, CB-300) 및 디지털 캘리퍼(0~200㎜)를 사용하여 측정하였다.

    2.3.발육영점온도

    발육영점온도 및 발육완료에 필요한 적산온도 추 정 : 각 온도의 발육기간에 역수(1/발육기간)를 취하 여 발육률을 구하였으며, 온도와 발육률(1/발육기간) 간의 직선회귀식을 구하여, 이식으로부터 발육률이 0이 되는 온도를 추정하여 발육영점온도를 구하였 다. 각 발육단계 발육완료에 필요한 적산온도는 추 정된 회귀식 기울기의 역수 값(1/기울기)으로 구하 였다. 회귀분석시 고온 영역에서 발육률이 감소하는 온도는 분석에서 제외하였다.

    y = a exp 1 2 x b / c 2

    여기서 a=최대발육률, b=최대 발육률을 보이는 온도, 그리고 c=곡선의 좌우 폭을 조절하는 매개변 수를 나타낸다. 매개변수 값은 TableCurve 2D 프 로그램(Jandel Scientific, 1996)을 이용하여 추정 하였다.

    Ⅲ결과 및 고찰

    아시아매미나방에 대한 온도별 발육실험을 통해 생활사를 구명하기 위해 온도별 인공사육을 실시하 였다. 항온항습 조건에서 각각 50마리씩 인공먹이를 이용한 사육결과 80% 이상 부화하였으며, 85% 이 상 용화하였다. 사충율은 30℃는 8%, 25℃는 2%, 20℃는 4%, 15℃는 12%로 나타났고, 사충율은 15℃ 에서 가장 높고 25℃에서 가장 낮게 나타났으며, 아시아매미나방 유충의 최적발육온도는 25℃이며, 15℃이하에서는 제대로 발육하지 못하는 것을 확인 하였다. 암컷과 수컷의 발육기간을 보면 암컷은 6 령, 수컷은 5령의 유충기를 가진다. 암컷과 수컷의 영기별 발육기간 차는 1~3령까지는 차이가 거의 안 났지만 4령에서 15℃는 5일, 20℃는 1일, 25℃는 1.6일, 30℃는 1일의 차가 있었으며, 5령은 15℃는 13.7일, 20℃는 5.2일 25℃는 3.8일, 30℃는 4.1일 로 수컷이 암컷보다 발육기간이 더 길었다. 하지만 암컷이 6령이라는 1번의 영기를 더 거쳐서 총 발육 기간이 암컷이 수컷보다 3~10일 더 길었다.

    영기별 발육기간 결과(Table 2)를 보면 30℃는 1 령에서 암컷은 7.4±1.8일, 수컷은 7.0±1.8일, 2령 에서 암컷은 2.9±0.5일, 수컷은 3.2±1.0일, 3령에 서는 암컷이 3.3±1.1일, 수컷이 3.8±1.4일, 4령에 서 암컷이 3.4±0.6일, 수컷이 4.4±1.2일, 5령에서 는 암컷이 4.7±1.1일, 수컷이 8.8±2.8일, 6령에서 는 암컷이 10.2±2.3일, 번데기는 암컷이 10.7±0.8 일, 수컷이 12.5±1.4일로 나타났다. 영기별 기간은 암컷이 2령, 3령, 4령, 5령, 1령, 6령, 번데기 순으 로, 수컷은 2령, 3령, 4령, 1령, 5령, 번데기 순으로 나타나 암수 모두 2령 기간이 가장 짧았으며 번데기 기간이 가장 길고, 유충기간에는 번데기가 되기 전 의 영기(암컷은 6령, 수컷은 5령)가 다음으로 긴 것 을 볼 수 있었다. 나머지 15℃, 20℃, 25℃에서도 비슷한 경향을 보였지만 예외적으로 25℃ 암컷에서 2령(3.4±0.6일)이 3령(3.3±0.6일)보다 길었으며, 20℃ 암컷에서 번데기(18.7±1.2일)가 6령(19.6±1.5 일)보다 기간이 더 짧았다. 온도별 발육기간 결과를 보면 30℃에서 암컷이 42.6±2.5일, 수컷이 39.7±3.1일, 25℃에서 암컷이 46.7±2.2일, 수컷이 43.2±2.4일, 20℃에서 암컷이 81.0±3.3일, 수컷이 71.6±2.5일, 15℃에서 암컷은 149.7±7.4일, 수컷 이 140.3±10.8일로 나타났다. 온도별 발육기간은 30℃에서 가장 짧았으며, 25℃, 20℃, 15℃ 순으로 발육기간이 짧게 나타났다. 각 온도별로 총 발육기 간을 비교해보면 30℃와 25℃는 약 4일의 차가 있 어 거의 근소하게 나타났지만 25℃와 20℃에서는 암컷이 34.3일, 수컷이 68.7일로 나타나 온도가 낮 아질수록 총 발육기간이 급격하게 느려진다는 것을 확인하였다. 이것은 15℃에서 사육된 유충들이 낮은 온도로 인해 활동이 둔해지고 먹이 섭식이 다른 온 도에 비해 저조하여 신진대사가 원활하지 못하기 때 문으로 사료된다.

    아시아매미나방 유충의 두갑의 폭은 탈피할 때 마다 성장하였는데, 그 측정 결과(Table 3)는 1령 은 0.62±0.04 ㎜, 2령은 1.13±0.04 ㎜, 3령은 1.87±0.15 ㎜, 4령은 암컷이 3.08±0.21 ㎜, 수컷 이 3.51±0.25 ㎜, 5령은 암컷이 4.29±0.20 ㎜, 수컷이 4.20±0.30 ㎜, 6령은 암컷이 5.38±0.10 ㎜로 나왔으며, 4령에서는 수컷이 암컷보다 head capsule이 0.4 ㎜ 더 컸으며, 5령은 암컷이 수컷보 다 0.16 ㎜더 컸다.

    번데기의 무게, 폭 및 길이 측정은 2011년에 암컷 번데기 285개체, 수컷 번데기 350개체를 측정하였 고, 2012년 암컷번데기 581개체, 수컷 번데기 322 개체를 측정하여 총 암컷 번데기 806개체, 수컷 번 데기 672 개체를 측정하였다. 측정결과 암수의 무게 는 2.38 g, 0.86 g으로 암컷이 수컷에 비해 2.7배 더 무거웠으며, 길이는 암컷이 3.18㎝, 수컷이 0.97 ㎝로 암컷이 0.49 ㎝ 더 컸다(Table 4).

    발육영점온도에서 온도와 발육속도와의 관계를 분석한 결과는 Table 5와 같다. 암수 발육영점온도 는 암컷이 9.00℃, 수컷이 8.61℃, 전체 암수발육 영점온도는 9.25℃로 나타났다. 담배거세미나방 (Bae et al., 1997), 주홍날개들명나방(Lee et al., 2002), 도둑나방(Kwon et al., 2005), 세줄콩들명 나방(Choi et al., 2008)의 온도 발육 연구에서는 발육기간도 온도가 높아질수록 짧아진걸 알 수 있 었고, 알 유충 번데기(용)단계에서의 발육특성을 연 구하였으나 이번 연구에서는 암수의 발육특성에 초 점을 두었다. 수컷의 경우, 발육에 필요한 유효적산 온도를 볼 때 2령, 3령, 4령, 1령, 5령 순으로 발육 기간이 길었다. 암컷은 2, 3, 4, 5, 1, 6령 순으로 나타났다.

    이상의 연구 결과가 아시아매미나방의 발육에는 온도가 중요한 영향을 미치고, 증식에 적합한 온도 범위는 25~30℃인 것으로 나타났다. 검역지역에 따 라 온도 차에 의한 아시아매미나방의 발육기간을 활 용하여 발생 예측할 수 있는 자료가 될 것이며, 이 번 연구의 결과는 실내에서 누대 사육되어진 아시아 매미나방을 균일한 조건하에서 이뤄진 것이기에 자 연조건하에서 아시아매미나방의 발육에 대한 연구가 이뤄져야 할 것으로 사료된다.

    Figure

    JALS-49-75_F1.gif

    Collected sites for egg mass of Asian gypsy moth L. dispar.

    Table

    Gradient of artificial diet specialized in Asian gypsy moth L. dispar from USDA

    Development period (days, means±SE) for larvae stages of AGM at various temperatures.

    n/a= not available

    Head capsule's width of AGM at larvae stages.

    n/a= not available

    Weight, length, and width of AGM pupae

    Temperature-dependent development data of AGM at various temperatures.

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