꽃노랑총채벌레 Frankliniella occidentalis는 전세계적인 해충종으로 주목을 받고 있으나 아직 이 곤충의 식물화학생태학에 대한 연구는 상대적으로 부족한 편이다. 이 종은 특성상 곤충의 영양생태학에 대한 전통적인 연구들의 이용을 복잡하게 하거나 심지어 불가능하게 한다. Waldbauer의 지수와 같이 일반적으로 이용되는 방법이나 보다 최근에 제안된 공분산분석은 곤충과 먹이량의 측정에 근거하는데 꽃노랑총채벌레의 크기는 이러한 기술의 이용을 제한한다. 꽃노랑총채벌레는 폭넓은 유형의 식물조직을 소모하며 심지어 포식도 하는 극히 기회적인 성질 때문에 식물화학적 연구가 어려울 수 있다. 기주선호성이나 섭취된 특이조직에서 분리된 화합물과 관련된 곤충의 반응양상을 조사하기 위한 시도들은 어느 식물 부위가 소모되고 있는지를 정확히 한정하기 어렵기 때문에 분명치 않을 수 있다.

총채벌레의 영향을 다루기 위한 논리적인 문제에도 불구하고 여러 연구들은 꽃노랑총채벌레에 대한 식이질소의 중요성을 시사하고 있다. 꽃가루에는 비교적 고농도의 질소가 있으며 이 조직에 대한 선호성은 흔히 보다 많은 단백질식이물을 획득하는 수단으로 언급되고 있다. 인공사료연구에서는 꽃가루의 추가시 꽃노랑총채벌레와 다른 총채벌레 종의 성장률, 발육률, 번식력이 증가하는 것으로 나타났다. 드물지만 포식작용은 보다 많은 식이질소를 획득하는 대체방법이다. 토양질소의 증가가 총채벌레 개체군을 증가시키는 것으로 나타났으나 이 관계의 메카니즘은 아직 다루어지지 않았다.

상이한 기주종에 대한 다양한 접근성을 이용함으로써 지난 1996년 Mollema와 Cole은 온실실험을 통해 잎조직의 방향성아미노산(페닐알라닌과 타이로신) 농도와 잎에 한정된 꽃노랑총채벌레에 의한 피해정도간에 일관된 상관관계가 있음을 알아냈다. 조사된 4가지 서로 다른 기주식물종(토마토, 고추, 상추, 오이)에서 분명했던 것처럼 이 관계는 특히 확고한 것으로 보인다. 그러므로 총질소함량뿐만 아니라 질소태(아미노산)는 꽃노랑총채벌레의 영양생태에 중요할 수 있다.

꽃노랑총채벌레의 기회적인 성질 때문에 한 가지 실험의 결과를 다른 시스템의 꽃노랑총채벌레 섭식에 적용하지 못할 수 있다. 꽃노랑총채벌레는 주로 토마토점무늬시들음바이러스의 매개충으로, 포장(圃場)재배 토마토 Lycopersicon esculentum의 주요해충이다. 이 시스템에서 꽃노랑총채벌레는 거의 독점적으로 꽃가루와 꽃조직을 섭식하며 잎의 식흔(食痕)은 비교적 드물다. 꽃노랑총채벌레의 오염에 대한 포장재배 토마토의 감수성은 다른 식물부위 보다는 오히려 꽃의 특성과 관련이 있는 것으로 보인다. 플로리다 북부에서 토마토의 꽃노랑총채벌레 개체군은 개화와 함께 2~4주의 기간 내에 정점을 이뤘다가 감소한다. 그러므로 꽃노랑총채벌레의 잎피해에 대한 이전의 화학적 상관물의 동정은 잎에 대한 섭식이 전형적이 아닌 포장조건에서의 토마토와 관련이 있을 수도 있고 없을 수도 있다.

미국 플로리다대학교 농업교육연구센터의 Brent V. Brodbeck 연구팀은 2년 동안 플로리다 북부의 포장에서 토마토를 섭식한 꽃노랑총채벌레의 밀도에 미치는 꽃의 질소상태와 다른 식물변수의 영향을 조사했다. 연구팀은 토양질소의 증가가 기주식물의 영양가치를 증가시켜 꽃노랑총채벌레 개체군에 이익이 될 수 있다는 가설을 시험했다. 조사된 식물변수에는 꽃의 화학적 성질(총질소와 아미노산), 꽃수, 식물체의 크기가 포함됐다. 식물변수와 꽃노랑총채벌레에 대해 6~10일 간격으로 표본조사된 밀도간의 관계가 조사됐다. 꽃노랑총채벌레에 대한 잠재영향효과가 꽃노랑총채벌레 개체군의 계절적인 경향에 관해서 뿐만 아니라 시비처리(202kg/헥타와 309kg/헥타)에 관해서도 고려됐다.

연구결과, 표본조사된 꽃노랑총채벌레 개체군은 계절과 관련있으며 식물변수에 시비처리효과가 있었다. 2년 동안 꽃노랑총채벌레는 오직 단기간(2~3주)에만 토마토에 풍부했으며 질소시비를 보다 많이 한 기주에서 개체군 밀도가 유의하게 높았다. 토마토에서 꽃노랑총채벌레의 계절적인 경향은 꽃의 총질소농도뿐만 아니라 기주식물당 꽃수와 상관관계가 있다. 더구나 시비처리효과는 꽃의 질소상태 변화와 일치했다. 보다 높은 비율로 시비된 식물체는 총채벌레 개체군이 정점을 이루는 기간 동안 아미노산 프로필의 변화뿐만 아니라 보다 높은 질소함량을 가진 꽃을 생산했다. 꽃노랑총채벌레(특히 암컷 성충)의 밀도는 개체군이 정점을 이루는 동안 꽃의 페닐알라닌(phenylalanine) 농도와 고도의 상관관계를 보였다. 이 연구결과는 총채벌레 개체군에 대한 높은 식이질소의 유익한 효과와 일치하며 또한 방향성 아미노산(예를 들면 페닐알라닌)이 꽃노랑총채벌레의 영양생태에 중심 역할을 한다는 가설을 뒷받침한다.

* Brent V. Brodbeck

* University of Florida, Agricultural and Educational Research Center, Quincy, FL 32351, USA

출처 : 한국과학기술정보연구원, Entomologia Experimentalis et Applicata 99: 165-172, 2001년 5월

운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2003.07.14 13:09

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