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| [사진설명] 곤충병원성 선충 |
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| [사진설명] 곤충병원성 선충으로부터 분리한 공생박테리아 Xenorhabdus nematophilus |
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| 곤충에 기생하는 선충은 약 40개 과가 분류되어 있지만 그 중에서도 Steinernematidae과의 Steinernema spp.와 Heterorhabditidae과의 Heterorhabditis spp.는 몸속에 공생하고 있는 세균인 Xenorhabdus spp.와 작용하여 해충을 사멸시킨다
곤충병원성 선충(Entomopathogenic nematode)이란?
선충의 어원은 그리스어인 실(Nema)과 형태(eidos)의 뜻에서부터 비롯되었으며, 곤충병원성(entomopathogenic) 선충은 곤충에 기생하면서 병원성을 유발하기 때문에 흔히 곤충기생성(entomogenous) 선충이라고도 부른다. 곤충병원성 선충은 형태적으로는 원통 모양의 실처럼 생겼으며 비환절형으로 간단한 내장과 방추상 형태를 갖고 있다. 또한 감염태 선충의 크기는 종에 따라 다소 차이는 있으나 약 100-2000㎛이다. 곤충병원성 선충의 서식처는 바다, 민물, 온천, 산등 지구상의 대부분의 위치에 분포하고 있으며, 곤충과 선충과의 관계는 편승(phoresy), 임의기생(facultative parasitism), 절대기생(obligate parasitism)등의 방법을 통하여 기주의 치사, 불임유발, 가해행동 둔화, 우화지연, 산란력감소, 변태실패유발, 조직 파괴등 직?간접으로 곤충에게 영향을 끼치고 있다. 이러한 선충의 분류로서 쌍선강은 크게 식물 선충목(Trylenchida), 시미 선충목(Spirurida)과 원충목(Rhabditida)으로 나누어지며, 곤충병원성 선충은 원충목(Rhabditida)에 속하며 이를 다시 다양한 과(family)로 분류 할 수 있다. 지금까지 알려진 곤충에 기생하는 선충은 약 40개 과가 분류되어 있지만 그 중에서도 Steinernematidae과의 Steinernema spp.와 Heterorhabditidae과의 Heterorhabditis spp.는 몸속에 공생하고 있는 세균인 Xenorhabdus spp.와 작용하여 해충을 사멸시킨다(그림 2). 이러한 이유에서 곤충병원성선충은 해충의 생물적 방제인자로서 주목을 받아왔으며 미국, 뉴잉글랜드 등지에서 명나방과 해충, 굴파리 등의 방제에 응용되어 큰 효과를 얻게 되어 최근 선진국을 비롯하여 세계 각국에서 대량 배양 및 산업화에 주력하고 있다. 또한 인축에 안전하고 폭넓은 사용 범위 및 뛰어난 기주탐색능력, 높은 치사율, 장기보존 및 화학농약과의 혼용사용등의 장점을 가지고 있어 차세대 생물농약으로 주목 받고 있다.
곤충병원성선충 유래 공생세균
곤충병원성선충의 장내에 공생하며 내독소(endotoxin) 및 외독소(exotoxin)을 분비하는 공생세균(그림 3)은 해충의 사멸에 있어 직접적으로 독소를 분비하여 해충을 사멸시키는 인자이며 최근 생물살충제로서 뿐만 아니라 다양한 식물병원균에도 탁월한 효과를 보이며 그 대사산물(metabolite) 중 항생 및 항종양물질도 분비하는 것으로 밝혀졌다. 이들 물질에 대한 연구가 최근 선진국에서 많이 이루어지고 있으며 국내에서도 (주)바이코시스를 비롯한 일부 대학에서 공생세균을 이용한 생물농약 실용화 연구가 발 빠르게 이루어지고 있다.
살충 메카니즘
곤충병원성 선충의 곤충에 대한 살충인자는 선충의 장 내에 공생하고 있는 공생박테리아인 Xenorhabdus spp.에 의하여 이루어진다고 보고되고 있다. 선충은 종에 따라 해충의 체내에 다양한 침투 형태를 보인다. Steinernema carpocapsae 종은 해충의 통행 경로에 잠복해(ambusing strategy) 있다가 해충의 이동에 따른 접촉에 의하여 해충내로 침투하며, Heterorhabditis bacteriophora종은 해충의 호흡등에 따른 화학적 발산 물질을 감지하여 해충에 직접 접근하여 입에 달려 있는 이빨을 이용하여 해충에 직접 침입한다. 곤충병원성 선충이 해충에 침입하는 경로는 선충의 종과 해충의 종에 따라 다소 차이는 있으나, 대체로 기주의 열려진 체강 즉 입, 항문, 기문을 통해 침입하며, 침입 후 기주의 혈강으로 들어가 Xenorhabdus spp.를 방출한다. 방출된 공생박테리아는 기주곤충의 면역작용을 억제시키는 독소와 항생물질을 분비하여 패혈증으로 곤충을 24-48시간 안에 사멸시키는 빠른 살충 기작을 가지고 있으며, 나비목 해충의 유충에는 곤충병원성 선충 1마리만 침입하더라도 해충을 사멸 시킬 수 있는 놀라운 살충력을 보유하고 있다. 또한 공생박테리아는 다른 미생물이 성장하지 못하도록 하는 항생물질을 분비하며 기주 체내 조직을 곤충병원성 선충의 성장에 용이한 성분으로 만들어 선충의 성장이 이루어지도록 한다.
ㅇ성명 : 박재성
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