대부분 1mm미만의 현미경적 동물인 식물기생선충이, 그것도 곤충과는 달리 자신의 능력으로는 이동거리가 거의 없는, 최적의 조건인 사토에서도 고작 1년에 30cm의 거리 정도를 이동하는 선충이 기주식물을 탐색하여 넓은 면적에 걸쳐 피해를 주는 능력을 보면 그저 놀랄 뿐이다. 그래서 이번호에는 선충의 가해전략에 대하여 알아보고자 한다.

정기자: 식물기생선충은 기주를 어떻게 탐색하고 찾아 가나?

추박사: 식물기생선충은 살아 있는 세포를 먹고 사는 절대기생체이다. 먹이는 선충의 번식, 개체군 형성, 가해, 생활사의 완성 등에 있어 중요한 요소이다. 따라서 선충의 이동과 기주 탐색은 중요하다. 선충은 토양속의 여러 유인제에 반응한다. 먼 거리에서는 이산화탄소에 반응하고 짧은 거리에서는 뿌리의 확산체에 반응하며 지근거리에서는 특수 화합물에 반응한다. 선충은 이들 유인제의 도움으로 기주의 뿌리에 도달하여 침입하기에 적합한 부위에 자리한다.

정기자: 토양이나 물속에서 선충은 어떻게 이동하나?

추박사: 선충은 먹이활동을 위해서 기주를 찾아 이동하여야 한다. 이동방법에는 두 가지가 있다. 하나는 뱀처럼 파도 패턴으로 이동하는 보행이동(굴곡운동)이고, 또 하나는 지렁이처럼 앞부분은 늘리고 뒷부분을 끌어당겨 이동하는 신축이동(신장운동)이다. 대부분의 식물기생선충은 배부와 복부근육의 교호수축으로 뱀이나 뱀장어처럼 파도 모양으로 헤엄쳐 이동하지만 측선이 없는 환선충은 지렁이처럼 이동한다.

정기자: 식물기생선충은 어느 정도의 깊이에 분포하나?

추박사: 토양 중의 선충분포는 일반적으로 기주식물의 뿌리분포와 거의 일치한다. 대부분 15cm이내에 분포하지만 기주식물과 선충의 종류에 따라서는 특히, 수목기생선충은 75cm 이상의 깊이에서도 발견된다.

정기자: 선충의 이동에 영향을 미치는 요인들이 있을 것 같은데?

추박사: 토양의 온∙습도, 토성, 수분함량, 화학 성분 등이 선충의 이동과 방향에 영향을 미친다. 일반적으로 선충은 천천히 되는 대로 움직이지만 감수성 식물의 뿌리에 가까워지면 적극적이면서 방향성이 있는 이동을 한다. 뿌리의 삼출물은 선충이 뿌리방향으로 이동할 수 있도록 선충과 기주사이에 화학적 변화를 만든다. 예를 들면 감자와 토마토 뿌리의 삼출물은 감자시스트선충, 클로버시스트선충, 고구마뿌리혹선충, 자바니카뿌리혹선충을 유인하고, 딸기뿌리선충의 유충은 화이트 클로버의 뿌리 삼출물로부터 화학적 자극을 받게 되었을 때 5분 동안에 15-20cm 정도를 이동한다.

정기자: 식물기생선충은 어떻게 기주를 감지하나?

추박사: 선충은 쌍기(측기)와 측미선구라는 감각기관을 가지고 있다. 선충이 뿌리에 근접하는 동안 뿌리에서 분비되는 옥신은 쌍기와 측미선구, 또 다른 조직에 결합한다. 그리고 이동을 하는 동안 감각 수용기를 통하여 옥신의 변화를 인지하고 좇는다. 쌍기는 선충의 두부 양측에 있는 1쌍의 화학감각기관이다. 참선충목의 선충에는 쌍기가 구순의 전방 끝에 위치하여 안면에서만 볼 수 있다. 쌍기에는 기주를 찾는데 사용하는 선초세포가 있고 이를 통하여 기생에 역할을 하는 단백질을 분비한다. 측미선구는 꼬리부분에 위치한 또 하나의 단백질 분비기관으로 감각기관 역할을 한다.

정기자: 식물기생선충이 분비하는 단백질은?

추박사: 예를 들면 식물기생선충은 쌍기의 초세포를 통하여 멜로이도자이네 어비루런스 단백질-1을 분비한다. 이는 선충의 기생과 기타 쌍기의 기능에 역할을 한다. 그리고 꼬리부분의 측미선구에서는 유사 세포분열억제 48이라는 단백질이 만들어진다. 몇몇 분비물을 생산하기도 한다.

정기자: 식물기생선충의 기주 침입 전략은?

추박사: 기주의 뿌리에 도달한 선충은 표면을 탐색하며 머리를 표면 쪽으로 자주 움직인다. 선충이 머리를 자주 움직이는 것은 감각기관으로 화학적 방사성 기체를 보다 더 잘 탐지하여 기주의 약한 부위나 장소에 위치하기 위해서다. 기주의 표면에 도달한 선충은 구순으로 표면을 꾹 눌러 화학적 자극을 획득하고 물리적 기계적 압력으로 기주의 표면을 찔러 천공한다. 기주의 표면에 대한 유충의 머리 방향은 천공을 위해 필요한 물리적 압력을 제공하는데 중요하다. 구침을 찌를 때는 몸을 뿌리의 표면에 활모양으로 굽혀 직각으로 한다. 2-3개 지점을 선택하여 활발하게 구침을 찔러 넣는다. 최종적으로 적합한 지점을 선택하여 천공이 성공할 때까지 이들 지점을 반복적으로 찔러 넣는다. 선충의 찌르기는 종류에 따라 차이가 있다. 뿌리썩이선충과 참선충은 초당 2-6회, 무화과핀선충은 4-8초 만에 한번으로 찔러 넣는다.