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선충이 환경에 미치는 영향

전파수단, 가해양상, 식물병원균 및 유용미생물과의 관계 Ⅶ

정기자: 식물기생선충은 식물에게 어떤 생리적 영향을 미치는가?

추박사: 선충이 기생하면 식물은 생리의 대사변화와 변질, 세포와 조직의 변화 등이 나타나고 식물생장조절인자를 합성하는 조직이 파괴된다. 알기 쉽게 예를 들면 ①벼잎선충이 기생한 벼는 정상적인 호흡효소작용이 높아져 호흡량이 증가한다. 잎선충은 식물의 새싹에서 다른 부위로 전류시키는 식물생장물질의 하나인 옥신공급원을 파괴하여 생육에 영향을 미친다. ②뿌리혹선충에 기생당한 콩 뿌리의 거대세포도 효소활동이 증가한다. 호흡의 변화는 건강한 조직보다 감염조직에서 더욱 활기차서 대사과정의 변화가 나타난다. ③뿌리혹선충이 기생한 토마토의 혹에는 셀루로오즈와 같은 다당류는 감소하고 핵산과 아미노산의 농도가 증가한다. 혹의 세포는 단백질을 더 합성한다. ④선충의 기생은 무기질 양분의 정상적인 흡수와 흐름을 방해한다. 건강한 뿌리에서는 정상적인 농도로 무기질이 흡수∙이동되지만 뿌리혹선충이 기생한 식물의 혹에는 질소, 인산, 칼륨이 축적된다. 무기질 수준은 선충의 생장과 번식에 영향을 미친다. ⑤딸기뿌리선충이나 뿌리혹선충이 기생한 고추뿌리에는 칼륨뿐만 아니라 질소, 인, 나트륨도 축적된다. 반면 ⑥뿌리혹선충이 기생한 고추는 칼슘성분이 감소하고 궁선충이 침입한 식물의 줄기조직에는 나트륨, 칼슘, 인, 칼륨이 감소한다. 이와 같이 무기질의 축적과 감소는 선충의 피해를 증가시킨다.

 

정기자: 식물기생선충은 기주의 세포를 어떻게 변화시키나?

추박사: 선충의 기생은 기주식물의 세포를 다음과 같이 변화시킨다. ①직접적인 세포파괴--->단순히 세포내용물을 제거하거나 세포를 죽이는 물질을 끌어 들여 파괴한다. ②세포 분리--->마늘줄기선충의 기생에서 뚜렷하다. 기주의 조직은 약해지고 망가져 빠르게 건조되며 느슨하게 연결된 세포역을 발달시킨다. 조직을 쇠약하게 하는 물질은 펙티나제이다. ③세포 이동--->세포 이동은 엽적, 밀관, 염류샘, 잎의 유조직 체관부와 물관부 사이, 배주의 영양세포, 기타 많은 양의 용질이 움직이는 곳에서 일어난다. 선충은 식물에 기생하여 이와 같은 세포변화를 유발한다.

 

정기자: 식물의 생장을 위해 인위적으로 식물생장조절제를 처리한다. 선충과 관계가 있나?

추박사: 작물을 재배하는 동안 작물의 성장을 조절하여 부가가치를 높이고 수확량을 늘릴 목적으로 인돌아세트산(옥신)과 관련 합성물 등의 생장조절제를 인위적으로 처리한다. 이 경우 선충의 영향을 받는다. 선충과 생장조절제의 관계를 보면 마늘줄기선충은 옥신을 비활성화 시키는 효소를 가지고 있다. 옥신의 비활성화는 식물의 마디마디 사이의 발육을 억제하여 감염식물을 왜소케 한다. 뿐만 아니라 선충은 생장조절제를 합성하는 식물의 조직을 파괴한다. 궁침선충은 시토키닌(뿌리에서 생성되는 식물생장물질: 세포분열촉진, 노화억제, 휴면타파, 엽록체 발달 촉진, 잎과 과일의 노화 방지)의 생성원천인 뿌리 끝을 침해하고 잎선충은 새싹에서 식물의 타 부분으로 흘러 이동하는 옥신의 원천을 파괴한다. 인돌아세트산과 관련 합성물을 국소 처리하면 처리부위에 혹이 생성된다. 시토키닌을 처리해도 같은 현상이 생긴다. 잎이 노화하고 황변하여도 혹 부위는 녹색으로 남아 녹색 섬이 된다. 이는 선충주변 조직에 존재하는 생장조절제의 농도가 정상적인 것보다 높기 때문이다.

 

정기자: 적극적 이동수단이 없는 선충은 어떻게 전파되어 작물에 피해를 끼치는가?

추박사: 선충은 종류에 따라 차이가 있긴 하지만 일반적으로 자신의 힘으로는 온습도가 적당한 사토에서도 1년에 고작 30cm 정도의 거리를 이동할 수 있다. 따라서 선충은 여러 수단을 통하여 짧고 먼 거리에 분산된다. 작은 크기는 전파에 유리하게 작용하고 감염식물의 국제 교류는 세계적인 분포를 가능하게 한다. 전파수단의 구체적인 요인들을 보면 ①농기계, 농기구, 재활용 컨테이너--->농기구, 농산물 수송 차량, 경운기, 트랙터 등의 타이어 등에 선충감염토양이 들러붙어 비감염 필드로 전파되고 마대자루, 가마니, 바구니 등 컨테이너에 선충이 오염된 토양이나 줄기, 뿌리, 잎 등이 묻혀서 비감염 필드로 전파, ②동물--->새, 설치류, 곤충, 말, 소, 기타 농장 동물, 심지어 사람의 손, 옷, 신발, 손도구 등도 선충의 전파에 역할, ③물--->관개수, 빗방울, 스프링 쿨러, 홍수, 특히 홍수는 선충을 장거리까지 전파, ④바람--->선충감염 토양이나 식물의 부스러기 등이 바람에 의하여 필드와 필드로 분산, ⑤감염된 식물 등은 선충의 분산에 중요한 역할을 한다.

 

정기자: 선충의 이동에 영향을 미치는 중요한 토양인자는 무엇인가?

추박사: 일단 선충이 필드에 전파되거나 존재하면 선충의 이동에 영향을 미치는 중요한 인자는 온도와 습도이다. 선충은 친수성 동물이기 때문에 습도가 충분하지 못하면 이동할 수 없고, 습도의 수준은 식물을 시들게도 하지만 선충의 이동에도 방해가 된다. 한편, 선충이동의 적절한 토양 온도는 일반적으로 10℃에서 30℃이고, 0℃ 부근의 온도는 선충의 이동을 제한한다. 온도는 선충의 이동에도 관여하지만 부적합한 환경이 초래하는 선충의 휴면에도 관여한다.

 

정기자: 토양에서 이동하려면 선충은 근육이 발달하여야 할 것 같은데?

추박사: 선충은 잘 발달된 근육을 가지고 있다. 따라서 선충의 움직임은 근육활동과 관련이 있고 뱀 또는 뱀장어처럼 움직이고 헤엄치는 것은 선충의 근육이 종주근이기 때문이다. 원형근은 없다. 몸의 이동뿐만 아니라 구침, 교접자, 부자, 식도 등의 운동도 근육에 의하여 조절된다. 선충의 체근육은 수백개의 인접세포로 구성되어 있고 복부와 배부건에 있는 운동 신경에 의하여 자극을 받아 활동한다. 구강의 운동, 인두(소화관)의 운동, 배변에 이용되는 근육은 중추신경계의 간섭없이 국부근육의 수축에 의하여 만들어진다.

 

정기자: 선충이 토양의 열악한 환경에서 활동하고 생존하려면 표피의 역할도 중요할 것 같은데?

추박사: 외부의 거친 환경으로부터 선충을 보호해 주는 중요한 조직은 표피이다. 표피는 단단하고 유연한 외피로서 외골격과 같은 역할을 한다. 외층의 피층, 중간의 기질층, 내측의 기저층으로 구성되어 있다. 알부민, 당단백, 콜라겐, 케라틴으로 구성되어 있다. 표피의 역할은 토양 입자, 포식충, 기생충, 병원균과 같은 물리적, 생물적 인자 등에 대한 방벽 역할을 한다. 외층에는 먹이, 습도, 교미에 쓰이는 수많은 감각기관이 있다. 표피는 가로 또는 세로 찰흔(체환 또는 측선), 반점, 자모, 비늘, 가시, 관상혹으로 장식되어 있다.

 



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