본 호에는 식물기생선충의 방제법을 개략적으로 알아본 후, 식물기생선충 중에서도 가장 중요한 뿌리혹선충의 일반적인 개요부터 일문일답하고자 한다.

농업기술전문기자 정남준 박사 (이하 정기자): 뿌리혹선충의 2령충이 뿌리에 정착하면 어떻게 되는가?

추호렬 박사 (이하 추박사): 뿌리혹선충의 2령충이 정착하면 초기에는 뿌리가 팽창하고 혹이 형성된다. 보통 침입 후 24시간부터 만들어진다.

정기자: 뿌리혹선충의 2령충이 침입한 기주의 뿌리는 어떤 변화가 생기나?

추박사: 뿌리에 침입한 2령충은 세포벽에 구침을 찔러 소화선으로부터 분비액을 주입하고 분비액은 관다발원통에서 세포확대를, 내초에서는 세포분열율의 증가를 일으킨다. 이와 같은 세포변화로 세포확대(이상비대, 과비대)에 의한 거대세포(일명 다핵질)가 만들어진다. 이상비대(세포확대)는 세포벽의 분해, 핵의 확대, 세포내용물의 구성변화로 만들어진다. 동시에 유충의 두부 주변에는 강렬한 세포증식(이상증식)이 일어난다. 2령충은 한곳에 머물며(정주성) 먹이를 취한다.

정기자: 거대세포는 어떻게 변하는가?

추박사: 거대세포의 시작은 액포 세포로 시작하여 약 2주 동안 급격하게 팽창한다. 중앙 액포는 수많은 소형 액포로 대치되고, 기본 세포질(리보솜, 폴리솜 등)과 세포소기관(골지체, 미토콘드리아, 소포체 등)은 수와 밀도가 급격히 증가한다. 핵과 핵인도 확대된다.

정기자: 뿌리에 침입한 2령충은 어떻게 발육하는가?

추박사: 거대세포와 혹이 만들어지는 동안 유충의 체폭은 증대되고 소화선은 상당하게 커진다. 생식원기의 세포들은 분할되고 생식원기는 확대되어 암컷에서는 뚜렷하게 2개로 늘어나고 수컷에서는 가늘고 긴 몸체를 형성한다. 6개의 직장선은 반구형에 가까운 암컷 몸의 후부에서 확대되기 시작한다. 먹이활동을 계속하는 동안 2령충의 크기는 증가하며 소세지 모양이 되고 생식선이 길어진다.

①암컷: 암컷인 경우 2회, 3회 탈피를 완성하면서 2개의 느슨한 표피가 나타난다. 구침과 중부식도구는 없어진다. 4회째의 탈피가 끝나면 곧 구침과 중부식도구가 재생되고 자궁과 질이 만들어지며 회음부가 보인다. 발육을 계속하면서 2개의 생식선은 늘어나고 겹쳐져 거의 구형 또는 약간 늘어진 암컷의 몸 안에서 보기가 어렵다.

②수컷: 2회째 탈피 바로 직전 수컷의 생식선은 몸의 거의 후부 끝에 있게 된다. 직장이 보인다. 2회째와 3회째 탈피 후 구침은 보이지 않고 중부식도구는 퇴화한다. 단지 생식선만 커진다. 그리고는 유충의 표피 안에서 몸은 길어지고 구침, 중부식도구가 있는 식도, 교접자, 부자 안의 정액이 완성되는 빠른 변태를 한다.

정기자: 뿌리혹선충의 유충발육과정에서 특이한 점이 있는 것 같다.

추박사: 위에서 언급한 것처럼 3령충과 4령충은 기능적인 구침이 사라져 먹이활동을 하지 못한다. 수컷이 존재한다면 실모양으로 보통의 선충형태와 같고 먹이활동은 하지 않는다.

정기자: 뿌리혹선충은 기주를 어떻게 감지하고 침입하나?

추박사: 부화한 2령충은 감각기관인 쌍기를 통하여 뿌리의 확산체를 감지하게 되고 뿌리에 유인되어 간다. 먼 거리에서는 이산화탄소에 유인되고 추가적인 유인 물질은 아미노산, 당, 기타 대사산물이다. 적당한 기주의 뿌리 끝을 찾게 되면 뿌리의 신장대 뒤로 침입하여 세포사이로 내려가 뿌리의 끝으로 이동한다. 선충의 침입과 이동은 화학적⦁기계적 수단의 조합으로 이루어진다. 뿌리 끝에 도달한 2령충은 관다발원통을 침입하여 분화대 근처에까지 위쪽으로 이동하기 위하여 몸을 180° 회전한다. 분화대에서 몇 개의 관다발 세포를 선택하여 먹이장소로 만든다. 먹이장소가 조성되면 2령충은 정주한다. 선택된 세포(보통 5-8 세포)는 형태적⦁대사적으로 극적인 변화를 일으켜 영양 싱크대가 된다. 가장 분명한 형태적 변화는 확대(비대)이다.

정기자: 화학적⦁기계적 조합의 이행은 어떻게 이루어지나?

추박사: 선충은 세포벽을 퇴화시키는 효소 혼합물을 분비하고 뿌리세포를 결합하는 부드러운 중간 라멜라를 분리하기 위하여 구침과 머리로 밀어붙인다. 아복부선에서는 셀룰라제(엔도글루카나제), 엔돌실라나제, 펙타텔리아제, 폴리갈락투로나제를 분비한다.

정기자: 뿌리혹선충의 암컷 수명은 어느 정도인가?

추박사: 뿌리혹선충의 암컷 수명에 대한 연구는 없다. 다만 필드에서 암컷은 2-3개월 동안 계속 알을 낳고, 알을 낳고 난 후에도 당분간 생존하는 것으로 관찰된다. 늙은 암컷은 알을 생산하지 못하지만 여전히 생존한다. 일반적으로 시즌 후기에 보이며 몸이 투명하다. 수컷은 단지 몇 주 사는 것으로 알려져 있다. 부화한 유충의 수명은 2-3일에서 2-3개월까지 다양하다. 적당한 조건에서 부화한 유충은 뿌리를 찾아 2-3일내에 발육을 시작한다. 온도가 낮은 가을 늦게 부화한 유충은 겨울을 나고 이듬해 봄에 생활사를 완성한다. 여름에 부화한 유충은 습한 토양에서는 2-3주 정도만 생존한다.