신규 감염 및 고사목 내 소나무재선충 및 천적곰팡이 검경

(1) 현미경 육안검경 및 PCR 진단 비교

· 건강목에서 소나무재선충 검경을 위해 채취된 시료의 수는 9샘플이며, 이 중 소나무재선충이 현미경 육안검경을 통해 확인된 경우는 3개 샘플이었으나, PCR 진단에 의한 확인에서는

미검출되어, 기타재선충을 소나무재선충으로 오동정한 경우임

· 총 110개 샘플에 대한 소나무재선충 검경에 대해 현미경 육안검경으로는 91개 샘플에서 검출되었고, PCR 진단을 통해 78개 샘플에서 검출되었으며, 현미경 육암검경과 PCR 진단결과가 일치하는 경우는 76개 샘플로, 육안검경과 PCR 진단의 불일치도는 16.5%를 보임

· 이러한 결과의 불일치에 대해서는 육안검경에서 소나무재선충과 형태적으로 매우 유사한 다른 재선충류를 오동정하거나, 육안검경 당시 슬라이드글라스 내에서는 소나무재선충이 관찰되지 않았으나, 시료자체에는 포함되어 있어 PCR 진단에서는 확인된 경우임

· 소나무재선충 검경의 중요성은 해당 시험구 내에서 감염 및 고사한 소나무가 소나무재선충에 의한 직접 고사인지, 다른 요인에 의한 고사인지를 명확히 파악하는데 매우 중요한 사항이지만, 검경결과, 육안검경의 오차율은 15%이상으로 큰 것으로 확인됨

· 본 오차율을 줄이기 위해서는 특히 초기감염증상을 보이는 소나무에 대해서는 상부가지의 시료채취 등 다양한 부위의 시료채취가 필요함

· 소나무재선충 종 특이적 PCR 진단은 육안검경에서 오동정한 사례를 바로잡아줄 수 있는 보완책으로 육안검경만으로 산출된 소나무재선충 검출율에 대한 오류를 보정할 수 있는 중요한 방법임

· 따라서, 추후 소나무재선충 검경율은 육안검경과 PCR 진단을 동시에 수행하는 것이 반드시 필요한 사항임

· 육안검경율과 PCR 검출율이 큰 시험구는 A 처리구, C 무처리구, 제주도 무처리구로, A 처리구의 경우 육안검출율은 72.7%였으나, PCR 진단 검출율은 36.4%였음

· 각각의 검출율이 큰 편차를 보이는 이유는 소나무재선충과 유사한 근연종을 오동정한 사례가 포함되어 있다고는 하나, A 처리구의 경우 PCR 검출율을 기준으로 한다면 36.4%의 소나무는 소나무재선충에 의해 고사되었으나, 나머지 65.6%의 소나무는 다른 요인으로 고사하였다고 결론을 내기에는 설명하기 어려운 반면, 감염 및 고사 이후 천적곰팡이의 지속적인 살선충기작에 의해 소나무재선충이 감소되었을 가능성도 추후 확인이 필요함

· 이 문제점을 해결하기 위해서는 첫째로 각 시험구별 채취샘플의 수를 10본 이상으로 균일하게 늘려 각 시험구별 편차를 없애고, 오차범위를 줄이는 방법, 둘째로 다양한 부위에서 시료를 채취하는 방법, 셋째로 PCR 진단을 위한 DNA 추출에서 분석 시료의 농도를 높이는 방법이 있음

나) 천적곰팡이 검경 결과

(1) 현미경 육안검경 및 PCR 진단 문제점

· 본 연구에서 천적곰팡이의 현미경 육안검경 방법과 PCR 진단방법은 시급히 개선해야 하는 사항으로 파악됨

· 현미경 육안검경에서는 슬라이드글라스 내에 천적곰팡이 농도가 낮을 경우 관찰하기 어려운 점이 있으며, 다른 곰팡이포자 및 자실체가 함께 관찰되는 경우 형태적으로 구분이 어려워 천적곰팡이인지 여부를 확정하기 어려운 문제점이 대두됨

· 천적곰팡이 핵유전자인 키티나아제 유전자를 타켓으로 하는 PCR 진단 방법은 시료 내에 천적곰팡이의 농도가 희박한 경우, PCR에서 밴드가 확인되지 않는 경우가 종종 있는 것으로 확인되어, 향후 본 문제를 개선하기 위해서는 시료에서 천적곰팡이의 농도를 높이는 방법과 시료에서 추출된 천적곰팡이를 인공배양하여 농도를 높인 후 PCR 진단에 적용하는 방법이 필요함

· large ribosomal RNA 유전자를 타켓으로 하는 PCR 진단에서는 대다수 시료에서 밴드를 확인할 수 있었으나 증폭길이가 700bp~1000bp까지 다양하게 나타나, 천적곰팡이에 대한 종 특이적인지 아니면 다른 곰팡이류까지 공통적으로 증폭된 결과인지는 향후 확인이 필요함

· 실제로 현미경 육안검경 과정에서 샘플에서 추출된 관찰 시료에는 소나무재선충을 비롯한 선충류, 짚신벌레와 같은 다양한 종류의 원생생물, 대장균을 포함한 균류, 천적곰팡이를 포함한 균류 등이 다양하게 혼재되어 있어, 각 분류군에 대한 다양한 관찰 경험을 가진 숙련자만이 현미경 육안검경을 통해 검출율에 대한 정확성을 높일 수 있음

(2) 현미경 육안검경을 통한 천적곰팡이의 살선충기작 확인

· 총 110 검경샘플을 통해 일부 샘플에서 천적곰팡이의 소나무재선충 살선충 기작을 확인할 수 있었음

· 24번, 26번, 34번, 40번, 44번, 68번 샘플의 슬라이드글라스 시료 내에서 천적곰팡이의 원통형 포자 및 초승달형 포자, 발아체, 자실체 등이 살아있는 소나무재선충과 죽어있는 소나무재선충에서 직접적으로 관여하고 있음을 확인함

· 하지만, 본 연구에서는 감염되어 있거나 고사가 진행된 소나무에서 채취된 샘플에서 관찰된 현상으로 천적곰팡이를 나무주사한 건강목에서의 살선충 기작이 제대로 작동되는지 여부도 조사해야함

(3) 천적곰팡이의 상부가지 확산성 확인

· 천적곰팡이 효과성에 대한 반대론자들의 주장에 따르면, 천적곰팡이를 시험목의 가슴높이에 주입하면, 상부 가지끝까지 이동하지 않고 주입부위에만 머물러 소나무재선충에 대한 효과성이 떨어져 결국 소나무가 고사한다고 주장하고 있음

· 찬성론자들은 Yin et al.(2020) 논문 및 과거 논문에서 형광물질을 이용하여 소나무 가도관내에서 이동하는 천적곰팡이 포자를 확인한 결과를 토대로 효과성을 주장하고 있음

· 본 연구진의 견해로는 반대론자의 주장은 명확한 근거가 없는 추정을 사실처럼 강력히 주장하는 사항일 뿐이며, 찬성론자의 주장은 실험 당시에 어린 묘목을 이용한 실험 결과로, 본 연구에서 야외에 사용된 다수의 30년 이상 된 시험목과는 조건이 매우 다름

· 또한 찬성론자의 주장이 맞다면, 처리구 내 천적곰팡이를 나무주사한 시험목이 솔수염하늘소가 가해하여 상부가지 끝부터 소나무재선충이 침입하여도 살선충효과를 보이고, 감염 및 고사증상이 나타나지 말아야 함에도 불구하고 다수의 고사목이 발생한 것은 설명하기 어려움

· 본 연구에서는 총 110개 샘플에 대해 천적곰팡이 PCR 진단을 통해 천적곰팡이 존재가 확인된 샘플은 12개 샘플이였는데, 이 중 하부에서 채취된 시료는 12개, 상부가지에서 채취된 시료는 4개 샘플로 확인

· 따라서, 본 실험결과를 통한 명확한 사실은 하부 가슴높이에 나무주사한 천적곰팡이가 비록 일부이지만 상부가지까지 이동한다는 사실은 확인하여, 반대론자의 주장이 틀림과 동시에, 찬성론자의 주장처럼 모든 시험목에서 주입된 천적곰팡이가 원활한 이동성을 보이지 못한다는 사실이 확인되어 본 문제를 개선해야함

(4) 천적곰팡이의 야외 자생 분포 확인

· 제주도 도청오름에서 소나무재선충병 감염의심목으로 채취된 30번 샘플에서 PCR 진단을 통해 천적곰팡이 존재를 확인함

· 제주도 도청오름의 경우 과거 소나무재선충병 확신이 심각한 지역으로 제주도 지자체에서 방제한 이력이 있던 지역이었음. 2019년 연구원의 현장답사를 통해 피해지 일대에 건강한 소나무가 밀생하여 유지되는 현상이 관찰되었으나, 최근 소나무재선충병 감염목이 출현하는 상황임

· 따라서, 본 지역의 샘플에서 자생하는 천적곰팡이 존재 확인은 소나무재선충병에 대한 생물학적 방제에 있어, 지금까지 제대로 파악하지 못했던 천적자원이 야외의 소나무군락 유지에 효과적인 영향을 끼치는지에 대한 지속 조사가 필요함

· 소나무재선충병에 대한 기존의 연구들은 주로 신속한 방제방법에 초점이 맞춰져 있음.

예방측면에서는 아바멕틴류와 합제 주사액이 주류이며, 방제측면에서는 감염목 및 고사목의 제거, 매개충의 살충 및 확산방지를 종합적으로 체계화하여 진행되고 있으나, 이 과정에서 보호지역과 같이 자연보전을 해야만 하는 지역에서는 경관 및 서식지 훼손, 종 다양성 훼손이 빈번하게 일어나고 있으며, 탐방객으로 방문하는 국민들의 독성물질에 대한 2차 피해가 우려되어 보전지역 실정과는 맞지 않는 방법임

· 제주도 도청오름 지역은 자생 천적곰팡이가 확인된 곳으로 추후 지속적인 모니터링을 통해 소나무재선충병 억제 및 소나무군락 유지의 상관관계를 규명해야함

· 제주도 이외 지역의 소나무재선충병 발생지에 대해서도 천적곰팡이 자생여부에 대한 전국적 조사도 필요해 보이며, 중장기 모니터링을 통해 소나무재선충병 억제 효과가 자연상태에서 진행되는지 여부를 확인해야 함