제주지역 옥수수에서 기장테두리진딧물의 온도발육 특성과 생명표 통계량 :Temperature-dependent development and life table parameters of Rhopalosiphum padi (Hemiptera: Aphididae) on corns in Jeju, Korea

박정훈

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박정훈 (제주대학교, 제주대학교 대학원)

지도교수: 김동순

발행연도: 2016

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2016

제주지역 옥수수에서 기장테두리진딧물의 온도발육 특성과 생명표 통계량

박정훈 농 2016.01 학위논문

옥수수에서 기장테두리진딧물의 온도 의존적 발육과 산자 특성

박정훈 , 권순화 , 김태옥 외 2명 한국응용곤충학회지 2016.01 학술저널

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기장테두리진딧물의 온도의존적 발육과 산자(산란) 특성을 구명하기 위하여 6개의 항온조건(10, 15, 20, 25, 30, 35±1.0℃, RH 50～70%, 16L:8D)에서 실험을 실시하였다. 약충의 발육기간은 10℃에서 42.9일과 30℃에서 4.7일로 온도가 증가할수록 발육기간이 감소하였다. 약충은 35℃에서 2영기이후 성충까지 발육하지 못하였다. 선형모형 결과 약충의 발육영점온도는 8.3℃, 발육 유효적산온도는 101.6DD 이었다. 약충 발육율과 온도와의 관계는 비선형 Lactin 2 식으로 잘 설명되었다. 약충 발육기간의 분포는 Weibull 함수를 이용하여 분석하였다. 성충수명은 온도가 증가함에 따라 감소하였는데, 15℃에서 24.0일, 30℃에서 4.3일의 범위에 있었고, 10℃에서 비정상적으로 수명이 짧았다 (11.1일). 총산자수는 20℃에서 38.2마리로 최대값을 보였고, 10℃에서 3.4마리로 최소값을 나타냈다. 본 실험의 결과를 통하여 무시 성충의 산자모형을 작성할 수 있는 온도별 총산자수 모형, 연령별 누적생존율 모형, 연령별 누적 산자율 모형 및 생리적 연령 계산을 위한 성충 노화율 모형을 제시하였다.
또한 생명표를 작성하고 RCP 8.5 기상시나리오에 따라 우리나라에서 기장테두리진딧물의 기후적응능력과 발생세대수를 평가하였다. 내적자연증가율(rm)이 최대일 때 온도를 최적온도(Topt)로 간주하였으며, 서식처 온도(Thab)와의 차이를 TSM(thermal safety margin)으로 정의하였다. TSM은 온도증가에 따라 증가율 증가 허용범위를 나타내는 지수로써 기장테두리진딧물은 RCP 8.5 기상 시나리오에 따라 2100년까지 계속 증가하는 것으로 나타났다. 세대기간 완료율 곡선(1/T)을 추정하여 발생시기와 발생세대수를 추정한 결과 온도가 높아짐에 따라 연중 발생시기가 빨라지는 것으로 나타났으며 발생세대수 또한 점차 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로 우리나라 환경에서 기장테두리진딧물은 지구온난화에 따라 일부 지역을 제외하곤 계속해서 증가할 것으로 예측되었으며, 특히 봄과 가을철의 발생위험도가 크게 증가할 것으로 추정되었다.

Temperature-dependent development and fecundity of apterious Rhopalosiphum padi (L.) (Hemiptera: Aphididae) were examined at six constant temperatures (10, 15, 20, 25, 30 and 35 ± 1.0℃, RH 50-70%, 16L:8D). Development time of nymphs decreased with increasing temperature and ranged from 42.9 days at 10℃ to 4.7 days at 30℃. The nymphs did not develop until adult at 35℃ because the nymphs died during the 2nd instar. The lower threshold temperature and thermal constant of nymph were estimated as 8.3℃ and 101.6 degree days, respectively. The relationships between development rates of nymph and temperatures were well described by the nonlinear model of Lactin 2. The distribution of development times of each stage was successfully fitted to the Weibull function. The longevity of apterious adults decreased with increasing temperature ranging from 24.0 days at 15℃ to 4.3 days at 30℃, with abnormally short longevity of 11.1 days at 10℃. R. padi showed the highest fecundity at 20℃ (38.2) and the lowest fecundity at 10℃ (3.9). In this study, we provided component sub-models for the oviposition model of R. padi: total fecundity, age-specific cumulative oviposition rate, and age-specific survival rate as well as adult aging rate based on the adult physiological age.
Additionally, the climate adaptation and annual multiplication ability of R. padi were evaluated using the parameters of life table according to RCP 8.5 climate scenario. The optimal temperature (Topt) of R. padi was regarded as the temperature at which the intrinsic rate of natural increase (rm) reached a maximum. And then the term of TSM (thermal safety margin) was defined as the difference between Topt and Thab (habitat temperature), which indicates the tolerance range of rm with increasing temperature. TSM showed positive value till 2100 along RCP 8.5 climate scenario, indicating the populations of R. padi increase continuously. The relationship between the completion rate of generation time (1/generation time) and temperature provided a lower threshold temperature for population development and annual generations. According to the increase of temperature, the first occurrence date was advanced, and the number of generation increased gradually. In conclusion, R. padi is predicted to increase by global warming in Korea except of some regions, expecially largely in spring and autumn seasons.

List of Tables ⅲ
List of Figures ⅳ
ABSTRACT 1
Ⅰ. 서 론 3
Ⅱ. 연구사 5
Ⅲ. 재료 및 방법 7
1. 기주식물 재배 및 실험용 진딧물 사육 7
2. 온도별 발육실험 8
2-1. 약충발육기간 조사 8
2-2. 무시형 성충 수명과 산자수 조사 8
2-3. 통계분석 9
3. 온도발육관련 모형의 매개변수 추정 9
3-1. 약충 온도 발육모형 9
3-2. 선형 발육모형 9
3-3. 비선형 발육모형 10
3-4. 발육완료 분포모형 10
4. 성충의 산자관련 모형 10
4-1. 성충 노화율 모형 10
4-2. 온도별 총 산자수 모형 11
4-3. 연령별 누적산자율 모형 11
4-4. 연령별 생존율 모형 12
5. 생명표 통계량 추정 12
6. RCP 8.5 기상시나리오에 따른 기후적응능력 및 발생세대수 평가 14
6-1. 기후자료의 수집 14
6-2. 기후적응능력 및 발생세대수 평가 14
Ⅳ. 결 과 16
1. 약충발육, 성충수명 및 산자수 16
2. 약충 온도발육 모형 19
3. 성충 산자 모형 25
4. 생명표 통계량 추정 31
5. RCP 8.5 기상시나리오에 따른 기후적응능력 및 발생세대수 평가 33
Ⅴ. 고 찰 37
Ⅵ. 적 요 41
인용문헌 42

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