Bacillus thuringiensis(Bt)는 어떻게 작용합니까?
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Bacillus thuringiensis (Bt)는 포자에 민감한 곤충이 섭취하면 독성을 나타내는 단백질을 지닌 토양 세균입니다. 대부분의 균주는 유충에 작용하며, B. thuringiensis subsp. galleriae는 왜콩풍뎅이 성충도 방제합니다1. 민감한 유충의 알칼리성 장 내에서 단백질 결정이 용해되어 장 세포의 수용체에 결합하고, 장 내벽을 파괴하는 구멍을 형성합니다1,2. 각 균주는 좁은 범위의 곤충군을 표적으로 합니다1.
Bacillus thuringiensis란 무엇입니까?
흔히 Bt로 줄여 부르는 Bacillus thuringiensis는 전 세계 토양에 자연적으로 존재하는 세균입니다1. 번식을 위해 포자를 형성하며, 이 포자에는 유충이 섭취하면 곤충 유충에 독성을 나타내는 단백질이 들어 있습니다1. 천연 유래이므로 Bt는 생물농약으로 분류됩니다1.
Bt는 1961년부터 미국 EPA에 농약 용도로 등록되어 왔으며, 분무제, 분제, 입제, 농축액, 펠릿 형태로 판매되는 130개가 넘는 등록 제품에 들어 있습니다1. 이 중 일부 제품은 유기농업용으로 승인되어 있습니다1. 같은 계열의 살충성 단백질은 전 세계적으로 살포용 제제와, 이 단백질을 스스로 생산하는 형질전환 작물 양쪽에 사용됩니다2.
북미에서는 어린 나비목 유충과 그해 첫 모기 유충이 나타나는 유월에 Bt에 대한 관심이 가장 높으며, 이때가 Bt가 가장 잘 듣는 시기입니다. 남반구에서는 같은 시기가 십이월과 일월 무렵입니다.
Bt는 어떻게 곤충 유충을 죽입니까?
Bt는 섭취된 후에만 작용합니다. 감수성 유충이 단백질 결정을 삼키면 결정이 장 안에서 녹습니다2. 독소가 활성화되려면 장의 pH가 9.0~10.5로 높아야 합니다1. 장 효소가 단백질을 활성형으로 절단하고, 활성형은 중장 세포 표면의 특정 수용체 단백질에 결합합니다2. 결합한 독소는 세포막에 구멍을 형성하고 장 내벽 세포를 파괴합니다2.
장 내벽이 파괴된 유충은 감염과 아사로 보통 1~5일 안에 죽습니다1. 예를 들어 잎말이나방 유충은 살포된 잎을 먹은 뒤 몇 시간 안에 섭식을 멈추지만, 죽는 것은 며칠 뒤입니다3. 어린 유충이 가장 큰 영향을 받습니다1.
이러한 일련의 단계는 Bt의 선택성이 높은 이유이기도 합니다. Bt의 특이성은 독소가 유충 장의 수용체 단백질에 들어맞는지에 달려 있습니다2. 사람의 위는 산성이어서 독소를 파괴하며, 포유류에는 독소를 방출하는 효소도, 독소가 결합하는 장 수용체도 없습니다1.
어떤 Bt 균주가 필요합니까?
브랜드보다 균주가 더 중요합니다. Bt 독소의 각 유형은 하나의 표적 곤충 과에 특이적이므로, 나비목 유충용 제품은 모기 유충을 방제하지 못하며 그 반대도 마찬가지입니다1.
| 균주 | 대상 곤충 | 정원에서의 일반적인 용도 |
|---|---|---|
| Bt kurstaki와 Bt aizawai | 나방과 나비의 유충1 | 잎말이나방 유충, 천막벌레나방 유충, 박각시나방 유충(유충이 어릴 때)3,4,5 |
| Bt israelensis (Bti) | 모기, 먹파리, 작은뿌리파리의 유충1,6 | 용기와 연못의 고인 물, 작은뿌리파리 유충에는 상토 관주6,7 |
| Bt tenebrionis, Bt san diego, Bt japonensis | 딱정벌레 유충1 | 라벨에 기재된 딱정벌레 종을 확인하십시오 |
나비목 유충에 Bt 살포제를 어떻게 사용합니까?
일찍, 그리고 꼼꼼하게 살포하십시오. University of California IPM의 잎말이나방 지침에 따르면 Bt는 유충이 1.3 cm 미만으로 작을 때 가장 효과적이고, 철저한 피복이 필요하며, 방제에는 보통 여러 번의 살포가 필요합니다3. 나비목 유충은 처리된 잎을 먹어야 죽습니다3. 토마토의 박각시나방 유충에 대해 UC IPM은 Bt를 손으로 잡아내는 방법과 함께 작은 유충에 효과적인 방법의 하나로 제시합니다5.
Bt는 잎에서 오래 지속되지 않습니다. 잎 표면에서 자외선, 기상 조건, 식물 효소에 의해 분해되며, 잎에서의 일반적인 반감기는 1~4일입니다1. 한 연구에서는 햇빛에 한 시간 노출된 뒤 포자의 80% 이상이 더 이상 자라지 못했습니다1. 천막벌레나방 유충의 경우 UC IPM은 이처럼 지속성이 짧기 때문에 첫 살포 후 약 7~10일에 두 번째 살포를 권장하며, 살포액이 비단 같은 거미줄 막을 뚫고 들어가야 한다고 언급합니다4. 사용량과 살포 간격은 제품 라벨을 따르십시오.
모든 나비목 유충을 방제해야 하는 것은 아닙니다. UC IPM에 따르면 천적이 보통 박각시나방 유충의 개체군을 억제하며, 건강한 식물은 천막벌레나방 유충으로 인한 어느 정도의 잎 손실을 견디므로 이 유충에는 일반적으로 살충제를 쓸 필요가 없습니다5,4.
모기와 작은뿌리파리 유충에 Bti를 어떻게 사용합니까?
Bti는 Bacillus thuringiensis subspecies israelensis의 약칭으로, 모기, 먹파리, 작은뿌리파리의 유충을 표적으로 하는 독소를 생성합니다6. 미국 EPA는 다섯 가지 Bti 균주를 가정용, 상업용, 농업용 48개 제품에 등록했으며, 주로 모기 유충 방제용입니다6. 유충이 서식하는 고인 물에 처리하며, 여기에는 주택 주변의 화분, 타이어, 새 물통과 연못, 관개 수로 같은 더 큰 수역이 포함됩니다6. EPA는 모기 살유충제로서 Bti에 대한 저항성이 기록된 바 없다고 보고합니다6. EPA는 또한 모기가 번식하지 못하도록 아주 적은 양이라도 고인 물을 없앨 것을 권고합니다6.
작은뿌리파리(Bradysia 종)의 경우, Colorado State University Extension은 생육 배지에 관주 처리한 Bti로 유충이 죽을 수 있다고 밝히고 있으나, 작은뿌리파리용으로 판매되는 Bti 제제는 일반적으로 소매점에서 구할 수 없습니다7. 어떤 Bti 제품이든 라벨이 의도한 용도를 허용하는지 확인하십시오. 일부 제품은 저수조 같은 특정 음용수에 사용할 수 있고 다른 제품은 사용할 수 없습니다6.
Bt는 벌, 익충, 어류 또는 사람에게 해롭습니까?
Bt 균주는 표적이 아닌 풀잠자리, 포식성 딱정벌레, 기생벌, 지렁이에 대해 독성이 거의 또는 전혀 나타나지 않았으며, EPA는 tenebrionis, israelensis, kurstaki 균주의 벌에 대한 독성이 낮다고 결론지었습니다1. 몇몇 연구에서는 비표적 나방에 대한 피해가 확인되었고1, UC IPM은 Bt가 살포된 잎을 먹는 나방 유충뿐 아니라 나비 유충도 죽인다고 언급합니다4.
수중에서 시험한 균주는 송어, 블루길, 쉽스헤드 미노우에 사실상 무독성이었습니다1. 그러나 95편의 논문을 다룬 2023년 Bti 모기 방제 체계적 문헌고찰에서는 비흡혈 깔따구(Chironomidae)와 갑각류의 개체 수에 일관된 부정적 영향이 확인되었습니다8.
사람의 경우 Bt는 섭취하거나 흡입했을 때 독성이 낮지만, 일부 Bt 제품은 눈과 피부 자극을 일으킨 바 있습니다1. EPA는 독성이 낮다는 이유로 Bt를 식품 잔류 허용 기준에서 면제합니다1. 보호 장비와 재출입에 관해서는 제품 라벨을 따르십시오.
| 그룹 | 결과 |
|---|---|
| 벌 | EPA: tenebrionis, israelensis, kurstaki 균주는 벌에 대한 독성이 낮음1 |
| 포식자 및 포식기생자 | 표적이 아닌 풀잠자리, 포식성 딱정벌레, 기생벌에 독성이 거의 또는 전혀 없음1 |
| 나비와 비표적 나방 | 살포된 잎을 먹는 유충은 영향을 받음. 몇몇 연구에서 비표적 나방의 피해가 확인됨1,4 |
| 어류 | 시험한 균주는 송어, 블루길, 쉽스헤드 미노우에 사실상 무독성1 |
| 수생 곤충과 갑각류 | 깔따구와 갑각류 개체 수에 대한 Bti의 일관된 부정적 영향8 |
| 사람 | 독성 낮음. 일부 제품은 눈과 피부 자극을 일으킴1 |
핵심 요약
- Bt는 이를 먹은 유충만 죽입니다. 단백질 결정이 알칼리성 곤충 장에서 녹아 장 내벽을 파괴합니다.
- 해충에 맞는 균주를 선택하십시오. 나비목 유충에는 kurstaki, 모기와 작은뿌리파리 유충에는 israelensis, 일부 딱정벌레 유충에는 tenebrionis입니다.
- 나비목 유충이 어릴 때 살포하고 잎을 꼼꼼히 피복하십시오. Bt는 햇빛에 며칠 안에 분해됩니다.
- Bt는 사람, 벌, 어류에 독성이 낮지만 나비 유충에도 영향을 미치며, Bti는 처리된 물에서 깔따구 수를 감소시킵니다.
- 사용량, 살포 간격, 각 제품이 허용하는 용도는 제품 라벨을 따르십시오.
참고 문헌
- Bacillus thuringiensis Fact Sheet
- Structural changes upon membrane insertion of the insecticidal pore-forming toxins produced by Bacillus thuringiensis
- Pest Notes: Leafrollers on Ornamental and Fruit Trees (UC ANR Publication 7473)
- Tent Caterpillars
- Hornworms
- Bti for Mosquito Control
- Fungus Gnats as Houseplant and Indoor Pests (Fact Sheet 5.584)
- Effects of mosquito control using the microbial agent Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) on aquatic and terrestrial ecosystems: a systematic review
자주 묻는 질문
Bt는 성충 곤충을 죽입니까?
곤충이 Bt에 저항성을 갖게 될 수 있습니까?
수확이 임박한 채소에 Bt를 사용할 수 있습니까?
Bt는 많은 작물에 사용되며, EPA는 독성이 낮다는 이유로 대부분의 농약에 필요한 식품 잔류 허용 기준에서 Bt를 면제합니다1. 작물, 시기, 수확 전 사용 제한 기간은 제품 라벨마다 정해져 있으므로 사용하는 제품의 라벨을 따르십시오.