휴면을 하지 않는 배추좀나방(Pluotella xylostella)의 국내 월동가능성에 관한 의구심을 가졌다. 본 연구는 배추좀나방의 월동 환경조건을 결정하고, 국내 월동세대의 지역적 유전 차이를 분석하여 이 해충의 국내 월동 가능성에 대한 검정을 하였다. 배추좀나방의 체내 빙결점은 -24.8℃(알)∼-20.5℃(용)로 나타났다. 그러나 장기간(3주)동안 배추좀나방을 -5℃로 처리한 결과 뚜렷한 생존력 저하를 보인 것으로 보아 체내 빙결점보다 훨씬 높은 온도에서 저온피해를 받는 것으로 보인다. 실제로 겨울기간 다양한 발육태의 배추좀나방을 야외조건에서 노출시킨 결과 모든 발육태에서 생존력 저하를 나타냈다. 그러나 비가온 실내조건에서 먹이가 공급된 상태에서 배추좀나방의 생존력은 크게 향상되었다. 안동지역에서 2014년도 최초의 성충발생일은 2월 25일이었으며, 서울지역은 2월 26일로 나타났다. 지역간 월동집단의 유전적 거리는 RAPD(Random Amplification of Polymorphic DNA) 분자마커를 이용하여 분석되었다. 안동집단과 서울집단 및 제주지역의 집단은 서로 뚜렷이 구분되는 유전적 거리를 나타냈다. 본 연구는 국내 어느 지역에서든지 배추좀나방 집단은 영하의 온도를 피할 수 있는 시설재배지에서 먹이가 공급된 상태에서는 월동이 가능 하다는 것을 제시하고 있다.

RNA interference (RNAi)는 double stranded RNA (dsRNA)를 이용하여 유전자 발현을 억제함으로써 특정 유전자를 침묵시키는 유전자 조절 기법이다. RNAi에 의한 유전자 발현억제는 생명체 내에 침입한 바이러스와 점핑유전자들이 가지는 위험으로부터 유전자 발현을 조절하여 게놈을 보호한다. 이러한 RNAi에 의한 유전자 발현억제는 크게 세 단계로 구성되어 있으며, (1) dsRNA가 Dicer라는 단백질에 의해 인식되어 siRNA (small interfering RNA)로 만들어지는 단계, (2) 이 siRNA들이 단백질 복합체인 RISC (RNA induced silencing complex)와 결합하는 단계, (3)이렇게 만들어진 복합체가 자연적으로 생성되는 mRNA에 결합하여 그 가닥들을 잘라내고 분해하는 단계를 거침으로써 모 유전자의 발현을 억제시킨다. 따라서 RNAi를 이용한 해충방제 기술은 근본적으로 적용가능한 치사유전자의 선발과 곤충체내로 효과적인 dsRNA 전달체계의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 세계적으로 널리 분포하며 방제가 어려운 해충인 파밤나방 (Spodoptera exigua)을 대상으로 곤충의 세포성면역반응과 세포와 세포간 대화에 중요한 단백질인 integrin의 발현에 관여하는 integrin subunit β1 (Seintβ1) 유전자를 침묵시킴으로써 살충 효과를 확인할 수 있었다. 이를 토대로 효과적인 dsRNA 전달을 위한 유전자도입 작물의 개발을 목표로 대장균 (Escherichia coli HT115)을 이용한 Seintβ1에 특이적인 dsRNA의 in vivo 생산과 파밤나방 3령 유충을 대상으로 한 dsRNA의 섭식실험에서 integrin 유전자의 발현억제가 확인되었다.

살충제 저항성을 경감 및 친환경 방제 수단으로 1990년대 후반부터 교미교란제가 널리 사용되고 있고 이러한 교미교란제에 대한 연구가 농촌진흥청 산하 연구기관과 몇몇 대학을 중심으로 진행되어 왔다. 농촌진흥청 농업기술연구소에서 수도해충인 이화명나방용 교미교란제를 urea-formaldehyde를 이용한 microencapsulation으로 개발하여 후 직접살포 및 vial 설치법으로 효과를 평가하기 시작한 후 채소해충인 파밤나방과 배추좀나방을 대상으로 각각 Yotochon-S와 Konagacon을 이용하여 교미교란 효율을 조사하였다. 온실에서 문제시 되었던 담배거세미나방과 담배나방에 대해서는 고무격막과 polyethylene tube(PE tube)을 사용하여 유인저해율을 조사하였고 고추의 주요해충인 담배나방에 대해서는 controlled-release PVC resin과 PE tube을 사용하여 교미교란 효과를 평가하였다. 사과의 주요해충인 복숭아순나방, 복숭아심식나방, 사과굴나방, 잎말이나방류 및 사과유리나방을 대상으로 confuser-A, 고무격막, paraffin wax 및 PE tube 등 다양한 제형의 교미교란제를 사용하여 방제효과를 평가하였다. 1994년 파밤나방 교미교란제인 Yotohcon-S(상품명: 신호등)가 화학농약으로 처음 등록된 이후 과수해충 위주로 몇몇 교미교란제가 친환경농자재로 등록되었지만 현재는 PE tube와 pad 타입의 교미교란제만 작물충해 및 병해충관리용자재로 등록되어 있다. 상용화의 경우, 2000년부터 과수해충 복합 교미교란제인 confuser-A를 시작으로 confuser-R, NoMate, NO번식 및 Exosex와 같은 PE tube, paraffin wax 및 electrostatic powder 제형의 교미교란제가 판매되었으나 현재는 2종 및 4종의 해충에 대한 복합교미교란제만 판매 중에 있다. 이상의 결과는 오랫동안 국내에서도 여러 종의 해충을 대상으로 한 교미교란제의 연구개발과 함께 상용화 또한 다양한 제형의 제품들이 사용되었거나 사용 중에 있음을 보여주고 있다.

지구 온난화와 기후변화는 우리 생활 주변에서 흔하게 이야기되는 과학용어(구글 검색 약 140만건)가 되었다. 기후변화에 따라 해충학 분야에서 주의하는 분야는 돌발해충 또는 남방계 해충의 서식지 확대를 포함하게 된다. 특별히 겨울 기간 평균 온도 상승은 해충의 월동 성공률을 높여 이듬해 대발생을 일으킬 수 있다. 그러나 기후변화와 해충의 발생 시기 및 밀도를 예측하는 데에는 정확한 기후 환경변화 예측 뿐만 아니라 기후 적응력 변화에 대해 곤충이 보이는 생물적 다양성 정보가 필요하다. 본 발표는 아열대 지역에서 발생하여 휴면 기작을 가지고 있지 않은 남방계 해충 가운데 파밤나방(Spodoptera exigua)을 대상으로 내한성 및 발육 생리를 토대로 곤충 생리적 다양성을 소개하고자 한다. 특정 곤충의 내한성 양상을 분류하는 데 기준이 되는 체내빙결점(또는 과냉각점, supercooling point: SCP)이 실내 집단의 경우 -26.8℃ (알) ~ -10.4℃ (5령충)로서 발육시기별로 다양하게 나타난다. 야외집단은 다소 높은 SCP를 보여 환경 가운데 다양한 빙핵형성물질 또는 세균의 존재에 따라 차이를 나타냈다. 그러나 파밤나방은 이 기준 SCP 보다 높은 저온에서 노출기간에 비례하여 사망률이 증가하는 전형적인 동결감수성 곤충으로 판명되었다. 즉, 체내 빙결을 견디지 못하는 파밤나방은 SCP를 낮추어 저온 노출에서 빙핵형성을 억제하는 내한성 기작을 보유하고 있다. 또 다른 내한성 기작으로 파밤나방은 급속내한성유기(rapid cold hardening: RCH) 기작을 전체 발육시기에서 나타내 환경의 점진적 변화에 대해서 대처하는 생리기작을 보유하고 있다. 이 RCH에 관여하는 물질은 글리세롤로서 4℃ 조건에서 6시간을 노출시킬 경우 5령 유충은 혈림프 중 글리세롤 농도가 초기 0.7 mM에서 4.0 mM로 증가하였다. 내한성유기에 미치는 글리세롤의 영향은 이 물질을 합성하는 데 관여하는 효소인 glycerol kinase 발현을 억제할 경우 RCH가 일어나지 않는 데에서 입증되었다. 이상의 파밤나방 내한성 분석은 저온에 대한 이 곤충의 생리적 현상을 밝히고 한계능력을 측정하는 하나의 상대적 척도에 불과하다. 궁극적으로 이 해충이 월동이 가능한 지를 결정하는 데에는 또 다른 요인들이 관여할 수 있다. 이러한 요인 가운데 비교적 높은 저온에서 장기간 노출에 따라 나타나는 간접 비동결피해(indirect nonfreezing injury) 유무가 포함된다. 파밤나방 발육시기별로 0℃ ~ 15℃ 까지의 비교적 높은 저온에서 3주간 노출실험이 진행되었다. 알의 경우 모든 처리 온도에서 3주 100% 사망률을 나타냈다. 반면 다음으로 번데기의 경우 다른 온도에서는 100% 사망률을 보인 반면, 15℃에서는 약 60%의 생존율을 나타냈다. 유충은 10℃에서도 생존을 보였다. 즉, 파밤나방 모든 미성숙 발육시기는 간접 비동결피해를 나타냈다. 비교적 낮은 간접 비동결피해를 보였던 유충 시기는 저온 노출에 따라 발현 유기된 Hsp70 열충격단백질의 영향으로 밝혀졌다. 따라서 기후변화에 따라 월동 성공률을 예측하기 위해서는 단기적 내한성 정도를 기반으로 장기적 저온 노출 평가가 수반되어야 하며, 여기에 집단 간 내한성 유기 능력의 변이를 고려해야 한다. 기후변화에 따른 평균온도 상승은 변온동물인 곤충에게는 발육속도에 변화를 주게 된다. 특별히 생태학적 측면에서 곤충의 발생 예측에 기준이 되는 발육영점온도는 이러한 곤충 발육 속도 및 발생 횟수를 가늠하게 하게 하는 기준점이다. 즉, 이론 추정치인 발육영점온도를 통해 알로부터 성충에 이르기까지 발육에 유효한 적산온도 산출로 특정 해충의 연중 세대수 및 발생 최성기를 추정하게 된다. 그러나 이 발육영점온도에 대한 생리 및 생화학적 특징에 대해서는 아직 알려지지 않고 있다. 이를 위해 파밤나방 5령충의 발육영점온도(15℃)를 기반으로 온도 증가(20, 25, 30℃)에 따라 유전자 발현 양상을 비교하였다. 동일한 집단을 25℃에서 사육시키고 얻은 갓 탈피한 4령충을 상기의 4 가지 서로 다른 온도로 처리하였다. 이후 발육하여 5령으로 탈피한 유충을 동일 개체수로 임의 선발하여 전체 RNA를 추출하고, 다시 각 온도별로 상이한 염기서열 표지를 말단에 연결하였다. 이후 전체 처리 RNA를 혼합한 시료를 대상으로 Illumina-HiSeq2000으로 염기서열 분석을 실시하였다. 이후 각 말단 표지를 바탕으로 처리 별 전사체를 구분하고 비교 발현 유전체 연구를 실시하였다. 총 분석된 전사체의 염기서열은 각 처리가 유사한 전사체량(9.7 - 11.8 Gb)으로 구성되면서 전체 약 40 Gb의 양으로 분석되었다. 이들을 de novo assembly 한 결과 전체적으로 82,642 개의 contig를 얻을 수 있었다. 이 가운데 4 처리 모두에서 발현된 contig는 27,700 개 이며, 시료에 따라 RNA 추출량에 대한 보정을 하여 상호 발현 양상을 분석하였다. FPKM (fragments per kilobase of exon per million fragments mapped)으로 유전자 발현량을 표준화하고, 이를 기반으로 유전자별 전체 발현패턴을 군집분석한 결과, 15℃에서 성장된 파밤나방은 다른 발육 온도에서 성장된 파밤나방과 유전체 발현 양상에서 현격하게 구분되었다. 흥미로운 현상은 발육영점온도인 15℃에 비해 성장 허용 온도에서 오히려 발현량이 줄어드는 전사체 종류가 증가하는 전사체 수와 유사하다는 것이다. 이를 기반으로 4 배 이상의 유전자 발현량을 주는 대표적 유전자들을 선발하였다. 발육영점온도에 비해 증가하는 전사체는 라이보좀 관련 단백질이 포함된 반면, 감소하는 전사체는 휴면 특이적 펩타이드와 유충표피층단백질을 포함하였다. 곤충의 발육에 중요한 인슐린신호전달계 유전자들의 발현량이 추가로 분석되고 있다. 이상의 결과는 온도변화에 따라 반응하는 생체내 유전인자의 다양성을 보여 주고 있고, 이들의 역동적 유전체 변화(염기서열 변화 및 발현량 변화)는 기후변화에 따라 곤충의 변이 잠재성을 암시하고 있다.

수확 후 해충방제가 국내 수요 농산물은 물론이고 검역 문제를 해결하기 위한 수출용 농산물에 대해서 요구되고 있다. 특별히 유기 농산물 또는 환경친화형 재배 농산물에 대해서 메틸브로마이드와 같은 화합물을 이용한 기존의 수확 후 처리기술은 의미를 잃게 되었다. 대체 기술로서 CATTS (환경조절열처리기술)라 명명된 물리적 처리기술이 개발되어 사과와 여러 핵과류 과실을 가해하는 곤충과 응애에 적용되고 있다. 본 연구는 국내 사과 수출을 위해 수입국에서 규제하는 복숭아순나방(Grapholita molesta)을 대상으로 CATTS 처리 조건을 결정하는 데 목표를 두었다. 이 해충에 CATTS를 적용하기 위해 사과 과실에 잔류하면서 열에 높은 내성을 보이는 발육시기를 분석하였다. 열처리 조건(44℃, 20분)에서 5령 유충이 가장 높은 내성을 보였다. 환경조건(15% CO2, 1% O2)에서 기기 내부 온도가 25℃에서 46℃까지 증가하는 시기를 CATTS 가열단계로 볼 때, 이 가열 속도가 빠를수록 CATTS 해충 방제 효과가 높았다. 또한 가열단계 후 CATTS 처리 시간이 길수록 CATTS 효율이 증가했다. 특히 가열단계에서 과실 내부온도가 44℃로 이르게 하는 것이 CATTS 효율을 높이는 데 결정적이었다. 이러한 조건들을 종합하여 CATTS표준 처리기술을 결정하였으며, 이 기술은 2,104 마리의 5령을 포함한 4,378 마리 복숭아순나방 유충 피해를 받은 사과에 대해서 100% 방제 효과를 나타냈다.

다양한 먹이 조건에서 생활하는 아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 장내 세균의 의존성을 가질 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 본 연구는 종령 유충의 소화관에 존재하는 세균을 분리, 동정하고 효소활성 및 항균 능력을 분석하였다. 종령 유충의 소화관은 몸 체장에 약 7 배의 길이를 나타냈다. 한 개체의 소화관 내 존재하는 세균 수는 5.0 x 10⁶ cfu로 98% 이상이 후장에 존재했다. 소화관에는 3 종류의 상이한 세균이 존재했고, 미생물 동정 장치는 이들이 각각 Morganella morganii, Providencia rettgeri 및 Bacillus halodurans로 동정하였다. 이들 소화관 세균을 16S rDNA 서열을 분석한 결과 이 외에 Proteus mirabilis, Providencia alcalifaciens, Providencia sp.를 검출하였다. 이들 장내세균은 항생제 내성을 보였고, 타 미생물의 성장을 억제하였다. 또한 섬유소, 지질, 단백질 및 탄수화물의 분해 능력을 보유하였다. 본 연구 결과들은 아메리카동애등에 소화관에 유용성이 높은 세균을 보유하고 있다고 제시하였다.

파밤나방(Spodoptera exigua)의 발육을 일으키는 최저온도를 결정하고, 이 상태의 생리적 특성을 서로 다른 기능군(대사, 신경, 면역 및 스트레스) 유전자의 발현 양상을 이해하기 위해 본 연구를 수행하였다. 알부터 번데기까지 파밤나방의 발육영점온도는 5.5~11.6℃로 다양하였다. 유충은 알과 번데기에 비해 비교적 낮은 온도에서 발육이 가능하였다. 5령충의 경우 생리적 발육영점온도가 추정치(10.3℃)와 다르게 이보다 높은 15℃에서 관찰되었다. 정량적 RT-PCR로 분석된 유전자의 발현양상은 유충 영기가 진행됨에 따라 모든 기능군의 대부분 유전자의 발현량이증가하였고, 또한 5령 시기에서도 처리온도가 증가함에 따라 이들 유전자의 발현량도 증가하였다. 비록 동일한 갓 탈피한 5령이라 하더라도 이전에 노출된 외부 온도에 따라 발현량이 상이하였다. 5령충의 생리적 발육영점온도인 15℃에서 대부분의 유전자 발현량은 저하되었다. 그러나 높은 온도에서와 마찬가지로 발육기간이 증가함에 따라 이들 유전자의 발현량이 증가하였다. 이상의 결과는 발육영점온도에서 파밤나방의 발육 관련 유전자의 발현이 전체적으로 수준은 낮지만 지속적으로 진행되고 있다는 것을 의미한다.

기후변화는 해충의 발생량 및 발생 시기에 변동을 유발시키고 있다. 변온동물인 곤충은 온도 변화에 따라 발육 및 행동에 변화를 보이면서, 이를 기반으로 이론 추 정치인 발육영점온도를 통해 알로부터 성충에 이르기까지 발육에 유효한 적산온 도 산출로 특정 해충의 연중 세대수 및 발생 최성기를 추정하게 된다. 그러나 이 발 육영점온도에 대한 생리 및 생화학적 특징에 대해서는 아직 알려지지 않고 있다. 본 연구는 발육영점온도의 생리적 본체를 찾는 데 궁극적 목표를 두고 수행되었다. 이 를 위해 파밤나방 5령충의 발육영점온도(15℃)를 기반으로 온도 증가(20, 25, 3 0℃)에 따라 유전자 발현 양상을 비교하였다. 동일한 집단을 25℃에서 사육시키고 얻은 갓 탈피한 4령충을 상기의 4 가지 서로 다른 온도로 처리하였다. 이후 발육하 여 5령으로 탈피한 유충을 동일 개체수로 임의 선발하여 전체 RNA를 추출하고, 다 시 각 온도별로 상이한 염기서열 표지를 말단에 연결하였다. 이후 전체 처리 RNA 를 혼합한 시료를 대상으로 Illumina-HiSeq2000으로 염기서열 분석을 실시하였 다. 이후 각 말단 표지를 바탕으로 처리 별 전사체를 구분하고 비교 발현 유전체 연 구를 실시하였다. 총 분석된 전사체의 염기서열은 각 처리가 유사한 전사체량(9.7 - 11.8 Gb)으로 구성되면서 전체 약 40 Gb의 양으로 분석되었다. 이들을 de novo assembly 한 결과 전체적으로 82,642 개의 contig를 얻을 수 있었다. 이 가운데 4 처 리 모두에서 발현된 contig는 27,700 개 이며, 시료에 따라 RNA 추출량에 대한 보 정을 하여 상호 발현 양상을 분석하였다. FPKM (fragments per kilobase of exon per million fragments mapped)으로 유전자 발현량을 표준화하고, 이를 기반으로 유전자별 전체 발현패턴을 군집분석한 결과, 15℃에서 성장된 파밤나방은 다른 발 육 온도에서 성장된 파밤나방과 유전체 발현 양상에서 현격하게 구분되었다. 흥미 로운 현상은 발육영점온도인 15℃에 비해 성장 온도에서 오히려 발현량이 줄어드 는 전사체 종류가 증가하는 전사체 수와 유사하다는 것이다. 이를 기반으로 4 배 이 상의 유전자 발현량을 주는 대표적 유전자들을 선발하였다. 발육영점온도에 비해 증가하는 전사체는 라이보좀 관련 단백질이 포함된 반면, 감소하는 전사체는 휴면 특이적 펩타이드와 유충표피층단백질을 포함하였다. 이상의 결과는 발육영점온 도는 성장유기온도에 비해 파밤나방 5령충의 성장 관련 유전체 발현을 억제하는 특이적 발현유전체 양상을 나타내는 것으로 판명되었다.

파밤나방(Spodoptera exigua)의 전사체 연구를 통하여 비티 독소단백질의 수용 체인 캐드헤린(cadherin) 유전자의 염기서열이 밝혀졌다. 파밤나방의 캐드헤린 유 전자는 11개의 캐드헤린 반복부위(cadherin repeat: CR)과 1개의 막통과영역 (transmembrane domain: TM)으로 구성이 되어있으며, NCBI GenBank no. KC907716.1로 등록이 되어있다. 확보된 파밤나방의 캐드헤린 유전자를 대상으로 비티 독소단백질과의 살충력 상승효과를 조사하기 위해 캐드헤린 유전자의 각 영 역별 재조합 단백질의 발현을 시도하였다. 캐드헤린 유전자의 영역은 각각 CR1-5, CR6-11, TM-C terminal로 구성이 되었으며, 살충력 상승효과는 조사하기 위해 파 밤나방 유충 1령과 3령에 대한 LC20 농도의 Cry1Ac와 Cry1Ca 독소 단백질을 대 상으로 각 캐드헤린 재조합 단백질을 질량비율(1:0, 1:1, 1:10, 1:20)로 인공사료에 침지하여 파밤나방 1령과 3령에 섭식시킨 후 5일 뒤에 살충율을 조사하였다. 본 연 구 결과는 캐드헤린이 비티 독소단백질의 수용체이며, 이러한 수용체의 증가가 비 티 살충력을 높일 수 있다는 근거를 제시하여 주고 있다.

잡식성인 아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 최근 음식물 쓰레기를 처리하는 환경 정화용 곤충으로 알려져 있을 뿐만 아니라 항생물질을 분비하여 여러 방면에 산업적으로 이용될 가능성이 보이고 있다. 또한 대량적으로 사육이 가능하여 전 사육과정을 자동화하는 기반에서 생산화가 진행되고 있는데 이때 가동되는 기계에서 소음이 발생하게 된다. 곤충에게 소리는 주로 짝짓기나 보호를 위해 사용되기 때문에 이러한 소음은 곤충에게 스트레스로 작용될 수 있다. 본 실험은 동애등에 발육에 미치는 음파의 영향 평가는 최적의 발육 조건인 25℃와 광조건 8:16 h (L:D)에 실시되었다. 분석된 음파는 95 dB 조건에서 상이한 주파수(0-5,000 Hz)를 유충에 처리하였다. 주파수가 증가함에 따라 용화율과 우화율이 현격하게 낮아졌다. 다음으로 동일한 주파수(5,000 Hz)에서 소리세기(0-105 dB)를 다양하게 처리한 경우 85 dB 이상의 음파가 동애등에의 발육을 억제하는 것으로 나타났다. 본 연구는 또한 동애등에 발육에 영향을 주는 음파 조건(5,000 Hz, 95 dB)이 일부 면역 및 소화 유전자들의발현을 교란시켰다. 이상의 결과는 85 dB 이상 고주파 음파 처리가 동애등에의 발육에 영향을 주는 것으로 나타났다.

The objectives of this study were to investigate the degrees of emotional labor, the effects to organizational effectiveness and the significant factors influencing organizational effectiveness in radiation therapy professional. The subjects of this study were the radiation therapists working at the hospital in Seoul and Gyungi. The self-reported questionnaires were administered to 205 radiation therapists and the data were analyzed with SPSS 19.0 package. The level of emotional labor of single or female subjects were revealed higher than married or male. The professionalism of job has significant correlation with emotional labor. Significant explanatory variables of the degrees of emotional labor included organization culture, distress and self-leadership. These three variables demonstrated the explanatory power of 13.9% of the emotional labor. Based on the findings, emotional labor of radiation therapist was correlated with occupational professionalism. These results suggest that the intervention program intervening emotional labor should be continued to develop in order to improve the effective self-leadership, organization culture and distress factor.

곤충병원세균(Bacillus thuringiensis: 비티)의 살충효과를 증가시킨 미생물살충제 “비티플러스”가 개발되었다. 그러나 수화제 형태의 비티플러스는 농가나 산업체에서 높은 단가로 선호하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 액상 제형의 비티플러스를 개발하는 연구 목적을 두었다. 이러한 목적에 따라 먼저 비티플러스 제조에 포함되는 두 세균 배양액의 최적 혼합 비율을 결정하였다. 이 최적 혼합액은 10%의 에탄올을 보존제로 사용되었으며, 비티와 또 다른 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 배양액 비율이 5:4 (v/v)로 제조하게 했다. 또한 이 액상제형이 1,000 희석배수에서 효과를 보이기 위해 비티 배양액을 10 배 농축하여 최적 비율로 혼합하였다. 이렇게 해서 얻어진 액상 제형을 발육 후기 유충의 배추좀나방(Plutella xylostella)이 가해를 하는 배추밭에 처리하여 7일 후 약 77%의 방제 효과를 보였는데, 이 처리 효과는 현재 상용화되는 배추좀나방 적용 생물농약들과 비등한 효과를 나타내는 것으로 판명되었다. 저온 및 상온의 저장 분석에서 본 액상 제형은 최소한 한 달 동안 안정된 방제효과를 나타내는 것으로 분석되었다. 이 액상 제형의 안정된 방제 효과를 보장하여 주는 품질관리 기술을 개발하기 위해 제형 내비티 포자 밀도와 Xn 유래 유용물질의 농도를 판별하였다. 본 연구 분석은 최적의 방제 효과를 나타내기 위해서는 비티플러스 액상 제형에 비티 포자 밀도가 최소 5 × 1011 spores/mL 이고, Xn 세균 대사물질들 가운데 8 종 유효물질의 농도가 품질관리 판별 기준으로 제시되었다.

소규모 농가에서 많이 하는 느타리버섯 봉지재배는 배지제조시 고압살균(121℃ 90～120)과 상압살균(98℃, 4～10시간)을 사용했으나 최근에는 느타리버섯 생산량은 꾸준히 증가하여 수 요에 비해 공급이 많아 버섯 가격이 하락 하는데다 고유가로 인해 유류비 상승으로 어려움을 격고 있다. 따라서 봉지재배시 회전식 배지제조기를 이용한 발효배지로 재배할 경우 배지혼 합, 수분조절, 살균, 발효 등을 일괄작업 함으로써 상압살균보다 52% 유류를 절감할수 있었 다. 그리고 균배양은 배지 발효시간이 길수록 균사밀도는 치밀해지나 균배양기간은 2～3일, 초발이소요일수 1일 정도 지연되는 경향이었다. 수량성은 64℃발효 36시간 처리한 배지에서 배지크기 600g봉지에서 수한품종은 131.2g/봉지로 8% 증수되었으며, 배지발효시간이 72시간 이 지나면서 배지부피가 20% 이상 줄어 들고, 수량도 감소하는 경향을 보였다. 회전식배지제 조기를 이용한 봉지재배용 발효배지 제조기술의 단계별 과정을 보면 ①기본배지는 면실피(배 지수분 68%)를 사용하며, 봉지당 배지무게는 600g으로 한다. ②회전식배지제조기 내부온도를 스팀열로 60～70℃ 유지하면서 6～8시간 배지를 혼합한다.(회전식배지제조기 회전속도 분당 3～4회) ③배지 혼합후 70℃에서 1시간 유지하고 50℃까지 하온 하면서 가스빼기를 실시한 다. ④건열로 배지온도를 64℃까지 4～6시간 동안 서서히 올린다. ⑤발효온도 64℃에서 36시간 유지후 20℃내외로 하온하여 입봉하여 종균을 접종한다. ⑥입봉․종균접종은 3,000봉 작업시 4～5시간 이상 소요되므로 여름철 고온기에는 잡균오염을 줄이기 위해서는 기온이 낮은 오전10시 이전에 작업 완료하는 것이 유리하다.

일부 양서류와 곤충의 경우처럼 성장하면서 몸의 형태를 바꾸는 것을 변태라고 한다. 사실 곤충을 포함하여 지구상에 80%이상의 동물이 변태를 통해 성장한다. 곤충은 변태의 종류에 따라 무변태류, 불완전변태류 및 완전변태류로 나뉜다. 그 중에서 제한된 먹이 조건에서 유리한 생활 형태를 갖는 완전변태류가 현재 전체 곤 충의 88%를 차지하고 있다. 그러나 이들의 진화적 전후 관계에 대해서는 여러 학설 을 낳고 있다. 이러한 학설들은 상이한 학문 분야에서 도출되었다. 초기 고생대 지 구의 환경 조건에서 폭발적으로 분화된 종 다양성을 바탕으로 이후의 지구 환경의 변화에 따른 선발과정을 진화생태적 견지에서 더듬어 볼 필요가 있다. 또한 전체 무 척추동물 가운데 곤충 계통학적 견지에서 변태의 유래를 분석할 필요가 있다. 여기 에는 화석 자료 및 분자유전학적 자료가 포함되게 된다. 다른 무척추동물과 달리 곤 충만이 형태가 완전히 분리된, 즉 유충, 번데기, 성충의 변태과정을 밟게 되는 데는 이에 관련된 생리적 기작이 구비되어야 한다. 특별히 이러한 변태를 유발하는 내분 비계가 다른 무척추동물에 비해 곤충에서 특이적으로 나타나게 된다. 이 가운데 유 약호르몬은 중추적 역할을 담당하고 있다. 변태 과정의 생리적 기작을 바탕으로 여 러 학설들을 재조명해볼 수 있다.

휴면 기작을 보유하지 않은 파밤나방(Spodoptera exigua)은 남방계 곤충으로 이 들의 장거리 이동 능력은 온난화 기후변화에 편승하여 북쪽으로 서식지를 넓히고 있다. 국내에서는 시설재배지를 중심으로 월동이 가능한 것으로 보이나, 어느 발육 태에서 어느 온도 조건에서 월동이 가능한지는 밝혀지지 않고 있다. 본 연구는 저온 조건에서 파밤나방 유충 발육에 관한 생리적 분석을 진행했다. 상이한 온도조건에 서 파밤나방의 유충 영기별 발육속도는 상이하여, 1, 5령은 2,3령에 비해 발육 속도 가 상대적으로 느렸다. 그러나 4령의 경우는 낮은 온도에서는 1,5령과 같이 느린 반 면, 높은 온도에서는 2,3령과 같이 빠른 발육 속도를 보여 중간형태의 발육 패턴을 나타냈다. 상이한 온도 조건에서 발육시켜 갓 탈피한 4령에 대해서 다양한 기능군 (성장, 스트레스 및 면역)의 유전자 발현을 qRT-PCR로 분석한 결과 온도에 비례하 여 발현량을 증가시키는 유전자, 오히려 감소하는 유전자 및 온도와 무관하게 발현 하는 유전자들로 분류될 수 있었다. 흥미로운 사실은 파밤나방 5령충의 경우 15℃ 조건에서 장기간(2개월 이상) 용화를 진행하지 않고 동일 영기를 보이고 있다. 더 욱이 15℃ 조건에서 48시간 처리 후 상이한 유충 영기들에 대해서 이들 유전자들의 발현량을 비교한 결과, 온도에 비례하여 발현량을 증가시키는 유전자들(cecropin, glycan recognition protein)에서 5령 유충은 3, 4령에 비해 낮은 발현량을 나타내는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과들은 15℃ 온도 조건이 파밤나방 5령충의 발육을 정지시키는 생리적 발육영점온도로 추정하게 한다.

잡식성인 아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 최근 음식물 쓰레기를 처리하 는 환경 정화용 곤충으로 알려져 있을 뿐만 아니라 항생물질을 분비하여 여러 방면 에 산업적으로 이용될 가능성이 보이고 있다. 또한 대량적으로 사육이 가능하여 전 사육과정을 자동화하는 기반에서 생산화가 진행되고 있는데 이때 가동되는 기계 에서 소음이 발생하게 된다. 곤충에게 소리는 주로 짝짓기나 보호를 위해 사용되기 때문에 이러한 소음은 곤충에게 스트레스로 작용될 수 있다. 위 실험은 동애등에 발 육에 미치는 음파의 영향 평가는 최적의 발육 조건인 25oC와 광조건 8:16 h (L:D) 에 실시되었다. 분석된 음파는 95 dB 조건에서 상이한 주파수를 종령 유충에 처리 하였다. 주파수가 증가함에 따라 용화율과 우화율이 현격하게 낮아졌다. 다음으로 동일한 주파수(5000 Hz)에서 소리세기를 다양하게 처리한 경우 85 dB 이상의 음 파가 동애등에의 발육을 억제하는 것으로 나타났다. 실제로 동애등에 사육시설에 서 성장한 유충을 분석한 결과 대조구와 큰 차이 없이 용화와 우화를 할 것으로 나 타났다. 본 연구는 또한 동애등에 발육에 영향을 주는 음파 조건(5000 Hz, 95 dB)이 일부 면역 유전자의 발현을 현격하게 증가시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 85 dB 이상의 음파 처리가 동애등에의 발육에 영향을 주는 것으로 나타났다.

프루텔고치벌(Cotesia plutellae)은 내부기생봉으로 배추좀나방(Plutella xylostella) 의 어린 유충을 기생시켜 치사에 이르게 한다. 이 고치벌에 공생하는 폴리드나바이 러스인 C. plutellae bracovirus (CpBV)는 156개의 유전자를 갖고 피기생 기주의 생리를 교란하게 된다. 본 연구는 이 바이러스가 갖는 유전자들 가운데 cystatin에 대해서 유전자 염기서열 분석 및 발현 패턴과 생리적 기능을 탐구했다. CpBV는 3 개의 cystatin을 갖으며, 이를 각각 CpBV-CST1, CpBV-CST2, CpBV-CST3로 명 명하였다. 이들 ORF의 염기서열을 바탕으로 추정된 아미노산 서열은 다른 폴리드 나바이러스 cystatin과 높은 상동성을 보였다. 이들 유전자들의 발현을 분석한 결과 CpBV-CST1과 CpBV-CST3는 기생된 기주에서 발현되나, CpBV-CST2는 발현 되지 않아 pseudogene으로 판명되었다. CpBV-CST3는 피기생체에 특이적인 반 면, CpBV-CST1은 비기생 기주에서도 발현되었으며, 이 배추좀나방 유래 cystatin PCR 결과물(Px-CST1)을 염기서열 분석한 결과 CpBV-CST1의 ORF 서열과 100% 일치하였다. Px-CST1은 배추좀나방 전체 발육 기간 중에 발현되나, 조직적 으로 보면, 중장과 표피에서 주로 발현하였다. 반면에 피기생 기주에서 이 유전자 가 혈구 조직에서도 추가로 발현되는 현상을 나타났다. 이는 CpBV-CST1이 혈구 에 특이적으로 발현을 보이는 것으로 해석되었다. CpBV-CST3는 기생 전체 기간 발현되었고, 지방체, 혈구, 소화관 및 표피에서 발현되었다. CpBV-CST1을 진핵생 명체 발현벡터에 클로닝하여 transient expression을 유도한 결과 처리된 유충의 면 역이 크게 둔화되고, 발육이 지연되는 생리적 교란을 유발하였다. 본 연구 결과는 바이러스 유래 cystatin 유전자가 배추좀나방의 곤충생리인자로 작용한다는 것을 제시하고 있다.

곤충 종내 암수의 짝짓기 과정에서 통신물질로 사용되는 성페로몬은 종간 생식격리 과정을 매개하는 주요 요인 중의 하나이다. 종들 사이에 성페로몬을 구성하는 화합물 종류가 다르거나, 같은 것들을 사용하여도 그 조성이 서로 다른데, 이 결과로 종들 사이에 짝짓기 기회가 감소되어 종간 교잡이 억제된다. 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 이의 동속종으로 2005년 국내에 새로 기록된 어리팥나방(M. falcana)은 모두 콩과작물을 기주식물로 하면서 동소종이기도 하다. 이들의 성페로몬이 밝혀졌는데, 두 종 모두 (E)-8-dodecenyl acetate와 (E,E)-8,10-dodecadienyl acetate, (E,Z)-7,9-dodecadienyl acetate을 구성 물질들로 하고, 이들을 팥나방은 1:7:2, 어리팥나방은 1:1:1의 조성으로 사용하는 것이 추정되었다. 그런데, 합성화합물을 이용한 미끼로 각 종의 성페로몬트랩을 야외에 설치하면 한 종의 트랩에 다른 종이 같이 포획되었는데, 특히 팥나방 트랩에 더 많은 수의 어리팥나방이 포획되었다. 트랩에 처녀 성충을 미끼로 이용하여도 성페로몬 트랩과 유사한 결과를 보여 종간 교잡 가능성이 제기되었다. 그런데 인위적인 종간 교잡과 역교잡에서 1대 잡종의 모계가 팥나방인 경우에는 더 이상 자손이 생성되지 않았는데, 이 결과로 짝짓기 통신 과정에서의 오류에도 불구하고 두 종 사이에 생식격리가 일어나는 것으로 추정되었다. 또, 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 유전자의 염기서열에서의 차이처럼 두 종이 다른 유전적 구성을 가질 것이라고 추정되었다. 이상의 결과는 근연종 사이의 생식적 격리에는 성페로몬 이외에 다른 요인이 더 필요하고, 또 종특이적인 성페로몬이 농업적으로 쉽게 이용하기 어려운 예를 보였다.