곤충의 혈액순환은 심장 박동에 의해 도움을 받는다. 다양한 생리적 변화는 심장 박동 조절을 수반하게 된다. 심장박동에 대한 교란은 곤충 의 생존을 위협하게 된다. 본 연구는 활성산소를 유발하여 살충력을 발휘하는 이산화염소가 혈액순환계에 미치는 영향을 심장박동을 통해 분석하 였다. 화랑곡나방(Plodia interpunctella) 유충의 등핏줄은 몸의 윗면 중앙에 위치하고 후방으로 복부 10번째 마디에서 시작하여 전방으로 첫 번째 가슴 마디까지 연결된 관 구조를 나타냈다. 등핏줄의 수축과 이완은 주로 복부 3-10번째 마디에 위치한 등핏줄에서 일어났으며 이 부위에 5개의 심실이 관찰되었다. 심장박동빈도는 25°C에서 분당 평균 118.6회의 수축 리듬을 보였다. 그러나 온도에 따라 심장박동빈도는 현격한 변화를 보 였다. 혈강에 이산화염소를 다양한 농도로 투여한 경우 심장박동빈도는 약제 농도 증가에 따라 감소하였다. 이산화염소(100 ppm)을 훈증 처리할 경우 노출 시간의 경과에 따라 심장박동리듬이 현격하게 감소하였다. 이러한 이산화염소의 심장박동 억제효과는 활성산소 저해제인 비타민 E와 함께 주입할 경우 회복되는 현상을 나타냈다. 이상의 결과는 이산화염소가 화랑곡나방의 심장박동에 억제효과를 주었으며 이러한 억제효과는 이 물질이 유발하는 활성산소에 기인된 것으로 해석된다.

버섯재배에서 비닐의 활용도는 다양한데 특히 봉지재배에서 가장 많이 사용된다. 봉지재배의 단점은 용기의 형태유지가 어려워 자동화공정 개발이 힘들고 배양 시 환기를 위한 필터를 부착하거나 솜으로 입구를 처리하는데 필터 부착은 비용 부담이 크고, 솜으로 봉지 입구를 처리하는 공정은 노동력이 많이 소요되므로 농가 현실에서 일손부족으로 애로사항이 크다. 본 연구에서는 필터나 솜을 사용하지 않고 레이저 천공 으로 비닐에 미세 기공을 타공 함으로서 오염은 방지하며 환기를 원활히 시켜 배지를 저렴하게 생산할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 충분한 시험과정을 거쳐 적절한 미세기공의 크기를 선정한다면 봉지재배용 이외에 종균배양용으로도 활용이 가능할 것으로 기대한다.

버섯파리는 우리나라 버섯생산 및 재배에서 수량과 품질을 심각하게 감소시키는 주요 해충의 하나이다. 버섯파리 성충은 버섯재배사에 침입하여 종균이 접종된 배지에 알고 낳고 부화된 유충은 생육중인 균사와 자실체의 갓과 대를 섭식하여 큰 피해를 입힌다. 성충은 자실체의 외관을 더럽히고, 여러 가지 곰팡이와 세균병을 전파시키며, 응애 등을 옮긴다. 본 연구는 이와 같이 심각한 피해를 주고 있는 버섯파리에 대한 친 환경 방제를 위해 두 가지 종류의 식물체 추출물, 즉 은행열매(Ginko biloba fruit)와 자리공뿌리(Phytolacca americana root)에 대한 살충성에 대한 효과를 구명하고자 하였다. 두 종류 모두 1% 농도에서 균사생장에 대한 저해작용 없이 유충에 대한 높은 살충효과가 있었다. 접종후 균사생장 및 복토, 그리고 발이 기간 중 3차례에 걸쳐 2.5L/m2를 처리하여 디플루벤주론 및 증류수 처리와 비교하였을 때 은행열매와 자리공뿌리 에서 각각 77.2% 및 78.3%의 살충효과를 확인하였다. 또한 생산량에 있어서도 13~14%의 증수효과가 있었는데 이와 같은 결과에 비추어 양송이 재배시 은행열매 및 자리공뿌리 추출물을 이용한 친환경 방제가 가능할 것으로 판단된다.

느타리, 큰느타리, 팽이 등의 버섯에서는 액체종균의 활용이 상당한 정도로 발전해 왔으나 양송이의 액체 종균은 사용되어 오지 않았는데 그 이유 중 하나는 초기부터 곡립종균을 이용하는 방법이 발전하였고 또한 생산방법이 다른 버섯에 비해 까다롭기 때문이다. 양송이의 액체종균은 패트리디쉬 원균을 잘게 잘라서 균질기로 분쇄한 다음 원균접종기를 이용하여 핀치코크, 공기배출구, 체크밸브, 에어필터, 기포발생기 등으로 구성된 유리병에 접종한 후 제조하는 방법인데 이 때 양송이 액체종균 배양은 통기식 배양법을 이용하였으며 폭기압력은 196kPa로 공기여과는 0.26um 필터를 통과시켰다. 양송이의 액체종균을 만들기 위한 배지종류는 PDA (potato dextrose broth), MCM (mushroom complete broth), MEB (malt extract broth) 및 CEB (compost extract broth)를 이용하였는데 그 결과 PDB 배지에서 균사체량이 가장 적었고 그 다음으로 MCB, MEB, 및 CEB 순서로 균사체량이 증가하였다. 액체배지는 여러 가지 종류를 시험한 결과 양송이 발효배지 추출물을 이용한 CEB배지에서 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 배양병은 3~5L 액체배양병을 이용하였고 배양온도는 22~24°C에서 10~15일 간 배양하였으며 완성된 액체종균은 봉지당 5~7ml의 양으로 접종하였다.

콩명나방(Maruca vitrata)은 팥과 동부를 포함하는 Vigna 속 작물을 가해하는 해충이다. 다양한 화학 살충제가 이 해충의 유충을 방제하는 데 효과적이다. 특히 Bacillus thuringiensis (Bt) 미생물농약이 이 해충을 방제하는 데 가능성을 제시하였다. 그러나 화학농약에 비해서 비교적 느린 살충 효과는 현장 적용에 어려움을 주었다. 본 연구는 Bt의 살충효과를 증가시키기 위해 면역억제제를 첨가하는 방안을 강구하였다. 콩명나방의 면역반응은 혈구세포의 소낭형성으로 분석하였다. 소낭형성 반응은 아이코사노이드 생합성 억제자인 dexamethasone 처리에 의해 현격하게 낮아졌다. 아이코사노이드 생합성 억제자를 합성하여 분비하는 Xenorhabdus nematophila 세균 배양액을 Bt와 함께 처리한 결과 Bt 단독에 비해 살충효과가 크게 증가하였다. 본 연구는 비티플러스 살충제가 콩명나방 방제에 효과적이라 는 것을 제시하였다.

Reactive oxygen species (ROS) induces oxidation against various biomolecules including fatty acids. Calcium-independent cellular phospholipase A2 (iPLA2) has been known to function maintenance of fatty acids in phospholipids in mammals. An insect iPLA2 (Pi-iPLA2) was predicted from transciptomes of the Indianmeal moth, Plodia interpunctella. It was expressed in all developmental stages from egg to adult. RNA interference (RNAi) against Pi-iPLA2 was performed with specific double-stranded RNA (dsRNA) with more than 70% efficiency in reduction of its expression. Under this RNAi condition, P. interpuctella exhibited developmental retardation with significant accumulation of lipid peroxidation measured by the amount of melondialdehyde

Two Grapholita species (G. molesta and G. dimorpha) give serious losses on apple production by direct fruit damage. Two species share two major sex pheromone components, (Z)-8-dodecenyl acetate (Z8-12:Ac) and (E)-8-dodecenyl acetate (E8-12:Ac), but are different in their relative mixture ratio for maximal attraction. A mass ratio of 95:5 of Z8-12:Ac and E8-12:Ac was determined due to its high cross-calling activity and subsequent high mating disruption against both species. When the mixture was applied to orchards, it resulted in significant mating disruption against both species

복숭아순나방(Grapholita molesta)은 두 가지 주요 성페로몬 성분(Z-8-dodecenyl acetate and E-8-dodecenyl acetate)을 갖고 있다. 이 성 페로몬 성분의 생합성 과정 분석은 포화지방산의 10번 탄소에 이중결합을 합성하는 불포화효소(Δ10 DES)가 종 특이적 광학이성체 형성에 필수 적이라고 제시하였다. 그러나 이 효소의 분자적 특징에 대해서 분석되지 않았다. 본 연구는 복숭아순나방 성페로몬 샘의 전사체에서 Δ10 DES로 추정된 불포화효소(Gm-comp1575)의 단백질 기능 영역을 분석하였다. Gm-comp1575 유전자는 370개의 아미노산 서열 정보를 암호하고 있으며 분자량은 약 43.2 kDa 그리고 등전위점(pI)은 8.77로 추정되었다. 이 불포화효소는 4개의 막투과영역을 지니고 있으며, 6개의 탄수화물 결합 위 치가 아미노 말단과 세포내 영역에서 갖는 것으로 추정되었다. 분자계통분석은 Gm-comp1575가 다른 종에서 알려진 Δ10 DES와 유사성이 높은 것으로 밝혀졌다. Gm-comp1575 전사체는 암컷 성페로몬 샘 및 다른 복부 조직에서 발현되었다. 이 유전자 발현에 대한 RNA 간섭 처리는 처녀 암컷으로 하여금 사과원에서 수컷을 유인하는 능력을 크게 감소시켰다. 이러한 결과는 Gm-comp1575가 복숭아순나방의 성페로몬 생합성과 관련 이 있는 유전자라고 제시하고 있다.

호박꽃과실파리(Bactrocera scutellata)는 호박꽃을 가해하는 해충이다. 이들 수컷은 식물체 유래물질인 raspberry ketone (RK)에 유인되 어 섭식하는 습성을 지니고 있다. 본 연구는 이 해충의 방제를 위해 수컷박멸기술(male annihilation technique: MAT)을 개발하는 데 목표를 두고 이를 위한 기반 기술을 탐색하였다. 효과적 유인 물질이 실내 및 실외 실험을 통해 비교되었다. 일반적으로 과실파리류에 유인효과가 높은 methyl eugenol에 호박꽃과실파리 암수는 모두 반응하였으나 야외에서는 전혀 유인효과가 나타나지 않았다. RK의 합성 유도체인 cuelure (CL)에 호박꽃과실파리 수컷은 실내 및 야외조건에서 모두 높은 유인효과를 나타냈다. 그러나 본 연구에서 지향하는 왁스형 방출기 조건에서 RK가 CL에 비해 동등하거나 우수한 유인효과를 보였다. MAT를 구성하는 데 유인 물질과 함께 포함될 살충제를 피레스로이드 살충제로 선발 하였다. 또한 MAT 처리 후 치사된 개체의 확인과 계수를 위해 깔때기형 트랩을 선발하였다. 이러한 결과를 종합하여 본 연구는 호박꽃과실파리 의 MAT 기술은 RK과 비펜스린을 담은 왁스형 방출기로 결정하고 이를 깔때기트랩에 설치하도록 구성하였다. 이러한 기본 조건은 추후 현장 적 용할 MAT 기술 개발에 기반 정보로 이용될 수 있다.

폴리드나바이러스(polydnavirus: PDV)는 일부 내부기생봉에 공생하는 이중나선형 DNA 바이러스 분류군이다. Cotesia plutellae bracovirus (CpBV)는 프루텔고치벌(C. plutellae)에 공생하는 일종의 PDV이다. 프루텔고치벌은 어린 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 기 생한다. 기생 초기에 발현하는 CpBV-ELP1 유전자는 혈구세포에 세포독성을 발휘하면서 기주의 세포성 면역을 억제하여 기생에 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구는 이 유전자를 담배 식물에서 발현하여 해충에 대한 경구독성을 분석하는 데 목적을 두었다. 재조합 CpBV-ELP1 단백질 이 배큘로바이러스 발현시스템을 통해 합성되어 세포배양액에 분비되었다. 수거된 세포배양액은 일련의 단백질 분리과정(ammonium sulfate 단백질 분획, size exclusion 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피)을 통해 CpBV-ELP1 단백질을 분리하는 데 이용되었다. 분리된 rCpBV-ELP1 단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua) 혈구에 대한 뚜렷한 세포독성을 보였다. CpBV-ELP1은 파밤나방 5령충에 대해서 혈강 주입하여 살충력을 나타냈고, 엽침지법을 이용하여 경구독성을 갖고 있는 것을 확인하였다. CpBV-ELP1 유전자를 CaMV 35S 유전자 프로모터 와 opaline synthase 유전자 전사종결신호를 갖는 pBI121 벡터에 클로닝하여 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 세균에 형질전환을 유도하였 다. 형질전환된 세균은 담배(Nicotiana tabacum Xanthi)잎에 감염하여 캘러스를 유도하게 하였고 이후 차세대(T1)를 확보하였다. T1 세대 담배 는 파밤나방에 대한 해충저항성을 갖고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 CpBV-ELP1 유전자가 형질전환작물을 통해 해충방제에 응용될 수 있 다는 것을 제시하고 있다.

Button mushroom(Agaricus bisporus) are cultivated on wheat straw or rice straw based compost. In this study different compost formular, sawdust as carbon source and chicken manure as nitrogen source were used for button mushroom cultivation. Two steps of sufficient composting process was required to be successful in the cultivation. 1) the substrates are needed to be mixed periodically under the aerobic condition in the phase I process. 2) the temperature is need to be maintained between 55 and 65? for more than three days in the phase II process. Results showed that button mushroom was possible to grow normally with sawdust based compost. However the mushroom yield was less than that of the conventional compost formular(rice straw or wheat straw). The new compost formular developed from this study may be useful but further research may need to improve button mushroom cultivation more efficiently.

국내 양송이 재배에서 가장 많이 사용되는 재료는 볏짚으로서, 볏짚은 재배현장에서 가장 손쉽게 구할 수 있 는 재료이다. 볏짚은 단독 또는 다른 원재료를 혼합하여 사용하는데 본 연구에서는 다수의 재배농가에서 선 호하는 솜을 배합하여 볏짚대비 솜의 첨가비율의 최적화를 위한 재배시험을 실시하였다. 솜은 볏짚에 비하여 질소원인 단백질이풍부하고 야적 시 퇴비화 기간을 단축하는 효과를 가지고 있어서 계절에 따라서 적합한 비율을 혼합하면 수확량의 증가시킬 수 있는데 본 실험결과 볏짚 100%로 시료군보다 솜을 첨가 시 첨가량에 따라 생산량 및 상품 비율의 차이가 있는 것으로 확인하였다. 가장 우수한 시료군으로는 솜을 20% 첨가 시 에 생산량이 19% 증가하고 상품의 비율도 6% 증가하여 경제성이 높아지는 결과를 얻었으며, 볏짚을 주재료 로 사용 시 솜의 적정 혼합량은 20% 수준으로 기대한다.

본 연구는 양송이의 GAP 재배환경을 위한 현재 재배농가에서 사용하는 주재료에 대한 잔류농약 및 중금속 의 함유량을 분석하고 배지 내의 잔류농약 및 중금속이 양송이로 이행되는지에 대한 배지 환경분석을 통해 생산된 양송이에 대한 안전성을 검토하였다. 분석결과 잔류농약은 주재료 모두 농약별 대부분 불검출 또는 일부 미해당 항목이 식품기준 기준치 이하 극미량이 검출되었으나 버섯에서는 모든 농약이 불검출 되었으며, 중금속은 일부 배지에서는 버섯 기준으로 검출되는 시료군도 있었으나 버섯에서는 모든 시료군에서 카드뮴 과 납이 불검출로 분석되었다. 시험결과 현재 재배농가에서 사용되는 버섯 재료로 재배하는 버섯의 잔류농약 및 중금속은 식품공전상 양송이의 검사항목에 모두 안전하였으며, 배지에서의 잔류농약 및 중금속도 버섯으 로 이행되지 않는 것으로 확인하였다.

제주도는 기후, 식생, 토양 등 자연환경이 독특해서 버섯의 종다양성은 내륙지역과는 크게 다를 것으로 예상된다. 제주도 물영아리오름과 곶자왈에코랜드에서 개최된 한국버섯학회 주관 2016년도 버섯생태조 사에서 51속 66종의 버섯이 관찰되었다. 구름송편버섯(Trametes versicolor) 등 5종은 물영아리오름과 곶 자왈에서 모두 발견되었으며, 물영아리오름에서는 털목이(Auricularia polytricha) 등 34속 36종이 발견되 었으며, 곶자왈(에코랜드)에서는 잔나비불로초(G. applanatum) 등 23속 29종이 발견되었다. 독특한 생태 환경을 보이는 제주도에서 발생되는 야생버섯자원은 새로운 소득품목개발과 신품종을 육성하는 매우 중요한 자산이다. 아울러 지속적인 생태조사를 통해 제주도의 자연환경을 보존하고 기후변화를 예측하 고 대비하는 데 기여할 것으로 전망된다. 물영아리오름은 제주도 서귀포시에 위치하며, 상록낙엽수(예 덕나무, 참식나무, 때죽나무 등), 큰천남성, 섬새우란, 금새우난, 사철난, 찔레나무 울타리, 습지식물인 고마리, 물고추나물, 보풀, 세모고냉이 등 식생이 다양하며, 국내 5번째로 람사조약습지로 지정되어 있 다. 곶자왈은 제주와 같이 용암분출로 형성된 지역에 잘 발달할 수 있으며, 난대림과 온대림을 중심으 로 광범위하게 숲을 형성하고 있으며, 식물종 다양성도 비교적 높다. 곶자왈지역에는 600여종 이상의 관속식물이 있으며, 제주고사리삼, 개가시나무, 으름난초, 수채, 제주물부터 등은 멸종위기식물이다. 섬 휘파람새, 직박구리 등 제주텃새와 긴꼬리딱새나 팔색조 등 희귀철새가 번식한다.

국제 무역량 증가와 기후변화에 따라 아열대성 해충이 온대지역으로 침입하는 사례가 늘고 있다. 과실파리과는 초파리과와 더불어 두 과실 파리 분류군 가운 데 하나로 약 5,000 종 이상이 포함되어 있다. Anastrepha, Rhagoletis, Ceratitis 및 Bactrocera 속에 속한 일부 과실파리류가 높 은 침입력으로 여러 온대 지역의 과실과 채소류에 막대한 피해를 일으키고 있다. 본 종설은 이들 과실파리류들의 침입과 정착을 억제하는 기술이 비교적 잘 개발되어 적용된 Bactrocera 속에 속한 해충류를 중심으로 고찰하였다. 이들 과실파리류에 대해 많은 방제 기술이 개발되었지만, 효율 적인 종합해충관리 프로그램 개발이 아직 널리 정착되지 않고 있다. 이에 본 종설은 과실파리를 방제하는 여러 기술을 설명하고, 이 가운데 아열 대 군도에서 실시된 종합해충관리의 성공사례를 소개한다. 아울러 국내에 큰 피해를 주는 주요 과실파리의 발생생태와 방제기술도 정리하였다.

콩명나방(Maruca vitrata, 포충나방과)은 국내에서 Vigna속 작물들(팥, 녹두, 동부)과 세스바니아의 주요 해충으로 알려져 있는데, 국내에서의 생활사는 전혀 알려지지 않았다. 이에 콩명나방이 수원 지방에서 월동한 후 처음 발생하는 시기를 알기 위해 반야외 조건에서 인공사육 하였고, 월동율을 조사하였다. 9월 하순부터 야외에서 사육한 갓부화 유충은 그 해와 이듬해에 우화하지 못했고, 이전 해의 유충과 번데기는 모두 사망하였다. 겨울 중 번데기 보관방법을 달리하거나, 용화처를 제공하였을 때도 월동 후 우화한 개체는 발견하지 못했다. 야외 혹은 실내 사육(25, 16℃)에서 용화한 번데기를 일정 기간 저온(13, 10℃)에 처리한 후 다시 25℃에서 발육시켰을 때, 우화한 개체는 없었다. 이상의 결과로부터 콩명나방은 저온에 적응하는 능력이 매우 떨어지는 것으로 추정되었고, 수원 지방에서 월동할 수 없을 것으로 짐작되었다.

호박꽃과실파리(Bactrocera scutellata)의 방제를 위해 수컷유살기술(male annihilation technique: MAT)을 개발하는 데 목표를 두고 이를 위한 기반 기술을 탐색하였다. Raspberry ketone (RK)의 합성 유도체인 cuelure (CL)에 호박꽃과실파 리 수컷은 실내 및 야외조건에서 모두 높은 유인효과를 나타냈다. 그러나 본 연구에서 지향하는 왁스형 방출기 조건에서 RK가 CL에 비해 높은 유인효과를 보였다. MAT를 구성하는 데 유인물질과 함께 포함될 살충제를 피레스로이 드 살충제로 선발하였다. MAT 방제 전략에 적합한 트랩으로 깔때기형을 선발하였다. 이러한 결과를 종합하여 본 연구는 호박꽃과실파리의 MAT 기술은 RK과 비펜쓰린을 담은 왁스형 방출기로 결정하고 이를 깔때기트랩에 설치하도록 구성하였다. 이러한 기본 조건은 추후 현장 적용할 MAT 기술 개발에 기반 정보로 이용될 수 있다.

이산화염소는 살충효과를 지니며, 이는 이 물질이 발생시키는 활성산소에 기인된다. 살충효과를 주는 주요 원인으로 이산화염소의 세포독 성에 주목하고 있다. 본 연구는 이산화염소가 유발하는 세포독성이 활성산소에 기인한 아폽토시스 유발로 가설을 세우고 이를 검증하였다. 화랑 곡나방(Plodia interpunctella) 유충에 이산화염소를 주입한 결과 전체혈구수의 뚜렷한 감소를 보였고, 이후 처리 유충은 사망하였다. 아폽토시스 세포치사과정을 규명하기 위해 TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase nick end translation) 분석법을 적용하였다. 곤충 세포주의 하나인 Sf9 세포에 서로 다른 이산화염소를 처리하고 TUNEL 분석법으로 관찰한 결과 처리 농도에 비례하여 아폽토시스 비율이 증가하였다. 다 음으로 서로 다른 농도의 이산화염소를 화랑곡나방 유충에 주입하고 혈구 세포를 TUNEL 분석법으로 관찰한 결과 이산화염소는 처리 농도에 비례하여 아폽토시스 유발을 나타냈다. 그러나 항산화제인 비타민 E를 이산화염소와 함께 처리하면 비타민 E의 농도에 비례하여 이산화염소의 아폽토시스 유발을 억제하고 이에 따라 살충률도 감소하였다. 이러한 결과는 이산화염소에 기인한 세포독성은 활성산소에 기인한 아폽토시스 유 발로 이뤄졌다는 것을 제시하고 있다.

지구 기후변화에 따라 아열대성 해충이 온대지역으로 이주를 통해 서식지를 넓히고 있다. 아열대성 해충인 콩명나방(Maruca vitrata)이 국 내에서 팥을 비롯한 콩과작물에 경제적 피해를 일으키고 있다. 비교적 유전적 변이가 큰 곤충으로 알려진 콩명나방에 대해서 국내 집단의 기원에 대해서 의문을 갖게 되었다. 국내 콩명나방 집단의 유전적 특성을 이해하기 위해 cytochrome oxidase subunit 1 (cox 1) 유전자의 염기서열을 판독 하였고, 이를 다른 지역 집단들과 분자계통학적으로 분석하였다. 전 세계에 분포하고 있는 콩명나방은 크게 3 그룹(아시아-아프리카, 아메리카, 오세아니아)으로 분류되었다. 이 가운데 국내 콩명나방은 아시아-아프리카 그룹에 속했다. 국내 집단의 살충제 감수성을 분석하기 위해 작용기작이 서로 다른 7 가지(4 종류의 신경독 약제, 1 종류의 곤충성장조절제, 2 종류의 생물농약)의 약제로 평가하였다. 콩명나방의 어린 유충은 분석된 모든 약제에 비교적 감수성이 높았다. 그러나 노숙 유충의 경우는 어린 유충에 비해 감수성이 현저하게 저하되었다. 처리 후 7 일간 분석된 살충력 조사에서 조사된 어느 약제도 콩명나방의 최종령 유충을 효과적(> 50% 방제가)으로 방제하지 못하였다.