톱다리개미허리노린재는 대표적인 흡즙형 곤충으로 콩의 잎, 줄기, 꼬투리, 종 실을 가해하여 콩 생산량 감소에 가장 큰 영향을 주는 해충으로 알려져 있다. 특히, 톱다리개미허리노린재는 콩 꼬투리 안쪽의 종자에 구침을 찔러 넣은 후 종자 내의 영양분을 흡즙함으로서 콩 착협기에 주로 피해를 입히므로 인해서 종자가 제대로 발달하지 못하거나 기형이 된다. 이때에 콩 꼬투리 표면에 뚜렷한 섭식흔이 남는 다. 따라서 이들 톱다리개미허리노린재의 콩 꼬투리 섭식행동을 EPG를 이용하여 관찰하고 특성을 파악하고자 한다. 콩 꼬투리에서의 톱다리개미허리노린재의 EPG 파형은 크게 7가지로 분류할 수 있었다. 톱다리개미허리노린재가 섭식하지 않고 있을 때 아무런 전압의 변화를 보이지 않는 경우에 waveform NP, 섭식할 장소 를 물색하기 위하여 잎 위를 배회하는 경우에는 불규칙한 전압변화 패턴을 보이는 데 이는 waveform Z, 톱다리개미허리노린재가 흡즙을 하기 위하여 콩 꼬투리의 콩 깍지에 구침을 삽입할 때 나타나며 파형의 진폭이 큰 waveform PA, 구침을 삽입하 면서 feeding sheath를 형성하기 위한 타액을 분비하는 waveform PB, 유관속관다 발조직에 구침을 꽂고 섭식하는 waveform PC, 구침이 콩 꼬투리를 통과하여 종실 부분을 침투할 때 나타나는 것으로 추정되는 waveform PS(Penetrating Seed), 콩 꼬투리 안의 미성숙 종실로부터 흡즙 할 때에 나타나는 것으로 추정되는 waveform SS(Sucking Seed) 등의 EPG 패턴을 확인하였다.

톱다리개미허리노린재 수컷 성충은 집합 페로몬을 분비하여 동종의 암, 수컷 성 충, 약충을 유인하여 더 큰 피해를 입히고 집합 페로몬의 분비량은 주변 환경과 계 절, 곤충의 생리 및 영양상태에 따라 영향을 받는다. 본 연구에서는 먹이의 조건에 따른 톱다리개미허리노린재의 집합 페로몬 분비량의 차이를 알아보기 위해 실내 에서 사육 시 콩 종자별 분비량의 차이와 먹이조건 별 분비량의 차이, 야외개체군을 포장 별로 채집하여 분비량의 차이를 비교하였다. 그리고 분비량과 선호성과의 관 계를 알아보기 위해 추가적으로 하루 중 실험케이지 안에서의 위치선택, 기주 선호 성을 조사하였다. 그 결과 콩 종자 별 분비량의 차이에서는 서리태가 가장 많이 분 비되었고, 생활환을 완성하진 못하지만 실험에 사용된 헤어리베치의 경우 분비량 이 다른 종자들 보다 적었다. 먹이조건을 달리한 실험에서는 식물과 종자를 각각 공 급한 개체들 보다 식물과 종자를 함께 공급한 개체에서 집합페로몬이 더 많이 분비 되었고, 콩 포장과 헤어리베치 포장, 야외노지에서 스위핑 채집한 개채를 분석한 결과, 콩 포장에서 잡힌 개체가 가장 많이 분비되었다. 하루 중 실험케이지 안에서 위치를 보았을 때는 대부분의 개체는 케이지의 벽면에 존재 하였고, 절반 정도만 종 자와 식물에 붙어 섭식을 하였다. 기주 선호성을 조사한 결과에서는 서리태에 가장 많이 모여들었고, 여두(약콩), 백테(메주콩), 덩굴강낭콩(울타리콩) 순으로 선호하 였다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 외래해충으로 바이러스벡터로 작용하여, 토마토 에 토마토황하잎말림병바이러스(TYLCV)를 비롯한 약 100여종의 바이러스를 매 개하는 중요한 해충이다. 담배가루이는 화학합성 작물보호제에 대한 저항성 발현 이 빨라서 이들의 방제에 어려움을 겪고 있다. 이러한 저항성 문제를 조금이라도 해 결하기 위한 방편의 일환으로 최근에 RNA interference(RNAi)를 이용한 해충방제 가 시도되고 있다. 뿐만 아니라, RNAi를 이용하면 target 유전자를 연구하는데 도 움이 될 수 있다. 본 연구에서는 RNAi 를 이용하여 담배가루이 방제를 위한 target 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 담배가루이 cDNA library 제 작을 시도하였다. 첫 번째 방법으로 oligo d(T) primer를 사용하였을 때, 약 1.10kb, 1.28kb의 insert size와 1.4⨉10 4 colony/ml의 titer를 확인하였다. 그러나 insert size 가 너무 커서 적절하지 않았다. 두 번째 방법으로 attB-N25 random primer를 이용 하고, sonication을 6초 실시하여 다시 진행하였다. 그러나 몇몇은 insert size가 다 소 컸고, 몇몇은 insert가 vector에 삽입되지 않았다. 세 번째 방법으로는 attB-N6 random primer를 이용하였고, sonication을 2초 실시하여 더 작은 size의 cDNA insert를 가지는 library 제작을 진행 하였다. 그 결과 몇몇을 제외하고는 300bp~ 500bp size의 insert가 확인 되었으나, titer가 낮아 세 번째 방법을 이용하여 titer를 높이는 방향으로 연구를 수행 중에 있다.

과채류 재배지에서 발생하는 식물기생성 선충의 방제를 위해 충남 공주의 오이 재배지와 충남 부여와 논산, 경남 진주의 딸기 재배지, 전남곡성의 메론 재배지역에서 시설재배와 노지 재배를 하고 있는 농가토양을 채취하여 선충을 분리, 동정한 후 각 지역별 토양에서 abamectin 1.68% SC, cadusafos 3% GR, dazomet 98% GR, fosthiazate 30% SL, BA12011 SL 등 약제들의 선충에 대한 밀도억제 효과를 알아보기 위하여 실내실험과 포장실험을 실시하였다. 대부분의 지역에서 채취한 토양 시료에 분포하고 있는 식물기생성 선충의 평균밀도가 약제처리 후 감소하는 것으로 확인되었지만, 부여의 경우 fosthiazate 처리시 Pratylenchus spp.가, 곡성의 경우 fosthiazate, abamectin, cadusafos, dazomet 처리시 Pratylenchus spp.에 대하여 토양 내 평균 밀도가 상승하였다. 또한 BA12011 처리시 약제처리 후 다른 약제와 비슷한 수준의 개체군 평균밀도를 보였으며, 특히 공주 토양에서는 fosthiazate의 약제처리 효과보다 모든 종에서 높은 방제효과를 확인하였다. 각 지역에서 채취한 토양에 약제처리를 한 후 난낭 형성을 확인한 결과, abamectin의 경우 부여와 진주의 토양에서 효과를 보였고, BA12011은 논산과 곡성, dazomet는 공주에서 난낭 형성을 억제하는 효과를 확인하였다. BA12011을 가지고 오이재배지에서의 방제효과를 살펴본 결과, Meloidogyne spp., Pratylenchus spp., Helicotylenchus spp.의 평균 밀도가 감소하였고, 2차 처리시보다 1차 처리시 평균 밀도의 감소율이 높은 것으로 보아 초기 단계의 방제의 중요성을 확인할 수 있었다.

Bacillus thuringiensis(이하 B.t)는 곤충병원성세균으로 친환경농업에서 주요 작물보호 농자재로 사용되는 생물농약 중 하나이다. B.t는 그람양성의 호기성이며, spore와 crystal를 형성하고 포자 형성기에는 균체 내에 δ-내독소라는 독소단백질 을 생성한다. 딱정벌레목인 청동풍뎅이의 사체로부터 분리된 CAB530균주와 영 동 토양에서 분리된 CAB564균주는 나비목 해충에 살충활성을 나타내는 것을 확 인하였다. 위의 균주와 기존에 연구된 KB098, KB099, KB100을 비교하기 위해 실 내에서 누대 사육한 담배거세미나방(Spodoptera litura), 배추좀나방(Plutella xylostella), 파밤나방(Spodoptera exigua), 파리목(Diptera) 해충에 대해 생물검정 을 수행하였다. 단백질 패턴 분석과 담배거세미나방(S. litura), 파밤나방(S. exigua) 중장액을 처리하였을 때 분해억제정도를 보기위한 SDS-PAGE를 수행하 였다. SDS-PAGE의 단백질 패턴 분석 결과로 plasmid DNA 전기영동을 하여 패턴 의 차이를 분석하였다. CAB530균주와 CAB564균주의 내독소 유전자의 Cry형 유 전자를 동정하기 위하여 PCR을 수행할 계획이다.

RNA interference(RNAi)는 살아있는 세포에서 유전자의 표현력을 제어하는 방 법이다. 키틴을 분해하는 Chitinase는 곤충의 탈피에 관여하여 오래된 큐티클의 소 화 재흡수에 도움을 주는 효소이다. Chitinase를 이용하여 RNA interference 효과 를 보기 위해 담배거세미나방으로부터 RNA를 추출하였다. RNA 추출은 담배거 세미나방의 번데기, 번데기 직전의 유충, 5령 유충, 5령 유충의 외피로부터 각각 실 시하였다. RNA 추출물을 주형으로 cDNA를 합성하였고, 시퀀스 분석 결과 담배 거세미나방의 Chitinase의 크기는 약 610bp였다. 추후 담배거세미나방 Chitinase 의 dsRNA 합성과 생물검정을 통해 RNAi 효과를 확인하고자 한다.

국내 시설과채류 재배지는 꾸준히 증가하는 추세를 보이고 있으며, 최근 과채류 재배지 규모가 대형화 되면서 동일한 장소에서 연작년수가 길어지고, 연중재배의 원인에 의해 토양 내 식물기생선충의 밀도가 증가하고 그에 따른 경제적 피해가 증 가하여 문제가 되고 있다. 따라서 국내 과채류 재배지에서 분포하는 식물기생선충 의 발생 정도를 알아보기 위해 2012년 4월부터 9월까지, 공주, 논산, 부여, 진주, 곡 성 일대에서 오이, 딸기, 메론 재배지를 대상으로 식물기생선충의 발생현황을 조사 하였다. 식물기생선충의 경우 전체 토양시료 34개 가운데서 29개에서 검출되었다. 이처럼 대부분의 토양시료에서 식물기생선충이 발행한 것을 확인하였고 토양 내 발생한 식물기생선충의 종으로는 Meloidogyne spp., Pratylenchus spp., Helicotylenchus spp., Aphelechoides spp., Ditylenchus spp.등의 발생을 확인하였 다. 각 지역별 토양에 5가지 약제처리 전후의 평균밀도를 살펴본 결과, cadusafos 3%와 dazomet 98%의 경우 부여, 논산 지역의 토양에서 Pratylenchus spp.에 대해 100% 살선충효과를 보였으며, 진주 지역의 토양은 cadusafos 3%만이 Pratylenchus spp.에 대하여 100% 살충효과를 보였다. 곡성, 공주 지역의 토양에서 도 모든 약제에 대해 식물기생선충의 평균밀도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

국내 과채류재배지에서 분포하는 식물기생선충의 발생 정도를 알아보기 위해 2012년 4월부터 9월까지, 공주, 논산, 부여, 진주, 곡성 일대에서 오이, 딸기, 메론 재배지를 대상으로 선충속별 종류와 밀도를 조사하였다. 식물기생선충의 경우 전체 토양시료 34개 가운데 29개에서 검출되었다. 이 가운데 딸기 포장의 토양 시료 16개 가운데 13개, 메론 포장의 경우 8개 전체에서, 오이포장의 경우 10개의 토양시료 중 8개에서 식물기생선충의 발생을 확인하였다. 이처럼 대부분의 토양시료에서 식물기생선충이 발생한 것을 확인하였지만 각 포장별 주요한 식물기생선충의 종류에는 차이가 나타났다. 오이의 재배지에서는 Pratylenchus spp.와 Helicotylenchus spp.가 많이 검출되었고, 딸기와 메론의 재배지에서는 Helicotylenchus spp.의 발생 정도가 높음을 확인하였다. 지역별 비교해 보았을 때 논산과 공주 일대에서 채집한 토양 시료에서는 Meloidogyne spp.와 Pratylenchoides spp.의 비율이 다른 지역의 시료와 비교하였을 때 비율이 좀 더 높게 나왔음을 확인할 수 있었다.

곤충병원성세균 Bacillus thuringiensis(이하 B.t)는 친환경농업에서 주요 작물 보호농자재로 사용되는 생물농약 중의 하나이다. B.t는 그람양성세균이며 포자와 crystal을 형성하고 parasporal inclusion을 형성하며 포자형성기에는 균체 내에 δ-내독소라는 독소단백질을 생성한다. δ-내독소는 곤충이 섭식할 때에 중장세포막에 결합하여 이를 파괴하여 영양분의 흡수를 제한하여 치사에 이르게 한다. 본 연구에서는 기존의 B.t제제에 전혀 노출되지 않은 지역으로 추정되는 충북 영동과 옥천 지역의 산과 강 주변에서 채취한 총 43개의 토양샘플로부터 나방류 해충에 대한 살충활성이 우수한 새로운 B.t를 분리 선발하였다. 토양희석액을 nutrient agar plate에 고르게 도말한 후, 27℃에서 3~4일간 배양하고, 형성된 colony들 중에서 배양특성이 B.t와 유사한 74개의 colony를 선발하였다. 위상차현미경으로 포자형성과 crystal의 형태를 확인하는 과정에서 내독소 단백질 결정체를 형성하는 12개의 B.t를 확보하였고 이들 가운데에서 파밤나방에 대한 살충활성을 보이는 균주를 선발하였다.

최근 두과작물을 비롯한 벼와 과수 등에서 톱다리개미허리노린재에 의한 피해가 증가하고 있으며, 이의 방제에도 많은 관심이 모아지고 있다. 톱다리개미허리노린재는 구침을 가지고 있는 전형적인 흡즙형 곤충이다. 따라서 이들 톱다리개미허리노린재의 섭식행동을 EPG를 이용하여 관찰하고 특성을 파악하여 방제활동에 응용하고자 한다. 두과작물인 울타리콩을 기주식물로 하여 톱다리개미허리노린재의 섭식행동특성을 EPG로 기록하였다. 톱다리개미허리노린재에서 EPG 섭식 파형은 크게 8가지로 분류할 수 있었다. 톱다리개미허리노린재가 잎 위에 앉아 섭식하지 않고 있을 때 아무런 전압의 변화를 보이지 않는 경우에 waveform NP, 섭식할 장소를 물색하기 위하여 잎 위를 배회하는 경우에는 불규칙한 전압변화 패턴을 보이는데 이는 waveform Z, 톱다리개미허리노린재가 흡즙을 하기 위하여 식물체에 구침을 삽입할 때 나타나며 파형의 진폭이 큰 waveform PA, 구침을 삽입하면서 feeding sheath를 형성하기 위한 타액을 분비하는 waveform PB, 식물의 유조직에 구침이 들어갈 때에 나타나는 waveform PC1, 유관속관다발조직으로 구침이 들어가 섭식하는 것으로 추정되는 waveform PC2, 유관속관다발조직의 체관부에 구침을 찔러 넣고 feeding sheath를 형성하기 위하여 타액을 분비하는 waveform PE1, 체관부에서 흡즙할 때에 나타나는 waveform PE2등의 EPG 패턴을 확인하였다.

구기자는 주로 열매를 약용으로 사용할 목적으로 재배되고 있다. 구기자는 충청남도 청양, 공주, 보령, 홍성, 전라남도 진도, 해남에서 주로 재배되고 있으며, 최근 구기자의 친환경재배가 점차 확대되어 가고 있다. 하지만 화학살충제, 화학비료를 사용하지 않는 포장에서는 여러 종류의 해충에 의한 피해가 증가하여 구기자의 친환경재배시 어려움을 주고 있다. 완전한 친환경재배를 위하여 구기자의 작기에 따라 발생하는 주요 해충의 생태조사를 통하여 방제법을 마련하고 해충에 대한 피해를 최소화하기 위한 기초자료를 확보하기 위하여 본 연구를 실시하였다. 본 연구는 청양 대치면 상갑리 일원의 5개의 친환경 농가를 중심으로 5월 초순부터 9월 초순까지 해충의 발생상을 조사하였다. 주로 구기자재배 시 피해가 심하다고 보고된 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 열점박이잎벌레(Lema decempunctata), 28점박이무당벌레(Henosepilachna vigintioctomaculata), 구기자혹응애(Eriophys macrodonis Keifer), 갈색날개노린재(Plautia stali Scott), 뿔나방류(Hedma spp.)를 중점적으로 조사하였다. 조사방법은 sticky trap을 하우스 4방향에 설치하여 발생하는 해충의 종류를 조사하였고, sweeping과 육안샘플조사를 통해 구기자 작기 중 주요 해충의 발생생태를 조사하였다. 그 결과, 구기자나무에 본잎이 나오는 초엽기인 5월 중순에는 복숭아혹진딧물과 열점박이잎벌레의 피해가 심하며, 6월 중순에서 7월 하순사이의 성엽기에는 구기자혹응애, 28점박이무당벌레, 뿔나방류의 피해가 심해진다. 열매가 열리는 7월하순부터는 열매를 흡즙하는 노린재류의 피해가 심해지는데 특히 썩덩나무노린재, 갈색날개노린재의 피해가 심하다.

날개매미충(Pochazia sp.)은 기주식물을 흡즙하여 피해를 주는 것 보다 산란행동과정에서 발생하는 피해가 더 심각하다. 이는 암컷 성충이 가지고 있는 톱니모양의 생식기로 1년생 가지의 피목을 벗기고 그 자리에 산란을 함으로써 물관부와 체관부를 손상시키기 때문이다. 갈색날개매미충은 7월 하순부터 약충태에서 성충으로 우화하기 시작하고, 한 달 후인 8월 하순부터 산란을 한다. 이 시기는 작물의 수확기와 맞물려 화학 살충제 사용이 매우 제한적일 수밖에 없다. 본 연구는 친환경식물추출물 살포와 더불어 해충의 개체수를 줄이고, 산란하기 위해 과원으로 유입되는 갈색날개매미충 성충을 차단하는 방법으로 식물추출물질을 사용하여 갈색날개매미충의 후각행동특성을 바탕으로 기피효과와 유인효과를 연구하였다. 기피식물로는 백합, 유인식물로는 누리장나무를 사용하였다. 각각의 식물체들을 98% methanol에 추출한 추출물과 methanol 추출믈을 vacuum evaporator를 사용하여 농축시킨 농축물을 각각 처리하였다. 실험결과 백합의 기피효과 실험에서 백합식 물체 처리구, 백합추출액 처리구에서 갈색날개매미충이 유의적 차이를 보이며 접근을 기피하는 것을 확인 할 수 있었다. 하지만 백합농축액에서는 기피효과를 확인할 수 없었다. 누리장나무의 유인효과 실험에서는 누리장나무식물체 처리구, 누리장나무추출액 처리구, 누리장나무농축액 처리구 모두에서 유의적 차이를 보이며 유인효과를 확인 할 수 있었다.

이전 연구에서 protease inhibitor중의 하나인 tannic acid와 파밤나방에 활성이 높은 7 종의 Bacillus thuringiensis에 각각 혼합 처리하여 파밤나방에 살충활성을 실험한 결과, B. thuringiensis subsp. kurstaki KB100에서만 뚜렷한 상승효과를 보였고 tannic acid가 중장액의 protease중 trypsin의 활성을 가장 잘 억제하는 결과를 보였다. 이를 바탕으로 파밤나방 중장액과 trypsin에 대한 tannic acid와 B. thuringiensis strains와의 특성을 비교하고자 파밤나방 중장액 또는 trypsin과 40mM tannic acid를 섞어 반응시킨 후, 7 종의 B. thuringiensis strains parasporal inclusion에 처리하여 단백질의 분해억제 정도를 알아보기 위해 SDS-PAGE를 수행하였다. 그 결과 모든 7 균주의 parasporal inclusion이 약 133kDa크기의 단백질밴드를 나타내는 것으로 보아 분해가 억제된 것을 확인하였다. 반면에 파밤나방 중장액과의 반응에서는 뚜렷한 분해억제 정도를 보인 균은 KB100균주뿐이었다. 그 이외의 6 균주의 parasporal inclusion에서는 약 60~70kDa크기의 단백질밴드를 나타내 중장액에 의해 분해되는 것을 알 수 있다. 따라서 tannic acid는 파밤나방 중장액의 trypsin의 활성을 억제한다고 할 수 있다. 또한. B. thuringiensis KB100균주의 경우에는 다른 6 종의 균주들과는 달리 parasporal inclusion이 tannic acid에 특이적으로 분해가 더욱 억제되어 약 133kDa의 단백질 밴드를 나타낸 것으로 사료된다.

딸기수출재배단지에서 발생하는 점박이응애, 진딧물류, 작은뿌리파리의 분포를 파악하여 방제에 활용하고자 조사를 수행하였다. 진주시 수곡면에 위치한 딸기재배단지의 농가 20곳(토경재배 15곳, 양액재배 5곳)을 선정하여 2주 간격으로 3개월간 조사를 실시하였다. 재배방법에 따른 해충발생의 차이는 뚜렷하지 않았고, 전반적으로 점박이응애는 발생하였으나 진딧물과 작은뿌리파리 유충은 발생이 미비하였다. 작은뿌리파리 성충은 시간이 경과됨에 따라 점차 감소하는 추세로 기온에 영향을 받는 것으로 사료되며, blue sticky trap보다 yellow sticky trap에서 더 많이 채집되었다. 따라서 점박이응애, 진딧물류는 천적을 활용하고, 작은뿌리파리는 yellow sticky trap을 이용하여 방제하는 것이 효율적일 것이라 사료된다.

곤충병원성세균의 Bacillus thuringiensis(이하 B.t)는 친환경농업의 주요 농자재로 사용되는 생물농약 중의 하나이다. B.t는 그람양성세균이며 spore, crystal를 형성하고 parasporal inclusion를 형성을 한다. 포자 형성기에는 균체 내에 δ-내독소라는 독소단백질을 생성한다. δ-내독소는 곤충이 섭식 시 중장세포막에 binding 된 후 중장을 파괴하여 치사에 이르게 한다. 본 연구에서는 경상북도 김천 지역의 밭과 과수원 토양으로부터 총 8곳에서 sample을 채취하여 살충활성이 우수한 B.t를 분리 선발하고자 하였다. 토양희석액을 nutrient agar plate에 고르게 도말한 후 27℃에서 3~4일간 배양한 후 형성된 colony들 중에서 배양특성이 B.t와 유사한 80개의 colony를 선발하였다. 위상차현미경으로 spore형성과 crystal의 형태를 확인하는 과정에서 내독소 단백질 결정체를 형성하는 16개의 B.t를 확보할 수 있었고, 그중bipyramial형 15개와 irregular형 1개가 확인되었다. 분리선발된 16개 균주의 살충활성을 확인하기 위해, 실내 누대 사육한 나비목 담배거세미나방(Spodoptera litura)에 실험한 결과, 높은 사충율을 나타냈다. 추후에 나비목 파밤나방(Spodoptera exgua)에 대한 살충활성을 확인한 후 SDS-PAGE를 통하여 단백질패턴을 분석할 계획이다.

Bacillus thuringiensis(이하 B. thuringiensis) subsp. kurstaki KB100은 protease inhibitor중의 하나인 tannic acid를 혼합처리 함으로서 파밤나방의 살충활성에 상승효과를 가져왔다. 이를 바탕으로 tannic acid가 B. thuringiensis균주 특이성을 나타내는지 확인하기 위해, 국내 토양으로부터 분리하여 실험실에 보관중인 B. thuringiensis중 파밤나방에 높은 살충활성을 보이는 6개의 균주와 기준균주인 B. thuringiensis subsp. kurstaki HD-1을 선발하여 총 7종의 균주에 각각 tannic acid를 농도별로 처리하여 2령 파밤나방에 대해 생물검정을 실시하였다. 또한 선발된 7개의 균주들의 살충성단백질의 패턴과 파밤나방 중장액에 대한 tannic acid의 단백질분해 저해정도를 알아보기 위해 SDS-PAGE를 수행하였다. B. thuringiensis KB100은 tannic acid의 농도를 높일수록 사충이 증가하다가 80mM농도에서 낮아지는 반면에 B. thuringiensis KB098은 tannic acid의 농도를 높일수록 오히려 사충률의 감소를 보였고, 이외 5개 균주는 tannic acid의 농도와 상관없이 뚜렷한 사충률의 변화를 보이지 않았다. 각 균주의 Parasporal inclusion에 tannic acid를 처리하여 파밤나방 중장액에 반응시켜 parasporal inclusion의 분해정도를 SDS-PAGE로 확인한 결과, 133kDa크기의 단백질밴드를 나타내는 각각의 균주가 생성한 parasporal inclusion은 tannic acid처리 농도에 따라 살충활성을 나타내는 70~60kDa단백질크기로의 분해정도가 각각 다른 것으로 나타났다. 이는 Tannic acid가 B. thuringiensis균주에 따른 특이적인 효과를 나타낼 수 있는 가능성을 보여준다.

Bacillus thuringiensis subsp. aizawai KB098 (이하 KB098 균주)은 파밤나방에 높은 살충 활성을 보인다. 해충에 살충 활성을 나타내는 내독소 단백질은 cry gene에 의해 발현이 되는데 cry gene은 주로 Bacillus thuringiensis의 plasmid DNA 상에 존재한다. KB098의 plasmid DNA를 추출하여 PCR을 수행한 결과, Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1C, Cry1D 총 4개의 cry gene을 가지고 있는 것으로 확인되었다. KBM-1은 KB098균주를 curing한 mutant 균주로, KB098균주를 42℃조건에서 48시간 배양하고, UV를 조사하여 확보하였다. KBM-1의 plasmid DNA를 PCR한 결과 KB098에서처럼 Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1C, Cry1D의 cry gene이 증폭됨을 알 수 있었다. KBM-1은 KB098처럼 crystal을 암호화하는 plasmid DNA를 가지며, cry gene을 보유하고 있다. 반면 KB098과는 달리 KBM-1 균주는 내독소 단백질을 생성하지 못하며 파밤나방의 생물 활성 검정에서 독성을 나타내지 않았다. 이러한 원인을 밝히고자 KBM-1 plasmid DNA의 특정 cry gene의 PCR 결과, 증폭된 cry 유전자 내에서 염기서열의 변화에 기인할 것이란 가정하에, KB098과 KBM-1 균주의 특정 plasmid DNA 상에서 증폭된 cry gene의 염기서열을 비교분석 할 것이다. 이를 통해 crystal 형성에 관여하는 유전자의 변이 유무를 확인할 계획이다.

곤충의 장내 공생미생물은 곤충의 소화, 발육, 생존, 번식, 필수성분의 합성 등의 특수한 역할에 영향을 미치는 것으로 밝혀져 있다. 최근에는 여러 가지 물질을 분해하는 미생물을 이용하여 분해산물과 그 이용 방법을 개발해 다양한 분야에서 유용하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 포식성 곤충이며 진딧물의 생물학적 방제인자로 가장 많이 사용되고 있는 무당벌레(Harmonia axyridis)의 장내에 서식하고 있는 미생물의 분리 및 동정을 통해 무당벌레 장내미생물의 종류 및 분리된 장내미생물들의 casein, cellulose, chitin, lignin 분해능력을 확인하여 특정 분해능력을 가진 미생물을 선발하고자 하였다. 무당벌레 유충과 성충의 소화기관을 채취하고 마쇄하여 NA배지에서 배양한 후 장내세균의 분리 및 동정한 결과, Arthrobacter속 외 35균주가 확인 되었으며, 분리된 35개 중 10균주를 casein, cellulose, chitin, lignin을 첨가한 각각의 배지에서 배양하였다. 먹이로 공급된 무테두리진딧물 역시 마쇄하여 장내 미생물을 확인하였는데, Staphylococcus sciuri 를 포함한 5균주가 무당벌레에서와 동일하게 확인되었다. 무당벌레의 장내미생물을 casein, chitin, cellulose, lignin 첨가 배지에 배양한 결과 casein을 분해하는 3균주, chitin을 분해하는 2균주가 확인되었으며, cellulose와 lignin을 분해하는 균주는 확인 할 수 없었다.

나비목유충 소화액의 다양한 Protease는 Bacillus thuringiensis(이하 B. thuringiensis)가 생성한 protoxin의 활성을 결정하는데 가장 중요한 소화효소로 알려져 있다. 나비목유충의 소화효소 중 Serine protease인 trypsin은 단백질 가수분해과정에 주요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 Protease의 지속적인 가수분해결과 독소 단백질의 불활성화를 초래하여 B. thuringiensis의 살충활성에 부정적인 영향을 초래할 수 있다. 이전 실험에서도 Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki KB100과 protease inhibitor중의 하나인 tannic acid를 혼합하여 중장액에 처리하였을 때, 파밤나방에 대한 살충활성이 높아진 원인으로 protease activity의 감소를 예상할 수 있었다. 따라서 본 실험은 다양한 Protease가 있는 중장액에 protease 특이적기질로 tannic acid가 어떤 종류의 protease activity를 낮추는지 확인하고자 하였다. 파밤나방 중장액과 농도별(10, 20, 40, 80mM) Tannic acid와의 protease activity를 측정 한 결과 tannic acid의 농도가 높아 질 수 록 protease activity(%control)는 각각 83.1±2.1, 77.6±1.6, 68.0±0.4, 40.1±2.2로 감소됨을 확인 하였다. 파밤나방 중장액과 serine(azocasein), trypsin(BApNA, BPVApNA), chymotrypsin(BTpNA, SAAPPpNA, AAVApNA), elastase(SAAApNA, SAAPLpNA) 와의 기질 반응을 분석 한 결과 trypsin 기질에서 protease activity가 높음을 확인 하였다. 추후 연구에서 파밤나방 중장액과 Tannic acid를 반응 시킨 후 기질과의 protease activity를 측정 하고 zymogram을 통해 protease 활성 부분을 연구 할 것 이다.

꼬마배나무이(Cacopsylla pyricola)는 최근 들어 배과원에 발생량이 증가 하면서 그 피해가 점차 증가하는 경향을 보이고 있다. 이에 따라 꼬마배나무이를 방제하기 위한 살충제들이 많이 등록되어 사용되고 있으며, 그 방제 효과 또한 우수한 것으로 평가 되고 있다. 본 실험은 배나무 잎에서 흡즙을 하는 꼬마배나무이의 섭식행동을 관찰하고, 살충제 처리에 따른 섭식행동 변화를 관찰하고 분석하였다. 약제를 처리하지 않은 정상적인 상태에서 꼬마배나무이가 배나무 잎을 흡즙할 때에 나타나는 EPG파형은 PA, PB, PC1, PC2, PD, PE1, PE2, PG 등으로 구분할 수 있었다. 일상적인 상태에서 꼬마배나무이의 섭식양상을 EPG패턴에 따라 분석한 결과, 체관부를 섭식하는 패턴이 가장 많이 나타났다. 약제를 처리하였을 경우 약제별로 EPG패턴의 시간적인 양상과 출현빈도가 다르게 나타났다. 일반적으로 약제를 처리하였을 경우에는 섭식을 하지 않는 파형인 Np 시간이 길어지게 되는데 가장 길게 나타난 것은 benfuracarb를 처리하였을 때이다. 뿐만 아니라 식물체에 구침이 침투할 때에 나타나는 파형인 PA가 달라지는데 flonicamid를 처리하였을 때 가장 오랜 시간이 경과되었다. 한편, 체관부 섭식형인 꼬마배나무이가 물관부에서 섭식하는 시간이 길어지는 경우를 볼 수 있는데, 이 때에 나타나는 EPG파형인 PG에 소요된 시간이 처리약제별로 차이가 있었으며, deltamethrin과 fenitrothion을 처리하였을 때 물관부 섭식에 가장 많은 시간을 소비하였다. 이는 침투성 약제의 침투이동경로로 생각되는 체관부를 피하여 섭식하는 행동으로 추론할 수 있다