식용 및 사료용 곤충으로 활용되는 풀무치에 대한 기초 연구로서 발육 단계별 난소 및 알 발육 특성을 조사하였다. 난소발육을 조사한 결과, 풀무치는 1쌍의 난소와 90개 이상의 무영양실형 난소소관을 가지고 있었다. 난소 길이는 5령 약충보다 성충시기가 더 길었다. 성충 1일째 난소길이는 5령 1일보다 약 2.5배 길었다. 난소 길이는 성충 30일까지 증가한 후, 성충 35일부터 감소되었다. 난소소관 길이는 난소 길이의 1/2 정도로, 역시 난소 길이와 같은 경향을 보였다. 난소 및 난소소관 길이는 체중과 비례적인 상관관계가 있었다. 난소소관의 수는 94-104개로 성충 30일이 총 104개로 가장 많았고 35일부터 감소하였다. 성숙란 수 역시 성충 15일부터 확인할 수 있었고, 성충 30일이 50.6개로 가장 많았다. 수정낭의 크기는 또한 발육 단계에 따라 영향을 받았다. 난괴에서 알을 분리하여 산란 후 일별로 발육 특성을 조사한 결과, 산란 4일부터 무게 및 알의 크기가 급격하게 증가하였고, 산란 후 7일부터는 변화의 폭이 거의 없었다. 산란 7일부터 몸체의 구분이 가능했으며, 산란 10일에 부화되었다. 이상의 결과로 볼 때, 풀무치의 난소발육은 성충 30일이 가장 좋았고, 산란 10일경에 풀무치 1령 약충이 우화하는 것으로 판단된다.

풀무치[Locusta migratoria (메뚜기목: 메뚜기과)]를 사육할 때 보조먹이로서 전지분유, 밀기울, 옥수수잎 가루, 설탕을 주성분으로 한 혼합 인공사료를 제조하였다. 갓부화 약충에 인공사료만을 제공하여 성충 사망 때까지 사육하였을 때, 다음 세대 집단을 얻지 못했다. 인공사료를 매일 제공하면서 옥수수 잎을 하루걸러 제공하였을 때도 다음 세대 개체를 얻지 못했다. 그러나 인공사료와 옥수수 잎을 하루걸러 번갈아 제공하였을 때는 이후 4세대까지 사육이 가능하였다. 성충의 생식력도 옥수수 잎과 인공사료를 매일 같이 제공한 경우보다, 두 먹이를 하루걸러 번갈아 제공 한 경우가 더 높았다. 이상의 결과로 본 연구에서 개발된 인공사료를 주먹이인 식물체의 보조먹이로 삼아 일정기간 풀무치 집단 유지에 이용할 수 있을 것으로 추정되었다.

풀무치(Locusta migratoria)는 메뚜기과에 속하는 곤충으로 70% 이상의 단백질을 함유하고 있어 식사료용 곤충으로 이용 가능성이 높다. 그러나 풀무치의 대량생산을 위한 연중사육 관련 연구는 미흡하여 사육방법 정립, 먹이원 선발 등이 필요하다. 본 연구에서는 풀무치의 연중사육을 위한 방법으로 사육밀도에 따른 생육 특성과 최적 산란처를 찾기 위해 상토, 오아시스 등을 이용하여 산란 특성을 조사하였다. 풀무치의 생육 온도는 28℃, 습도는 65% 내외로 유지하고 처리구별 생존율, 탈피횟수, 크기, 무게 등을 측정하였다. 사육밀도별 약충 기간은 32일 소요되었고, 생존율은 82~90 %였으며, 성충 기간은 110~120일 소요되었다. 산란처별 난괴 길이는 33~49mm였으며, 부화 후 생존율을 72~82%였다.

메뚜기목 메뚜기과에 속하는 풀무치(Locusta migratoria)는 강한 집단행동 습성과 다양한 먹이식물에 대한 높은 유연성을 가진 대형 메뚜기이다. 이런 풀무치를 실내에서 사육하기에 가장 적합한 온도를 조사하였다. 실험온도는 25℃, 27℃, 30℃, 33℃ 등 4개구로 설정하였고, 12L/12D, 65% RH, 1,000 lux 이상의 사육조건하에서 밀을 먹이로 실험하였다. 풀무치의 영별 발육특성을 조사한 결과, 1령-5령 약충까지의 발육기간은 30℃가 26.4±2.0일로 25℃ (46.9±1.9일)보다 약 1.8배, 27℃(31.8±2.5일)와 33℃(30.7±2.6일)보다는 약 1.2배 단축되었다. 약충의 체중, 두폭, 체폭, 체장 등 발육 특성은 30℃가 가장 좋았고 그 다음은 33℃, 27℃, 25℃순이었다. 성충의 교미는 주로 09-10시와 13-14시에 가장 많이 이루어졌다. 우화-교미까지의 일수는 30℃가 10.2±1.5일로 25℃(23.8±13.7일), 27℃(19.3±10.2일), 33℃(12.0±7.3일)보다 약 1.8일-13.6일 빨랐다. 포토 당 산란된 난괴의 수는 평균 1.1개로 나타났다. 이상의 결과들로 볼 때 풀무치를 사육하기에 가장 적합한 온도는 30℃인 것으로 판단된다.

본 실험은 풀무치의 군집형 대발생 대비 예찰매뉴얼 개발을 위하여 형태적 특징, 발생생태, 먹이선호도, 산란조건 시험을 수행하였다. 전남 무안지역에 자연발생한 풀무치 274마리의 성비는 암컷과 수컷이 18.2 : 81.8로 수컷비율이 높았고, 녹색형이 60.9%, 갈색형이 39.1%로 녹색형 이 많았다. 몸길이와 체중이 암컷은 6.5 cm, 2.8 g이고, 수컷은 5.0 cm, 1.5 g으로 암컷이 컸으며, 색깔에 따른 몸 크기는 차이가 없었다. 야외에 서 풀무치의 산란활동은 8월 하순부터 10월 하순까지 관찰되었는데, 9월 하순부터 10월 상순에 산란한 알은 이듬해 5월 하순에 부화하였다. 성충 의 일일 섭식량은 암컷 3.5 g, 수컷 1.6 g 이었다. 풀무치의 먹이선호도는 옥수수 > 조 > 기장 > 억새 > 벼 순이었으며, 억새와 벼는 좋아하지 않 았다. 풀무치가 산란을 가장 선호하는 토양은 순수 모래였으며, 산란유도 후 토양 수분함량이 높을수록 누적부화량이 많았다.

풀무치의 전국적인 발생현황 및 밀도조사의 결과, 한국에서는 전라남도 해남군 산이면과 전라남도 무안군 망운면 간척지에서 2015년 이후 지속적으로 높은 밀도의 발생이 관찰되었다. 우리는 두 지점에서 발생하는 풀무치의 기원을 알아내기 위하여 NADH dehydrogenase subunit (NAD) 2, NAD4 와 NAD5의 염기서열을 분석하였다. 그 결과 해남풀무치의 경우는 중국동북부의 Liaoning성 과 Heilongjiang성 개체군과 기 원이 비슷하고, 무안풀무치의 경우는 일본풀무치와 기원이 비슷하다는 결론에 도달했다. 이전의 전 세계적인 풀무치의 진화에 관한 연구에서 한 국의 풀무치가 포함이 되지 않아서 한반도 풀무치의 기원은 알 수 없었다. 본 연구의 결과는 중국북동부 지방에서 8만 년 전에 분리된 풀무치 중 일부가 한반도로 이동을 하여 해남 지역에 정착을 하고 일부는 러시아 사할린과 일본 홋카이도섬을 거쳐서 무안으로 이동하였을 가능성을 보여주 고 있다. 하지만, 한반도로 내려온 풀무치가 해남과 무안계통으로 분리된 후 일본으로 이동하였을 가능성도 배제할 수 없다.

단독형 풀무치에서 군집형 풀무치로의 전환에 대한 다양한 연구가 이루어져 왔다. 하지만 아직까지 단독형과군집형 풀무치의 뇌에 존재하는 단백질들의 인산화 차이에 대한 연구가 이루어지지 않았다. 단백질의 기능과 활성은많은 부분 인산화에 의하여 조절이 된다. 그러므로, 인산화에서 차이가 나는 단백질들을 밝혀내면, 친환경적으로군집형 풀무치를 조절할 수 있는 방법의 개발이 가능할 것으로 생각되낟.

단독형 풀무치에서 군집형 풀무치로의 전환은 유전정보의 급격한 변화 없이 형태, 생리 및 생태의 변화가 일어나는다형현상 중의 하나이다. 이러한 다형현상은 우성 유전학적으로 조절이 이루어질 거라고 생각이 된다. 다양한우성 유전학적 현상 중에서 본 연구에서는 전체 유전체의 methylation의 차이를 밝혀내는 연구를 수행하였다.본 연구의 결과는 단독형과 군집형 간에는 methylation의 차이가 존재를 하며 이러한 차이가 단독형에서 군집형으로의변화를 유도하므로, 향 후 이러한 유전자의 발현을 조절하는 기전의 개발은 친환경적인 풀무치 발생 조절에 활용될수 있을 것이다.(Project title: Studies for biological characteristics of and control methods against the migratory locust,Locusta migratoria, Project No: PJ0116302017)

몇 항온조건에서 풀무치(Locusta migratoria)(메뚜기목: 메뚜기과)를 사육하여 발육특성 자료를 얻었다. 알은 16~35℃사이에서 부화하였고, 40℃와 45℃에서는 부화하지 못했다. 20℃ 이하 온도에서 알 기간은 5달 이상, 35℃에서약 11일이었다. 약충은 20~40℃ 사이에서 성충까지 발육하였다. 20℃에서 약 74일, 40℃에서는 약 18일 걸려 우화하였다. 약충 최저발육온도는 18.3℃, 발육완성온일도는 378.3 온일도로 구해졌다. 성충은 30, 35, 40℃에서 산란하였고,25℃ 이하와 45℃에서 산란하지 못했다. 차광된 반야외조건에서 약충 발육 완성 시기는 선형과 비선형 온도의존발육 모델들과 발육완성분포 모델에 의해 추정된 시기와 유사하였다. 그러나 실제 야외에서 관찰된 풀무치 발생시기자료에 근거하여, 약충 발육에 기온보다 더 높은 온도가 필요하다고 추정되었다.

풀무치 (Locusta migratoria) (Orthoptrea: Acridiade)는 전 세계적으로 작물 생산에 심각한 문제를 야기하는 돌발 해충이다. 그러나 우리나라 의 경우 풀무치를 방제하기 위한 방제제 및 적용에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 풀무치에 병원성을 갖는 풀무치병원성 진균 라이브러 리를 구축하였으며, 풀무치 방제에 이용 가능한 생물학적 방제제로서의 가능성을 평가 하였다. 먼저 갈색거저리 유충-baiting 시스템을 이용하여 다양 한 지역에서 채집된 토양에서 곤충병원성 진균을 발굴 하였다. 풀무치 병원성 검정을 진행하기 위하여 국립 농업 과학원에서 풀무치를 분양 받았으며, 고체 배양된 곤충병원성 진균을 곤충 사육 상자에 처리하여 (2 g/ box), 풀무치 약충 (3-4령충)에 대한 곤충병원성 진균의 병원성을 평가 하였다. 그 결과 곤충병원성 진균 처리 3-7일차에 풀무치의 머리, 복부, 다리 표면에서 진균이 증식하는 mycosis를 확인 할 수 있었다. 특히, Metarhizium anisopliae, M. lepidiotae, Clonostachys rogersoniana에서 높은 병원성이 나타나는 것이 확인 되었다. 확보된 34개의 풀무치병원성균주의 특성을 파악 하기 위하여 열안정성 및 포자생산성을 확인 한 결과, Paecilomyces, Purpureocillium 균주가 다른 균주에 비해 열에 대한 높은 안정성안 나타나는 것을 확인 하였으며, 대부분의 균주에서 1 × 108 conidia/gram 이상의 포자수를 생산 하는 것을 확인 하였다. 또한 온실 조건에서 비교적 병원성이 높았던 M. anisopliae 고체 배양된 균주를 토양에 처리하여 병원성을 확인한 결과, 85.7%의 높은 방제효과를 확인 할 수 있었다. 본 실험을 통하여 풀무치가 이동하면서 토양에 정착된 곤충병원성 진균에 접촉되어 치사 될 수 있을 것으로 판단되며, 효과적인 풀무치 방제가 가능 할 것이라고 판단된다.

풀무치는 메뚜기과에 속하는 곤충으로 한국에 서식하는 메뚜기과 곤충 중에서 가장 큰 종이다. 크기는 4.5~6cm 정도이며 높은 단백질 함량과 영양 성분을 포함하고 있다. 본 연구는 풀무치의 건조방법에 따른 영양 성분 변화를 측정하여 가축 사료로 이용할 때 적절한 건조방법을 찾고자 하였다. 시험에 사용한 풀무치는 약충과 성충으로 나누었으며, 성충은 암수를 구별하여 동결건조와 열풍건조는 온도별(40~80℃)로 나누어 사용하였다. 수분 함량은 동결건조 3.8~6.6%, 열풍건조 8.0~15.9%로 건조 온도가 높을수록 수분 함량은 감소했으며, 단백질 함량은 67~73%로 건조 온도가 높을수록 점차 증가하는 경향을 보였다. 지방 함량은 열풍건조 했을 때 11.3~13%로 동결건조보다 많았으며, 수컷보다 암컷의 함량이 더 많았다. 회분 함량은 동결건조 3.9%, 열풍건조 4.1~7.1%로 열풍건조 했을 때 더 높은 결과를 보였다.

2014년 8월 하순 전남 해남군 산이면 간척지 일대에 군집형 풀무치가 집단으로 발생하여 인근 농작물 20ha에 피해를 주었다. 이러한 상황이 재발할 경우 피해를 최소화 시킬 수 있는 방제 매뉴얼 개발을 위하여 본 연구를 수행하였다. 우리나라 남부지역에서 풀무치 발생생태를 조사하기 위하여 2014년 대발생하였던 해남 산이지역과 무안 망운면, 영암 미암면 3개소를 선정하고 10일 간격으로 순회하며 풀무치 발생량을 조사한 결과, 약충은 5월 하순 ~ 6월 중순, 8월 중순 ~ 9월 중순으로 연 2회 발생한 것으로 조사되었다. 자연발생 풀무치 성충 274마리를 채집하여 색상을 구분한 결과, 녹생형 60.9%, 갈색형 39.1%였으며, 암수 성비는 암컷 18.2%, 수컷 81.8%로 수컷 비율이 월등하게 높았다. 성충의 몸 크기는 체색에 의한 차이는 없었으며, 암컷 체장 6.5cm, 체중 2.8g 이며 수컷 체장 5.0cm, 체중 1.5g으로 암컷이 컷다. 옥수수를 기주로 일일 섭식량은 암컷 3.5g, 수컷 1.6g 으로 암컷의 섭식량이 많았으며 하루 섭취량이 체중보다도 더 많았다. 토양조건별 산란량은 원예용상토 100%, 원예용상토 50%+모래 50%보다 모래 100%에서 가장 높은 산란비율을 보였다. 풀무치 방제에 효과적인 유기농업자재는 고삼 95+차 5, 고삼 30+님 2, 마늘유 30+시트로넬라유 30, 너삼씨앗 70, 님 80 6가지 제품이 높은 살충율을 보였으며, 화학농약으로는 에토펜프록스유제, 크로마페노자이드․에토펜프록스유제, 클로란트라닐리프롤․티아클로프리드액상수화제, 페니트 로티온유제가 효과적이었다.

전라남도 해남(34º37´N 126º28´E)과 무안(34°59'N 126°23'E)에서 채집한 풀무치를 수원(37º16´N 126º59´E)으로 옮겨 실내외에서 사육하면서 발육 경과와 월동 상황을 조사하였다. 월동 알은 5월말에서 6월 중순 사이에 부화하였고, 7월 중순부터 8월 말 사이에 성충으로 우화하였다. 성충은 9~10월 중 산란하였으나 산란 알에서는 다음 세대 성충이 우화하지 않아, 수원 지방에서는 1세대를 경과하는 것으로 추정되었다. 실내 사육(환경 조건: 15h/9h=명/암, 60% RH)에서 20℃ 이하의 온도에서는 알 기간은 5달 이상이었고, 25~30℃에서는 13~21일 이었다. 약충은 25℃에서 약 63일, 30℃에서는 약 30을 경과하여 우화하였다. 성충은 25℃에서 수명이 약 59일이었는데, 산란하지 않았고, 30℃에서는 수명이 약 45일, 산란전 기간은 약 30일로 관찰되었다. 암컷은 산란기간 동안 알주머니를 평균 5회 산란하였고, 산란 간격은 약 7일 이었다. 산란 수는 약 250개였는데, 부화율은 45% 정도였다.

풀무치(Locusta migratoria)는 단독형과 군집형을 보여주는 해충으로, 밀도가 높아지면 군집형으로 변하여 작물에 막대한 피해를 입힌다고 알려져 있음. 다양한 생태학적인 생리학적인 연구가 진행이 되어져 왔지만, 아직까지 국내에서 채집된 종에 대한 정확한 생리학적인 연구는 이루어지지 않았음. 국내 해남군 산이면에서 채집된 단독형과 군집형을 실험실에서 사육을 하여 전체 발현 유전체의 발현 변화 및 miRNA의 발현변화를 성별에 따라서 연구를 하였음. 동시에 무안군의 포장에서 채집된 야외 단독형과 중간형에 대한 전체 유전체 및 miRNA분석연구를 진행하고 있음. 이러한 연구는 현재까지 알려지지 않았던 풀무치의 군집형 형성기전 및 전이 기전에 대한 이해를 도울 것임.

2014년 가을 전라남도 해남군 산이면 덕호리 일대(34º37´N 126º28´E)에서 대량 발생한 풀무치(처음 발견 8월 28일)가 말령 약충과 성충으로 채집되었고, 이들을 9월 5일 경기도 수원시 서둔동(37º16´N 126º59´E)으로 옮겨 야외에서 사육하였다. 수원에서 우화한 성충들은 10월 4일 교미하는 것이, 10월 7일 산란하는 것이 처음 관찰되었다. 알들은 이듬 해 여름까지 대부분 사망하였고, 2015년 6월 12일 알주머니 한 개에서 약충이 부화하였다. 약충들은 야외에서 발육하여 7월 12일 4령들이 관찰되었고, 7월 19일 첫 성충이, 이어 7월 31일 까지 우화하였다. 9월 5일 성충이 처음 산란하였으나, 이후 산란은 현재(9월 22일)까지 관찰되지 않았다. 산란된 알은 현재 부화하지 않았다. 한편, 농업과학원에서 사육중인 해남 개체군을 수원에 옮겨 실내에서 사육하였을 때, 30±2℃에서 알기간은 15일 전후, 약충 기간은 약 30일이었다. 짝짓기 행동은 수컷이 암컷 등에 올라타 복부 끝을 아래에서 위로 구부려 암컷 생식기에 삽입하는 형태로 진행되었다. 암컷은 복부를 길게 늘려 땅 속에 산란하고 알들 위에 거품 물질을 내면서 마무리하고, 산란이 끝난 후에는 뒷다리를 이용해 지면을 다지는 행동을 보였다. 알은 대체적으로 일시에 부화하는 경향을 보였고, 부화한 약충은 땅속에서 기어 지면으로 올라와 다시 얇은 껍질을 벗었다.

풀무치(Locusta migratoria)는 벼과 작물(벼, 옥수수 등)에 큰 피해를 주는 세계적으로 유명한 메뚜기목 해충의 하나로서 밀도요인에 의해 형태적으로 구별되는 단독형(solitaria)과 군집형(gregaria)을 나타낸다. 우리나라에서 풀무치의 대발생은 조선시대(1604, 강원)와 일제 강점기(1920, 평안)의 문헌에서 드물게 확인되고 있으나 과학적 개념으로서 군집형(약충) 풀무치가 집단적으로 이동하면서 농작물에 피해를 준 것은 2014년 8월 전남 해남군 산이면의 사례가 최초이다. 국내에서 풀무치에 대한 연구는 형태분류학적 연구에 국한되어 왔으며, 따라서 풀무치의 대발생을 예측하고 중장기적인 관리대책을 수립하기 위해서는 계통분류, 생리생태, 화학적 또는 생물학적 방제 등 종합적인 연구가 필요하다. 본 발표에서는 현재까지 풀무치의 유전적 계통, 발생시기, 발생환경(산란, 증식)에 대한 연구결과를 통해 풀무치의 대발생 가능성을 알아보고 예찰 및 방제에 관한 대응방안을 모색하고자 한다.

최근 우리나라에서 기후변화로 인한 생태계의 불안정화 및 식생변화와 인간의 농경지 이용 패턴의 변화는 꽃매미, 갈색날개매미충, 미국선녀벌레, 애멸구, 복숭 아씨살이좀벌 등 전국 각지에서 예측하기 힘든 돌발해충을 다발생시키고 있다. 해남군 산이면 덕호리 논 6ha, 수로 및 간척지 주변 14ha 등 20여 ha에 갑작스럽 게 대발생한 풀무치에 대해 그들이 갑자기 대발생한 원인을 분석해 보면 대략 다음 과 같은 요인으로 요약된다. 첫째 풀무치 대발생 지역의 농경지인 기장재배주변에 비농경지 면적이 넓고 화 본과 잡초 등 기주 식물이 많아 밀도 증식에 최적 조건을 제공하였으며, 둘째, 2013 년도 동절기 기온이 비교적 고온이어서 전년도에 산란한 알들의 월동 생존율이 높 았으며, 셋째, 풀무치 1세대 성충이 산란하는 알들이 발육하는 6~7월이 고온․건조 하여 1세대 알 발육에 호조건을 제공하였다. 넷째, 대발생지역의 토성이 간척지 토 양으로 대부분 사질양토로 풀무치가 산란하기에 적합한 토성을 띠고 있으며, 끝으 로 8월초순(8.2~4)일 내일 집중호우(230mm)로 땅속알 부화에 기폭제 작용을 한 것으로 풀이되며, 넓은 면적에 걸쳐 형성된 풀무치 밀도는 이후 서서히 한 곳으로 집중하기 시작한 것으로 추정되었다.