곤충의 온도발육모형은 해충의 발생예찰모형을 비롯한 개체군모형에서 기본이 되는 요소이다. 본고에서는 곤충의 온도의존적 비선형 발육 모형에 대하여 고찰하였다. 모형의 종류를 크게 경험모형과 생물리적 모형으로 구분하였으며, 수식의 유사성 내지 기원에 대한 유연관계에 따라 세분하였다. 발육률 곡선의 형태적 묘사에 적합한 수식을 적용하는 경험모형은 Stinner-계열, Logan-계열, 수행모형, 그리고 베타 분포모형으로 세분화하여 고찰하였다. 촉매반응을 바탕으로 하고 있는 생물리적 모형은 Eyring-모형, SM-모형, SS-모형, SSI-모형으로 이어지는 단계통으로 분류하였다. 본 연구에 포함된 각 모형의 개발과정과 형태적합 특성에 대하여 기술하였다.

기장테두리진딧물의 온도의존적 발육과 산자(산란) 특성을 구명하기 위하여 6개의 항온조건(10, 15, 20, 25, 30, 35±1.0℃, RH 50~70%, 16L:8D)에서 실험을 실시하였다. 약충의 발육기간은 10℃에서 42.9일과 30℃에서 4.7일로 온도가 증가할수록 발육기간이 감소하였 다. 약충은 35℃에서 2영기 이후 성충까지 발육하지 못하였다. 선형모형 결과 약충의 발육영점온도는 8.3℃, 발육 유효적산온도는 101.6DD 이 었다. 약충 발육율과 온도와의 관계는 비선형 Lactin 2으로 잘 설명되었다. 약충 발육기간의 분포는 Weibull 함수를 이용하여 분석하였다. 성충 수명은 온도가 증가함에 따라 감소하였는데, 15℃에서 24.0일, 30℃에서 4.3일의 범위에 있었고, 10℃에서 비정상적으로 수명이 짧았다 (11.1 일). 총산자수는 20℃에서 38.2마리로 최대값을 보였고, 10℃에서 3.4마리로 최소값을 나타냈다. 본 실험의 결과를 통하여 무시 성충의 산자모 형을 작성할 수 있는 온도별 총산자수 모형, 연령별 누적생존율 모형, 연령별 누적 산자율 모형 및 생리적 연령 계산을 위한 성충 노화율 모형을 제 시하였다.

본 연구는 양배추에서 무테두리진딧물의 온도발육실험, 성충수명, 산자실험을 통해 매개변수를 추정하여, 약충의 온도발육모형, 무시성충 의 산자모형 작성에 필요한 기본모형들을 제공하기 위해 실시하였다. 6개의 온도(10, 15, 20, 25, 30, 35 ± 1℃, 16L:8D)에서 실험한 결과로 저 온인 10℃에서는 성공적으로 발육하지 못했다. 약충 발육기간은 온도가 증가할수록 30℃까지는 감소하였고 35℃에서는 다시 증가하였는데, 1 5℃에서 18.5일, 30℃에서 5.9일 이었다. 약충전체 직선회귀식에서 발육영점온도(DT)는 7.9℃로 나타났으며, 유효적산온도(DD)는 126.3일 이었다. 전기약충(1+2령), 후기약충(3+4령), 전체약충 발육률에 대한 비선형모형(Lactin 2 model)과 발육기간 분포 모형(Weibull model)을 작성하였다. 성충수명은 15℃에서 비정상적으로 18.2일을 보였고, 20℃에서 24.4일, 30.0℃에서 16.4일의 범위에 있었으며, 성충 생리적 연령 계산을 위한 노화율 모형작성에 이용되었다. 총 산자수는 20℃에서 91.6마리로 최대값을 보였다. 본 연구를 통하여 무테두리진딧물 무시성충 산 란모형 작성에 필요한 온도별 총산자수, 연령별 누적산자율, 연령별 생존율 모형 등 3개의 기본모형을 추정하였다.

2014년부터 2016년까지 3년간 복숭아씨살이좀벌의 번데기에 대한 온도발육실험을 진행하였으며 2015년 경기도 수원, 전남 순천, 고흥, 광양, 영광, 전북 순창의 매실 과원에서 우화트랩을 이용하여 성충의 발생을 조사하였다. 온도(T)와 발육속도(평균발육기간의 역수, r(T)) 사이의 관계를 직선회귀분석 하였다. 회귀분석 결과 추정된 발육속도 식은 각각 r(T) = 0.0060*T - 0.066 (R2 = 0.97), r(T) = 0.0064*T – 0.060 (R2 = 0.96), r(T) = 0.0075*T – 0.078 (R2 = 1.00) 이었으며, 발육영점온도와 발육완료에 필요한 적산온도는 각각 11.0℃, 165.7DD; 9.4℃, 156.9DD; 10.4℃, 133.3DD 이었다. 발육속도를 적산한 생리적 연령(physiological age, p(x))과 누적우화율(accum(%)) 사이의 관계는2-parameter weibull 함수(accum(%) = 1-EXP(-((p(x)/α)^β)) 를 이용하여 분석하였으며 α, β는 각각 1.08, 10.60(R2 = 0.81); 1.03, 8.16 (R2 = 0.92); 1.01, 10.17 (R2 = 0.96)로 추정되었다. 성충은 광양에서 4월 11일부터, 수원에서는 4월 21일부터 우화가 시작되었으며 5월 초순까지 약 20일간 성충이 우화하였다. 앞으로 본 연구에서 도출한 발육영점온도와 발육완료분포함수 모델을 이용하여 과원에서 성충 발생을 검증할 계획이다.

호리허리노린재(Leptocorisa chinensis Dallas)(Heteroptera:Alydidae)는 벼 이삭을 흡즙하여 반점미를 유발하며, 주로 일본에서 문제가 되고 있는 해충이다. 한국에서는 제주도와 남해안 일부 지역의 강아지풀 군락에서 발견되며, 아직까지 호리허리노린재에 의한 피해가 보고된 바 없다. 그러나 기후변화에 의해 분포가 확장될 경우, 문제 해충이 될 가능성이 있다. 따라서 본 연구는 호리허리노린재의 개체군 동태 모형을 개발하기 위해, 항온 조건(18.4℃~35.3℃, 10개 온도)에서 알과 약충의 발육기간을 측정하였다. 알 발육은 18.4℃에서 19.5±1.29일(평균±표준편차), 20.3℃에서 15.1±0.49일, 22.7℃에서 11.0±0.64일, 25.3℃에서 8.7±0.55일, 27.8℃에서 7.1±0.47일, 30.4℃에서 6.0±0.15일, 32.0℃에서 5.7±0.47일, 33.3℃에서 5.5±0.50일, 34.4℃에서 5.9±0.29로 측정되었으며, 35.3℃에서는 부화하지 못했다. 약충 발육은 각각 18.4℃에서 56.5±5.07일, 20.3℃에서 42.0±3.57일, 22.7℃에서 30.7±2.2일, 25.3℃에서 23.3±1.63일, 27.8℃에서 20.1±1.58일, 30.4℃에서 17.8±1.15일, 32.0℃에서 16.8±1.60일로 측정되었다. 33.3℃, 34℃에서는 부화는 하지만 2령으로 탈피하지 못했고, 알과 약충의 발육영점온도는 각각 13.3℃, 12.8℃로 측정되었다. 일본에서 수행된 연구 결과와 비교해서, 18.4℃에서는 알과 약충의 발육기간이 더 길게 나타났다. 본 실험 결과는 한국에 서식하고 있는 호리허리노린재의 발생동태모델을 작성하는데 유용하게 이용될 것으로 생각된다.

본 연구는 매미나방의 생활사를 구명하고자 온도별 발육 실험을 실시한 결과, 15℃에서 암컷은 149.7±7.4일, 수컷이 140.3±10.8일, 20℃에서 암컷이 81.0±3.3일, 수컷이 71.6±2.5일, 25℃에서 암컷이 46.7±2.2일, 수컷이 43.2±2.4일, 30℃에서 암컷이 42.6±2.5일, 수컷이 39.7±3.1일의 발육기간을 나타내었다. 30℃에서 암컷 42.6±2.5일, 수컷 39.7±3.1일로 가장 짧은 발육기간을 가졌으며, 15℃에서 암컷 149.7±7.4일, 수컷 140.3±10.8일로 가장 느린 발육기간을 가져 온도가 높을수록 발육기간이 짧다는 것을 확인하였다. 영기별 기간은 암수 모두 2령 기간이 가장 짧았으며, 번데기 기간이 가장 길고, 유충기간에는 번데기가 되기 전의 영기(암컷은 6령, 수컷은 5령)가 다음으로 긴 것을 볼 수 있었다.

최근 사과, 복숭아, 복분자, 산수유, 단감, 블루베리 등 유실수는 물론이고 공원의 가로수와 산림을 크게 훼손시키는 갈색날개매미충 발생면적은 전국 4,694ha로 전년에 비해 6.5배 증가하였으며, 향후 급속도로 확산될 전망이다. 갈색날개매미충은 연 1회 발생하는데 가지속에서 알로 월동하여 5월 상중순에 부화하여 약 2개월의 약충기간을 지내고 7월 중순경에 성충이 되어 8월 중순부터 산란하기 시작한다. 지난 4년간 전남 구례지역에서 갈색날개매미충 월동알의 부화시작시점은 2011년 5월 18일에서 2014년 5월 7일로 약 10일 빨라졌다. 2013년 2월 중순 갈색날개매미충 산란밀도가 높은 구례 산수유에 산란된 난괴를 채집하여 실내 항온기에서 18, 21, 24, 27, 30℃(습도 40~70%, 광조건 14L:10D)에서 온도별 발육시험을 수행한 결과, 알 기간은 각각 30.9일, 24.6일, 19.6일, 17일, 18.7일 만에 부화하였으며, 부화 후 5령까지는 각각 82.8일, 58.0일, 45.8일, 39.6일이 소요되었고 30℃에서는 4령 이후는 모두 사멸하여 온도가 높을수록 약충의 발육최적온도는 27℃이었다. 알과 약충 전 단계를 통합한 온도와 발육속도와의 관계식은 Y=0.0015X-0.014 (R2=0.992)이며, 알, 1령, 2령, 3령, 4령, 5령, 전체의 발육영점온도는 각각 0.6, 9.5, 6.3, 5.8, 4.2, 8.3, 9.3℃이며 유효적산온도는 500.5, 118.7, 146.4, 158.2, 211.7, 205.4, 691.6일도였다. 따라서 발육영점온도는 알이 가장 낮았으며 약충은 성장할수록 낮아지는 경향이었다.

미국선녀벌레 [Metcalfa pruinosa (Say, 1830)]는 북미 원산 해충으로서 2009년 서울, 경기, 경남 등 3개 시군구에서 처음 확인되었으며, 2015년 현재 52개 시군구로 급격히 분포 지역이 확대 되고 있는 침입 해충이다. 본 연구는 미국선녀벌레의 월동난의 휴면 종료 시기를 추정하고, 온도에 따른 발육 특성을 조사하고자 수행되었다. 월동난의 휴면 종료 시점을 추정하기 위해 2011년 2회, 2012년 8회, 2015년 5회 월동난을 채집하여 실내에서 가온하였으며, 2013년 채집된 월동난을 이용하여 10개 항온, L:D=14:10 조건에서 발육 특성을 조사하였다. 미국선녀벌레 월동난은 4월 상순부터 휴면이 종료되기 시작하여, 4월 하순경에는 대부분의 난들이 휴면에서 종료되는 것으로 추정된다. 월동난은 처리 온도 중 12.5℃와 35℃를 모든 온도 조건에서 약충으로 발육이 가능하였다. 온도에 따른 난 발육 기간은 4월 26일 채집된 월동난의 경우 15℃에서 46.9일로 가장 길었고 30℃에서 13.3일로 가장 짧았다. 선형모델을 이용하여 추정한 미국선녀벌레 월동난의 발육영점온도는 10.1℃였으며 유효적산온도는 252.5DD 였다. 온도에 따른 발육률을 설명하기 위해 사용된 Lactin 2 등, 4가지 비선형 모델 모두 r2=0.99 이상의 높은 모형적합성을 보여주었다. 2013년 경기도 수원지역의 온도 자료를 사용하여 월동난 부화시기를 추정한 결과 5% 누적 부화일은 5월 22일, 99% 누적 부화일은 6월 5일로 추정되었다. 이상의 결과들은 미국선녀벌레의 효율적인 개체군 밀도 관리 대책 수립을 위한 기초 정보로 사용할 수 있을 것이다.

큰이십팔점박이무당벌레는(Henosepilachna vigintioctomaculata) 가지과 식물 인 감자, 토마토, 가지, 구기자등을 가해하는 주요 해충이며, 2012부터 충남 청양군 일원 친환경재배지에서 6월 초순부터 8월 중순에 걸쳐 연속적으로 피해를 주고 있 다. 실내에서 구기자 잎을 먹이로 하여 큰이십팔점박이무당벌레 알, 유충의 온도별 (15, 20, 25, 30℃) 발육기간을 조사하였다. 그 결과, 각각의 온도별 부화율은 55.6%, 76.3%, 91.5%, 56.1%로 25℃에서 가장 높았다. 부화기간은 각각의 온도에 서 10.8일, 7.7일, 5.2일, 3.7일로 온도가 높아질수록 기간이 짧아졌다. 1령에서 성 충이 되는 기간은 25℃에서 가장 시간이 짧았고 령기별 발육기간, 용화, 우화하기 까지의 기간도 25℃에서 가장 짧게 나타났다. 또한 온도가 낮을수록 탈피와 우화기 간이 길어지는 양상을 보이는데, 이와 달리 30℃에서는 오히려 25℃보다 길게 나타 났다.

담배가루이는 시설원예작물에 심각한 피해를 주는 해충으로 토마토의 경우 TYLCV를 매개하기 까지 한다. 이러한 담배가루이 방제를 위하여 잦은 화학약제의 사용에도 불구하고 지속적으로 피해를 야기하여 화학약제의 한계를 보여준다. 따라서 우리는 담배가루이 유인식물인 트랩식물로써 망초의 활용도를 조사하기 위하여 망초에서 담배가루이 유충의 발육특성을 조사하였다. 망초를 포함하여 몇가지 농작물과의 4-choice Olfactometer test를 통하여 담배가루이 성충의 행동반응을 조사하였다. 담배가루이 유충은 다른 몇가지 농작물 보다 망초에서 약 1일 빠르게 성충이 출현하는 것으로 보아 망초에서 발육기간이 짧음을 알 수 있었다. 후각계를 이용한 실험에서 분당 300cc의 공기를 주입하고 망초, 가지, 오이, 토마토를 대상으로 조사한 결과, 가지와 망초에서 유인력이 가장 좋음을 알 수 있었다. 따라서, 망초는 담배가루이를 유인할 수 있는 트랩식물로써 활용가치가 있을 것으로 판단되었으며, 추후 담배가루이 트랩식물로 이용하여 포장에 적용했을 때 담배가루이의 유인력을 검정하고 천적과 동시에 활용했을 때 담배가루이 방제효과를 조사할 계획이다.

딱정벌레목 잎벌레과 점날개잎벌레((Nonarthra cyanea)는 몸길이가 3.2∼4mm 내외의 소형 곤충으로 4월에서 11월 상순까지 민들레 등 각종 꽃에서 볼 수 있는 흔한 곤충이다. 전남지역에서 배추는 4월 상순경에 정식하여 6월에 수확하고, 9월에 정식하여 12월 상순에 수확하는 재배작형을 유지한다. 남부지역에서 배추에 피해가 심한 해충은 배추벼룩잎벌레, 배추좀나방, 배추흰나비이었으나 최근에 점날개잎벌레의 피해가 점차 증가하고 있다. 점날개잎벌레는 유충과 성충이 배추의 엽육을 갉아먹어 구멍을 만드는 피해를 주는데 발생량이 많을 경우에는 배추 한포기에 30여마리가 집단적으로 섭식하여 상품성을 크게 하락시키는 피해를 준다. 점날개잎벌레의 섭식량을 조사하기 위하여 아크릴 케이지에 육묘한 배추를 넣고 성충을 각각 5마리, 10마리, 15마리씩 접종하여 기간별 형성된 피해구멍을 조사하여 피해량을 산출하였다. 점날개잎벌레의 알에서 성충까지 온도별 발육기간은 18℃, 21℃, 24℃, 27℃, 30℃에서 각각 30일, 24일, 20일, 18일, 16일이 소요되어 온도가 높을수록 발육기간은 짧아졌다. 알에서 부화한 애벌레는 3회 탈피하여 성충이 되는데 24℃에서 알, 1령 유충, 2령 유충, 3령 유충, 번데기 기간이 각각 5일, 2일, 2일, 8일, 3일로 총 20일이 소요된다. 점날개잎벌레는 배추 이외에도 무, 상치 등 쌈채소의 주요 해충이 될 수 있으므로 발생생태 및 방제방법까지 깊은 연구가 이루어져야 될 것이다.

갈색날개매미충(Ricania sp.)은 블루베리에서 흡즙에 의한 양분손실과 감로로 인한 그을음을 유발하고, 암컷 성충은 1년생 가지의 목질부 속에 산란하여 가지를 고사시키는 해충이다. 본 연구는 갈색날개매미충 월동 알들의 실내 온도발육 실험과 노지에서 약충의 부화 시기 조사를 위하여 실시하였다. 충남 예산의 노지재배 블루베리에서 갈색날개매미충 난괴를 채집하여 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34℃ (14L:10D) 조건하에서 매일 부화하는 약충수를 조사하였다. 전혀 부화하지 않은 10℃ 처리구를 제외한 월동 난괴의 온도별 부화소요기간은 평균 107.1, 54.5, 33.9, 25.3, 25.1, 16.7일로 온도가 높을수록 짧아졌고 부화율은 23.1, 30.8, 13.8, 21.7, 11.9, 0.6%로 조사되었다. 노지에서 정확한 부화시기 조사를 위하여약충으로 부화하자마자 끈끈이트랩에 포획되도록 클립케이지를 설치하여 3~4일 간격으로 포획된 약충수를 조사하였다. 약충은 5월 19일과 22일 사이에 처음 발견되었으며 평균 19.6%의 부화율을 보였다. 조사한 40개의 피해 가지 중 15개의 가지에서는 약충이 전혀 부화하지 않았다.

갈색거저리의 온도에 따른 유충 발육시험을 15, 17, 20, 22, 25, 28 및 30℃의 7개 항온조건, 광주기 14L:10D, 상대습도 60~70% 조건에서 수행하였다. 유충은 13령까지 경과하였고 항온 조건에서 사망률은 17, 20℃에서 극소수 개체만이 발견되었고, 22℃ 이상의 항온조건에서는 발견되지 않았다. 유충의 발육기간은 17℃에서 244.3일로 가장 길었고, 30℃에서 110.8일로 가장 짧았다. 15℃는 부화되지 않아 유충 발육 조사가 불가능하였다. 온도와 발육율과의 관계를 알아보기 위하여 선형모형과 비선형모형(Logan 6)을 이용하였으며, 선형모형을 이용하여 추정한 전체유충의 발육영점온도는 6.0℃, 발육 유효적산온도는 2564.1DD 였으며 선형, 비선형 모두 결정계수값(r2) 이 0.95로 높은 값을 보였다. 전체유충의 발육완료분포는 2-parameter Weibull 함수를 사용하였으며 전체 유충의 결정계수 값은 0.8502~0.9390의 양호한 모형 적합성을 보였다.

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.

썩덩나무노린재(Hemiptera: Pentatomidae)의 발육을 15, 20, 23, 25, 30℃에서 조사하였다. 종령기까지 발육을 완성한 온도는 20℃와 23℃이었다. 20℃와 23℃에서 약충기간은 각각 46.9일과 35.5일이었으며, 1령 기간이 가장 짧고 5령기간이 가장 길었다. 실험에 사용한 최저 온도인 15℃에서는 2령까지, 30℃에서는 4령까지 발육하는 동안에 모든 개체가 사망하였다. 암수 성충의 수명은 20℃에서는 각각 53.6일과 45.3일이었고, 23℃에서는 각각 50.1일과 68.1일이었다. 암컷 당 총 산란수는 20℃에서는 135.8개, 23℃에서 242.9개이었다. 알에서부터 성충우화까지 필요한 평균 적산온도(발육영점온도 13.94℃ 적용)는 20℃와 23℃에서 각각 314.5 일도와 367.8 일도이었다. 그 외에 약충의 각 령기별 발육기간과 사망율, 산란전기간과 산란후기간, 산란횟수별 산란수, 알에서 산란전기간까지의 적산온도 등이 조사되었다.

최근 사과, 배, 감, 블루베리 등 과수의 1년생 가지에 난괴를 산란하여 가지를 고 사시켜 피해를 주고 있는 갈색날개매미충 (Ricania sp.)에 대한 알에서 1령충 부화 까지의 온도발육실험과 기존 발표된 온도발육 결과에 대한 재분석 및 부화시기를 예찰하였다. ‘13년 2월에 충남 예산의 블루베리 농가에서 난괴를 채집하여 보름간 4℃에 저 온처리 후 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34℃ (14:10 LD) 조건하에서 매일 부화하는 약충 수를 조사하였다. 또한 기존 발표된 온도발육 결과를 비선형회귀모델(Briere-1) 또 는 직선회귀에서 다소 벗어나는 30℃의 자료를 제외하고 재분석하였다. 그 결과 발 육영점온도는 모델에 따라 8.27~9.45℃ 이었다. 평균 부화율은 0.64에서 30.80으 로 온도에 따른 부화율의 차이를 보였으며 (F=3.65, p=0.0064) 10℃에서는 실험이 종료될 때까지 부화하지 않았다. ‘12년 4월부터 7월까지동일한 농가 갈색날개매미충 난괴에서 부화한 약충들이 끈끈이트랩에 포획되도록 Leaf clip cage를 변형시켜 설치하였고 3~4일 간격으로 포획된 약충수를 조사하였다. 약충은 5월 19~22일 사이에 처음 발견되었으며 부화 율은 평균 19.56%이었고 40개의 난괴 중 15개의 난괴에서 약충이 전혀 부화하지 않았다

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.

흰등멸구, Sogatella furcifera (Horvath), 의 온도에 따른 알 및 약충 발육 기간을 12.5~5±1℃범위에서 2.5℃ 간격으로 10개 항온, 14:10(L:D) h 광, 상대습도 20~30% 조건에서 조사하였다. 알은 12.5℃를 제외한 모든 온도 조건에서 1령으로 성공적으로 발육하였으며, 1.5℃에서 22.5일로 가장 길었고, 32.5℃에서 5.5일로 가장 짧았다. 약충은 15~32.5℃ 온도범위에서 성충까지 발육 가능하였으며, 약충 전체 발육기간은 15℃에서 51.9일로 가장 길었으며 온도가 증가함에 따라 짧아져 32.5℃에서 9.0일로 가장 짧았다. 온도와 발육률과의 관계를 설명하기 위해 선형 및 7개의 비선형(Analytis, Briere 1, 2, Lactin 2, Logan 6, Performance, Modified Sharpe and DeMichele) 모델을 사용하여 분석하였다. 선형 모델을 이용하여 추정한 알과 약충 전기간 발육을 위한 발육영점온도는 각각 10.2℃와 12.3℃였으며 발육에 필요한 유효적산온도는 각각 122.0, 156.3 DD였다. 7가지 비선형 모델 중 Briere 1 모델이 모든 발육단계에서 온도와 발육률과의 관계를 가장 잘 설명하였다(r2= 0.88~0.99). 알 및 유충의 발육단계별 발육완료 분포는 사용된 3가지 비선형(2-parameter, 3-parameter Weibull, Logistic) 모델 모두 2령과 5령을 제외한 발육단계에서는 비교적 높은 r2(0.91~0.96) 값을 보여 양호한 모형 적합성을 보였다.

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.

휴면이 타파된 무늬둥굴레의 촉성재배와 억제재배시 생육 적정 온도 범위를 알아보았다. 촉성재배를 염두한 낮과 밤의 온도가 15/5, 20/10, 25/15, 30/20oC의 처리, 억제재배를 염두한 28/ 18, 32/22, 36/26, 40/30oC 처리에서 무늬둥굴레를 생육시켰다. 촉성재배을 위한 생육온도 실험에서 온도가 올라갈수록 맹아소요 일수, 개화소요일수, 낙화소요일수가 줄어들었다. 그러나 맹아율, 개화율, 초장, 엽수에서는 온도에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 다만 초장이 15/5oC 처리에서 상대적으로 작았다. 이 실험의 결과로 촉성재배시 20/10oC 이상의 온도를 유지하는 것 이 권장할 수 있다. 억제재배를 위한 생육온도 실험에서는 재배 온도가 높아질수록 낙화소요일수, 초장, 엽수에서 감소하였다. 그 러나 맹아소요일수, 개화소요일수, 맹아율, 개화율에서는 온도간 유의적 차이가 없었다. 초장이 40/30oC 처리에서 상대적으로 줄 어드는 현상이 나타났다. 그러므로 무늬둥굴레의 억제재배시 36/ 26oC 이하의 온도로 재배할 것을 권할 수 있다.