To find an alternative for synthetic pesticides, methanol extract from plant samples were tested for their insecticidal activity against insect. The extract of Asiasarum sieboldii had strongly insecticidal activity against Plutella xylostella. Roots of A. sieboldii were extracted with methanol, and the concentrated extract was partitioned with n-hexane, ethylacetate, n-buthanol and H2O. The highest activity was shown in the hexane fraction. Activity-guided fractionation led to the isolation of two amides from hexane fration through the repeated silica gel column chromatographic separations. From the interpretation of spectropic data including NMR, MS, IR, the chemical structures of compounds were determined as dodeca-2E,4E,8Z,10Z-tetraenoic acid isobutylamide and dodeca-2E,4E,8Z, 10E-tetraenoic acid isobutylamide. These compounds showed insecticidal activity on P. xylostella by 96.7% at 100ppm. The liquid formulation controlled on cabbage effectively. The extract and compounds from A. sieboldii showed insecticidal activity against Nilaparvata lugens. As a naturally occurring pesticide, A. sieboldii could be useful as a new botanic insecticide.

The insecticidal effect for several commercially available environment friendly agricultural materials (EFAMs) is investigated to Cnaphalocrocis medinalis, Narana aenescens, Pseudaletia unipuncta and Parnara guttata on rice. In the insecticidal effects for 2-3rd instar larvae of lepidopteran after treatment with 19 EFAMs, more than 95% of mortality rate showed 5 EFAMs in C. medinalis, 12 EFAMs in N. aenescens, 9 EFAMs in P. unipuncta, and 14 EFAMs in P. guttata, respectively. Among 4 EFAMs selected for C. medinalis in indoor, more than 70% in control effect is seen EFAM-B(85.2%), EFAM-I(79.1%) and EFAM-M (78.3%), respectively, in rice field. The insecticidal effect for EFAMs is investigated to Nilaparvata lugens, Laodelphax striatellus and Nephotettix cincticeps on rice. In the insecticidal effects for 2-3rd nymph and adult after treatment with 19 EFAMs, more than 95% of mortality rate showed 5 EFAMs in N. lugens adult, 7 EFAMs in N. lugens nymph, 6 EFAMs in L. striatellus, and 5 EFAMs in N. cincticeps, respectively. Insecticidal effect for N. lugens was sustained until 10 day in rice treated with 7 EFAMs selected in indoor. Among them, EFAM-L, EFAM-P and EFAM-R was sustained in low density until 27 day. But EFAM-D, EFAM-L, EFAM-N and EFAM-S showed high density until 27 day and additional control was needed.

In the previous study, we found an orange-eyed mutant of the brown planthopper (BPH). And we confirmed that it’s orange phenotype is controlled by single recessive allele in the autosome. To understand the effect of the orange eye color on mating of BPH, we designed two different combinations of the mate choice test with three virgin female and male BPH adults. The one consisted of orange-eyed female (org/org), orange-eyed male (org/org), and homozygous normal-eyed male (+/+) (female mate choice). The other was composed of orange-eyed male (org/org), orange-eyed female (org/org), and homozygous normal-eyed female (+/+) (male mate choice). In female mate choice test, four mating types could be distinguished according to the distribution of the eye-color phenotype in F1 progeny and their hatching-order in each mating pair. Two mating types showed only one eye-color phenotype, normal and orange, respectively, and the other two produced both eye-color phenotypes in a different hatching-order. In male mate choice test, both phenotypes of offsprings were also produced in most mating pairs. From these results, the effect of eye color on mating of BPH was not clearly found, but the multiple mating in both sexes and the mating preference by female are cautiously suggested.

An expression of adult wing form in reaction to rearing density during nymphal stage was investigated in the brown planthopper, Nilaparvata lugens. Under mass rearing condition, the S-BPH and the 2007-BPH population predominantly showed a short-winged, brachypterous, form and a long-winged, macropterous, form, respectively. At rearing density of less than 5 nymphs in the 2007-BPH, 90% of females showed brachypterous form, but all males became macropterous form. The ratio of macropterous form in the 2007-BPH males decreased by 75% in 10 to 15 rearing density, but increased by more than 95% again at 20 to 30 rearing density. In the case of the 2007-BPH females, the ratio of macropterous form gradually grew from 31% at 10 nymphal density to 92% at 20 nymphal density. All females originated from the S-BPH showed brachypterous form, regardless of nymphal density. The ratio of macropterous males in the S-BPH rapidly went down from 74% at 1 nymphal density to 10% at 10 nymphal density. At 20 nymphal rearing density, all males of the S-BPH showed brachypterous form. On the other hand, other brachypterous (OJ67-BPH) and macropterous (2006-BPH) population produced similar results with above the two populations at 1 nymphal rearing density. In summary, these results demonstrate that wing form dimorphism in N. lugens is largely influenced by nymphal density and the wing form at a specific density (low or high) can be different by sex or N. lugens populations.

The Nilaparvata lugesn(BPH) and Laodelphax striatellus(SBPH) are major insect pests of rice in Korea. These BPHs migrate from China to Korea, but we have not exactly known about the route of long-distance migration of them. Molecular markers including microsatellite will be critical to asses gene flow in relation to geographical distance. In our work several microsatellite markers were developed for basic population genetic analysis of BPH and SBPH. Among each 21 microsatellite markers in BPH and SBPH, we could select 6 markers for BPH and 2 markers for SBPH as putative markers for analysis of population genetics. Others are further investigated for the possibility as markers. Development of polymorphic microsatellite loci are final stage of our work. But for good microsatellite markers to population genetics, we should do more experiments. Our work for development of microsatellites should facilitate the study of future population genetics of BPH and SBPH, and eventually elucidate the route of BPH and SBPH migration to Korea.

한약제, 담배제품 및 은행나무의 추출물에 대한 벼멸구(Nilaparvata lugens) 성충과 약충의 살충효과를 실내에서 조사하였다. 본 시험에 사용된 은행나무 줄기와 종자껍질의 추출물은 벼멸구 성충과 약충에 처리 후 3일차에 모두 90% 이상의 살충효과를 보였고, 한약제와 담배제품에서는 20% 이하의 낮은 살충효과가 보였다. 은행나무 줄기와 종자껍질의 추출물 지속효과를 조사하기 위해 각각 4,000과 8,000 ppm으로 희석하여 처리한 후 벼멸구 성충은 당일 및 5일차, 그리고 약충은 당일, 5, 10 및 15일차의 살충효과를 조사한 결과, 4,000 ppm에서 성충의 경우 처리한 후 당일 및 5일차에 각각 98.9 및 61.7%의 살충효과를 보였고, 약충은 처리한 후 당일, 5, 10 및 15일차에 각각 97.8, 43.3, 17.8 및 10.0%의 살충효과를 보였다. 8,000 ppm에서 성충의 경우, 처리한 후 당일 및 5일차에 각각 100 및 70.0%의 살충효과를 보였고, 약충은 처리한 후 당일, 5, 10 및 15일차에 각각 100, 45,0, 21.7 및 13.3%의 살충효과를 보여, 처리후 일수가 경과함에 따라 지속효과가 떨어지는 경향이었다.

벼멸구(Nilaparvata lugens)는 한국에서 월동하지 못하고 이주해 오는 종으로 서, 매년 한국의 벼 재배에 큰 손실을 주고 있다. 한국의 지역별로 채집된 벼 멸구의 유전적 변이 및 다양성을 알아보고자 마이크로새털라이트를 이용하여 실험을 수행하였다. 한국의 다섯 지역, 곤양, 광양, 진주, 남해, 남원에서 벼멸구를 각각 채집하 였고, 마이크로새털라이트 5개의 위치(18, 27, 65, 67, 76)를 기준으로 분석하 였다. 그 결과, 3개의 위치(27, 65, 67)에서 높은 유의성을 확인할 수 있었고, 한국의 벼멸구 개체 간에도 유전적으로 차이가 있음을 알 수 있었다. 마이크로새털라이트 마커를 이용한 방법은 벼멸구의 근원지 및 이동을 결 정하기 위한 실질적인 방법이 될 것으로 생각되며, 이러한 방법을 통해 비래 해충인 벼멸구의 개체군 다양성을 분석함으로서 발생 근원지와 이동경로를 파악할 수 있을 것으로 생각된다.

The root zone applications of a systemic insecticide, carbofuran, were evaluated for their impacts on the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stål), and spider populations in the greenhouse and rice paddy fields. In the green house experiments, no BPH nymphs were hatched at root zone treated on 40 to 50 day-old rice, while around 20 to 54 nymphs per pot were emerged in broadcasting and foliar spray treatments. This indicates that the root zone treatment can kill the eggs of BPH effectively. This is the first study ever demonstrated the high egg mortality of BPH due to the root-zone application. In the field experiments, the density of BPH in root zone treated plots were four to six times lower than in broadcasting and foliar spray plots at the 21 days after application. The BPH outbreaks and hopper-burns were observed at all treatments except the root zone treated plot at the 28 days after application. The root-zone application did not impact on the spider population, while foliar spray killed most of all spiders just one day after application. The densities of spider in foliar spray plots were always lower than in root-zone treated and control plots. The results indicated that the root-zone application of carbofuran can control BPH effectively without adverse effects to the spiders inhabited on the paddy field.

베트남내 지역별로 채집된 벼멸구의 유연관계 및 개체간의 다양성을 Micro-satellite marker를 이용하여 조사하였다. 벼의 주요해충인 벼멸구(Nilaparvata lugens)는 벼를 직접 흡즙하여 피해를 줄 뿐만 아니라 2차적으로 벼에 virus병을 매개하여 벼 재배지에 심한 피해를 주고 있다. 상세한 지역 간에 유전적 변이를 확인하기 위해 베트남의 네 지역, Haipong, Ha Tay, Can Tho, Cuu long에서 채집한 벼멸구를 마이크로새털라이트 마커를 이용하여 유전적 다양성을 분석하였다. 5개의 위치(18, 27, 65, 67, 76)를 기준으로 분석한 결과, Haipong과 Ha Tay, 그리고 Can Tho와 Cuu long 지역이 각각 유전적으로 비슷할 것으로 나타났다. 이는 북쪽과 남쪽은 지리적으로 멀기 때문에 유전적 교류가 적게 일어나고, 남북의 각 지역 간에는 개체군의 이동이 보다 쉽게 발생하기 때문으로 생각된다. 이러한 정보는 베트남 지역 간에 벼멸구의 이동과 분산의 근원과 경로를 파악하는데 중요한 기초자료가 될 것으로 생각된다. 또한 비래하는 벼멸구의 근원지와 이동 경로를 분석하여 예찰함으로서 벼 재배지에 벼멸구 대발생 피해를 최소화 할 수 있을 것이다. 더 정확한 결과를 위해서는 더 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.

Root zone application of several systemic insecticides was tested for control of the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stål), in Vietnam and Korea. In Vietnam, the results indicated that carbofuran showed the highest nymphal mortality in all experiments, followed by imidacloprid and carbosulfan. When the insecticides were applied on 10-day old rice, carbofuran was shown almost 100% N. lugens mortality at six days after treatment and the efficacy was extended to twelve days after application. In Korea, various root-zone application methods were tested with carbofuran and carbosulfan. The results showed that carbofuran was the most active in reducing the egg hatching rates. When root-zone treated on 40-50 day-old rice in a greenhouse, no nymphs were hatched in carbofuran treated pots, while average of 20 nymphs were emerged in carbofuran broadcasting pots. Especially the number of nymphs emerged in carbosulfan foliar spray was 54 nymphs per pot even at the eight day after application, which was higher than in control pots. This is the first study ever demonstrated the high egg mortality of N. lugens on rice due to the root-zone application of insecticides.

벼를 가해하는 벼멸구(Nilaparvata lugens)는 벼를 직접 흡즙하여 피해를 줄 뿐만 아니라 벼의 virus병을 매개하여 벼 재배지에 심한 피해를 주고 있는 중요 해충이다. 이전의 마이토콘드리아 DNA를 분석한 결과에 따르면 베트남의 남쪽과 북쪽의 개체군이 유전적으로 뚜렷한 차이를 보이고 있지만 이러한 마이토콘드리아 DNA의 변이로는 좀 더 상세한 지역 간에 개체군의 유전적 변이를 검정할 수 없다. 베트남의 네 지역, Haipong, Ha Tay, Can Tho, Cuu long에서 채집한 벼멸구를 마이크로새털라이트 마커를 이용하여 유전적 변이를 검토하였다. 5개의 위치(18, 27, 65, 67, 76)를 기준으로 분석한 결과는 네 개 지역에서 차이가 있을 것으로 나타났으며, 이러한 정보는 베트남 지역 간에 벼멸구의 이동과 분산의 근원과 경로를 알아낼 수 있을 것이라 생각된다. 또한 비래하는 벼멸구의 근원지와 이동 경로를 분석하여 예찰함으로서 벼 재배지에 벼멸구 대발생 피해를 최소화 할 수 있을 것이다.

Resistance-breaking ability of wild brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens, on resistant rice cultivars has been reported in many Asian countries. To understand the development of resistance-breaking ability of wild BPH in Korea, we conducted the nymphal survivorship test and the electrical penetration graph (EPG) on susceptible and resistant rice cultivars with four different BPH populations, which were collected in the early 1980s (S-BPH), 2005, 2006, and 2007, respectively. The S-BPH showed low survival rates on resistant rice cultivars carrying Bph1 and bph2, respectively. On the other hand, recent(2005~2007) wild BPH populations seemed to have high resistance-breaking ability because they maintained elevated survival rates on most other resistant rice cultivars except Gayabyeo (Bph1 and bph2) and Rathu Heenati (Bph3). In the EPG monitoring, however, wild BPHs could not easily feed on the phloem sap of resistant rice cultivars, Cheongcheongbyeo (Bph1), ASD7 (bph2), and Gayabyeo. Wild BPHs spent more time on reaching the phloem sieve elements of resistant cultivars. Ph waveform duration and honeydew excretion amount of wild BPHs also decreased. From the results, we suggest that though recent wild BPHs collected in Korea have high resistance-breaking ability simultaneously on rice cultivars carrying Bph1 and bph2 through the increase of survivorship, they still have to pay some cost to feed on the phloem sap of resistant rice cultivars.

Methanol extracts of 35 plant species in 20 families were tested for their insecticidal activities and repellent effects against Nilaparvata lugens female adult by topical application and spray methods. The insecticidal activities and repellent effects of various plant species and parts were different. The methanol extracts from stem of Garcinia xanthochymus, Senecio scandens and Phytolacca americana, seedcoat of Ginkgo biloba, and leaf + stem of Ailanthus altissima and Catalpa ovata showed potent insecticidal activities against N. lugens. Specially, the G. biloba extract exhibited higher than 90% mortality against N. lugens at a concentration of 4,000 ppm. Repellent effects of plant extracts obtained from whole plant of Daucus carota, fruit of Semecarpus anacardium, leaf + stem of C. ovata and Wisteria sinensis were active, and potent. Also, the plant extracts that are potent in insecticidal activity not necessarily have high repellent activity showing no significant corelation between the two activities.

충남지방에서 많이 재배되고 10개의 벼 품종을 대상으로 벼멸구(Nilaparvata lugens)의 섭식행동을 EPG 패턴으로 분석하였다. 또한 벼의 섭식시간과 감로분비량의 관계를 알아보고 측정한 EPG 패턴을 비교분석하였다. 벼멸구의 각 EPG type을 전기적인 특성에 따라 1-6까지의 6가지로 분류하였다. 이중 Type 1은 구침을 꽂지 않고 쉬거나 돌아다닐 때 나타나는 패턴이고 Type 2는 체관을 흡즙할 때 나타나는 패턴이고 Type 3은 처음으로 구침을 꽂을 때, Type 4는 타액 분비시, Type 5는 물관의 흡즙시, Type 6은 구침의 세포내 이동시 나타난다. 벼멸구의 각 품종에 대한 섭식시간은 금남벼에서는 짧은 시간동안 이루어졌고 동전벼, 대안벼, 동안벼, 대산벼에서는 오랜 시간 흡즙을 하였다. 또한 금남벼에서는 장시간 구침을 삽입하지 않는 시간이 길었다. 감로의 분비량은 동진벼에서 가장 많았고 금남벼에서 가장 적은 감로를 분비했다. 이 감로의 분비량은 체관의 흡즙시간과 비례하여 나타났다. EPG type과 감로의 분비량을 분석한 결과 벼멸구가 선호하는 품종은 동진벼, 동안벼, 대산벼, 대안벼 등이었고 그렇지 않은 품종은 금남벼, 다산벼, 남천벼 등이었다.

벼멸구(Nilaparvata lugens)는 벼에 가장 큰 피해를 주는 해충 중의 하나로서, 마이토콘드리아 DNA를 분석한 선행 연구결과에 의하면 북 베트남의 홍하유역을 중심으로 남쪽과 북쪽의 개체군이 유전적으로 뚜렷한 차이를 보이고 있다. 그러나 이러한 마이토콘드리아 DNA의 변이로는 좀더 상세한 지역간 개체군의 유전적 변이를 검정할 수 없으므로, 마이크로새털라이트 마커를 이용할 수 있는 방법을 모색하였다. 총 37개 마이크로새털라이트 위치를 분석한 결과 5개 위치에서 성공적으로 라벨을 할 수 있었으며, 그 중 2개 위치에서 유용한 개체군 변이정보를 얻을 수 있었다. 이러한 두 위치에서 벼멸구의 생태형(1, 2, 3형)에 따른 변이를 검정할 수 있는지의 여부를 검정한 결과, 두 위치 중에서 한 곳(27035)에서는 생태형간의 차이를 나타내지 않았으나, 다른 한 곳(7314)에서는 생태형 간에 차이를 보였다. 따라서 마이크로새털라이트 마커를 이용하면 좀 더 상세한 벼멸구 지역 개체군의 차이를 검정하여 이동과 분산의 근원과 경로를 알아내는데 유용한 방법이 될 것으로 생각된다.

우리나라의 벼논에는 벼를 기주로 하는 여러 종류의 멸구, 즉, 벼멸구, 애멸구, 흰등멸구 들이 혼재하고 있지만 이들간의 구분은 쉽지 않다. 이들의 정확한 식별은 예찰과 방제 전략에서 필수적인 과정이다. 특히, 벼멸구는 가장 중요한 벼의 해충이기 때문에 비전문가에 있어 쉽고, 신뢰성 높은 식별 방법이 요구된다. 따라서 벼논에 분포하고 있는 벼멸구의 정확한 구분을 위하여 벼멸구, 애멸구, 흰등멸구의 약충을 조사한 결과. 두 종류의 해충에 비하여 벼멸구 약충은 다른 특징을 지니고 있었다. 측, 벼멸구 약충은 겹눈 아랫부분과 촉각 사이에 흰색형광성광택을 가지고 있었지만 애멸구나 흰등멸구의 약충에는 없었다. 그리고 형광성 반점은 부화직후 가장 선명하였고, 령기가 진행될수록 약해지다가 성충이 되어서는 없어졌다. 따라서 두부의 형광성반점은 벼멸구 약충의 판별에 활용하는데 있어 혁신적인 방법이라 할 수 있을 것이다.

벼멸구를 저항성 품종에서 도태시켰을 때 새로운 생태형으로 발전되는 속도와 벼멸구의 생태형과 벼의 품종저항성 간에 유전적으로 대응하고 있는지를 알아보고자, 감수성품종(동진벼)으로 사육하던 벼멸구를 Bph1 gene을 가진 저항성품종(청청벼)으로 각각 3세대 및 6세대 도태시킨 후, 같은 Bph1 gene을 가진 4개 품종(Mudgo, IR26, IR64, 청청벼)과, 다른 bph2 gene을 가진 2개 품종(밀양63호 및 가야벼)및 저항성이 없는 2개 품종(동진벼, TN-1)을 공시하여 각 계통의 벼멸구의 산란 및 섭식선호성, 수명, 발육기간, 사충율, 산란수 등을 조사하였다. 그 결과 감수성 벼멸구(생태형-1)를 저항성 Bph1 유전자를 갖인 청청벼에서 3세대(청청3세대계)및 6세대(청청6세대계)로 도태시켰을 때, 사육세대가 많아질수록 청청벼에서의 성충의 수명은 길어지고, 산란수는 많아지며, 또한 약충의 우화율이 높아지고, 약충기간이 짧아지는 등 빠르게 저항성을 극복하였다. 청청3세대계 및 6세대계 벼멸구는 청청벼와 같은 Bph1저항성 유전자를 가진 다른 품종들(Mudgo, IR26, IR64)에 대해서도 도태세대수가 많아지면서 선호성이 점점 높아지는 경향이었다. 성충의 수명과 산란수에 있어서도 청청3세대계, 청청6세대계 등으로 도태세대가 많아질수록 같은 저항성 Bph1유전자를 가진 Mudgo, IR26, IR64등에서 수명이 길어지고 산란수도 많아졌다. 벼멸구의 약충기간은 품종과 벼멸구 도태계통간에 큰 차이가 없었다. 그러나, 약충기간 중 사망률은 도태가 진행되면서 역시 Bph1저항성 gene의 4개 품종 모두에서 낮아졌고, 죽은 개체의 수명도 길어졌다. 밀양 63호(bph2 gene)와 가야벼(Bph1+bph2 gene) 등 2개 품종에서는 벼멸구의 3개 계통 모두 우화하지 못했다.-44.55개 및 18.1-28.15개로 온도조건에 관계없이 끝동매미충, 흰등멸구, 애멸구 및 벼멸구의 난 순으로 많았다. 하지만 4종 먹이를 함께 제공한 성충의 포식량은 24, 28 및 32에서 각각 3.95-28.9개, 2.9-28.95개 및 1.7-13.6개로 제공된 먹이간에 차이가 현저하였다. 따라서 먹이간 성충 포식량의 현저한 차이는 기주선호성에 따른 것으로 생각된다.군에서 높았으며, elongation index(20:46⇒22:46)는 old군에서 낮았다. 대부분의 elongation과 desaturation 단계는 연령에 따라 유의한 차이를 보이지 못하였으나, 3계 지방산의 전체적 elongation-desaturation 단계를 나타내는 products-fatty acid(3)/a-LNA(3) 비율이 old군에서 young군보다 유의하게 높아, 연령에 따른 PUFA 대사의 변화가 관찰되었다. 이 상에서와 같이, 콩 단백질의 섭취로 흰쥐 혈장 인지질의 ∑MUFA조성은 낮고 ∑SFA 조성은 높아 다른 지질 강화성 분의 섭취와 유사한 결과를 나타내었다. 혈중 콜레스테롤 수준이 높은 old군에서 체내 막조직의 유동성을 유지하기 위해 PUFA의 합성 특히 3계 지방산의 elongation-desaturation이 증가하여 총 PUFA 조성이 young군보다 높았다. 연구결과로 이소플라본을 포함한 콩 단백질의 혈중 지질저하 기전에 대해 체계적인 설명은 할 수 없지만, 콩 단백질이