This study was conducted to develop a technology for environmentally friendly control of Bemisia tabaci by a push-pull strategy in tomato greenhouse. B. tabaci was most attracted to the light source of 520nm, whereas it showed an avoidance response to the complex light treatment of 450+660nm. Two natural enemies, Nesidiocoris tenis and Orius laevigatus were attracted to 520nm. B. tabaci was repellent to volatile organic compounds, ocimene and carvacrol, while methyl isonicotinate showed attractant response. When buckwheat was added into the greenhouse, the density of N. tenis was maintained at about 16 times higher for 15 days. As a result of the combined treatment of push-pull strategy, the density of B. tabaci was 3 times lower and the control effect increased with time and reached up to 68.7%.
전국 136개 시군에 있는 690개소 벼 관찰포에서 12종의 주요 해충을 6월 1일부터 9월 16일까지 15일 간격으로 총 8회 조사한 결과를 국가농작물병해충관리시스템(NCPMS)을 통하여 수집하였다. 2018년도 벼 주요해충 12종의 총 발생 추정면적은 94,049ha로 재배면적 대비 12.7%에 발생되었다. 발생면적이 가장 많았던 해충은 먹노린재로 해충 총 발생면적의 34.9%인 32,779ha(재배면적 대비 4.4%)에서 발생이 확인되었다. 2018년 먹노린재 발생은 평년의 346%, 전년의 155% 수준으로 최근 몇 년간 계속해서 발생이 증가되고 있는 추세이다. 특히 전남(15,191ha)과 충남 (10,041ha) 지역에서 발생이 많은 것을 확인할 수 있었다. 먹노린재 다음으로는 벼물바구미 17,711ha(재배면적 대비 2.4%), 흰등멸구 14,885ha(재배면적 대비 2.0%), 혹명나방 9,130ha(재배면적 대비 1.2%), 애멸구 4,960ha(재배면적 대비 0.7%) 순으로 발생이 많았다. 10년간 평균간 비교하여 발생이 증가된 해충은 먹노린재 1종이었으며 나머지 11종은 발생이 감소된 것으로 확인되었다. 결론적으로 2018년 벼 주요해충의 발생정도는 전년대비 59%, 10년간 평균 대비 38% 수준으로 발생이 낮은 경향임을 알 수 있었다.
DNA 바코드를 기반으로 하여 외국발 국내 입항 선박에서 검출되는 편승자 해충(hitchhiker insect pests)에 대한 모니터링을 수행하였다. 국내 입항 선박 조사는 2018년 6월 1일부터 2018년 9월 17일까지 약 109일간 111개 선박에 대해 실시하였다. 모니터링 대상 해충은 ‘보고잡기법(simply collecting method by hands)’으로 확보하였으며, 총 336개체에 대해 종동정을 실시하였으며, 이를 통해 확보된 정보들은 선박정보(선박명, 선박번호, 출항지, 입항지), 조사정보(조 사일, 채집시 표본 상태, 조사자), 유전자 분석 정보(프라이머 정보, 서열판독 결과), 분자생물학적 종동정 정보(NCBI GenBank Accession No., NCBI Blast Searching Results, BOLD Identification Request), 분류학적 통합종 확증 정보(목명, 과명, 종명, 동정자, 비고) 등으로 구분하였으며, MS-Excel을 이용하여 각 필드값에 맞게 기초정보를 입력하였다. 이를 기반으로 하여 편승자 해충에 대한 선박 경로에 따른 편승 양상뿐만 아니라, 월별, 분류군별, 미서식종별로 편승 양상을 분석하였다. 그 결과, 편승사례는 선박 경로에 따라서는 중국에서 출항하거나 중국을 거쳐 편승하는 사례가 207건, 월별로는 9월이 134건, 분류군별로는 나비목이 208건으로 가장 많았다. 특히, 미서식종별 편승 양상에서 는 총 3목 9과 13종 21개체가 국내 입항 선박에서 검출된 것으로 나타났으며, 이 중 2목 6과 9종 15개체는 살아있는 상태로 채집된 것을 확인되었다. 이와 같은 결과로 볼 때, 앞으로 더욱 많은 정보가 확보된다면, 현재의 통계 분석 방법은 편승자 해충의 모니터링뿐만 아니라 대상 해충의 위험성 평가 및 검역검사에 매우 효율적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
DNA 바코드를 기반으로 하여 외국발 국내 입항 선박에서 검출되는 편승자 해충(hitchhiker insect pests)에 대한 모니터링을 수행하였다. 국내 입항 선박 조사는 2018년 6월 1일부터 2018년 9월 17일까지 약 109일간 111개 선박에 대해 실시하였다. 모니터링 대상 해충은 ‘보고잡기법(simply collecting method by hands)’으로 확보하였으며, 총 336개체 에 대해 종동정을 실시하였다. 그 결과, 확보 해충 중 농림축산검역본부에 ‘관리해충(Regulated insect pest)’으로 등재되어 있는 Noctua pronuba를 포함하여 총 13종 21개체(Amata formosae (Erebidae, Lepidoptera, 1개체), Arippara disticha (Pyralidae, Lepidoptera, 1개체), Chondracris rosea (Acrididae, Orthoptera, 4개체), Cyrtacanthacris tatarica (Acrididae, Orthoptera, 1개체), Euhampsonia serratifera (Notodontidae, Lepidoptera, 3개체), Lemyra rhodophilodes (Erebidae, Lepidoptera, 2개체), Lymantria xylina (Erebidae, Lepidoptera, 1개체), Malacosoma dentata (Lasiocampidae, Lepidoptera, 3개체), Neochauliodes meridionalis (Corydalidae, Megaloptera, 1개체), Noctua pronuba (Noctuidae, Lepidoptera, 1개체), Parasa pastoralis (Limacodidae, Lepidoptera, 1개체), Psilogramma lukhtanovi (Sphingidae, Lepidoptera, 1개체), Syntypistis viridipicta (Notodontidae, Lepidoptera, 1개체))의 국내 미서식종이 채집되었으며, 확보된 21개체 중 15개체는 살아있는 상태로 검출되었다. 특히, 관리해충인 N. pronuba의 경우, 싱가포르에서 광양을 거쳐 포항항으로 입항한 선박에서 검출되었는데, 이 종은 유럽을 비롯하여 중동 및 중앙아시아까지 서식하는 종으로 1990년대 북미 대륙에 침입한 것으로 확인된 바 있다. 이에 따라, N. pronuba를 비롯하여 현 조사에 확인된 국내 미서식 편승자 해충의 편승 유무에 대한 정밀 모니터링 뿐만 아니라 위 종들에 대한 체계적인 위험성 평가 역시 필요할 것으로 사료된다.
결구상추는 국내에서 17년 기준 825㏊가 재배되고 강원도 재배면적은 168㏊로 전국 2위이다. 하지만 발생 병해충 및 방제방법에 대한 자료는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 강원도 신소득 작물인 결구상추(학명 : Lactuca sativa var. capitata)에 발생하여 문제가 되는 주요 병해충의 종류 및 재배 작기 별 발생양상과 피해증상에 대해 영농현장에 알리고자 2017년~2018년 4월부터 9월까지 홍천 등 3개 지역 결구상추 주산지에서 조사를 수행하였다. 조사결과 주요 병해충으로는 무름병, 균핵병, 파밤나방, 담배거세미나방 등이 발생하였다. 봄 재배에서는 무름병과 균핵병이 6월 상~중순에, 가을 재배에서는 무름병이 9월 중순과 10월 상순에 발생하였다. 피해증상으로는 무름병은 결구포기전체가 물러 썩으면서 심한 악취가 났으며, 균핵병은 땅과 닿는 부분에 수침상의 병반이 생기면서 균핵이 발생하였다. 파밤나방과 담배거세미나방은 가을재배 시 발생이 많았다. 특히 9월 상~중순에는 발생한 파밤나방 유충에 의해 결구상추의 상품가치가 떨어져 농가피해가 심하게 나타난 것을 확인할 수 있었다.
In moth, pheromone biosynthesis activating neuropeptide (PBAN) regulates pheromone biosynthesis by binding to its receptor (PBANr). In this study, we cloned a PBANr gene (Mvi-PBANr) from sex pheromone gland in M. vitrata, which encodes 475 amino acid and includes 7 transmembrane domains. As a results of phylogenetic analysis, Mvi-PBANr is clustered with lepidopteran PBANrs. Mvi-PBANr was investigated for the effect of pheromone biosynthesis via RNA interference (RNAi), gas chromatography (GC) and bioassay. Consequently, expression level of Mvi-PBANr suppressed via RNAi, resulting in decrease pheromone component (E10E12-16:Ald). Mating rate was also reduced when performing the RNAi. These results revealed that Mvi-PBANr played important role in the pheromone biosynthesis in M. vitrata, and Mvi-PBANr can be used as new pest control targets.
강원지역에 발생하는 돌발해충은 미국선녀벌레, 갈색날개매미충, 꽃매미 등이 있다. 이러한 돌발해충의 월동은 동계최저기온에 의해 가장 큰 영향을 받게 된다. 따라서 꽃매미는 2012년부터 갈색날개매미충은 2016년부터 월동난괴 를 채집하여 동계최저기온에 따른 부화율을 측정하여, 동계최저기온과 돌발해충의 부화율 관계에 대한 조사를 실시하였다. 동계최저기온이 –11℃이하인 날이 35일 이상 지속된 2012년과 2017년 겨울은 꽃매미의 부화율이 9.2%, 7.2%로 낮게 나타난 반면, -11℃이하인 날이 16일로 비교적 낮은 경과일수를 보인 2013년 겨울에는 75.5%의 부화율을 보였다. 갈색날개매미충 역시 –11℃이하인 날이 35일 이상이었던 2017년 겨울에 43.1%의 낮은 부화율을 보였지만 20일로 적은 경과일수를 보인 2016년 겨울에는 89.4%로 약 2배정도 높은 부화율을 확인할 수 있었다. 이는 일정수준 이상 동계최저기온을 경과한 돌발해충의 월동난은 성공적인 월동을 하지 못한다는 것을 의미한다.
Drosophila melanogaster is mainly found in fermented and rotten fruits and is tolerant to chemicals emitted during the fermentation process. Its distinctive habitat suggests an evolutionary adaptation to environmental chemicals. In order to understand the physiological adaptation of D. melanogaster to the chemicals, we treated LC20 concentration of three chemicals (acetic acid, ethanol and 2-phenylethanol) and differential expression of the female whole body transcripts were compared with control fly (no chemical treatment). Compared to control fly, 94, 137 and 59 genes were up-regulated, while 85, 184 and 166 genes were down-regulated in acetic acid, 2-phenylethanol and ethanol treated flies, respectively. According to the KEGG enrichment analysis, genes categorized in metabolic pathway, Toll/IMD signaling pathway, lysosome and autophagy were ranked in the top groups of most changed gene sets after three chemical treatment. In addition, we selected 7 genes showing different expression levels in transcriptome analysis, and investigated their expression changes in the flies exposed to various concentration of three chemicals using quantitative PCR.
호박꽃과실파리(Bactrocera scutellata)는 박과 식물의 해충으로 기주식물을 찾아가는데 냄새 감각이 중요한 역할을 한다. 이들의 기주 식물인 단호박, 애호박, 노란호박 및 하늘타리의 냄새물질을 포집하여 이들 추출물에 대한 호박꽃과 실파리의 촉각과 작은턱수염의 냄새반응을 GC-EAD(Gas chromatography-electroantennographic detection) 및 GC-EPD (Gas chromatography-electropalpographic detection)를 이용하여 조사한 결과, 촉각과 작은턱수염에 존재하는 냄새감각세 포들에 강한 냄새활성을 나타내는 여러 물질들이 탐지되어, 촉각과 작은턱수염 모두 기주식물의 감지에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다. 하지만, 촉각과 작은턱수염에 냄새활성을 나타내는 물질들의 종류는 서로 확연한 차이를 보여서 촉각과 작은턱수염이 기주식물의 냄새물질 탐지에 서로 다른 역할을 할 것이라는 사실을 나타내었다. 우리는 이들 냄새활성물질의 화학구조 동정을 진행하고 있으며, 이들의 구조가 밝혀지면 이들 물질의 호박꽃과실파리 에 대한 행동활성을 조사할 예정이다.
When treating the 3rd instar larvae of the diamondback moth (DBM), Plutella xylostella, with sublethal doses (LC10) of chlorantraniliprole, indoxacarb and spinosad via leaf dipping, their tolerance to insecticides was significantly enhanced. By analyzing the differentially expressed genes (DEGs), we found a number of genes that respond commonly or specifically to the test insecticides. With the criteria of p value < 0.05 and Log2FC > 1/ < -1, a total of 476, 367 and 410 genes were determined to respond specifically to chlorantraniliprole, indoxacarb and spinosad, respectively. Gene Ontology (GO) analysis revealed that the cuticle reorganization is commonly associated in all treatments and the oxidative stress-related process is also shown in all insecticides except spinosad. Finally, the DEGs seemingly related with enhanced tolerance were chosen for further characterization, and reliability of the transcriptome data were confirmed by quantitative PCR. The functional categories of these DEGs included mostly detoxification related genes, cuticle proteins, energy metabolism and transcriptional regulation. While the commonly responding DEGs suggest that they are likely involved in defense against common intoxication process, the DEGs specifically responded to each insecticide suggests the presence of unique tolerance mechanisms to each insecticide depending on their different structure and mode of action. Their possible roles in the tolerance/resistance development were discussed.
Temperatures experienced during larval development can exert profound effects on life-history traits expressed later during the adult stage in insects. In this study, we explored how larval rearing temperature (18, 23, and 28℃) would affect adult lifespan and reproductive performance in Drosophila melanogaster Meigen (Diptera: Drosophilidae). Larval developmental period was shortened with increasing rearing temperature. Larvae reared at colder temperatures reached the adult stage at a larger size than those reared at higher temperatures, thus conforming to the temperature-size rule. More importantly, we found strong evidence for significant effects of larval rearing temperature on both adult lifespan and early-life egg production rate. Lifespan increased progressively as the larval rearing temperature decreased from 28 to 18℃. In contrast, egg production rate was lower for flies raised at 18℃ compared to those at 23 and 28℃. These results highlight the importance of thermal environments experienced during the development in shaping life-history plasticity in insects.
Insect cuticle tanning (pigmentation and sclerotization) is a complex and vital physiological process that begins with tyrosine and is responsible for production of both melanin- and quinoid-type pigments. In addition, these quinones undergo isomerization to quinone methides and cross-linking reactions with cuticular proteins for cuticle sclerotization. In this study, we studied the functions of TmDDC and TmY-y as well as TmNAT1, TmADC and Tmebony from Tenebrio molitor, which are involved in the tyrosine-derived melanin- and quinoid-type pigment productions, respectively. The temporal and spatial expression patterns of the genes were analyzed by real-time PCR. RNA interference was performed to understand the genetic regulation and molecular mechanism underlying the darkening and hardening of beetle cuticle.
Parasitic wasps are a good source of natural enemies for pest control. Due to the presence of unique biodiversity in Ulleungdo and Dokdo Islands, we surveyed aphid parasitoids in these two islands. We collected aphids and their mummies then identified emerged wasps in both morphological and molecular ways. We found 6 species of aphid parasitoids belongs to Aphelinidae and Braconidae. Two species of the genus Aphelinus belongs to Aphelinidae were emerged from Aphis nasturtii and Macrosiphoniella formosatemisiae. Three species of the genus Aphidius belongs to Braconidae were emerged from Ahpis rumicis, M. formosatemisiae and Capitophorus elaeagni. One species of the genus Lysiphlebia belongs to Braconidae was emerged from Aphis gossypii, Molecular analysis provided genetic informations for species diagnosis of parasitoids. We also analyzed genetic and ecological informations of identified parasitoids to evaluate potential source of natural enemies.
In this study, we sequenced two complete mitogenomes, belonging to the families Scythrididae (Scythris sinensis Felder & Rogenhofer, 1775) and Coleophoridae (Coleophora therinella Tengström, 1848) firstly in each family. Gelechioidea is one of the controversial lineages of Lepidoptera in its phylogenetic position and number of families. Phylogenetic analyses with concatenated sequences of the 13 PCGs and two RNA genes using the maximum likelihood method, placed Coleophoridae, represented only by C. therinella, as a sister group to the families Depressariidae and Autostichidae, with very low nodal support (7%). Scythrididae represented only by S. sinensis was placed as the sister to the family Stathmopodidae, with relatively high nodal support (86%). As more mitogenome sequences from the extended taxonomic groups are obtained further robust phylogenetic inference will be possible.
Insect cuticle consists of numerous structural proteins, which could interact with polysaccharide, chitin, and alter properly mechanical property of the cuticle. Cuticular Protein Analogous to Peritrophins (CPAPs) are characterized by presence of one (CPAP1s) or three (CPAP3s) chitin-binding domain belong to CBM14/ChtBD2 family. In this study, we investigated physiological functions of TcCPAP1-H and TcCPAP3-C in Tribolium castaneum. RNAi for either TcCPAP1-H or TcCPAP3-C at late instar larvae had no effect on larval-pupal molt nor pupal development. However, the resulting pharate adults failed to shed their old pupal cuticle and died entrapped in it without undergoing eclosion. TEM analysis, in addition, revealed disorganized chitinous horizontal laminae and/or vertical pore canals of rigid cuticle from TcCPAP1-H- and TcCPAP3-C-deficient adults. Desiccation-induced death produced by injection of dsTcCPAP1-H into young instar larvae is also discussed.
The complete mitochondrial genome of Ostrinia palustralis memnialis Walker, 1859 (Lepidoptera: Crambidae) was determined to be 15,246 bp with a typical set of genes (13 protein-coding genes [PCGs], 2 rRNA genes, and 22 tRNA genes) and one non-coding region, with an arrangement identical to that observed in most lepidopteran genomes. The A+T content of the whole genome, PCGs, srRNA, lrRNA, tRNAs, and the A + T-rich region all are well within the range found in other Pyraloidea. Phylogenetic analyses of the concatenated sequences of the 13 PCGs using Bayesian inference and Maximum-likelihood methods placed O. palustralis as a sister group to O. furnacalis and O. nubilalis, with the highest nodal support. The subfamilies within Crambidae, such as Nymphulinae, Spilomelinae, and Pyraustinae, all formed monophyletic groups with the highest nodal support.
Insect killing fungus Beauveria bassiana has been widely studied as a biological control agent. However, many studies have been focused on lab or field-based management. Herein this work, comparison of three B. bassiana strains was investigated under a molecular level. The whole genome sequences of ERL836, JEF-007 were analyzed by PacBio (35.5 Mb of ERL836 and 36.5 Mb of JEF-007) and ARSEF2860 referenced from GenBank (33.7 Mb). To compare the three strains, virulence, thermotolerance and chemical resistance were assayed. The transcriptomes of non-infecting B. bassiana and infecting B. bassiana against western flower thrips were analyzed using RNA-seq. This work can provide that genome features, functions, morphology and gene expression could be different under the molecular level, even if in the same species.
Haemaphysalis longicornis (H. longicornis) is the most dominant species that accounts for more than 90% of domestic ticks in Korea. It is also a main mediator and propagator of Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome virus. In order to efficient control of H. longicornis, it is essential to obtain the genetic information of pesticide target genes and determine the mutations putatively involved in insecticide resistance. Acetylcholinesterase (Ace) is a target gene of organophosphorus and carbamate insecticides, but no sequence information of Ace is available to date in H. longicornis. Therefore, in this study, we analyzed the transcriptome of H. longicornis and obtained the sequence information of three Ace genes (HlAce1, HlAce2 and HlAce3). Based on the comparison analysis with sequences of multiple ace genes from other hard ticks, mites and insects, three HlAces were grouped in Acari Ace1, Ace2 and Ace3 clade, respectively. Among three HlAces, HlAce1 seems to be major enzyme because of its conserved amino acids involved in catalytic function.
해외 수입농산물의 양이 점차적으로 증가하여 다양한 병해충의 유입 가능성이 증가함에 따라, 이들을 신속하고 정확하게 판별하기 위하여 DNA 염기서열을 이용하여 형태학적 동정을 보완하고 있다. 현재 바구미과의 Sternochetus속 에 속하는 관리해충은 S. mangiferae와 S. frigidus, 그리고 S. olivieri가 있으며, 태국에서 수입된 망고에서 2018년 9월부터 2019년 1월까지 7차례에 걸쳐 바구미류가 검출되었고, 형태학적 형질 및 DNA 바코드를 이용하여 S. olivieri로 동정하였다. 추가로, Sternochetus속에 속하는 종들의 분류학적 형질을 이용하여 동정의 수단을 제공하였다. 본 연구결 과는 수입 및 반입되는 망고에서 검출되는 바구미류의 신속하고 정확한 진단에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
The disadvantage of the current Red imported fire ants (RIFA) diagnostic is that it takes at least two days, because it is subjected to PCR amplification and DNA sequence identification process using an arthropod universal mitochondrial cytochrome oxidase I prime pair after genomic DNA extraction. In order to overcome this drawback, two RIFA specific genes were confirmed and used to develop techniques for identifying the species using various PCR methods. The conventional PCR method can be confirmed by the presence of amplified DNA, but additional time is required to confirm whether the PCR products are present or not. In contrast, SYBR green Real Time (RT) PCR or TaqMan probe RT PCR method has the advantage of confirming the results immediately after the reaction is completed. The new molecular diagnostic method has the advantage of shortening the time of two days, which is the biggest disadvantage of RIFA molecular diagnostic method, to 3 hours or less.