The honeybee inhibitor cysteine knot (ICK) peptide acts as an antifungal peptide and insecticidal venom toxin. However, the ICK peptide from bumblebees has not been characterized. Here, we report the molecular cloning and antifungal activity of a bumblebee (Bombus ignitus) ICK peptide (BiICK). We identified a BiICK that contains an ICK fold. The BiICK was expressed in the epidermis, fat body, and venom gland of B. ignitus worker bees. A 6.7-kDa recombinant BiICK peptide was expressed in baculovirus-infected insect cells. Recombinant BiICK peptides directly bound to Beauveria bassiana, Ascosphaera apis, and Fusarium graminearum, but they did not bind to Escherichia coli, Paenibacillus larvae, or Bacillus thuringiensis. Consistent with this finding, BiICK exhibited antifungal activity against fungi. These results demonstrate that BiICK acts as an antifungal peptide.
Bee venom contains a variety of peptide constituents that have various biological, toxicological, and pharmacological actions. However, the biological actions of secapin, a venom peptide in bee venom, remain largely unknown. Here, we provide the first evidence that the Asiatic honeybee (Apis cerana) secapin (AcSecapin-1) exhibits anti-fibrinolytic, anti-elastolytic, and anti-microbial activities. AcSecapin-1 functions as a serine protease inhibitor-like peptide that has inhibitory effects against plasmin, elastases, microbial serine proteases, trypsin, and chymotrypsin. Consistent with these functions, AcSecapin-1 inhibited the plasmin-mediated degradation of fibrin to fibrin degradation products, thus indicating the role of AcSecapin-1 as a clotting factor. AcSecapin-1 also inhibited both human neutrophil and porcine pancreatic elastases. Furthermore, AcSecapin-1 exhibited anti-microbial activity against fungi and Gram-positive and Gram-negative bacteria. Taken together, our data demonstrated that AcSecapin-1 has a multifunctional role as an anti-fibrinolytic agent, an anti-elastolytic agent, and an anti-microbial peptide, and our data suggested novel functions for the biological actions of the bee venom peptide, secapin.
북방수염하늘소는 중부지방의 잣나무에 소나무재선충병을 옮기는 매개충으로 솔수염하늘소보다 피해임지내 밀도가 높아 방제가 어려운 실정이다. 이러한 북방수염하늘소의 밀도를 억제하기 위하여 감마선을 처리하여 매개충의 충태별 우화율, 부화율, 성충수명, 산란수 등을 조사하였다.
번데기 시기에 감마선 조사시 40Gy까지는 100%의 우화율을 보였으나, 50Gy부터 우화율이 88±3.3%으로 감소하기 시작하였으며, 성충수명은 20Gy처리시 75.0±4.0일이었으나 30Gy부터 33.3±4.0일로 수명이 크게 감소하기 시작하였다. 또한 총 산란수는 20Gy이상에서 대조구에 비해 50%정도의 산란수가 감소하는 경향을 보였다.
그러나 성충 시기에 감마선 조사시에는 성충수명이 40.7±7.0일에서 42.0±6.8일로 무처리의 39.9±6.2일과 비교할 때 조사선량에 관계없이 수명에 큰 영향이 없는 것으로 조사되었으며, 부화율은 50Gy에서 4.9±2.0%로 낮은 부화율을 보였고 산란수에서도 대조구의 19.0±5.5와 비교하였을 때 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다.
따라서 번데기 시기보다 성충시기에 50Gy 감마선을 처리시 불임화 효율이 우수한 것으로 판단되었다
소나무재선충병의 나무주사 방제방법은 매년 5∼6회 정도 추진하는 항공방제 및 지상방제의 문제점을 보완하며, 매개충이 산란하기 전인 후식과정에 효율적인 방제를 함으로서 밀도를 효과적으로 억제하기 위하여 추진하였다.
조사방법은 수고 2m정도의 조림지 소나무에 솔잎혹파리 나무주사로 등록된 약제 3종과 대조약제 1종을 선발하여 흉고직경당 0.5㎖을 나무주사 후 솔수염하늘소를 1본에 10개체씩 독립적으로 신초에 접종하여 망으로 씌워 살충효과를 조사하였으며, 농약 잔류기간을 조사하기 위하여 약제처리된 가지를 정기적으로 수거하여 잔류농약을 분석하였다.
조사결과 Thiamethoxam은 100% 살충에 소요되는 기간이 처리직후 5.3일, 60일차 2.4일로 우수한 살충효과를 나타내었으며, Imidacloprid, Emamectin benzoate는 처리직후와 60일차에서 100% 살충에 필요한 시간이 10일 이상으로 나타나 효과가 저조하였다. Phosphamidon의 경우 처리직후에는 100%살충에 소요되는 일수가 7.1일이 소요되어 효과가 다소 우수하였으나 60일차에서는 32.1일로 효과가 매우 감소되었다.
수체내 잔류농도는 Thiamethoxam, Imidacloprid, Emamectin benzoate는 60일 경과후에도 농도가 증가하는 경향을 보였으나, Phosphamidon은 급격히 감소하였다. 따라서 재선충 피해임지내 소나무에 살충제 나무주사를 1회 처리하여도 살충효과가 우수할 것으로 기대된다.
소나무재선충병에 감염되어 고사된 나무에 서식하는 매개충을 방제하기 위해 고사목을 벌채하여 집재한 후 피복용 그물망을 씌워 매개충이 임내로 확산되는 것을 저지하는 방법이 있다. 그러나 매개충이 그물망을 뚫고 탈출하는 사례가 있어 이를 해결하기 위하여 살충모기장(폴리에틸렌 섬유에 살충제를 압출제직한 원단으로 제작한 T사 완제품)을 이용하여 사육상들을 제작하여 실험에 사용하였다. 또한 실험에 사용된 매개충은 솔수염하늘소 성충을 대상으로 실험하였다.
형 케이지(직경 10 ㎝× 높이 4㎝, SPL) 2개를 살충모기장 원단으로 상하로 분리시켜 솔수염하늘소 공간과 먹이(곰솔 신초) 배치된 공간을 이용하여 솔수염하늘소가 살충모기장을 뚫을 수 있는지를 조사한 결과 2일차 까지 90% 하늘소가 치사되었고, 또한 양쪽 공간 모두를 하늘소 암컷과 수컷을 배치한 결과 2일차에 95% 솔수염하늘소가 치사되었다. 우화탈출 후 15~20일간 섭식시킨 솔수염하늘소를 양쪽에 배치한 결과 100% 치사되었다. 우화탈출 후 3일간 섭식시킨 솔수염하늘소의 경우 70~100%의 치사율을 보였다.
또한 소형 케이지(16×30×16㎝)에 살충모기장을 씌우고 솔수염하늘소를 투입하고, 대형케이지(45×45×45㎝)에 넣고 소형케이지 외부에 솔수염하늘소와 먹이를 함께 투입하여 치사율을 조사한 결과 소형케이지에 있는 개체들은 2일 내에 50~100%, 대형케이지에 있는 개체들은 70~100%의 치사율을 보였다.
Trombiculid mites are known to be the vector of scrub typhus by transmitting rickettsial pathogen, Orientia tsutsugamushi, to human. In this study, we tried to establish a monitoring system for trombiculid mites using chigger mite collecting traps instead of the conventional rodent-capture method. For selection of collecting points, 10 environmental points were chosen from three regions (Taean, Jinan and Chungju) and two field collections were performed in spring (March-May) and autumn (October-November) seasons from 2013 to 2014. Among 10 environmental points, waterway (37.9%), grass field (28.0%), rice field and field near mountain side (11.4%) and reservoir/wet field (7.3%) showed high collecting rates and they should be included for the representative collecting points for surveillance using chigger mite collecting trap. In order to test the possibility that the dried chigger mites from collecting trap can be used for detection of O. tsutsugamushi, we pooled 30, 10 and 5 chigger mites separately and performed the nested PCR. The infection of O. tsutsugamushi was successfully detected from 5 chigger mites pooling sample. This study shows that chigger mite collecting trap could be an alternative method for monitoring system of scrub typhus vectors.
문학산은 인천광역시 남구의 문학동, 관교동, 학익동과 연수구의 선학동, 연수동, 청학동의 경계를 이루고 있는 산이다. 문학산은 미추홀 왕국의 발상지로서 유서 깊은 역사의 장소이다. 이러한 중요한 역사적 상징이자 생태계 교란의 완충지가 될 수 있는 도시내 녹지공간인 문학산을 보존하기 위해 연구를 실시하였다. 본 조사는 2015년 4월에서 9월 동안 총 5회의 조사를 실시하였다. 채집방법으로는 Sweeping, Beating, Sieving 등을 실시하였다. 채집한 개체들은 100% Ethanol에 넣어 보관, 실험실에서 현미경을 통해 생물의 동정을 실시하였다.
조사결과 총 14과 30속 36종이 확인되었다. 문학산에 서식하는 거미류 중 종 구성이 풍부한 과의 우점순위는 꼬마거미과 9종(25.0%), 접시거미과 5종(13.9%), 깡충거미과 4종(11.1%)의 순으로 나타났다. 생활형에 따른 종 구성은 정주성 19종(52.8%), 배회성 17종(47.2%)로 정주성 거미가 좀 더 우세하게 조사되었다.
본 연구는 중간 포식자인 거미의 분류, 생태학적인 조사를 통하여 도시내 녹지공간의 보존과 보호를 위한 기초자료로 활용하고자 하는데 있다. 그러므로 인근 도시내 녹지공간의 지속적인 조사가 필요할 것으로 사료된다.
Recently, Bacillus thuringiensis (Bt) cry genes encoding insecticidal Cry proteins have been widely applied for the construction of transgenic crops resistant to insect pests. This study aimed to construct novel mutant cry1Ac genes for genetically modified crops with enhanced insecticidal activities. Using multi-site directed mutagenesis, 34 mutant cry1Ac genes were synthesized and converted at 24 amino acid residues, located on domain I (8 residues) and domain II (16 residues). These mutant genes were expressed as a fusion protein with polyhedrin using the baculovirus expression system. The expressed proteins were occluded into polyhedra and activated stably to 65 kDa by trypsin. Among these, Mut-N04, N06, and N16 showed high levels of insecticidal activites against larvae of Plutella xylostella, Spodoptera exigua, and Ostrinia furnacalis. Mut-N16, which showed the highest insecticidal activity, is expected to be a desirable cry gene for introduction into transgenic crops. This study could provide useful means to construct mutant cry genes with improved insecticidal activities and expanded host spectrum for transgenic crops.
A surveillance of chigger mites was performed to monitor the incidence of scrub typhus vectors at 4 environmental collection points of 6 locations from September to November 2014 in Korea. During the survey period, 420 chigger mites were collected and the dominant species was Leptotrombidium scutellare (42.6%). The first appearance of chigger mite was at 37th week (9.3.-9.10.) and the collected numbers of chigger mites was the highest at 43rd week (10.17.-10.23.). In Goryeong-gun, 299 chigger mites were collected, whereas 5 chigger mites were collected In Yesan-gun. The high environmental collecting rates were recorded at rice field (56%) and waterway (20%). The annually collected numbers (2012-2014) of chigger mites were compared with the average temperatures in August. This result suggests that the average temperature in August might be related with the annual incidence of scrub typhus vectors in Korea. However, the relationship between climate factors and the density of chigger mites needs to be studied by long-term periodical surveillance.
Insect Growth Regulators (IGRs) are insecticides that disrupt the normal development of target insects by inducing symptoms such as premature molting or supernumerary larval stages. Juvenile hormone systems become the targets of two types of IGRs: the Juvenile Hormone Agonists (JHAs) and Juvenile Hormone Antagonists (JHANs). Pyriproxyfen is one of the chemical compounds widely used as JHA to control many kinds of insects while Kanakugiol is a plant-extracted compound which acts as JHAN.
The small brown planthopper, Laodelphax striatellus, is one of the most serious pest insects of rice plants because it can transmit the rice stripe virus which often causes significant reduction of yield in the field.
In order to analyze the differential gene expressions of L. striatellus upon JHA and JHAN treatment by using next generation sequencing technique, we sprayed Pyriproxyfen and Kanakugiol on 4th instar nymphs of L. striatellus respectively, and extracted total RNA for RNA-seq. The quality-filtered Illumina sequence reads of the control, JHA, and JHAN treated samples were mapped to the reference gene sequences by using the Bowtie2 software. Then the results of mapping by Bowtie2 were analyzed by eXpress software to quantity the differential gene expression.
Insects are among the most diverse groups of animals on the planet, representing more than half of all known living organisms. These insects are found in nearly every environment. Although humans regard certain insects as pests and attempt to control them using insecticides, most insects perform complex ecological functions, and provide either direct or indirect economic benefits to humans. Recently, the importance of insects used as food sources or as pets has increased in many countries, including Korea. In addition, several insects have a strong influence on people's emotion. Insect-mediated mental healthcare program is designed to help people who have disorders with physical, behavior and development. Children who have mental disorder, the experimental group that was provided with an insect-mediated mental healthcare program over a total of 8 sections, one section per week, 60 minutes per section, followed by pre-test and post-test. They responded to therapeutic effect after the completion of the program. Further research on the basis of this study is expected to help children with emotional therapy in other areas.
We investigated the distribution of ixodid ticks in severe fever with thrombocytopenia syndrome (SFTS) case reported areas using flagging method from May to November 2014 in Korea. We collected 13,471 ixodid ticks with 2 genera and 3 species. Among them, Genus Haemaphysalis and Ixodes accounted for 99.9% (13,455) and 0.1% (16), respectively. Genus Haemaphysalis consisted of 2 species, H. longicornis (96.2%) and H. flava (3.7%). I. nipponensis was only collected in Genus Ixodes. H. longicornis was the dominant species (over 90%) in most study areas. Ixodid ticks were evenly distributed at various environmental sites, such as residences, hills, grassfields, fields, graves, copses, other sites. The further study on SFTSV infection in ixodid ticks will be needed.
Porcine epidemic diarrhea virus (PEDV) causes acute diarrhea and dehydration in pigs with high mortality. PEDV is belong to Coronavirus, enveloped, single-stranded, positive-sense RNA virus. PEDV particles were composed of four structure proteins such as a glycosylated peplomer (spike, S) protein, envelope (E), glycosylated membrane (M) protein, and unglycosylated RNA-binding nucleocapsid (N) protein. Many of previous studies talk about this four structure proteins have a great potential to diagnosis and prevent PEDV. In this study we investigated expression of these structure proteins using the bacterial and baculovirus expression system. In bacterial expression system, our results showed that structure proteins fused polyhedrin and intein gene were expressed higher than non-fusion structure proteins. The expressed fusion proteins were used to immune mice for generating a polyclonal antibodies. In baculovirus expression system, co-infection of insect cells with these four recombinant baculoviruses led to self-assembly of virus-like particles as demonstrated by Transmission electron microscopy. They were confirmed by western blot analysis using pre-made polyclonal antibodies. Finding in this study may provide important information for vaccine and diagnostic development.
화학적 소독처리기법을 개발하기 위해 에틸포메이트(EF), 포스핀(PH3)등의 약제를 이용하고 있다. 포스핀훈증제는 저곡해충의 방제 훈증제로 호주 둥 세계에서 널리 사용하고 있는 약제이지만, 국내에서는 현재 일부 수입 과실류의 특정 해충(깍지벌레류)만 소독처리기준을 설정하고 있어 처리기준 이외의 해충을 발견시, 오존층 파괴물질로 지정되어 규제가 예상되어지는 MB를 소독에 사용하고 있는 실정이다. 따라서, 여러 해충, 태별 온도에 따른 PH3 약제 감수성을 평가하여 소독처리기준에 적용하고자한다.
본 실험에서는 다중 농도의 PH3 훈증제(0.1~2 mg/L)를 사용하여, 각 공시충(복숭아혹진딧물, 귤가루깍지벌레, 점박이응애 등)에 대해 온도별 (5℃, 13℃, 20℃) 약효를 Probit 분석한 결과 5℃ 조건에서는 복숭아혹진딧물의 약충·성충의 감수성(LCT99)이 가장 높았다. 13℃ 조건에서는 점박이응애 알, 약·성충 및 복숭아혹진딧물 약·성충, 20℃ 조건에서 점박이응애 성충이 각각 높은 감수성을 보였다.
포스핀 정제(에피흄, 공기중 수분과 반응하여 포스핀 가스를 만드는 제형)는 현재까지 알려진 훈증약제 중 저곡해충방제를 위해 양곡창고, 검역전처리 등에 널리 사용 중이다. 또한 경제적이고 편리한 물질로 처리후 잔류성이 없어 전 세계적으로 광범위하게 사용하였다. 그러나 온도별 발생량이 일정치 않으며, 훈증시설을 고려하지 않고 과도한 약량 처리로 인해 포스핀 저항성 해충이 보고되고 있다. 국내 수입 곡류 보관중인 대한곡물협회에 최근 보고에 따르면 포스핀 정제를 이용한 방제에 실패하였으며, 이는 수입국에서 유입된 저곡해충의 알, 유충 등은 곡물내부에 존재하는 포스핀 저항성 저곡해충일 가능성이 높아 기존 검역 처리방법을 재정립이 필요하다. 이에 어리쌀바구미에 대한 포스핀 약제 감수성을 평가하여 소독처리기준에 적용하고자한다.
본 실험에서는 포스핀 훈증제의 농도별(0.001~2.0 mg/L)로, 포스핀 약제에 노출되지 않은(감수성 집단) 어리쌀바구미와 포스핀 약제에 꾸준히 노출(저항성 집단)된 어리쌀바구미에 대해 20℃에서 약효를 확인하였다. 시험결과 감수성 어리쌀바구미는 0.02 mg/L의 농도에서 100% 사멸하였지만, 저항성 어리쌀바구미는 감수성 어리쌀바구미의 100배 농도인 2.0 mg/L 농도에서 75%의 살충율을 보였다.
Insect growth regulators (IGRs) are insecticides that disrupt the normal development of target insects by inducing symptoms such as premature molting or supernumerary larval stages. IGRs are categorized into three types based on their mode of action. One of the them is classified as juvenile hormone agonists (JHAs). Recently, we developed a yeast-two hybrid system that can identify potential juvenile hormone antagonist (JHAN) candidates using Aedes aegypti juvenile hormone receptor complex proteins, known as MET and FISC. In order to identify novel JHAN compounds, approximately 8,700 basic chemical compounds were screened using the yeast-two hybrid system. Among them, 35 compounds were first selected based on consistency of JHAN activity, and their insecticidal activities were investigated against A. aegypti larvae. These compounds showed insecticidal activities about 1.7~3 times higher than that of pyriproxifen, which is a well known JHA insecticide. These results suggested that these JHANs can be used as effective JHAN insecticides.
The longhorn pine sawyers, Monochamus saltuarius and M. alternatus (Coleoptera: Cerambycidae), are vectors of the pinewood nematode Bursaphelenchus xylophilus (Nematoda: Parasitaphelenchidae), the causal pathogens of pine wilt disease in Korea. Recently, an aggregation pheromone, 2-(undecyloxy)ethanol, identified from M. galloprovincialis and M. alternatus, was shown to be effective for attracting several Monochamus species in Europe, North America, and East Asia. However, the effect of 2-(undecyloxy)ethanol on attracting M. saltuarius remains largely unraveled. In this study, we investigated the abilities of 2-(undecyloxy)ethanol along with host plant volatiles (α-pinene and ethanol) to attract M. saltuarius at a pine forest in Cheongsong, Gyeongsangbuk-do, Korea. Pine trees in the field experiment site were not previously affected by pine wilt disease. The combination of 2-(undecyloxy)ethanol with host plant volatiles was more effective than either of 2-(undecyloxy)ethanol or host plant volatiles for attracting M. saltuarius. Both sexes of M. saltuarius were attracted to traps containing 2-(undecyloxy)ethanol with the host plant volatiles. Our study suggests that the aggregation pheromone in combination with host plant volatiles could be used for detection and population monitoring of M. saltuarius as well as for effective mass trapping in outbreak situations.
현재 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)은 한번 감염되면 100% 고사되어 진단 및 방제 등 심도 있는 연구가 진행되고 있는 반면 어리소나무재선충은 기후 및 환경적인 요인 등으로 인해 약30% 정도의 낮은 고사율을 발생시킬 수 있으나 아직 활발한 연구가 없는 실정이다. 어리소나무재선충은 소나무재선충과 같은 Bursaphelenchus 속 선충이며, Life cycle, 매개하는 매개충 또한 솔수염하늘소(Monochamus alternatus), 북방수염하늘소(Monochamus saltuarius)로 동일하다. 2005년부터 2014년까지 10년간 경상북도 24개 시·군(울릉군 제외)에서 재선충병 의심목으로 의뢰된 소나무 및 잣나무류 고사목을 대상으로 동정한 결과를 바탕으로 어리소나무재선충(Bursaphelenchus mucronatus)의 확산추이 및 분포양상을 조사하였다. 또한 형태학적으로 매우 유사하여 정확한 동정을 위하여 현미경과 PCR을 이용한 분자생물학적 방법도 사용하였다. 이를 바탕으로 읍,면,동(행정 동,리)을 기준하여 ArcGIS 소프트웨어를 이용 확산 및 분포를 조사한 결과 소나무재선충은 도내 14개 시·군인 반면 어리소나무재선충은 18개 시,군으로 더 넓게 분포하고 있는 것으로 조사되었다. 또한 소나무재선충과 어리소나무재선충이 혼생하는 지역도 13곳(영덕, 포항, 경주, 상주, 구미, 칠곡, 성주, 경산, 청도, 고령, 영주, 김천, 영천)이었으며, 반면 5곳(문경, 예천, 봉화, 울진, 영양)에서는 어리소나무재선충만, 1곳(안동)에서는 소나무재선충만 분포하는 것을 확인 할 수 있었다.
포천시 소재 산림생산기술연구소 잣나무림에서 소나무재선충병 감염목의 메탐소듐 훈증방제시 외부로 유출되는 이소시안화메틸(MIC, methyl isocyanate)과 이소티오시안화메틸(MITC, methyl isothiocyanate)의 발생량을 시간 및 거리별로 측정하였다. 메탐소듐은 소나무재선충병 훈증방제 지침에 따라 처리하였으며, MIC와 MITC는 미국 직업안전위생관리국(OSHA)의 No. 54 방법에 근거하여 측정 및 분석하였다. MIC 발생량은 훈증제 처리 1일차에 최대 0.55 ㎍/㎥으로 가장 많았으며, 시간이 경과할수록 지속적으로 감소하여 7일차에는 최대 0.07 ㎍/㎥으로 감소하였다. 거리별로는 훈증제 처리 중앙지점에서 발생량이 많았으며, 20m와 50m 지점에서는 처리 7일차에 검출되지 않았다. 측정된 MIC 발생 최대량은 미국 EPA와 국내 고용노동부의 급성노출기준인 50 ㎍/㎥(1일 8시간 노출 또는 일주일 40시간 노출), 미국 캘리포니아 EPA의 만성노출기준인 1 ㎍/㎥(6개월 ~ 7년 지속 노출)의 1.1 ~ 55% 수준으로 확인되었다. MITC 발생량은 훈증제 처리 1일차에 최대 115.72㎍/㎥으로 가장 많았으며, 3일차부터 급격하게 감소하여 7일차에는 최대 14.27㎍/㎥으로 감소하였다. 거리별로는 훈증제 처리 10m 지점 이후에서는 1일차부터 MITC가 검출되지 않았다. 미국 EPA의 MITC 급성노출기준은 67㎍/㎥으로, 1일차 처리 원점을 제외한 전 기간 및 지점에서 기준 이하로 검출되거나 미검출되었다.
The most effective way to control plant parasitic nematodes are immersed in hot water, but the larger-scale processing is difficult to adjust a target processing temperature. Thermal equilibrium formula used to fit the processing temperature was very accurate and effective. Use of the thermal equilibrium formula was determined to be well suited on commercial scale(1400L volume chamber) hot water immersion treatment that should be quickly processed. 1000L of water based on 10%(111kg), 12%(136kg), 15%(176kg) filling ratio was applied in 48oC for 30min treatment and only 10%, 12% filling ratio was applied in 49oC for 10min. In 10% filling ratio, thermal equilibrium has been proceeding rapidly in 1-2 min, and no juvenile hatched in all treatments(at 48oC for 30min, at 49oC for 10min). In 12% filling ratio, though thermal equilibrium has been proceeding in 2 min, few juveniles were hatched in boundary temperature at 49.0oC. In 15% filling ratio, it took 7-8 minutes to reach thermal equilibrium after dipping. The result of applying the two treatment conditions(at 48oC for 30min, at 49oC for 10min) to commercial scale field experiment showed nematodes were almost completely eliminated in hooker chive roots. However, some of living nematodes were observed in 15% filling ratio treatment.