Recently developed a variety of architectural interior decoration according hwadoeme type of toxic gases generated during fire also are becoming diversified, resulting in fatal casualties occurred in the trend is also being increased. During a fire, toxic gas that is generated varies depending on the combustible material occurs. However, all combustible materials, including carbon, incomplete combustion of carbon monoxide which is generated in the most common toxic gases can be seen as one. Accordingly, in this study of organic solids that are generated in case of fire toxic gases, and briefly discuss the characteristics of the risks and, by far the most common Co gas for measures to prevent human casualties, seolbijeok, the temperature dependence, divided into four aspects of administrative daechaekdeung explained.

서 론 지리산국립공원의 참나무림 분포에 대하여 선행 연구조사 결과, 신갈나무(Quercus mongolica)는 해발고 약 900~1,400m (남사면 1,000~1,400m, 북사면 900~1,300m)의 건조한 사면에서 순림을 이루고 있다. 졸참나무(Q. serrata)는 지리산의 중간 사면에 해당하는 해발 400~1000m(남사면 400~1000m, 북사면 500~800m) 사이의 건조한 사면에서 순림을 이루고 있으며, 굴참나무(Q. variabilis)는 졸참나무림이나 신갈나무림에 혼효되어 있는데 건조한 급경사지 등에 소규모로 분포한다. 갈참나무(Q. aliena)는 주로 습한 계류 부근에서 다른 참나무속, 서어나무속의 식물들과 섞여 혼효림을 이루나 달궁계곡의 해발 650~750m 사이에서는 순림을 형성하고 있다(임양재, 1992). 참나무류 열매의 결실량은 풍흉이 심하여 예측이 힘들며 풍흉에 관련된 직·간접적인 인자로 토양, 강수량, 일조량을 영향을 끼치는 중요한 인자로 추정하고 있으며 (Hwang, 2008), 속설에 의하면 벼농사가 흉년이 들면 많이 열린다고 한다. 산림 내 참나무류 열매의 대부분을 차지하는 신갈나무, 갈참나무 등의 열매는 상수리나무 열매보다 다소 일찍 결실되며 상수리나무 열매는 밤이 결실되어 낙하되는 시기에 같이 떨어진다. 그 떨어지는 시기는 기후와 수종에 따라 미묘한 차이를 보인다. 참나무류 열매가 꽃필 시기에 비가 많이 내린 경우 참나무류 열매가 많이 결실되지 못하며 늦여름 태풍 등의 기후적인 영향으로 참나무류 열매가 성숙되기 전에 떨어져 결실량에 영향을 끼친다(Hwang, 2008). 본 연구는 지리산국립공원에 참나무류 열매의 연도별, 지역별 결실량을 분석하여 지리산국립공원에서 서식하는 반달가슴곰을 비롯한 야생동물의 먹이자원에 대한 기초 자료로 활용 위하여 실시하였다. 재료 및 방법 참나무류의 열매가 열리는 시기부터 낙엽이 질 때까지인 2008~2010년에 걸쳐 매년 7~12월에 실시하였다. 도토리를 채취하기 위한 Seed trap 설치는 도토리의 결실상황을 주기 적으로 관찰한 후 2008년 7월~8월경에 실시하였으며, 결실 열매 수거는 보다 정확한 자료 수집을 위해 9월말~10월초, 11월말~12월초 등 두 차례로 나누어 실시하였다. 연도별 변화량을 정확히 파악하기 위해 Seed trap을 회수하지 않고 동일한 장소에 연중 설치하여 결실 시기에 맞추어 모니터링을 하였다. Seed trap 설치를 위해 선정한 6개 지역은 피아골, 빗점 골, 장당골, 뱀사골, 한신계곡, 칠선계곡이며, 이는 주능선을 기준으로 남부 지역과 북부 지역으로 나누어 지리적 차이로 인해 결실량이 어떠한 변화를 나타내는지에 대해 파악하고자 지역을 선정하였다. 2009년부터 구례~성삼재, 성삼재~남원 국도 구간에 추가로 지역을 선정하여 참나무류 결실량 조사의 정밀성을 높이 고자 하였다(Fig. 1). 참나무류 열매를 채취하기 위해서 제작한 seed trap(1m×1m)을 지리산국립공원 지역 내에 8곳을 선정하여 해발 700~1,200 m 사 Table 1. 해발에 따른 참나무류 열매 결실량 이에 고도 100 m 간격으로 10 m × 10 m(100㎡) 조사구를 선정한 뒤, 한 조사구 당 5개씩 총 150개의 seed trap을 설치 하였다. 방형구 설치지점에 지리적 위치조사를 위해 휴대용 GPS (GARMIN社, 60Csx)를 이용하여 좌표와 고도를 기록하였 으며, 방형구내 우점군락, 하층식생, 참나무류 흉고직경을 측정하였다. 현장에서 비닐 백에 담아와 수거한 참나무류 열매를 실내 에서 건조 작업을 하기 전 디지털 중량계(AND社; HR-200, Max-210g)로 수분 함량을 측정하였으며, 건조기를 이용하여 85℃에서 일주일간 건조시킨 후 건조중량을 측정하였다. 측정된 자료는 고도별, 지역별, 권역별로 분류하여 나타내고자 하였다. 결과 및 고찰 2008년 분석결과 빗점 지역이 가장 많은 생산량을 나타 냈으며, 피아골, 칠선, 한신, 뱀사골, 장당순으로 높은 생산 량 순서를 보였으며, 남부지역이 북부지역에 비해 641 g 더 높은 생산량을 나타냈다. 고도별 생산량을 분석한 결과, 800~900, 900~1000, 700~800, 1000~1100, 1100~1200m 순으로 나타났다. 2009년도 총 생산량은 14,284g으로 장당, 빗점, 피아, 칠선, 한신, 뱀사골, 구례~성삼재, 성삼재~구례 순으로 나타났다. 고도별 생산량은 900~1000m에서 가장 높은 생산량을 나타 냈으며 800~900, 1000~1100, 1100~1200, 700~800m 순으로 생산량을 나타냈다. 작년과 고도별 생산량, 지역별 생산량이 모두 다른 양상을 보여주고 있었다. 2010년 참나무류 열매 총 생산량은 3,498g이었으며 빗점, 한신, 성삼재~남원, 피아, 칠선, 장당, 뱀사, 구례~성삼재 순으로 생산량을 나타냈다. 지리산 국립공원 전체 지역에 대한 고도별 생산량은 700~800, 800~900, 900~1000, 1000~1100, 1100~1200m 순으로 나타냈다(Table 1, 2). 2008년 설치되지 않았던 구례~성삼재~남원 구간을 제외한 3년간 결실량 결과를 비교 분석한 결과 2009년에 2008년, 2010년에 비해 결실량이 각각 81%, 66% 많은 결실량을 나타냈다. 2008년~2010년 지역별 참나무류 생산량은 빗점 지역이 전반적으로 많은 결실량을 보였으며, 뱀사골이 가장 낮은 결실량을 나타냈다. 고도별 생산량은 700~1000m 전체 결실량의 66%를 차지했다. 권역별 조사 결과 남부 지역이 북부 지역보다 매년 결실량이 많은 것을 확인 할 수 있었다. 참나무류 결실량이 매년 다른 원인에 대해서는 기존 연구 결과 결실량을 좌우하는 개엽(開葉)시기는 자생지의 고도, 조림지의 고도, 광량, 수광을폐도 등에 많은 영향을 받는다 고 보고하였으며, 온대지역에서의 식물의 개엽 현상은 기온, 의 영향을 크게 받는다고 보고되었다(Menzel, 2000). 특히 휴면 해제 이후의 기온의 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있으며(Fitter & Fitter, 2002; Sparks & Menzel, 2002; Chmielewski et al., 2004), 루브라참나무 산지 간 개엽시기 를 조사한 연구에서 북․서쪽 산지가 남․동쪽 산지의 것보다 개엽이 빠르다고 보고한 바 있다 (Ducousso et al., 1997; Ryu et al., 2004). 또한 식물의 개엽 시기는 토양의 수분과 영양분을 흡수하는 뿌리와 광합성을 하는 잎의 발달시기와 기간에 변화를 초래 할 수 있기 때문에 식물의 생장과 발달에 영향을 미칠 수 있다 (Nord & Lynch, 2009). 일반적으로 참나무류의 개엽시기, 성숙기 등은 당년의 기후인자의 영향을 많이 받는다(He et al., 2005). 금번 연구에서는 참나무류 열매 결실량의 변화에 대한 요인은 전년도 강수량에 기인하는 것으로 생각된다. 전년도 강수량이 적으면 다음 연도의 열매 결실량이 많은 것으로 파악되었다. 일본에서는 너도밤나무의 당해년도 결실량을 예측할 때 전년도 여름 강수량에 의한 결실량을 예측하고 있다(Ami et al., 2008). 참나무류 열매 결실량의 연간, 지역별 생산량 차이는 크게 기후인자, 토성(soil texture), 일조량에 의한 차이로 추정 할 수 있으나 어떠한 인자가 큰 영향을 끼칠 수 있는가에 대한 명확한 판단을 내리기 힘들 것이다. 그러므로 장기적인 결실량 모니터링과 결실량에 영향을 끼치는 요인에 대한 분석 및 접근이 필요하다. 이는 지리산국립공원의 반달가슴곰 뿐만 아니라 참나무류 열매를 주먹이원으로 하는 야생동물의 행동 특성을 규명할 수 있는 중요한 기초 자료가 된다. 또한 장기적인 결실량 모니터링을 통해 연도별, 기후별 결실량 변화에 대한 일정한 패턴이 분석된다면 결실량이 적은 해에 대체 먹이를 찾아서 발생할 수 있는 한봉지 피해, 과수피해 등 인간과의 충돌을 사전에 인지하고 대비할 수 있는 모델링을 제시하는데 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다. 인용 문헌 Ami, N. and Shinsuke, K. 2008. Altitudinal change in the fruiting phenology of deciduous oak in relation to feeding behavior of Asiatic black bear. Kyoto International symposium Chmielewski, F. M., Muller. A. and Burns. E. 2004. Climate changes and trends in phenology of fruit trees and field crops in Germany, 1961-2000. Agric. Forest Meteor. 121: 69-78. Ducousso, A., Bennehart. H., and Kremer. A. 1997. Geographic variations of Quercus rubra L. in European tests. p.58-67. Proc. of 2nd Meeting of IUFRO Working Party. pennsylvania, USA. Fitter, A. H. and Fitter. R. S. R. 2002. Rapid changes in flowering time in British plants. Science 296-1689-1691 He, J. S., Wolfe-Bellin, K. S. and Bazzaz. F. A. 2005. Leaf-level physiology, biomass, and reproduction of Phytolacca americana under conditions of elevated CO₂and altered temperature regimes. Int. J. Plant Sci. 166: 615-622. Hwang, M. H. and Garshelis. D. L. 2008. Activity patterns of Asiatic black bear (Ursus thibetanus) in the Central Mountains of Taiwan. 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서 론 산림생태계 내에는 다양한 생물들이 그들이 위치한 먹이 사슬 내에서 각각 고유한 기능을 수행하면서 공존하고 있다 (Patton, 1992). 하지만 그러한 생태계는 인간에 의해 줄어 들고 파괴되고 있는 실정이다. 이러한 서식지의 파괴는 생 물 다양성을 위협하는 가장 큰 이유 중 하나이다(Wilcove et al., 1986; Webb and Shine, 1997). 또한 야생동물들의 지속적인 서식을 보장하고 유지하기 위해서는 포유동물 중 저차소비자의 위치를 차지하고 있는 설치류의 지속적인 존 재의 필요성과 더불어 서식에 관한 기초자료의 수집이 불가 피하다(정과 이, 2004). 소형설치류는 산림생태계 내에서 저차소비자와 고차소 비자를 연결하는 중요한 역할을 하고 있는 종으로서, 생활 사가 매우 짧고 서식환경에 따라 쉽게 증가하거나 감소하기 때문에 환경변화에 매우 민감하다. 따라서 생태계의 주요 구성원으로 중요한 역할을 한다. 특히 먹이사슬에서 상위에 위치한 육식동물의 먹이가 되며 또한 다양한 식물의 종자를 산포하는 역할을 하기도 한다(Marser et al., 1978; Forget and Milleron, 1991). 지금까지 설치류는 다양한 서식환경과의 관계를 알아보 기 위한 연구대상으로 많이 이용되어 왔다(원, 1967; Kawamichi, 1996). 특히 수계주변 소형 포유류의 서식지 선호도 비교(정과 이, 2004), 국립공원에서의 설치류의 서식 밀도(조, 2008), 설치류와 하층식생에 관한 연구(임과 이, 2001), 산림내에서 설치류의 서식지 분석(Menzel et al., 1999), 서식환경에 따른 개체군의 분산(Saitoh and Nakatsu, 1993) 등에 관한 연구가 수행되었다. 본 연구는 덕유산 국립공원의 각 조사구에 서식하고 있는 설치류의 서식밀도를 조사하고, 유형별 개체군의 군집특성, 설치류를 먹이자원으로 하는 상위 포식자에 대한 먹이원 적정지수를 산출하여 중·대형 포유동물의 서식 및 생존을 위해서 반드시 필요한 먹이 공급원인 소형설치류에 대한 자료를 제시하기 위해 실시하였다. 연구내용 및 방법 1. 조사지 선정 본 연구대상지인 덕유산국립공원은 전형적인 내륙산악 지형으로서 전라북도 무주군과 장수군, 경상남도 거창군과 함양군의 2도 4군에 걸쳐 나누어져 있으며, 총 면적이 231.650㎢에 달한다. 조사지 선정은 덕유산을 대상으로 ArcGIS 분석기법을 사용하여 분석결과를 바탕으로 환경요건이 높은지역 내에 야생동물의 먹이원으로 잠재성이 있는 소형포유류를 다루 는 최소한의 조사면적인 1개의 조사구 10ha를 설정하고, 면적대비 10%인 0.5ha의 고정조사구 2곳을 설치하였다. 2. 조사 기간 및 포획방법 조사기간은 2010년 5월부터 2010년 12월까지 덕유산국 립공원 일원 3개 지역 6개 방형구에서 채집하였다. 각 조사 지역 내 10m 간격으로 생포트랩(Sherman's trap, Sherman Co. US)을 설치하였으며, 지형 여건상 조사구를 설치하기 힘든 경우는 조사구 크기를 지형 여건에 맞게 조정하여 실 시하였다. 포획은 개체의 특성을 고려하여 야간에 활동성이 높은 설치류의 생태를 고려하여 일몰 전에 생포트랩을 설치하고 일출 전 트랩을 회수하였다. 3. 분석항목 분석방법에는 서식밀도분석과 Petersen 방법으로 개체군 크기를 산정하였다. 또한 신남식 등(2009)의 지수산출방법 에 의거하여 서식밀도를 추가하여 일반적인 산술평균법 (arithmetic mean)을 사용하여 먹이원적정지수를 산출하였다. 결과 및 고찰 1. 조사지별 포획결과 덕유산국립공원 3개 지역 6개 방형구에서 포획한 설치류 는 총 360개체로 그중 비단털들쥐가 242개체(67.22%)가 포획되었으며, 흰넓적다리붉은쥐 70개체(19.44%) , 등줄쥐 48개체(13.33%)순으로 포획되었다. 가장 많은 개체수가 포 획된 지역은 구천 site2로 98개체, 가장 작은 개체수가 포획 된 지역은 상조 site2로 16개체가 포획되었다(Table 1). 다른 지역에 비해 구천동 지역에서 비단털들쥐가 많이 포획되었다. 구천동지역은 낙엽활엽수림이 우점한 혼효림 의 환경과 더불어 인위적인 간섭이 비교적 적은 곳으로 보 이며, 이러한 결과는 설치류의 번식과 먹이공급에 좋은 서 식환경을 제공하는 요소(나뭇가지, 돌무더기, 굵은 나무 잔 해)(Wang et al., 2002)와 비단털쥐아과가 최근 새롭게 재조 성된 산림에서의 서식을 선호하지 않는 것(Mills, 1995)에 관련이 있을 것으로 사료된다. 이와 반대로 가장 작은 개체수가 포획된 상조 지역은 과 거 민가가 있었으며, 개간한 흔적이 남아있는 지역으로 조 사지역은 해발 550m의 계단식 묵정논과 계곡 등이 형성된 사면부가 있고, 잎갈나무 조림지가 우점하고 있다. 침엽수 인 잎갈나무 군락과 농로를 따라 사람의 왕래가 잦은 농경 지역에서는 하층식생이 절대적으로 부족하고, 낙엽층의 발 달이 아주 빈약하기 때문에 이는 설치류의 서식제한요인(신 등, 2009)으로 작용되었다고 판단된다. 2. 월별에 따른 조사지별 개체수 분석 덕유산국립공원 3개 조사지역에서 5월에서 12월까지의 월별 개체수를 보면 5월부터 월별로 증가를 보이다 7월에 가장 높은 개체수를 나타내었고, 8월부터 12월까지 점차 개체수의 감소를 보였다(Fig. 2). 8월의 급격한 개체수의 감소는 7~8월의 강수량 증가로 굴과 보금자리가 유실되었을 것으로 보이며, 9월 이후 보여주는 꾸준한 감소는 이 등 (2009)의 설치류의 행동패턴 연 구자료에서 보여지는 겨울철의 낮은 행동권 결과와 먹이부 족 및 외부기온 저하에 대비하여 에너지를 절약하기 위해 일중휴면 시간을 증가시키기 때문인(윤과 한, 2006)것으로 판단된다. 3. 개체군 밀도 분석 1)지역별 소형포유류 서식밀도 각 지역별 설치류의 0.5ha당 서식밀도를 보면 구천 site2, site1이 14, 13.6으로 가장 높은 수치를 나타내었고, 벌한마 을 site2, site1이 각각 8.7, 7.7, 상조마을 site1, site2에서 5.1, 2.3 순으로 나타났다. 구천동 지역은 산림의 수계주변 과 인접해 있고 낙엽활엽수가 우점하여 있으며, 인위적인 간섭의 영향이 가장 미치지 않은 지역으로 다른 지역보다 샘플면적에 비례하여 많은 개체수가 포획되었다(Table 2). 2)개체군 크기 포획 재포획법은 개체군을 평가하는 모델로 학술연구에 많이 쓰인다. Petersen의 방법에 따라 밀도 산출방법을 사용 한 지역별 개체군의 크기를 보면 벌한 site1에서 16개체로 가장 높은 수치를 나타내었으며, 그 다음으로 구천 site1에 서 12개체, site2에서 8.8개체, 벌한마을 site2에서 6.4개체 로 확인되었고, 상조마을 site1에서 1.5개체, site2에서 1개 체로 낮은 수치를 보였다(Table 3). 중·대형 포유류의 먹이 원이 되는 풍부한 설치류 밀도와 분포는 중·대형 포유류를 위한 서식지 결정 가운데 하나의 중요한 요소로서 반영될 것이다(신 등, 2009) 4. 먹이원 적정지수(FSI) 덕유산국립공원의 먹이자원 비교를 위하여 구천, 상조, 벌한의 소형포유류의 군집분석결과를 바탕으로 분류하였 고 각각에 대한 적정지수(SI)를 작성하였으며, 작성방법에 있어 가장 높은 다양도, 균등도, 풍부도, 서식밀도에 대한 수치를 1로 정하고 나머지 지역은 상대치로서 계산하였다 (Table 4). 각 지역별로 먹이원 적정지수를 산출한 결과, 벌한 site2 가 0.81로 가장 높게 나타난 것으로 보아 저차소비자가 되 는 설치류의 풍부함으로 인하여 이를 먹이자원으로 활용하 는 중·대형 포유류의 서식이 불가피할 것으로 보이며, 쉽게 먹이자원을 획득할 수 있을 것으로 보인다. 이와 같이 설치류의 높은 다양도를 유지하기 위해서 서식지 다양성의 유지와 더불어 인공으로 조림되지 않은 산림의 식생을 유지하면 야생동물의 풍부도와 다양도는 증가하게 될 것으로 보이며, 이러한 설치류의 서식을 유지, 관리하는 것은 이들 설치류에 의존하여 서식하게 하는 다른 야생동물 에 있어서도 중요한 의미라 할 수 있다(Cockle and Richardson, 2003). 나아가 계절별로 설치류의 개체군 변이를 분석하고, 강수 량, 기온, 지온, 토양수분, 증발량 등 기상학적인 요인과 병 행해서 조사를 수행하는 것이 필요할 것으로 사료된다. 또 한 장기적으로 이를 포식하는 피식자의 복원연구에도 이와 같은 연구를 통하여 합리적인 복원방안을 모색할 수 있을 것으로 보인다. 인용문헌 신남식, 윤희정, 유병호, 양병국, 권수완, 주승진, 용환율, 어경연. 2009. 토종여우(Vulpes vulpes)의 인공증식 및 자연생태계 복 원기술 개발. 환경부 원병휘. 1967. 한국동식물도감 제 7권(포유류). 문교부. 서울. 659 윤명희, 한창욱. 2006. 등줄쥐(Apodemus agrarius)의 일중휴면에 관한 연구. 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인삼은 재배기간이 4~6년으로 길어 충해나 병해방제가 매우 까다로운 작물이다. 인삼에 피해를 주는 해충들 가운데 인삼줄기버섯파리는 화경절단부에 성충이 산란하고, 부화한 유충이 줄기 내부로 침입하여 가해하기 때문에 육안으로 관찰하기가 어려워 피해에 대한 사전예찰이나 방제가 까다롭다. 또한, 주로 5-6년 인삼의 수확시기에 발생하기 때문에 친환경인삼 재배지에서는 화학합성 살충제를 이용한 약제방제가 곤란하여, 경제적 피해를 야기한다. 인삼줄기버섯파리가 발생한 강원 횡성의 5년생 인삼포와 그 주변지역을 대상으로 발생을 조사한 결과, 4월말에 고죽 및 인삼에서 월동 유충이 확인되었으며, 5월 하순부터 황색 끈끈이 트랩에 성충이 포획되기 시작하였다. 5월말에서 6월초에 포획 개체수가 높게 나타났다. 또한 7월초와 8월초에 두 번의 성충 발생 최성기를 보였다. 강수에 따른 인삼줄기의 함수율의 증가는 유충의 생존율을 높여 성충의 발생량이 증가하고 있는 것으로 추정된다. 인삼줄기버섯파리의 방제를 위하여 고삼추출물이 함유된 친환경농자재와 인삼에 등록된 화학살충제인 spinetoram, 살균제로 사용되는 copper sulfate basic을 각각의 방법을 달리하여 처리한 후 끈끈이 트랩과 화경절단 방법으로 효과를 조사하였다. 끈끈이 트랩으로 성충의 발생을 확인한 결과로는 살균제로 사용되는 copper sulfate basic을 화경절단 부위에 국소처리한 처리구의 방제효과가 가장 좋았다. 화경을 절단하여 줄기내의 유충을 조사한 결과는 spinetoram을 처리한 처리구의 피해주율이 29.2%로 가장 낮게 나타났다. 실내에서 유충에 대한 살충력을 검정한 결과, 고삼과 님 추출물, 파라핀유 등이 함유된 3종의 친환경농자재가 약제 처리 후 48시간 내에 100%의 살충효과를 나타내었다. 그렇지만, 줄기내부의 유충은 방제제에 노출되기 어려워, 살포방법으로 인삼포에 적용하였을 경우에는 높은 살충효과를 기대하기가 어려워, 성충으로 우화된 후 방제하거나 우화된 성충의 산란을 저해할 수 있는 산란기피물질의 탐색이 필요하다.

단독내부포식기생자인 진디면충좀벌은 2007년에 토착종으로 알려진 천적으로 여러 속에 속하는 40여 종의 진딧물을 기주섭식 또는 기생에 의해 치사시키는 기생성 천적이다. 진디면충좀벌의 기주섭식, 기생능력 등 생물학적 특성에 미치는 기주곤충과 온도의 영향을 구명하기 위하여 복숭아혹진딧물, 목화진딧물을 기주로 하여 15, 20, 25, 30℃의 온도와 광주기 16L:8D 조건에서 진딧물 섭식수, 기생수, 우화율, 발육기간을 조사하였다. 목화진딧물을 기주로 하였을 때 진디면충좀벌의 기주섭식수는 30℃(5.6마리)에서 가장 많았고 15℃(2.0마리)에서 가장 적었으며, 온도 간 기생수는 차이가 없었다(30℃에서 12.3마리). 우화율은 25℃(92.0%)에서 가장 높았고, 30℃(69.4%)에서 가장 낮았으며 산란에서 우화까지의 발육기간은 25℃와 30℃에서 각각 14.2일과 12.9일이 소요됨을 알 수 있었다(P<0.05). 복숭아혹진딧물을 기주로 하였을 때 기주섭식수는 온도 간 차이가 없었으며, 기생수는 25℃(10마리)에서 가장 많았고 15℃(2.9마리)에서 가장 적었으며, 온도 간 우화율은 차이가 없었다. 25℃에서 산란에서 우화까지 14.7일이 소요되었으며, 산란에서 우화까지의 기간은 온도가 높아질수록 유의하게 짧아졌다(P<0.05). 진디면충좀벌은 목화진딧물과 복숭아혹진딧물을 성공적으로 섭식하고 산란에서 우화까지 발육을 완료하였으므로 2종의 진딧물은 진디면충좀벌의 사육에 적합한 기주로 판단되며, 목화진딧물 방제 시 비교적 높은 온도조건(30℃)에서 이용 가능할 것이다.

Bacillus thuringiensis(B.t.)에서 cry gene은 plasmid DNA상에 존재하고 대상 곤충에 살충활성을 나타내는 내독소단백질 형성에 관여하는 주요 유전자이다.파밤나방(spodoptera exigua)에 높은 살충활성을 보이는 B.t. subsp. aizawai KB098 균주의 cry gene이 위치하는 plasmid DNA를 찾기 위해 curing 방법을 사용하였다. KB098균주는 cry1Aa, cry1Ab, cry1C, cry1D 4개의 cry gene을 가지고 있으며, Plasmid DNA는 7개가 확인되었다. Cry gene을 암호화하는 plasmid DNA를 찾기 위한 curing 방법은 LB배지에 KB098균주를 희석 후, 27℃ 진탕배양기에서 24시간 배양한 뒤 NA배지에 spreading 한 후, 42℃조건으로 48시간 배양하여 단일 colony를 얻었다. 위상차현미경으로 관찰했을 때 내독소단백질을 형성하지 않는 colony를 NA배지에 streaking하여 27℃ 조건으로 4일간 배양하였다. 위상차현미경관찰을 통해 내독소단백질을 형성하지 않는 colony를 선발하였다. Curing과정이 제대로 수행되었는지 확인하기 위해 SDS-PAGE를 통하여 분자량 130kDa의 내독소단백질 band가 형성되지 않음을 확인하였으며, PCR증폭을 통해 acrystalliferous균주가 KB098 균주가 가지고 있는 4개의 cry gene을 가지고 있지 않음을 확인하였다. cry gene을 암호화 하는 plasmid DNA를 찾기 위해 KB098균주와 5개의 acrystalliferous균주와의 plasmid DNA pattern을 비교하였다. acrystalliferous균주에서 결실된 plasmid DNA만을 gel elution 한 후에 PCR을 통해 cry gene의 존재를 확인하였다.

헤어리베치와 같은 녹비작물에서 톱다리개미허리노린재의 발생이 증가되고 있는 양상이다. 헤어리베치는 친환경농업을 하는 농가나 유기농업을 하는 농가에서 토양개량방법으로 주로 이용하고 있기 때문에, 톱다리개미허리노린재의 방제를 위해서 살충제의 사용은 최소화 내지 무농약으로 재배하고, 이들 해충을 방제하기 위해서는 친환경적인 방제방법을 사용해야 할 것이다. 본 연구는 헤어리베치 포장에서 톱다리개미허리노린재의 발생 양상을 조사하기 위하여 페로몬트랩을 이용하였다. 또한 친환경농업에 알맞은 톱다리개미허리노린재로 인한 피해를 경감시킬 수 있는 방법을 찾기 위하여 고삼과 님 추출물을 사용하여 제조된 친환경농자재를 대상으로 톱다리개미허리노린재의 살충효과를 검정하였다. 검정 결과, 친환경농자재를 충체에 직접 처리하는 경우에 일정 수준 이상의 방제 효과를 보였으며, 직접 맞지 않는 경우에는 살충력이 매우 감소하는 경향을 보였다. 그리고 살충효과는 속효적으로 나타나지 않고, 약액을 처리한지 96시간 이후부터 살충효과가 나타나는 경향을 보였다. 따라서 톱다리개미허리노린재의 발생초기인 4월 말에 사용하였을 때에 효과적일 것이라 사료된다.

Tannic acid가 파밤나방의 중장액에 존재하는 단백질분해효소의 활성을 저해함으로 처리된 Bacillus thuringiensis(이하 B. thuringiensis) subsp. kurstaki KB100균주의 insecticidal crystal proteins(ICPs)의 과분해를 억제하며 살충활성을 상승시키는 효과가 있다는 연구결과를 기초로, tannic acid의 protease inhibition여부 및 tannic acid가 B. thuringiensis KB100균주의 parasporal inclusion에 미치는 영향을 조사하였다. Tannic acid와 파밤나방 중장액을 먼저 혼합하여 반응시킨 후 B. thuringiensis KB100의 parasporal inclusion에 처리하여 SDS-PAGE를 통해 단백질밴드를 확인한 결과, 중장액내의 단백질분해효소에 의해 정상적으로 분해되어 60KDa의 살충활성을 나타내는 독소단백질 밴드를 나타냈다. 따라서 tannic acid에 의한 살충활성증대의 정확한 영향을 확인하기 위해, B. thuringiensis의 parasporal inclusion과 먼저 혼합하여 반응시킨 후 파밤나방 중장액을 처리하고 단백질 밴드패턴을 확인한 결과 전독소인 130kDa의 단백질이 거의 분해되지 않고 나타났다. B. thuringiensis KB100의 parasporal inclusion과 tannic acid을 먼저 혼합하여 반응시킨 것을 위상차현미경하에서 확인한 결과, tannic acid의 농도가 높아질수록 parasporal inclusion이 응집하여 있는 것이 확인되어, tannic acid가 파밤나방 중장 내 소화효소에 반응하는 영향보다 B. thuringiensis 독소단백질의 응집을 통해 소화효소의 분해저해 원인 가능성을 확인하였다.

목화면충좀벌은 여러 종의 진딧물을 기주섭식 또는 기생에 의해 치사시키는 진딧물의 단독내부포식기생자이다. 목화면충좀벌의 기주섭식, 기생능력 등 생물학적 특성에 미치는 기주곤충과 온도의 영향을 구명하기 위하여 목화진딧물, 복숭아혹진딧물을 기주로 하여 15, 20, 25, 30℃의 온도와 광주기 16L:8D 조건에서 진딧물 섭식수, 기생수, 우화율, 발육기간을 조사하였다. 목화진딧물을 기주로 하였을 때 목화면충좀벌의 기주섭식수는 25℃에서 가장 많았고(9.7마리) 20℃에서 가장 적었으며(1.0마리), 기생수는 30℃에서가장 많았고(21마리) 20℃에서 가장 적었다(9.2마리). 온도 간 우화율은 차이가 없었으며, 산란에서 우화까지 25℃에서 13.9일 소요되었고 산란에서 우화까지의 기간은 온도가 높아질수록 유의하게 짧아졌다(P<0.05). 복숭아혹진딧물을 기주로 하였을 때 기주섭식수는 30℃(2.3마리)에서 가장 많았고 20℃(0.9마리)에서 가장 적었으며, 기생수는 25℃(17.1마리)에서 가장 높았고 30℃(7.6마리)에서 가장 적었다. 온도 간 우화율은 차이가 없었으며, 25℃에서 산란에서 우화까지 14.6일이 소요되었으며, 산란에서 우화까지의 기간은 30℃(9.9일)에서 가장 짧았다(P<0.05). 목화면충좀벌은 목화진딧물과 복숭아혹진딧물에서 산란에서 우화까지 발육을 성공적으로 완료하여 2종의 진딧물은 목화면충좀벌의 적합한 사육기주로 판단되며, 목화진딧물 방제 시 복숭아혹진딧물 방제 시보다 높은 온도조건(30℃)에서 이용 가 능할 것으로 사료된다.

날개매미충(Ricania sp.)은 2009년부터 충남공주, 예산, 전남구례, 전북순창, 경기 고양 등 전국 각지에 발생하고 있는 돌발 해충이다. 날개매미충의 기주식물로는 사과, 감, 밤, 오미자, 블루베리, 복분자 등이 있다. 날개매미충은 흡즙형 구기를 가지고 있는 해충으로 주로 목본식물의 잎이나 가지에서 식물즙액을 흡즙한다. 이로 인해 식물에 피해를 주고, 과실의 경우 상품성을 저하시켜 경제적 피해를 준다. 뿐만 아니라, 성충들은 목피에 산란을 하게 되는데 이로 인하여 물관부를 파괴하여 가지를 고사시킨다. 또한 날개매미충이 배설하는 감로는 식물체 잎에 그을음병을 일으키게 되어 2차적인 피해를 주게 된다. 이러한 피해를 주는 날개매미충의 발생양상을 공주시 신풍면 일대의 사과원에서 수행하였으며, 그 결과 평균기온이 상승하는 5월 말부터 월동한 알에서 약충으로 우화되는 것이 확인 되었고, 7월 중하순에 약충의 발생최성기를 보였으며, 8월 초부터 우화한 성충의 수가 급격히 증가하기 시작하여, 9월 초에 성충의 발생최성기를 보였다. 또한 26℃에서 실내사육을 하면서 생활사를 조사한 결과, 각 령기별 발육기간은 평균 9.6일이고 성충이 되기까지 평균 51일이 소요되었다. 결과적으로 날개매미충을 효과적으로 방제하기 위해서는 성충이 되기 전 약충시기인 5월말에서 8월 초 사이에 약제를 살포하는 것이 효율적이라고 생각된다. 그렇지만, 날개매미충은 작물 이외에도 농경지 주변의 잡초나 임야에서 분포하기 때문에 약제방제활동을 하더라도 주변에서 쉽게 유입되기 때문에 방제 효과가 떨어지기도 한다. 또한 식물체의 줄기와 가지부분의 목피에 산란된 알은 방제가 잘 이루어지지 않으며, 이동이 많은 성충시기에 방제를 하게 되면 주변 잡목으로의 피신한 후 다시 과원이나 작물로 이동하여 피해를 주기 때문에 방제구역을 농경지 주변 구역으로 확대할 필요성이 있다.

꼬마배나무이(Cacopsylla pyricola)는 최근 들어 배과원에 발생량이 증가하면서 그 피해가 점차 증가하는 경향을 보이고 있다. 이에 따라 꼬마배나무이를 방제하기 위한 살충제들이 많이 등록되어 사용되고 있으며, 그 방제 효과 또한 우수한 것으로 평가 되고 있다. 본 실험은 이러한 살충제들의 살포에 따른 꼬마배나무이의 섭식행동을 관찰하고 분석하여 방제의 효율성을 증가시키는데 목적이 있다. 작용기작이 서로 다른 침투이행성 살충제 3종을 선발하여 약효에 대한 생물검정을 실시하였고, 섭식행동을 관찰하기 위하여 EPG기술을 이용하여 수행하였다. 실험에 사용된 배는 신고이며, 살충제는 작용기작이 서로 다른 carbamate계통의 benfuracarb, neonicotinoid계통의 imidacloprid, pyridincarboxamid계통의 flonicamid를 사용하였다. 꼬마배나무이에 대한 약효는 3가지 약제간의 큰 차이가 나타나지 않았다. 5시간 동안 기록된 꼬마배나무이의 EPG 패턴을 분석하여 보면, 탐침 횟수, 첫 체관부 섭식 시간은 무처리구와 3가지 약제간의 유의성이 나타나지 않았다. 총 구침을 빼고 있는 시간(Np), 총 체관부 섭식 시간(PD+PE1+PE2), 체관부 섭식 횟수는 무처리구와 3가지 약제의 유의성은 나타났지만, 3가지 약제간의 유의성은 나타나지 않았다. 총 물관부 섭식 시간(PG)은 무처리구와 3가지 약제의 유의성이 나타났고 3가지 약제간 유의성이 나타났다. 따라서 살충제의 계통이 다르고, 살충기작이 다르다고 하여도 해충이 받아드리는 독성분에 대한 반응은 거의 유사한 경향으로 나타나는 것으로 추정된다.

저곡해충으로부터 쌀 포장의 피해를 줄일 수 있는 포장재질의 개선을 위하여 시중에 유통․판매되는 각각의 쌀포장지의 두께를 측정하여 각 해충의 침투수를 조사하였다. 1.61mm의 구멍을 낸 폴리에틸렌포장지에서 화랑곡나방은 실험 후 6시간 이내에 각각의 두께가 다른 폴리에틸렌포장지 모두에서 유충이 침투하기 시작하여 실험 후 12시간 이내에 총 유충의 40%정도가 침투하였으며, 어리쌀바구미는 실험 후 18시간 이내에 1.61mm의 구멍을 낸 0.2mm 폴리에틸렌포장지에서 침투가 이루어졌다. 특히, 두 해충 모두 폴리에틸렌포장지보다 종이포장지에서 상대적으로 해충의 침투가 빈번하였다. 포장내부의 습도를 조절하기위한 수단으로 폴리에틸렌포장지에 일부 지름 5mm의 작은 구멍이 있는데 이보다 작은 구멍으로 해충의 유입이 생기는 것으로 보아 구멍의 크기를 개선할 필요가 있을 것으로 생각된다.

두과작물이 주요 기주인 톱다리개미허리노린재(Riptortus pedestris)를 대상으로 먹이를 서로 달리 공급하였을 경우, 톱다리개미허리노린재의 발육과 산란의 차이를 확인 할 수 있었다. 약콩(Rhynchasia nulubilis), 녹두(Phaseolus radiatus), 헤어리베치(Vicia villasa) 등 세 종류의 두과작물을 잎과 종자, 그리고 잎과 종자를 같이 제공하여 톱다리개미허리노린재 약충의 령기별 발육기간과 성충수명 및 산란 수를 비교하였다. 세 종류의 식물체 각각을 잎만 먹이로 제공한 경우, 톱다리개미허리노린재는 알에서 부화한 약충이 2령까지밖에 생존하지 못하였다. 약콩과 녹두의 경우 종자를 주거나 식물잎과 종자를 같이 제공하게 되면 성충으로 발육이 진행되었다. 그렇지만, 헤어리베치의 경우 잎과 종자를 같이 제공한 경우에도 5령까지밖에 성장하지 못하고 성충으로 발육이 진행되지 않았다. 약콩 종자만 제공하였을 경우에는 성충 수명은 17.4±10.0일로 가장 짧았고, 산란수가 가장 적었으며 이들 알들은 우화하지 않았다. 성충 수명은 약콩을 기주로 한 경우보다 녹두를 기주로 할 때 더 길었고, 산란 수는 녹두를 기주로 할 경우 더 많았다. 따라서 약콩과 녹두 중 기주로서는 녹두가 적합한 것으로 사료된다. 헤어리베치는 톱다리개미허리노린재의 완전한 기주로 생활환을 완성하는데는 부적합한 기주로 평가되며, 톱다리개미허리노린재에게 있어서는 헤어리베치 포장은 먹이를 취하기 위한 일시적인 방문 서식처로서의 역할을 할 것이라 추정되며, 추후 야외포장에서의 검증을 수행할 예정이다.

곤충자원 및 작물해충을 포함한 농업곤충의 분류동정은 농업인의 소득과 관련된 주요한 민원 사항으로 신속한 종 동정을 필요로 한다. 이에 비해 국내외 분류학자의 인력은 감소되고 있으며, 주요 핵심 분류군을 제외하고는 문제가 발생하더라도 단기간에 종 동정을 이루어내기 어려운 실정이다. 최근 mtCOI의 전반부(650bp)를 DNA barcode로 이용하여 생물 종을 신속히 동정하려는 적용 연구들이 국내외에서 진행되어 왔다. 이에 따라서 국립농업과학원 농업생물부에서는 2009-2011년까지 국내외 농업곤충 1,000종의 G-DNA stock 및 DNA barcode 구축을 목적으로 연구를 진행하여 왔다. 그 결과, DNA stock의 제작 및 초저온 보존은 총 4목 44과 1,476종 4,958개체에서 완료하였고, DNA 바코드 분석은 총 4목 44과 1,182종 2,968개체에서 진행하여 왔다. 특히, 연구된 주요 분류군으로는 곤충자원에서 남한산 나비류 150종, 무당벌레과 40종, 병대벌레과 33종이 있으며, 농업해충으로는 밤나방과 253종, 자나방과 139종, 풍뎅이과 90종, 방아벌레과 177종, 잎벌레상과 67종 등이었다. DNA 바코드 분석을 통하여 10종의 신종 및 신아종을 발굴하였고, 기존 분류의 결과와 다른 10여 종의 혼동종을 찾아냈으며, 이들의 명확한 종 판정을 위하여 형태분류와 연계된 종합분류(intergrative taxonomy)가 수행 중에 있다. 또한, DNA stock 제작 및 DNA 바코드가 분석된 종의 개체 정보를 형태 분류와 유기적으로 연결한 라이브러리를 갖추기 위하여 ‘한국의곤충자원관(http://www.genebank.go.kr/pb/main.jsp)’내에 곤충분자분류관을 연차적으로 구축 중에 있다. 최종적으로 2016년까지 농업곤충 2,500종의 DNA 바코드 라이브러리를 구축하고자 계획하고 있으며, 이를 통해 형태분류와 접목하여 주요 농업곤충 종의 어떤 성장단계에서든지 신속하고 정확한 종 진단을 이루어 내고자 한다.

곤충의 동종 내에서의 다양한 색상패턴발현과 연관된 유전자를 탐색하는 일은 다양한 각도에서 이루어질 수 있다. 본 연구에서는 동종내 색상다형현상을 보이는 무당벌레의 초시가 검은색과 적색 또는 황색으로 되어 있는 특징을 이용하여 멜라닌 색소 형성과 관련된 유전자에 의해 색상발현이 조절될 것이라 가정하고, 곤충의 체벽이나 날개의 경화 및 색소침적에 관여하는 phenoloxidase(PO) 유전자의 클로닝과 염기서열 분석을 수행하였다. Phenoloxidase의 다른 기능으로서 멜라닌 생합성과 관련된 두 가지 반응단계를 촉매작용을 한다. 곤충에 있어서는 일반적으로 불활성 상태인 prophenoloxidase로 존재한다고 알려져 있으며, 곤충의 혈구와 곤충류에서는 체액 내에서 발견이 되었다. 야외채집군에서 노란색 바탕에 검은 점이 전혀 없는 succinea2 개체와 검은색 바탕에 2개의 붉은 점을 가진 conspicua 개체를 사용하여서 실험하였다. primer는 무당벌레와 같은 목에 속하는 Tribolium castaneum과 유전적으로 연구가 많이 된 Drosophila melanogaster의 prophenoloxidase관련 유전자 서열을 바탕으로 design한 Forward primer와 oligodT를 reverse primer로 사용하여 PCR을 수행한 결과 발현된 것으로 sequencing한 결과를 비교분석하였다.

곤충의 장내 공생미생물은 소화, 발육, 생존, 번식 및 필수성분의 합성에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 이러한 공생미생물은 모세대로부터 얻어지는 수직적 전달과, 자연환경이나 먹이와 같은 외부적 요인으로부터 얻어지는 수평적 전달을 통해 획득되는 것으로 확인되고 있다. 본 연구에서는 콩과작물에 주요해충인 톱다리개미허리노린재(Riptortus pedestris)의 장내공생자이며, 수평적 전달을 통해서 획득되는 것으로 알려진 Burkholderia spp.와 이외의 장내세균이 톱다리개미허리노린재의 생물적ㆍ생태학적 특성에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 톱다리개미허리노린재 야외개체군과 실내 누대사육 개체군의 성충 소화기관을 채취하고 TSA배지에 배양하여 장내세균을 분리동정한 결과, 야외개체군에서만 Burkholderia spp. 균주를 확인 할 수 있었다. 실내사육개체의 누대사육과정에서 실제로 발생하는 발달이나 생식의 저해가 Burkholderia spp. 장내세균의 부재로 인한 것인지 확인하는 과정이 필요했다. 톱다리개미허리노린재의 장내세균 억제를 위한 항생제를 선발하고, 외부로부터 Burkholdria spp.가 유입될 가능성이 있는 기주와 토양(상토), 콩종자를 (Yoshitomo et al., 2011) 사용한 방법을 인용하여 모두 멸균 및 소독하여 부재시키고, Burkholderia spp. 균주도 같은 방법으로 처리하여 사육하였으며, 처리구별 충체길이를 측정하여 발육정도를 비교하였다. Burkhodria spp.를 모두 제거한 개체군과 제거하고 이 균주를 처리하여 획득하게 한 개체군, 정상개체군간의 발육의 정도에 있어 차이를 보이는 것으로 확인되었으며, 추후 약충기간, 성비, 생식정도를 확인하여 공생세균인 Burkhodria spp.가 톱다리개미허리노린재에 미치는 영향을 확인해야 할 것으로 판단되며, 그 외의 분리동정된 균주의 장내세균으로서의 가능성 또한 확인할 계획이다.

특정 분류군의 DNA 바코드 라이브러리가 갖추어진다면, 형태분류와 접목하여 어떤 곤충 종의 어떤 성장단계에서든지 신속하고 정확한 종 진단을 할 수 있다. 이러한 추세는 범세계적으로 형태분류가 가장 잘 이루어진 나비류를 대상으로 많은 DNA 바코드 정보가 축적되고 있다. 최근까지 러시아중부와 루마니아에 분포하는 전종을 대상으로 한 DNA 바코드가 수행되는 등 많은 연구가 이루어지고 있다. 이에 국립농업과학원은 2010년부터 DNA 바코드를 이용한 남한산 나비류 전종(206종)에 대한 분석을 시도해 왔으며, 현재까지 76.2%인 157종(호랑나비과 13종, 흰나비과 12종, 부전나비과 40종, 네발나비과 74종, 팔랑나비과 18종)의 분석을 완료하였다. 이 중 151종(96%)는 종간 염기서열 2% 이상으로 형태적 종 동정 결과와 일치함을 보였다. 이는 DNA 바코드 분석이 나비의 어느 성장단계에서든 국내 종의 동정율을 96%까지 높일 수 있음을 시사한다. 또한 DNA 바코드 상에서 종 진단이 불가한 6종(4%)에 해당하는 범부전나비와 울릉범부전나비, 오색나비와 황오색나비 및 참산뱀눈나비와 함경산뱀눈나비는 기존 형태분류와는 다르게 각각이 동일종일 가능성도 제시되었다. 아울러, 최근 국내 적용 학명이 변경된 나비종들에 대해서는 분석된 DNA 바코드 정보를 바탕으로 해당 학명적용의 적정성도 검토하였다. 향후, 추가연구를 통해 국내 나비류 전종의 DNA 바크드 분석을 완료하고, 자원곤충으로서 나비류의 종 동정에 DNA 바코드 이용을 촉진할 수 있는 편리한 레퍼런스 라이브러리를 구축하고자 한다.