석유화학공업에서 많이 쓰이는 에틸렌 같은 가벼운 올레핀으로 부터 불순물인 파라핀의 분리는 쉽지 않다. 물리화학적인 성질이 올레핀과 비슷하기 때문인데 보통 극저온 증류 방법을 이용하여 분리를 하지만 연간 사용하는 에너지와 차지하는 부지면적이 넓은 단점이 있다. 분리막은 상의 변화없이 물질을 분리 할 수 있고 부지면적이 적어 친환경적이다. 그 중에서도 촉진수송은 전이금속 이온과 올레핀이 π-complexation을 형성하여 올레핀을 투과하는 원리로 본 연구에서는 AgBF4를 이용한 고분자 전해질 분리막을 중공사막 지지체 위에 코팅하여 올레핀과 파라핀을 분리하는 비대칭 중공사막을 만들었다. 제조된 중공사막은 순수가스와 혼합가스를 이용하여 성능을 측정하였다.

고분자 분리막을 이용한 기체 분리는 기체의 막에 대한 투과도 차이를 이용하여 분리하는 친환경적인 공정 방법이다. 기체 분리용 고분자 소재는 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리이미드 등의 방향족 고분자들이 주로 사용되었다. 유리상 고분자인 폴리이미드는 높은 온도에서 기계적 강도가 매우 좋으며, 내화학성, 높은 기체 선택성을 보이는 뛰어난 소재로 많은 응용분야에서 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 폴리이미드계 고분자 중 애경유화(주)에서 합성된 폴리이미드 고분자를 이용하여 상전이법에 의해 중공사막을 제조하였으며 분리막에 대한 기체 투과 특성 및 기계적 물성, 신뢰성 테스트를 통하여 신뢰성을 확보하였다.

깽깽이풀은 춘계단명식물(spring ephemeral)로 초봄에 눈이 녹기 시작하는 시점에서 상층수관이 울폐되기 전까지 생활사를 완료하는 초본식물을 말한다. 깽깽이풀은 매자나 무과(Berberidaceae)에 속하는 식물로서, 전 세계적으로 약 2종이 분포하고 있다. 한국을 비롯한 동아시아에 1종, 북아 메리카 동부에 다른 1종이 분포한다. 깽깽이풀의 종자에는 엘라이오솜이 부착되어 있는데, 엘 라이오솜이란 Oil을 뜻하는 그리스어 ‘elaion’과 Body를 뜻 하는 그리스어 ‘Soma’의 합성어로 지방과 단백질이 풍부한 여러 가지 형태의 지방체를 말한다(Gorb and Gorb, 2003). 다수의 식물은 개미를 유인하기 위하여 종피에 엘라이오솜 이라는 육질의 구조를 부착하고 있다. 종자를 산포하기 위 하여 개미에게 보상할 엘라이오솜을 부착한 종자를 종자와 구별하여 Diaspore(산포체 또는 전파체)라 한다. 개미는 엘 라이오솜이 붙어있는 종자를 개미집으로 물어가 엘라이오 솜은 떼어서 애벌레의 먹이로 이용하고 남은 종자는 개미집 내부의 쓰레기장이나 집 밖의 모래언덕 또는 개미군체의 영역 경계로 내다버린다. 개미의 이런 행동을 보아 깽깽이 풀과 개미의 상리공생 관계를 밝혀보고자 하여, 지역 4곳을 선정하여 깽깽이풀의 열매를 수집하고 Diaspore 특성, 관련 된 개미종을 조사하였다. 깽깽이풀이 생육하고 있는 홍천, 음성, 주왕산, 광양지역 4곳을 조사지로 선정하였다. 각 조사지에서 깽깽이풀의 열매 를 채취하여 종자 및 엘라이오솜 형태 등을 10∼80× 실체현 미경(V8 Discovery , Zeiss, Germany)으로 관찰하였다. Diaspore의 특성 조사는 Diaspore(산포체 또는 전파체)를 분 석용저울(AJ100, METTLER, USA)로 10립씩 4반복으로 평량 하고 핀셋을 이용하여 엘라이오솜을 떼어내고 종자들을 평량 하여 엘라이오솜의 중량과 엘라이오솜의 중량비율을 산출하 였다. 산출된 값은 Microsoft Excel의 통계프로그램을 이용하 여 분산분석 하였으며, 각 인자들의 유의차를 분석하였다. Diaspore의 종자산포 실험은 각 조사대상지에서 열매를 채집 하여 목재로 제작한 접시(11cm×8cm×0.5cm)에 18립을 배열 하고, 조사구 내에 2곳에 설치하여 종자를 물어가는 개미를 관찰하였다. 종자를 물어가는 개미는 흡충관을 이용하여 채 집하고, 산림곤충학연구실에서 동정하였다. 깽깽이풀의 열매를 채취한 지역 4곳의 Diaspore특성을 분석한 결과를 Table 1에 보였다. Diaspore(종자+엘라이오 솜), 종자, 엘라이오솜의 중량, 엘라이오솜의 중량비(엘라이 오솜 중량/Diaspore중량×100,%)의 조사항목들은 지역별로 고도의 통계적 유의차가 인정되었다. 조사지역 4곳 중에서 깽깽이풀의 Diaspore 중량은 광양이 17.87㎎으로 가장 무 거웠고, 주왕산, 음성, 홍천순으로 홍천이 13.42㎎으로 가장 가벼웠다. 엘라이오솜 중량은 3.77㎎으로 광양이 가장 무거 웠고, 음성, 주왕산, 홍천순으로 홍천이 1.82㎎으로 가장 가 벼웠다. 엘라이오솜 중량비는 광양이 21.11%로 가장 높았 고, 주왕산이 11.04%로 가장 낮았다. 깽깽이풀의 종자산포 및 관련개미 조사 결과는, 홍천에서 Diaspore를 물어가는 개미종으로 코토쿠뿔개미(Myrmica kotokui), 누운털개미(Lasius alienus)가 관찰되었고, 음성 에서 Diaspore를 물어가는 개미종으로 누운털개미(Lasius alienus)가 관찰되었다. 주왕산에서 Diaspore를 물어가는 개미종으로 검정밑드리개미(Crematogaster teranishii), 털 왕개미(Camponotus nipponensis)가 관찰되었고, 광양에서 Diaspore를 물어가는 개미종으로 누운털개미(Lasius alienus) 가 관찰되었다. 4지역에서 공통적으로 불개미아과 (Formicinae)의 개미가 관찰되었고, 홍천, 주왕산에서 두배 자루마디개미아과(Myrmicinae)의 개미가 추가로 관찰되었 다. 불개미아과, 두배자루마디개미아과의 개미들은 씨앗을 모으거나 감로를 먹이로 이용하는 등 엘라이오솜이 부착된 종자산포에 유리한 개미종으로 판단되며, 개미와 식물종의 상리공생관계에 대한 다양한 연구가 필요할 것이라 사료된 다.

선태식물이란 우리들이 흔히 말하는 이끼를 총칭하는 말 이며, 비관속 육상식물에 속하는 선태식물(Bryophyte)은 선 류(Bryophyta, Mosses), 태류(Marchantiophyta, Liverworts), 뿔이끼(Anthocerotophyta, Hornworts) 3개의 분류군으로 나 누어진다(Crandall-Stotler, 2007). 현재 국내의 선태식물 분 류군은, 선류식물이 50과 194속 622분류군, 태류식물은 41 과 84속 277분류군, 뿔이끼류는 2과 3속 4분류군으로, 총 93과 281속 903분류군으로 알려져 있다(국립생물자원관, 2011). 그 중 선류식물 분류군이 가장 많으며, 토양, 바위, 수피, 썩은 나무 등에 다양한곳에 착생하며 살아간다. 선태 식물은 다른 식물에 비해 보수력이 월등히 높아 건조한 실 내에서 습도조절 및 공기정화에 효과적이며(Kim et al., 2009), 양분, 토양온도, 토양 수분, 토양의 미생물 활동 등의 주변 환경에 미치는 영향은 지역의 식물상의 총 생체량의 비율을 고려하면 상대적으로 크다고 발표된바 있다(Bates and Farmer, 1992). 최근 세계적으로 종 다양성 보존협약이 발효되어 각국이 자생식물의 보호보존의 의무는 물론 자생식물로 인한 여러 가지 권리를 행사 할 수 있도록 보장하고 있으며, 자생지에 서의 보존과 다른 장소에서의 보존이 강조되고 있다(Lim, 1994). 선태식물은 고등식물과 마찬가지로 국가의 중요한 유전자원이며, 환경의 지표성이란 관점에서도 중요(Tada, 1976; Song and Song, 1995 ; Song, 1999)하고, 실제로 선태식 물은 많은 산림에서, 전반적인 종 다양성을 차지하고 있다 (Jonsson, 1997). 그러나 산림자원의 조성 및 관리에 관한 법 률(2014.7월 시행.)’의 제2조 정의 부분의 산림자원에 대한 정의에서 “가. 산림에 있거나 산림에서 서식하고 있는 수목, 초본류, 이끼류, 버섯류 및 곤충류 등의 생물자원” 이라고 이끼(선태식물)가 분명히 산림자원으로 분류되어 있음에도 불구하고, 산림관련 연구기관 및 임학 관련 학계에서 선태식 물에 대한 관심과 연구가 매우 부족한 실정이다.연구 대상지는 강원도에 위치하고 있는 가리왕산 장전계 곡으로, 이 지역은 계곡이 깊고 다양한 수종의 숲으로 조성 된 지역이다. 도깨비부채, 진부애기나리(희귀멸종위기종)를 비롯하여 들메나무, 고로쇠나무, 황벽나무, 산겨릅나무 등 다양한 수종이 생육하고 희귀군락이 자라고 있어 2006년 11월 3일 동부지방산림청 고시 제11호 산림유전자원 보호림 으로 지정되었다. 또한 선태식물 즉 이끼류가 많이 분포하고 있어 이끼계곡이라고도 불린다. 선태식물의 분포가 많은 장 전계곡을 공기 중 습도가 높아지는 7월 중순부터 8월까지 선류식물분포를 조사하였다. 선류식물은 보통 토양, 바위, 수간 기부, 썩은 나무 위 등 각종환경에 생육하기 때문에, 착생기물별로 20cm×20cm의 소형방형구를 선류식물이 분 포하는 곳에 수개소를 설치하여 조사를 실시하였다. 보다 정확한 선류식물의 분포 및 상대우점치(Impotance percentage: I.P.)를 산출하기 위하여, 점 격자틀 법(dot-grid method) 을 2cm 간격으로 20cm×20cm 크기로 만들어 조사를 실시하 였다. 상대우점치(Importance percentage :I.P.)는 피도와 빈 도를 이용하여, (상대피도+상대빈도)/2로 산출하였다. 조사 시 바로 동정이 힘든 종은 채집 후 본 연구실 광학현미 경(Primo star, Zeiss, Germany)과 실체현미경(V8 Discovery, Zeiss, Germany)을 이용하여 동정을 시행하였다. 종 동정을 위해서 선태식물 관찰도감(국립생물자원관, 2013), 한국동 식물도감 Vol.24 선태류편(문교부 1980), Illustrated Moss Flora of Japan part 1-3(A.Noguchi 1989)등의 도감과 문헌 을 이용하여 동정을 실시하였다. 연구대상지 전체의 선류식물 상대우점치(Importance percentage : I.P)분석 결과(Table 1.) 물가고사리의 상대우 점치가 22.3%로 가장 높았고 들덩굴초롱이끼 11.5%, 물가 부리이끼 6.1%, 나무이끼 5.8%등의 순으로 나타났다. 이 결과보아 선류식물도 다른 관속식물처럼 환경에 따라 주요 종들이 우점을 하는 경향을 보였으며, 착생기물별 분류군 (Table 2.)은 바위가 13과 24속 35종으로 가장 많은 종수를 보였고, 다음으로 나무 수간이 10과 14속 16종, 썩은나무가7과 12속 15종, 토양이 1과 1속 1종이 나타났다. 조사대상 지가 계곡부의 전석지였기 때문에 바위에 착생한 종들이많고 토양에 착생한 종이 없었다고 판단된다

곤충에 의한 수분과정은 충매하는 식물의 생존과 인류 식량자원 생산에 매우 중요한 과정이고 75%의 식물은 수분 매개자를 필요로 한다. 곤충은 다양한 생태계에서 화분매 개, 종자포식 또는 종자산포를 담당하며, 유묘발생과 식생 의 동태에 결정적으로 영향을 미치고, 이형유전자의 증가와 식물의 적응성 향상의 주요한 수단이다(Schowalter, 2006). 최근 꿀벌개체군의 쇠퇴로 야생 화분매개충이 작물의 화분 매개를 꿀벌 대신 수행할 수 있는가에 많은 관심이 쏠렸으 며, 조사결과 야생 화분매개충이 상업적 작물의 수분을 4년 간 꾸준히 성공적으로 수행하였고 적절한 수분서비스를 위 해서는 화분매개충이 영향하는 농작업은 야생 화분매개충 이나 꿀벌 모두를 고려하여 수행함이 필요하다(Rader et al., 2012)고 보고했다. 본 연구는 층층나무속(Coruns) 4수종의 화분매개충을 밝 히고자 2013년 3월부터 2015년 6월까지 비가오지 않는 맑 은날 오전 10시부터 17시까지 산수유나무, 층층나무, 말채 나무, 산딸나무 꽃에 방문하는 곤충을 조사하였다. 화분매 개충의 방화를 촬영하고, 포충망을 이용하여 쓸어잡기 (Sweeping)방법으로 채집하고 산림곤충실험실로 옮겨와 실체현미경(Carl Zeiss Microlmaging Gmbh 37081 Göttingen, GERMANY)을 사용하여 종 동정하였다. 식물종별 화분매 개충의 주요 분류군별 방화빈도를 Yumoto(1998), Calzoni and Speranza(1998)의 방법을 변형하여, 한 식물종의 꽃을 관찰 10분간 5회이상 동종의 곤충이 방화하면 3으로, 2~4회 방문하면 2로, 1회이하면 1로 등급화 하였다. 식물종에 따른 주요화분매개충의 방화빈도 등급 합을 보 였다(Table 1). 층층나무속 전체의 꽃을 찾는 벌목 곤충의 방화빈도 등급의 합이 71로 가장 크게 나타났고, 딱정벌레 목 곤충들도 57의 높은 방화빈도를 보였다. 파리목 곤충들 은 8, 나비목과 노린재목은 4로 같게 나타났고 매미목은 3으로 낮았다. 강도래목, 밑들이목, 잠자리목과 하루살이목 은 1로 아주 낮았다. 식물종에 따른 화분매개충의 방화빈도 등급 합은 층층나무가 54로 가장 높았고, 그 다음으로 산딸 나무가 52로 높았으며, 산수유나무는 22, 말채나무는 12로 비교적 낮았다. 층층나무속 꽃을 찾는 곤충종들은 총 10목 35과 52종으로 나타났으며, 총 161개체수가 방문하였다. 층층나무에서 방화곤충이 34종으로 가장 많았고, 다음으로 산딸나무에서 18종, 산수유나무 8종, 말채나무 7종 순으로 낮아졌다. 식물분류군별 주요 화분매개충 목별 방화빈도의 평균과 통계분석 결과를 보였다(Table 2). 나비목과 파리목에서만 통계적 유의성이 인정되었다. 이 연구로 층층나무속 4수종 의 화분매개 곤충간의 상리공생적 상호관계를 어느정도 파 악하였다. 식물과 곤충의 상리공생은 건전한 생태계유지에 필요한 연구 분야이며, 식물의 생존과 농림업의 생산성은 물론 멸종위기종의 보전에도 영향한다. 지구온난화로 인한 생태계 변화를 겪으며 식물과 곤충의 상리공생, 화분매개에 더 많은 연구가 필요할 것이라 사료된다.

배롱나무는 관상용으로 공원이나 정원에서 많이 사용되고 가로수로 흔히 볼 수 있다. 이러한 배롱나무를 가해하는 주머니깍지벌레(Eriococcus lagerstroemiae Kuwana, Eriococcidae, Hemiptera)의 3령 약충에 대한 살충제 스크리닝을 실시하였다. 깍지벌레과에 등록된 살충제들 중 주머니깍지벌레에 효과가 있는 살충제를 선발하기 위해 9종의 살충제를 추천농도로 희석한 후, 실험실 내에서 spray tower를 이용하여 5ml씩을 분무처리하였다. 그 결과 Acetamiprid 4WG+Sulfoxaflor 6.2WG, Acetamiprid 5SC+Buprofezin 20SC, Buprofezin 20SC+ Imidacloprid 3SC에서 3종의 살충제 모두 95%이상으로 높은 살충률을 볼 수 있었다. Buprofezin 20WP, Dinotefuran 20WP, Buprofezin 15WG +Etopenprox 8WG, Acetamiprid 8WP 4종의 살충제에 대하여는 83%이상의 살충률을 나타내었고, Etofenprox 20EC에서 57%로 가장 낮은 살충률이 나타났다. 이러한 기초적인 스크리닝을 바탕으로 깍지벌레류에 등록된 살충제들 중 단일성분들을 중심으로 살충제 효능 실험을 진행하여 우수 살충제 선발 및 저항성 발달 여부 등을 검토할 예정이다.

무당벌레(Harmonia axyridis)는 주로 진딧물을 포식하는 진딧물의 주요 천적으로 알려져 있으나, 무당벌레에 관한 유전자 정보에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 기존 연구에서 RNAi(RNA interference)를 이용하여 무당벌레의 유전자 기능 분석을 위한 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용하여 무당벌레 cDNA library를 제작하였다. 그 결과 RNAi에 적합한 200bp~400bp의 insert를 확인하였으며, 최종적으로는 2.58×106 titer의 무당벌레 cDNA library를 제작하였다. 라이브러리 임의의 유전자를 클로닝하기 전에 transcription vector를 이용한 클로닝 시스템을 확인하기 위해서 기존의 무당벌레 탈피 관련 수용체인 ecdysone receptor A를 knock-down시켜 탈피가 억제되는지를 확인하였다. 그 결과 dsEcRA를 주입한 4령 무당벌레는 대부분 번데기가 되지 못하고 죽었으며, qRT-PCR한 결과 무처리에 비해 dsEcRA를 주입한 개체의 경우 주입 후 4일차에 발현량이 감소한 것을 확인했다. 기존의 무당벌레 유전자 기능분석을 위해 제작한 무당벌레 cDNA library 임의의 유전자들을 transcription vector인 LITMUS 28i vector에 클로닝 하여 dsRNA를 합성한 뒤 무당벌레에 주입하여 체내에서 표현형의 변이가 나타나는 유전자를 선발한다. 그 후에 race를 통해 유전자의 전체 시퀀스를 알아내 유전자 정보를 확인함으로서, 무당벌레 내 유전자 기능 분석에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

최근 시설 하우스에 작은뿌리파리(Bradysia agrestis)가 발생하여 유묘의 생육을 지연시키거나 고사시켜 피해를 주고 있다. 때문에 작은뿌리파리를 방제하기 위한 활발한 연구가 필요한 시점이다. 그렇지만 현재 공시충인 작은뿌리파리의 세대를 받는데 어려움이 따르고 있으며 시판되고 있는 살충제의 살포 효과가 알려지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 작은뿌리파리의 생육배지 종류에 따른 생육기간 및 산란수와 각기 다른 성분의 살충제 살포 효과를 알아보았다. PDA(potato dextrose agar)배지와 감자디스크(water agar+감자 조각)에 실험관 결과, 생육기간과 산란 수에 큰 차이를 보였다. 성충을 제외한 생육기간은 PDA배지에서는 알 4.00±1.69일, 유충 24.38±4.37일, 번데기 5.13±0.99(mean±SD)일이었고, 감자디스크에서는 알 5.00±0.87일, 유충 12.22±1.56일, 번데기 3.56±1.01(mean±SD)일이었다. 각각의 배지에서 자란 다음 세대의 산란 수는 PDA배지에서 38.2±24.9(mean±SD)개, 감자디스크에서 149.1±68.4(mean±SD)개의 알을 산란하였다. 한편, 각기 다른 7개 성분의 살충제를 권장희석배수로 살포한 결과, chlorfenapyr와 dinotefuran의 살충효과가 100%를 나타내었다. 이상의 결과들로 보아 PDA배지보다 감자디스크에서 작은뿌리파리의 생육이 더 용이하며, 시판되고 있는 살충제 중 성분 chlorfenapyr, dinotefuran의 효과가 뛰어난 것으로 사료된다.

갈색날개매미충(Pochazia shantungensis)은 현재 국내에 발생한 돌발해충으로 목본류 32종, 초본류 19종 등의 넓은 기주 작물에 산란 피해를 입히고 있다. 산림속에서 주로 서식하다 농경지로 유입되며, 산란시기가 농작물의 수확시기와 겹쳐 화학방제가 어려워 갈색날개매미충의 피해를 최소화하기 위해서는 산란기에 집중적으로 농가에 유입되는 성충들을 기피시켜 피해를 줄이는 방법이 최적일 것이라 판단된다. 본 연구는 식물로부터 유래하는 기피물질을 탐색하고자 수행하였다. 23종의 essential oil과 누리장나무 추출물을 Y-tube olfactometer를 이용하여 후각 검정을 실시한 결과 peppermint oil만이 80%이상의 기피효과를 보였다. Peppermint oil의 처리량에 따른 기피반응을 조사한 결과, 갈색날개매미충은 peppermint oil 0.1㎕, 0.5㎕, 1㎕처리시 기피율이 점차 높아졌으며 10㎕(76.47%) 처리량에서 높은 기피효과를 보였다. 실험에 사용된 peppermint oil의 성분 및 함량을 GC-MS기기로 분석한 결과 주요 성분들은 1,8-cineol(4.65%), menthone(23.84%), isomenthyl acetate(8.04%), menthol(53.69%) 등 monoterpene 화합물로 구성되어 있었다. 또한 주요 성분들은 단독적으로 기피효과를 야기하기보다는 각 성분들의 조성에 따른 시너지효과가 있을 것이라 판단되었다.

점박이응애(Tetranychus urticae)는 시설작물 및 과수류의 주요 해충중 하나로 다양한 방법으로 방제를 수행하고 있고, 그 중 살비제를 이용한 화학적방제가 많이 사용이 되고 있다. 본 연구에서는 우선 배과원에서 화학적 방제에 이용되고 있는 살비제들의 살비효과를 검토하였다. 이를 위하여 충남지역의 공주, 논산, 예산의 각 지역 배 과원 2곳씩을 선정하여 점박이응애를 채집한 후 계통별로 선발된 약제를 처리를 하였다. 세 지역에서 모두 방제가가 높은 것은 Cyflumetofen, Chlorfenapyr, Bifenazate로 72시간 경과 후 90%이상의 높은 방제가를 보였다. 그에 반해 Bifenthrin, Spirodiclofen, Etoxazole, Fenpyroximate, Fenazaquin은 지역마다 방제가가 차이가 있었다. Spirodiclofen의 경우 공주B과원은 77%의 사충율을 보인반면 논산A과원에서는 15%로 두 과원에서 큰 차이를 보였고, Fenpyroximate의 경우에는 공주B과원은 48%의 사충율을 보인 반면 논산A과원 에서는 80%의 높은 사충율을 나타냈다. 이 결과로 보았을 때 지역별로 서로 다른 계통의 약제에 대해 저항성이 발달한 것으로 사료되어 추후에 저항성 발달정도를 알아보기 위한 실험을 진행할 예정이다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 토마토에 토마토황화잎말림바이러스병 (TYLCV)을 매개하는 중요해충이다. 본 연구에서는 담배가루이의 RNAi를 토마토 식물에 발현시키고, RNAi 발현토마토를 담배가루이 기주식물로 제공하여 EPG(Electrical Penetration Graph)를 사용하여 섭식행동을 분석하였다. EPG는 파종 후 4주째 되는 토마토에 담배가루이 RNAi를 접종삽입한 후 10일째 되는 RNAi 발현토마토를 이용하였으며, 담배가루이는 성충으로 우화 후 2-3일 되는 것을 사용하였다. 비교구 토마토는 무처리와 TRV RNA2, att site가 포함된 TRV RNA2가 삽입접종된 것으로, 3시간 동안 기록하였다. RNAi 발현토마토는 wh0001, wh0002, wh0030를 사용하였으며, 기록된 EPG 파형 분석을 통해 총 탐침횟수와 기간, 기주의 물관부, 체관부 섭식행동 등을 비교분석하였다. 그 결과, 비교구 대비 모든 RNAi 발현토마토에서 체관부 섭식은 낮게 나타났다. RNAi 발현토마토 wh0001은 첫 탐침까지 약 10배정도 빨랐지만, 기주에 구침을 넣지 않은 시간이 약 1.5배 증가하였다. RNAi 발현토마토 wh0002의 경우에는 첫 탐침까지 약 5배정도 오래 걸렸고, 총 탐침횟수도 가장 적었다. RNAi 발현토마토 wh0030은 물관부를 거의 섭식하지 않았으며, 구침을 기주에 접촉하지 않은 시간 또한 길었다. 따라서 모든 RNAi 발현토마토에서 비교구 토마토보다 섭식시간이 짧아지는 경향을 보여주고 있어, 현재 선발된 3종류의 RNAi는 섭식에 관련된 유전자를 방해하는 것으로 추정된다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 600여 종의 기주에 피해를 주는 해충으로 살충제를 이용한 화학적 방제가 일반적이지만 저항성 문제로 인해 다양한 방제 방법이 시도되고 있다. 본 연구에서는 담배가루이를 방제하기 위한 방편으로 RNA interference(RNAi)를 이용한 방법을 시도하였다. 이를 위해 먼저 target 유전자 선발을 위한 담배가루이 cDNA library를 제작하였다. 완성된 cDNA library는 담배가루이 제어, 산란 억제 및 기피효과가 있는 유전자를 선별하기 위해 토마토에 접종한 후, 담배가루이를 섭식시켜 6주 동안 성충과 알, 약충의 생충수를 조사하였다. 그 결과, 55개의 cDNA library 중 방제가가 높은 3개의 유전자가 선별되었다. 선별된 유전자는 TRV RNA2 vector에 cloning하여 담배(Nicotiana benthamiana, N. tabaccum)에 반복적으로 재접종한 뒤, TRV RNA2 vector의 CP와 insert를 detection을 통해 접종한 유전자가 식물체내에서 발현하는 것을 확인하였다. 식물체내에서의 유전자 발현을 확인한 후에는 RNAi 기작 및 담배가루이 제어 효과를 확인하기 위해 담배가루이 개체 실험을 하여 선별된 유전자를 접종한 토마토에 4주 동안 담배가루이를 섭식시킨 뒤, qRT-PCR을 통해 담배가루이 개체 내 유전자 발현량을 분석하고자 한다. 이를 통해 RNAi를 이용한 담배가루이 방제에 효과가 우수한 target 유전자를 선발할 수 있을 것으로 사료된다.

꽈리허리노린재(Acanthocoris sordidus, Coreidae, Hemiptera)는 가지과 및 메꽃과를 가해하는 해충으로 야외 고추포장에서 발생한 꽈리허리노린재의 발생상과 이를 방제하기 위한 살충제를 선별하였다. 꽈리허리노린재의 발생상은 고추포장에서 발생하는 개체의 수를 조사하였고, 방제효과는 계통별에 따른 화학 살충제와 유기농자재를 선발하여, spray tower를 이용하여 추천농도로 5ml씩 살포하였다. 꽈리허리노린재의 발생은 주로 6월 중순에 성충이 나타나기 시작하여 7월 초순에 알의 밀도가 증가하였으며, 8월 중순에는 2세대가 출현한다. 9월 중순에 개체수가 가장 많았으며, 9월말부터 고추포장에 꽈리허리노린재 개체수가 감소하기 시작했다. 또한 9월 중순 개체수가 최고치 일 때 알의 밀도가 급격히 감소하였으며, 전체 비율이 5령 약충과 성충이 가장 높았다. 꽈리허리노린재에 대한 약제시험 결과, 화학살충제와 유기농자재 모두 전체적으로 살충율이 낮았으며 화학살충제 중에서 fenthion EC가 무처리구 대비 가장 높은 살충율을 나타내었다. 발생상에 따라 초기 6월말 월동 성충을 약제 방제한다면 초기밀도가 낮아져 피해를 크게 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

분리막을 이용한 투과증발법은 에너지 소모가 적고 경제적이며 환경친화적이기 때문에 분자스케일 액체/액체 분리에 있어서 매우 주목 받고 있는 기술이다. 방향족 화합물과 지방족 화합물을 분리하는 공정은 석유정제, 석유화학공정 등에서 특히 중요한 분리공정 중의 하나이다. 본 연구에서는 벤젠에 대한 고선택성을 나타내는 PEG가 함유된 폴리이미드 공중합체를 합성하였고, 1H-NMR 스펙트럼과 FT-IR 스펙트럼에서 PEG 특성 피크의 확인을 통하여 PEG가 도입되었음을 확인 하였다. 혼합물 분리를 위한 투과증발 실험 장치를 제작하여 PEG 함량이 다른 막을 제조하여 벤젠 조성 변화에 따른 투과증발 실험을 실시하였으며, 그에 따른 투과유량 및 투과도를 계산하여 투과특성을 확인하였다.

연료로부터 벤젠 또는 톨루엔과 같은 유독한 방향족 성분의 제거 및 분리는 최대 허용 농도의 감소로 인해 점점 더 많이 주목 받고 있다. 그 중에서도 가솔린의 벤젠 함량은 지금 법률상으로 유럽에서 1% 이하로 제한되고 있다. 이러한 분리공정에 있어서 에너지의 소모를 줄이고 분리효율을 높일 수 있는 투과증발 공정이 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 벤젠에 대한 고선택성을 나타내는 sulfonated SEBS 공중합체를 합성하였고, 1H-NMR과 FT-IR 분석을 통해 술폰화가 되었음을 확인 하였다. 혼합물 분리를 위한 투과증발 실험 장치를 제작하여 sulfonated SEBS막을 제조하여 벤젠 조성 변화에 따른 투과증발 실험을 실시하였으며, 그에 따른 투과유량 및 투과도를 계산하여 투과특성을 확인하였다.

꽈리허리노린재는 최근 고추, 구기자, 까마중 등의 가지과와 메꽃과 식물을 가해하며, 한국과 일본, 대만 등지에서 발생한다. 꽈리허리노린재는 아직 작물에 심각한 해충은 아니지만, 최근 국내 고추재배포장에 국부적으로 발생량이 증가하고 있어 향후 피해가 우려된다. 꽈리허리노린재의 약충은 5령에 걸쳐 성충이 되며, 기주식물에 군집하여 발생하는 습성이 있다. 현재 국내에 꽈리허리노린재에 대한 정보가 많이 부족한 실정으로, 이에 대한 생태적 특성과 방제방법에 대한 연구를 수행하였다. 먼저 온도 25℃, RH 60-70%, 16L:8D 실험실 조건에서 고추를 먹이로 하여 꽈리허리노린재의 발육기간을 살펴본 결과, 1령 약충에서 성충까지 평균 47.3일 소요되었다. 또한 각 온도 별(15, 20, 25, 30℃) 부화율은 15℃에서 15.8%, 30℃에서 85.7%이였으며, 알에서 성충까지의 평균발육기간은 15℃에서 18.3일, 30℃에서 8.9일이었다. 한편, 꽈리허리노린재는 화학살충제에 대하여 대체로 감수성을 보였고, 특히 fenthion 성분의 살충제에 대하여 살충효과가 우수하였다. 또한, 유기농업자재에 대해서도 살충효과를 검토하였다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 난방제 해충으로 살충제를 이용한 화학적 방제를 포함한 여러 가지 방법으로 방제를 수행하고 있다. 이러한 다양한 방법 가운데 하나로 담배가루이를 방제하기 위하여 RNA interference(RNAi)를 이용하려고 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 RNAi에 이용하기 위한 target유전자를 선발하기 위해 담배가루이 cDNA library를 제작하였고, 완성한 cDNA library는 Tobacco rattle virus(TRV) RNA2 vector에 LR recombination한 다음, Agrobacterium tumefaciens(GV2260)에 transformation하였다. A. tumefaciens(GV2260)에 transformation된 cell은 토마토에 Agro-infiltration시킨 후, TRV RNA2 vector의 CP detection을 통해 접종되었는지 확인하였다. 그 결과, unknown유전자가 삽입된 TRV RNA2 vector 27개 대부분과 control로 사용된 TRV original vector가 접종된 것으로 확인되었다. 접종이 확인된 유전자는 토마토에 Agro-infiltration시킨 후 담배가루이가 섭식하였을 때, RT-qPCR을 통해 담배가루이 체내에서의 유전자발현량의 감소를 측정하고, 유전자 감소에 의한 살충 또는 기피효과가 나타나는지 행동학적 변화로 확인하고자 한다. 이는 RNAi적용에 적합한 target유전자를 선발할 수 있을 것으로 사료된다.

무당벌레(Harmonia axyridis)는 주로 진딧물을 포식하는 진딧물의 주요 천적으로 알려져 있으나, 무당벌레에 관한 유전자 정보에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 본 연구에서는 RNAi(RNA interference)를 이용하여 무당벌레 임의의 유전자들을 선발하기 위해 gateway system을 이용한 무당벌레 cDNA library를 제작하였다. 그 결과 RNAi에 적합한 200bp~400bp의 insert를 확인하였으며, 최종적으로는 2.58×106 titer의 무당벌레 cDNA를 완성하였다. 이러한 cDNA library의 임의의 유전자들은 transcription vector인 LITMUS 28i vector에 무작위적으로 클로닝 하여 dsRNA를 합성한 후 무당벌레에 주입하여 무당벌레 체내에서 나타나는 표현형의 변이를 확인하였다. 무당벌레 cDNA library를 제작함으로서, 임의의 유전자들을 스크리닝하여 표현형의 변이가 나타나는 유전자를 확인하고, race를 통해 유전자의 전체 시퀀스를 알아내 유전자 정보를 확인함으로서 무당벌레 내에 유전자 기능 분석에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 산마늘, 곰취 및 곤달비를 대상으로 임간재배지 내 광 환경 차이에 따른 광합성 특성, 엽록소 형광반응, 엽록소 함량변화를 조사·분석 하였다. 세 식물의 월별에 따른 광합성 속도 및 광화학 효율은 산마늘은 6월, 곰취와 곤달비는 7월에 가장 우수하였고, 엽록소 함량 역시 산마늘은 6월, 곰취와 곤달비는 7월에 가장 많았다. 광 환경 차이에 따른 광합성 속도 및 광화학 효율은 산마늘은 전광의 39% > 전광의 59% > 전광의 5% 순으로 전광의 39%에서 가장 높았다. 그러나 곰취와 곤달비는 전광의 59% > 전광의 39% > 전광의 5% 순으로 전광의 59%에서 가장 높았다. 세 식물의 총 엽록소 함량 변화는 세 식물 모두 피음 수준이 높아질수록 증가하였다. 이상의 결과에서 산마늘은 전광의 30~40%, 곰취와 곤달비는 전광의 50~60%의 광 환경에서 재배하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

태백산은 장군봉(1,567m), 망경대(1,561m), 문수봉 (1,517m) 등 1,500m를 넘는 고봉들로 형성되어 있으며, 이 를 경계로 동쪽의 해안지방을 영동, 서쪽의 대륙지방을 영 서라 하며, 강원도와 경상북도의 경계를 이루고 있다. 이처 럼 태백산은 백두대간의 큰 줄기인 태백산맥에서 중추적인 생태적 요충지이다. 특히 도립공원 지정(1989.5.13.)이후 끊임없는 국민들의 관심과 이용이 더욱 많아졌으며, 예부터 도 천제단에서 제사를 지낼 만큼, 주변지역의 ‘영산’으로써 환경생태적인 기능 뿐만아니라, 우리민족의 정서가 함께하 는 산이다. 태백산 장군봉 주위에 있는 주목림은 우리나라 아고산 지대 식생의 대표적인 식생군락이라 할 수 있다. 아고산대 의 식생은 기후변화에 있어서 대응 및 지표가 될 수 있는 특수 지형 식생이며, 연구적인 활용가치가 매우 높다. 또한 아고산지대의 식생 훼손에 대한 여러 선행연구 결과가 있으 며, 이에 대한 복원에 관한 관심과 연구가 계속 진행 중인 실정이다. 이에 본 연구는 장군봉 지역 주목군락에 대한 식 생군집구조와 주목 각 개체에 대한 생육현황을 파악하고자 하였다. 본 연구는 2014년 7월 2일부터 7월 3일까지 유일사 윗부 분부터 장군봉에 이르는 지점까지의 주목군락의 식생조사 및 개체목의 생육현황을 조사하였다. 산림식생조사는 11개 의 조사구(10m×10m)를 설치하여 식생조사를 실시하였으 며, 각 조사구에 대한 식생조사는 수관의 위치에 따라 상‧중‧ 하층으로 구분하여 상층과 중층은 수종, 개체수, 수고, 흉고 직경을 조사하였고, 하층은 수종, 개체수, 피도를 깁갑태 등 (1997)의 방법으로 조사하였다. 또한 주목의 생육현황 파악 을 위하여, 60개체의 주목 당, 잎의 변색, 신초와 소지 상태, 정아우세현상, 수세불량 등, 세목들을 극심, 심, 보통, 경미, 정상으로 나누어 임의의 점수를 고산수목생육현황 야장에 기입하여 조사하였다. 분석방법은 각 조사구내에서 수집된 자료를 바탕으로 상‧중‧하층의 층위를 구분하여 각 수종의 상대적인 중요도를 나타내는 측도로써 상대우점치(Importance Percentage, IP) 를 상층과 중층은 (상대밀도+상대피도+상대빈도)/3으로 산 출하였으며, 하층은 (상대피도+상대빈도)/2로 산출하였고, 상‧중‧하층의 개체의 크기를 고려하여 [(상층IP*3)+(중층 IP*2)+(하층IP)]/6으로 평균상대우점치(Mean Importance percentage)를 산출하였다. 그림 2 주목 생육 현황표 종구성의 다양한 정도를 나타내는 측도인 종다양성은 종 다양도(Species Diversity, H’),균제도(Evenness, J’), 우점 도(Dominance, D’)에 의하여 종합적으로 비교하였으며, 산 출방법은 일반적으로 이용되는 Shannon-Wiener의 다양성지수를 나타내는 수식(Pielou, 1975)을 적용하였다. 상대우점치(IP) 및 평균상대우점치(MIP) 분석 결과, 상층에서는 주목의 IP 값이 89.8%로 가장 높게 나왔고, 신갈 6.2% 분비나무가 4.0%으로 나왔다. 중층에서는 나래회나 무가 21.2%로 가장 높게 나왔고, 시닥 17.9%, 당단풍나무 17.6% 순으로 나왔다. 하층에서는 미역줄나무, 시닥, 철쭉 꽃 순으로 나타났다. 상‧중‧하층 개체의 크기를 고려하여 계 산된 평균상대우점치(MIP)의 경우 주목이 46.2%로 가장 높게 나왔고 다음이 시닥, 나래회나무, 미역줄나무, 당단풍 등의 순이었다. 11개의 조사구에 대한 종다양도 및 균제도, 우점도 분석 결과(Table 1.), 종다양도는 자연로그로 계산된 값이 2.8332, 상용로그로 계산된 값이(1.2304)*로 나타났으며, 균제도는 0.7230, 우점도는 0.2770이 나왔다. 선행 연구된 태백산 장군봉지역 주목림의 임분구조에 관한 연구(김갑태 등,1998)에서는 종다양도는 2.3015(0.9991)* 균제도 0.6983, 우점도는 0.3017의 값이 나왔는데 이와 비교해보면 상대적으로 종다양도와 균제도는 높아졌고, 우점도는 낮아 진 차이를 확인 할 수 있었다. 주요 종간의 상관 분석결과를 보면, 개암나무와 귀룽나 무, 나래회나무와 미역줄나무는 서로 비교적 높은 정의 상 관을 보였으며, 분비나무는 청시닥과 회나무와 높은 정의 상관관계를 보였다. 주목을 중심으로 보면, 시닥, 개벚지, 미역줄나무와 높은 정의 상관관계를 가졌으며, 개암나무, 귀룽나무, 난티개암나무, 회나무와는 부의 상관관계를 나타 내었다. 태백산 주목림 내에 분포하고 있는 주요수종 5종에 대 하여 수종별 흉고직경급분포를 보면, 현재의 우점수종인 주 목은 흉고직경 45cm이상에서 가장 많이 분포하고 있으며, 시닥‧나래회‧당단풍‧철쭉은 흉고직경 2~15cm에 중점적으로 분포하고 있다. 고산수목 생육현황 조사표를 이용하여 총 60개체의 주목 생육현황 조사결과 수고는 2~13m범위 평균 7.1m, 흉고직경은 5.5~150cm범위 평균 56.3으로 나타났으 며, 생육현황 조사 야장을 바탕으로 조사한 생육점수의 평 균은 1998년도 선행 연구가 되었을 때에는 평균 25.5점 이 었는데, 올해 점수의 평균은 24.7점 인 것으로 보아 주목의 관리 및 생육상태가 예전에 비해 좋아지는 것으로 확인 할 수 있었다. 또한 그림 1에서 나타났듯이, 여러 개체 함께 생육하는 곳은 고사하는 나무의 수가 줄어들고, 하나하나 떨어져서 생육하는 주목개체는 고사율이 높은 것을 알 수 있다. 선행연구가 이루어진 16년이 지난 현재 주목의 생육 상태가 좋아지고 있으므로 이를 유지하고 더 나은 생육상태 를 위해 주목림에 대한 입산통제와 더불어 꾸준한 관리가 필요하다고 사료된다.