α-cypermethrin은 합성피레스로이드계 살충제로, 진딧물류 해충에 대해 접촉 독 및 소화중독을 일으켜 살충효과를 나타내는 약제이다. 진딧물은 성충, 약 충이 어린잎이나 잎의 뒷면에 떼를 지어 흡즙하여 식물체 잎을 위축, 퇴색하 게 하고 생육저해를 일으킨다. 이러한 진딧물류의 방제를 위해 살포된 살충제 에 의한 환경오염을 최소화하고, 적은 양으로도 최대의 살충효과를 지속적으 로 나타낼 수 있는 서방형제형의 키토산 캐리어화한 나노형 α-cypermethrin을 개발하여 복숭아혹진딧물(Myzus persicae Sϋlzer) 방제 실용화가능성을 검토하 였다. 키토산 캐리어의 분자량과 키토산 함량차이에 따른(Nano M.W. 3,000과 30,000) 두 가지 제형을 가지고 처리 당일부터 처리 후 14일까지의 경과일에 따른 고추의 복숭아혹진딧물의 살충효과와 개체군 증가율비교를 통한 방제효 과를 확인하였다. 처리 후 10일차의 나노타입에 대한 비교결과, 예상과는 다 르게, 3,000제형에서 개체군증가율 0.001로 30,000(개체군증가율 0.346)제형보 다 낮게 나타나 방제효과의 지속성을 확인할 수 있었다. 그러나 무처리구에서 의 개체군증가율(0.235)보다 높게 나타나 나노 30,000제형의 경우 방제효과구 명이 어려워, 나노캐리어 살충제 처리 후 식물체 표면과 복숭아혹진딧물의 충 체표면(구기, 복부, 등판)에서의 부착정도를 확인하기 위해 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 그 결과, 처리 후 시간이 경과할수록 두 시료 모두 나노캐 리어화된 α-cypermethrin의 입자의 부착밀도가 낮은 것을 확인할 수 있어 서방 형제형의 형태가 안정되지 않음을 알 수 있었다
UV는 방사선이나, 엑스선과 함께 DNA 손상을 일으켜 돌연변이를 일으키는 돌연변이원으로 잘 알려져 있다. 이러한 돌연변이원인 UV나 방사선을 이용해 해충을 방제하려는 노력들이 많이 이루어지고 있는데, 본 연구에서는 UV-A의 해충방제 이용가능성을 조사하기 위해, 벼의 엽육을 전체적으로 식해해서 피 해를 주는 혹명나방의 번데기 단계에 장파형 자외선인 UV-A(360nm)을 실험 실내에서 1시간, 6시간동안 조사하여 이들의 우화율, 생존율, 산란수, 성비 등 을 조사한 결과, 우화율에 있어 30%이상의 감소를 나타내었으며, 무처리구에 비해 성비가 6.4:3.6, 5.4:4.6으로 수컷이 적게 발생하며 성비에 있어 불균형을 나타내는 것을 확인하였다. 또한 자외선 조사 후 정상적으로 우화한 성충이라 하더라도, 생존율이 낮게 나타났으며, 암컷 한 마리당 산란 수도 낮게 나타나 자외선이 혹명나방의 생태학적 특성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 확인 되었다. 또한 자외선 처리에 의한 DNA손상정도를 확인하기 위해 Comet assay 를 실시한 결과, 처리후 생존하여 우화한 성충의 일부 개체에서 Comet tail이 확인되며 DNA가 자외선에 의해 손상된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 혹명 나방 방제시 논주변이나 포장주변에 자외선 등을 설치하여 해충의 우화율이 나 성비불균형, 핵산의 손상을 유도함으로 다음세대의 해충개체군 크기를 감 소시킬 수 있는 측면에서의 해충방제를 기대할 수 있을 것으로 여겨진다.
Etofenprox는 합성피레스로이드계 살충제로, 다양한 해충에 대해 접촉독 및 소화중독에 의해 신경이 마비되어 살충효과를 나타내는 약제이다. 이러한 살 충제의 사용에 있어 환경오염을 최소화하고 적은 양으로도 최대의 살충효과 를 지속적으로 나타낼 수 있는 서방형제형의 키토산 캐리어화한 나노형 살충 제 개발과정에서, 서방형제형에 적합한 대상해충을 선발하기 위해, 복숭아혹 진딧물, 목화진딧물, 보리두갈래진딧물, 온실가루이, 톱다리개미허리노린재, 집 파리, 꽃노랑총채벌레, 7종의 해충을 대상으로 방제 실용화 가능성을 검토하 였다. 키토산 캐리어의 분자량과 키토산 함량차이에 따른(Nano M.W. 3,000 과 30,000) 두 가지 형태의 제형을 가지고, 직접처리와 간접처리를 하여 해충 방 제효과와 복숭아혹진딧물의 개체군증가율에 따른 방제효과를 비교해본 결과, 나노제형에 따라 etofenprox의 복숭아혹진딧물 방제효과는 무처리구를 제외한 나머지 처리에서는 살충효과가 30% 미만으로 그다지 좋지 않았으며, 6일 후 부터 살충율이 서서히 증가하였지만 큰 차이의 살충율을 나타내진 않았다. 복 숭아혹진딧물의 etofenprox에 대한 개체수 증가율은 큰 효과는 없었지만 nano type에 따라 진딧물 증가율을 낮추며 방제효과를 보이며 진딧물의 증가를 억 제하는 경향을 확인하였고, 온실가루이에 대해서도 나노화제형에 있어 지속적 인 살충효과를 기대해 볼 수 있었으나, 기타 5종에 대한 서방형제형의 적합성 과 실용화 연구에 대해 검토해야할 것으로 여겨진다.
복숭아혹진딧물(Myzus persicae Sulzer)은 넓은 기주범위를 가지고 있으며 이 들에 의한 피해는 섭식으로 인한 작물 생장저해와 감로 배설로 인한 그을음 병과 바이러스를 매개함으로서 심각한 피해를 주고 있는 해충으로 알려져 있 다. 이 해충에 등록되어 오랫동안 사용되어온 피레스로이드계열의 살충제는 인축에는 저독성이나 곤충에는 살충력이 강한 것으로 알려져 있다. 그러나 최 근 저항성이 나타남에 따라 복숭아혹진딧물의 방제를 위해 사용되는 etofenprox에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 개체군과 감수성 개체군을 비교하였다. 실험 방법으로는 etofenprox와 다른 성분의 합성피레스로이드 살충제를 사용하였고 life table, EPG 및 살충활성을 검정하였다. 사용 추천농도로 처리된 etofenprox의 분무 결과에 대한 살충율은 저항성 개 체군이 62%, 감수성개체군이 99%로 나타났다. 약제에 대한 감수성정도의 차 이를 보인 두 개체군간의 기주에서의 생태적 특성비교를 위해 Life table 실험 을 수행한 결과 저항성 개체군의 평균 수명은 15.6일, 성충이 되기까지의 기 간은 평균 4.7일, 산자력은 평균 46.8마리였고, 감수성 개체군의 평균수명은 17.9일, 성충이 되기까지의 기간은 평균 5.2일, 산자력은 평균 39.7마리였다. 다른 합성피레스로이드계열의 살충제 처리결과, 저항성 개체군이 deltametrin에 서 31%, lambda cyhalothrin에서 23%, cypermethrin에서 14%, α-cypermethrin에서 20%, fenpropathrin에서 28%, fenvalerate에서 29%로 나타났고, 감수성 개체군은 deltametrin에서 90%, lambda cyhalothrin에서 92%, cypermethrin에서 81%, α -cypermethrin에서 70%, fenpropathrin에서 29%, fenvalerate에서 84%로 나타났다. 약제 처리 후 섭식 반응을 알아보기 위하여 EPG system을 이용하여 섭식 반 응 시작 후 1시간 후에 etofenprox를 4,000배 농도로 처리했을 때 저항성 개체 군은 분무 후에 더 강하게 섭식을 보인 반면, 감수성 개체군은 섭식을 하지 않았다.
무당벌레(Harmonia axyridis)는 전 세계에 걸쳐 다양하게 분포하고 있으며, 여러 종류의 진딧물을 섭식하는 진딧물의 포식자로 널리 알려지면서 진딧물 의 생물적 방제 프로그램에 유용하게 사용되고 있다. 무당벌레는 같은 종 내 에서도 변이가 매우 심하여 다양한 초시 색상패턴을 나타내는데, 이러한 종이 나 개체간의 분자적 요인의 차이를 밝혀내는 Fingerprinting 방법으로는 RAPD, RFLP, AFLP방법 등이 있으며, 이 중에서 AFLP는 높은 재현성과 정확성을 나 타냄으로 가장 널리 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 AFLP 분석을 통해 무당벌레의 초시 색상패턴에 따른 유전적 다양성을 알아보고자 하였다. 2007년부터 2009년까지 채집된 월동개체군 중에서 검은색 바탕에 2개의 붉 은색 점을 가진 conspicua 개체와, 검은색 바탕에 4개의 붉은색 점을 가진 spectabilis 개체, 노란색 바탕에 19개의 검은색 점을 가지고 있는 succinea1 개 체, 그리고 노란색 바탕에 검은색 점이 전혀 없는 succinea2 개체를 가지고 실 험을 실시한 결과, 8개의 AFLP primer조합을 통해 총 822개의 밴드가 확인되 었고, 그 중 37개의 밴드 특정 색상패턴에서만 확인되어, 특이적 밴드를 통해 무당벌레의 색상변이에 있어 유전적 다양성을 추측할 수 있었다.
무당벌레(Harmonia axyridis)는 동종 내에서의 색상패턴의 변이가 심한 종으 로 잘 알려져 있으며, 현재까지 무당벌레 개체군 안에서 이러한 색상변이의 주요 원인은 유전적 차이와 물리적 환경요인들에 의한 것으로 암시되고 있으 나, 정확하게 구명된 것은 없는 상태이다. 본 연구에서는 환경적 요인에 의해 무당벌레의 초시다형화 현상이 나타나는지를 조사하기 위해 사육온도와 먹이, 광주기 등의 조건을 달리하여, 초시의 반점의 색상이나 무늬패턴을 확인하여 모세대와의 초시표현형을 비교하고자 하였다. 2007년 12월 중 충남 금산군에서 채집한 월동개체군에서 3개의 주요 표현 형 패턴(succinea, conspicua 그리고 spectabilis)을 암수 1쌍씩 선발하여 목화진 딧물을 공급하며 25±2℃와 50±10% RH, 광주기 L:D=16:8의 실험실 조건에서 Plant culture dish(D×H=100×40mm,SPL Life Science,Korea)를 사육용기로 사용하 여 사육하였으며, 교잡 후 산란한 알을 모두 수거하여 부화시켰다. 부화한 1 령 유충은 실내에서 먹이(복숭아혹진딧물, 목화진딧물, 무테두리진딧물), 광주 기(16:8, 12:12, 8:16), 온도(20℃, 25℃, 30℃)를 달리하여 성충까지 사육하고 우화한 성충의 초시패턴을 분석한 결과, conspicua패턴의 경우, 사육된 광주기 별 모세대의 발현비율이 각각 85.9, 83.1, 88.1%(F=2.95, P=0.061)로 광주기는 자손세대의 초시발현비율에 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 먹이에 따른 발현비율은 각각 85.7, 83.3, 88.5%(F=3.51, P=0.038)로 먹이간 차이를 보 여, 자손세대의 초시패턴의 발현에 먹이가 영향을 미치는 것으로 여겨진다
무당벌레(Harmonia axyridis)는 생물학적 방제인자로써 주목받고 있을 뿐만 아니라 초시의 무늬 패턴이 매우 다양하여 관심의 대상이 되고 있는 종이다. 이 종의 axyridis 패턴에서의 변이는 월동개체군의 발생비율은 1%이하로 매우 낮지만, 실내에서 대량 사육 시 다양한 변이패턴을 보여주며 높은 비율로 발 생하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 실험에서는 2008년 11월에 충남 금 산군, 대전 궁동, 송강동, 김제시에서 채집한 월동개체군의 색상패턴을 Seo et al.(2007)이 발표한 방법을 변형시켜 분류, 조사하였다. 채집된 4지역에서 평균 출현빈도는 succinea1-4 그룹이 92.40%, conspicua그룹이 3.72%, spectabilis그룹 이 3.63%, 그리고 axyridis그룹이 0.24%로 succinea1-4그룹이 월동개체군의 대 부분을 차지하였고, axyridis그룹은 0.24%로 나타났다. Axyridis 그룹에서 분류 된 개체군 중 RU2와 RT12를 선발하여 교미시킨 후 자손세대에 발현되는 초 시무늬패턴을 조사한 결과, RU2(♀)과 RU2(♂) 사이에서는 RU2패턴에 점이 있는 개체와 YBM19이 96.5%로 출현하였으며, RU2(♀) F1과 월동개체군 RT12(♂) 사이에서는 RU2+RT12패턴과 succinea그룹의 색상패턴 표현형의 비 가 2.53:1로 부모세대 색상패턴이 71.7%를 차지하고 그 중 RT12가 9.7% 더 많았다. RU2+RT12패턴 F1의 자손 중에서 부모세대와 같이 RU2(♀)와 RT12 (♂)를 한 번 더 교배를 해 본 결과 F1세대 패턴과 succinea그룹의 표현형 비 가 2.28:1로 F1의 표현형은 69.5%로 나타났고, RT12가 20.1% 더 많이 출현함 을 확인할 수 있었다. 따라서 색상패턴 유전의 명확성을 알 수 없으나, RU2와 RT12가 succinea의 형질을 가지고 있는 것으로 생각되고, axyridis그룹이 succinea그룹에 비해 우점을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한 색상패턴 을 형성하는 기본적인 패턴들이 부모세대에 열성형질로 잠재하여 있다가 자 손 세대에서 표현형으로 표출이 될 수 있음을 확인할 수 있었다