국내 배추좀나방(Plutella xylostella) 집단은 피레스로이드 농약에 대해서 저항성을 보이며, 이는 이 살충제의 작용점인 소듐이온채널 유전자의 돌연변이에 기인된다. 더욱이 배추좀나방은 대부분 상용화된 살충제에 대해서 저항성을 발달시킬 수 있다. 본 연구는 배추좀나방을 효과적으로 방제하기 위해 내부기생성 천적인 프루텔고치벌(Cotesia plutellae)과 미생물농약인 Bacillus thuringiensis의 혼합처리 기술을 개발하기 위해 수행되었다. 프루텔고치벌이 감수성과 저항성 배추좀나방에 대한 기생 선호성에 차등이 있는 지 조사하기 위해 다섯 개 서로 다른 집단에 대해서 살충제 감수성과 프루텔고치벌 기생성 차이를 비교하였다. 이들 배추좀나방 집단들은 피레스로이드, 유기인계, 네오니코틴계 및 곤충성장조절제를 포함하는 세 종류의 상용 살충제에 대한 약제 감수성에서 뚜렷한 차이를 보였다. 그러나 이들 집단들은 프루텔고치벌에 의한 기생률에서는 차이를 보이지 않았다. 더욱이 기생된 배추좀나방은 B. thuringiensis에 대해서 감수성이 증가되었다. 프루텔고치벌이 갖는 면역억제인자 가운데 바이러스 유래 ankyrin 유전자(vankyrin)를 비기생된 배추좀나방에 발현시켰다. Vankyrin의 발현은 배추좀나방 3령충의 B. thuringiensis에 대한 감수성을 현격하게 증가시켰다. 즉, 프루텔고치벌에 의해 야기된 면역저하가 B. thuringiensis의 살충력을 증가시켰다. 이러한 결과들은 프루텔고치벌과 미생물농약인 B. thuringiensis의 혼합처리가 살충제 저항성 배추좀나방을 효과적으로 방제할 수 있다고 제시하고 있다.

최근 사과원에서 복숭아순나방붙이(Grapholita dimorpha)의 발생이 보고되었다. 복숭아순나방붙이는 이와 유사한 복숭아순나방(G.molesta)이 발생하는 또 다른 기주에서도 동시에 발생이 가능하다고 제기되었다. 본 연구는 국내 여러 지역의 배과원에서 복숭아순나방붙이의 발생이 있음을 보고한다. 복숭아순나방붙이의 종 동정은 형태적 특징과 분자마커를 이용하여 실시되었다. 이들 두 종의 공통된 성페로몬 주성분으로 상호 교차 포획이 이뤄질 수 있다. 복숭아순나방붙이 페로몬트랩에 복숭아순나방붙이와 복숭아순나방이 포획되고, 복숭아순나방 페로몬트랩에 복숭아순나방과 복숭아순나방붙이가 포획되었다. 복숭아순나방붙이 트랩에 이뤄진 교차 포획비율은 지역적으로 다른 배과원에서 상호 뚜렷한 차이가 나타났다. 더욱이 이 두 종의 발생 피크도 조사한 모든 야외 지역에서 시기적으로 뚜렷한 차이를 보였다. 이러한 결과는 배 과수원에서 두 종의 성페로몬 트랩으로 얻은 모니터링 자료는 각각 서로 다른 종의 포획이 혼재하며, 이는 해당종의 발생빈도와 발생밀도가 확대 해석될 수 있음을 본 연구 자료는 제시하고 있다.

콩과(Fabaceae) 작물 해충인 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 어리팥나방(M. falcana) (나비목: 잎말이나방과)은 형태적으로 매우 유사하여 종 구별이 힘든 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 PCR-SSP(PCR with Sequence Specific Primers) 방법으로 두 종을 빠르고 정확하게 구별할 수 있는 판별법을 찾고자 두 종의 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 I(mtCOI) DNA 부분영역(439 bp)의 염기서열을 해독하였다. 그리고 다른 나방 종의 mtCOI 염기서열과 함께 나열하여 비교한 후 팥나방과 어리팥나방에서 종 특이적으로 차이가 나는 단일 뉴클레오티드를 프라이머의 3ʹ말단으로 하는 염기서열 특이 프라이머 조합을 만들었다. PCR 산물들을 전기영동 한 결과, 어리팥나방은 245 bp, 팥나방은 409 bp와 245 bp의 특이적 밴드 패턴을 보여 두 종을 구별할 수 있었다.

아이코사노이드는 곤충의 다양한 세포성 면역 반응을 중개한다. 본 연구는 면역반응에 따라 혈구세포 밀도 변화에 대한 아이코사노이드의 새로운 중개 기능을 밝히기 위해 수행되었다. 파밤나방(Spodoptera exigua) 5령충은 세균 감염에 따라 2 시간이 지나면 총혈구수의 현격한 증가를 보였다. 이 총혈구수 증가는 주로 부정형혈구와 소구형혈구 밀도의 증가로 해석되었다. 파밤나방 유충에 phospholipase A2 (PLA2) 억제자인 dexamethasone을 처리하면 세균 처리에 의한 총혈구수 변화가 일어나지 않았다. 하지만 dexamethasone을 처리한 유충에 PLA2의 촉매산물인 arachidonic acid를 첨가하면 총혈구수 증가가 회복되었다. 이러한 혈구 밀도 변화에 원인으로서 아이코사노이드 종류를 추적하기 위해 cyclooxygenase (COX)의 억제자인 naproxene을 처리한 결과 총혈구수 증가가 억제되고, lipoxygenase (LOX)의 억제자인 esculetin을 처리하면 총혈구수 증가가 유지되어 COX 산물이 세균 침입에 따른 총혈구수 증가에 관여하는 것으로 나타났다. COX의 생산물인 prostaglandin E2(PGE2)를 세균 없이 단독으로 처리할 때도 총혈구수의 뚜렷한 증가를 나타냈다. 이러한 결과는 파밤나방의 세포성 면역반응 과정에서 총혈구수 증가를 중개하는 아이코사노이드의 새로운 기능을 제시하고 있다.

율마(Cupressus macrocarpa)는 측백나무과 식물로 특유의 레몬향기가 나며 키우기가 쉽고 가격이 저렴한 식물이다. 비교적 병해충에 내성을 보이는 율마의 줄기와 가지 부분에 흰색가루가 덮여 있는 것을 발견했다. 이 흰색가루의 본체를 동정하고 처방을 하기 위하여 본 연구를 실시하였다. 해부현미경으로 관찰하였을 때 깍지벌레 유충과 성충 모습을 관찰하였으며, 형태분류학적 동정 결과 이 흰색가루의 본체는 가루깍지벌레(Pseudococcus comstocki)라고 판명되었다. 현재 cytochrome oxidase I의 염기서열을 중심으로 분자진단법으로 형태동정 결과를 확인하고 있다. 약제처리는 클로로니코티닐계 일종의 이미다클로프리도 수화제(500 ppm)를 처리한 결과 5 일 만에 75%의 방제 효과를 나타내었다. 본 연구는 율마에 피해를 주는 가루깍지벌레를 최초로 보고하고 이에 대한 약제 방제 효과를 분석하였다.

스트레스 음파(5,000 Hz, 95 dB)는 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii) 번데기의 성충 발육을 억제시켰다. 이러한 발육 교란에 대한 생리적 원인을 규명하고자 이 곤충의 스트레스 음파에 대한 발현 유전체를 무처리 곤충과 비교 분석하였다. 발현유전체는 전사체를 대상으로 하였으며, 이는 전체 RNA를 Illumina HiSeq2000을 이용한 차세대우전체 염기서열 분석 기술을 이용하였다. 처리구와 무처리구에서 전체 전사체의 분석염기수는 약 16 Gb였고, 이를 토대로 77,553개의 contig가 규명되었다. 이 contig들을 대상으로 스트레스 음파 처리에 따라 발현량 차이를 보인 비율은 약 62.8%를 차지하였다. 이 가운데 대조구에 비해 10배 이상 발현량이 감소한 contig 숫자는 3,994개이고, 증가한 contig 숫자는 1,120개를 나타냈다. 특별히 성장과 변태와 관련된 insulin 및 ecdysone 신호 유전자의 발현이 영향을 받았다. 또한 일반 물질대사와 관련된 유전자들의 발현이 스트레스 음파 처리에 따라 감소를 보였다. 그러나 스트레스 관련 유전자인 지질동원호르몬 신호전달과정 유전자들은 발현량이 증가하였다. 이상의 스트레스 음파에 따라 아메리카잎굴파리의 유전체 발현량 변화는 이 곤충의 정상적 성충 발육에 교란을 주었을 것으로 추정된다. 향후 스트레스 음파에 처리에 따라 발현에 교란을 받은 유전자들의 성충 발육 연관성에 대한 기능 분석이 필요하다.

고주파 처리는 파밤나방(Spodoptera exigua)의 생리변화를 유발시켜 섭식행동, 발육 및 면역반응의 변화를 초래한다. 본 연구는 이러한 고주파의 영향을 파밤나방의 생화학적 변화를 통해 분석했다. 고주파(5,000 Hz, 95 dB) 처리는 중장 상피세포의 단백질 합성과 분비를 억제시켰다. 또한 이 고주파 처리는 중장의 인지질분해(phospholipase ) 소화효소의 활성을 현격하게 억제시켰다. 고주파 처리는 세 종류의 열충격단백질과 지질운송단백질(apolipophorin III)의 유전자 발현을 변동시켰고 이러한 변화는 중장 조직에서 뚜렷했다. 혈림프 혈장에 존재하는 지질 및 유리당의 함량이 고주파 처리에 의해 현격하게 증가했다. 이러한 결과는 고주파 처리가 파밤나방의 체내 생화학적 변화를 유발시켜 생리적 교란을 유도하는 스트레스로 작용한다는 것을 제시하고 있다.

벤질리덴아세톤(benzylinedeneacetone: BZA)은 두 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila와 Photorhabdus temperata subsp. temperata에서 유래된 대사산물의 일종이다. 이 물질은 곤충의 세포성 및 체액성 면역반응을 억제하며 또한 다양한 세균이나 곰팡이에 대해 항생효과를 갖고 있다. 그러나 이 물질이 갖는 비교적 높은 약해와 낮은 식물체 침투력은 효과적 농약으로 개발하는 데 어려움을 주고 있다. 본 연구에서는 다섯 개의 서로 다른 BZA 유사체를 스크리닝하여 면역억제 및 항균활성을 유지하면서 비교적 용해도가 높고 약해가 낮은 물질을 선발하였다. BZA의 벤젠 고리에 수산기가 붙은 유도체는 면역억제 및 항균활성이 뚜렷이 낮아졌다. 또한 BZA의 케톤기를 카르복실기로 변형하면 면역억제와 항균활성을 잃게 되었다. 그러나 BZA의 탄화수소 사슬을 짧게 하여 형성된 아세테이트 유도체인 4-hydroxyphenylacetic acid (HPA)는 면역억제와 항균활성을 잃지 않았다. 또한 HPA는 BZA 보다 고추(Capsicum annuum)에 대해 약해가 낮은 것으로 나타났다. 이 연구는 낮은 약해를 유발하면서 높은 곤충면역억제와 식물병원균에 대해 높은 항균활성을 보이는 BZA 유도체를 선발하였다.

일부 고주파 음파 처리가 파밤나방(Spodoptera exigua)의 생리변화를 유발시킨다. 이 연구는 초음파( 20 kHz) 처리가 파밤나방 유충 섭식, 용 발육 및 성충 교미행동에 미치는 영향을 분석하였다. 초음파 처리는 5령충의 섭식 활동을 억제시켰다. 특별히 30 kHz 또는 45 kHz 초음파 처리를 받은 유충은 50% 이상의 섭식활동이 감소하였다. 이러한 초음파 처리를 받은 유충은 혈장의 주요 영양물질 함량이 변동되었다. 혈장 단백질은 처리 초음파의 주파수 증가에 따라 감소하였다. 그러나 혈당은 처리 초음파의 주파수 증가에 따라 증가하였다. 지질 함량은 30 kHz 처리까지는 증가하다가 이후 감소하였다. 파밤나방 5령의 혈구, 지방체 및 표피세포의 세 조직은 스트레스 관련 유전자들인 세 종류의 열충격단백질과 apolipophorin III를 발현시켰다. 그러나 초음파를 처리할 경우 일부 스트레스 관련 유전자들의 발현을 크게 억제시켰다. 초음파 처리는 또한 용발육을 억제시켜, 용기간을 연장시키고 성충으로 우화를 현격하게 낮추었다. 끝으로 초음파 처리는 성충의 교미행동을 억제시켜 암컷의 산란력을 뚜렷하게 낮추었다. 이러한 결과는 초음파가 파밤나방의 생리적 스트레스로 작용하고 있다는 것을 제시하고 있다.

 ,  , The hawthorn spider mite, Tetranychus viennensis, is a pest of apples and a quarantine pest from some countries that import apples from Korea. A controlled atmosphere and temperature treatment system (CATTS) was developed as an alternative disinfestation method to methyl bromide fumigation treatment, and has been applied to control various insects and other arthropod pests on fruits. We applied CATTS to disinfect T. viennensis under conditions that were previously developed to control the peach fruit moth, Carposina sasakii. First, T. viennensis was sampled from Japanese apricot, Prunus mume, and identified by its morphological characters. In addition, both cytochrome oxidase I (COI) and internal transcribed spacer (ITS) sequences supported the morphological identification. Second, the heat-tolerant developmental stage was determined in T. viennensis. When a 46℃ heat treatment was applied to egg, nymph, and adult stages of T. viennensis, adults were the most tolerant stage. Third, when heat temperature was used along with 1% O<, SUB>, 2<, /SUB>, and 15% CO<, SUB>, 2<, /SUB>, , the mites showed a significant increase in susceptibility to the heat treatment. Finally, CATTS at 46℃ with 15% CO<, SUB>, 2<, /SUB>, and 1% O<, SUB>, 2<, /SUB>, for 30 min resulted in 100% mortality of all T. viennensis development stages. These results indicated that CATTS isapplicable to disinfest T. viennensis in post-harvest apples.

최근 버섯 배지의 주원료로 사용되는 국내산 톱밥이 부족해 수입하는 실정이어서 국내 생산 부산물을 이용한 새로운 염가배지 개발 시급한 실정이다. 이에 밤 주산지인 공주, 부여 지역의 밤가공 과정에서 폐기되고 있는 밤껍질을 느타리버섯(Pleurotus ostreatus) 병재배의 배지 주재료인 톱밥을 대체 사용하는 기술을 개발한 내용은 다음과 같다. 포플러톱밥을 밤껍질로 대체하여 버섯배지로 사용할 때 밤껍질이 10~70%까지 많아질수록 총질소 함량이 높아지고, C/N율은 44.1에서 39.9까지 낮아지는 경향이었으나 모두 느타리버섯 배지로 적정하였다. 밤껍질의 대체비율이 많아질수록 느타리버섯 균배양일수는 약 1~4일 정도 길어지고, 균배양기간도 2~3일 지연되며, 초발이기간도 1~2일 늦어지나 자실체 생육기간은 1~2일 짧아지는 경향이었다. 수량성은 저온성인 미소 품종의 경우 감소하는 경향이나 중온 성인 장안5호 품종은 대조구(95.3g/850㏄병) 보다 밤껍질 10% 대체시 102.9g으로 8%의 증수했고, 30% 대체시 101.1g으로 6% 증수 하였다. 1회 1,000병/850㏄ 작업기준으로 배지재료 포플러톱밥을 밤껍질로 30% 대체 사용 할 경우 9,990원의 배지재료 구입비 절감과 수량 6%증수에 따른 12,412원의 수익으로 22,402원의 소득 효과를 보였다.

복숭아순나방붙이(Grapholita dimorpha Komai)는 1985년 국내에 그 분포가 처음 알려졌으며, 2010년 사과원에서 발생이 확인되었고, 과거 몇 년 간 복숭아순나방(Grapholita molesta (Busck))과 혼동되었을 가능성이 높은 것으로 추측되고 있다. 배 과원에서 복숭아순나방붙이의 발생양상을 알아보기 위해 2012년 5월부터 11월까지 경기 안성, 충남 천안, 경북 상주 지역의 조사 포장에서 페로몬트랩을 이용해 조사했다. 복숭아순나방붙이 발생 모니터링 결과, 경기 안성은 6월과 8월~9월에 2회, 충남 천안은 5월, 8월, 9월에 걸쳐 3회, 경북 상주는 5월, 7월, 8월~9월 3회에 걸쳐 발생 Peak를 보여, 지역에 따라 발생 횟수와 시기가 각각 다르게 나타났다. 복숭아순나방붙이와 복숭아순나방은 형태적으로는 물론, 성페로몬 조성성분도 유사해 각 종의 페로몬 트랩에 2종이 혼재되어 유살되는 경우가 많았다. 복숭아순나방붙이 트랩에 유살된 복숭아순나방붙이와 복숭아순나방의 비율이 경기 안성 지역에서는 21.3:78.7, 충남 천안 지역은 51.4:48.6, 경북 상주 지역은 43:57로 나타났다.

 ,  , Effect of a new crop protectant ‘Bt-Plus’ on natural enemies was analyzed in this study. Tested natural enemies included two parasitic species of Aphidius colemani and Eretmocerus eremicus, and four predatory species of Harmonia axyridis, Orius laevigatus, Amblyseius swirskii, and Phytoseiulus persimilis. ‘Bt-Plus’ was formulated by combination of three entomopathogenic bacteria (Xenorhabdus nematophila (Xn), Photorhabdus temperata subsp. temperata (Ptt), Bacillus thuringiensis (Bt)) and bacterial metabolite (BM). All three types of ‘Bt-Plus’ showed significantly higher toxicities against fourth instar Plutella xylostella larvae than Bt single treatment. Two types of bacterial mixtures (‘Xn+Bt’ and ‘Ptt+Bt’) showed little toxicity to all natural enemies in both contact and oral feeding assays. However, ‘BM+Bt’ showed significant toxicities especially to two predatory mites of A. swirskii and P. persimilis. The acaricidal effects of different bacterial metabolites were evaluated against two spotted spider mite, Tetranychus urticae. All six BM chemicals showed significant acaricidal effects. The BM mixture used to prepare ‘Bt-Plus’ showed a high acaricidal activity with a median lethal concentration at 218.7 ppm (95% confidence interval: 163.2 - 262.3). These toxic effects of bacterial metabolites were also proved by cytotoxicity test against Sf9 cells. Especially, benzylideneacetone, which was used as a main ingredient of ‘BM+Bt’, showed high cytotoxicity at its low micromolar concentration.

 ,  , The entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus sp., was isolated from an entomopathogenic nematode, Steinernema monticolum. When these bacteria were injected into the hemocoel of the diamondback moth, Plutella xylostella, they caused significant mortality. However, the bacterium was not pathogenic when it was administered orally. This study showed that Xenorhabdus sp. significantly enhanced oral pathogenicity of Bacillus thuringiensis (Bt) against the last instar larvae of P. xylostella. Different ratios of culture broth of Xenorhabdus sp. and Bt showed significantly different pathogenicities against P. xylostella. In field tests, the optimal bacterial mixture significantly enhanced control efficacy against P.xylostella compared to Bt treatment alone. These results demonstrated that Xenorhabdus sp. culture broth can be developed as a potent biopesticide by enhancing the insecticidal efficacy of Bt.

Bacillus thuringiensis (Bt) is a bacterial biopesticide against insect pests, mainly lepidopterans. Spodoptera exigua and Plutella xylostella exhibit significant decreases in Bt susceptibility in late larval instars. To enhance Bt pathogenicity, we used a mixture treatment of Bt and other bacterial metabolites which possessed significant immunosuppressive activities. Mixtures of Bt with culture broths of Xenorhabdus nematophila (Xn) or Photorhabdus temperata ssp. temperata (Ptt) significantly enhanced the Bt pathogenicity against late larval instars. Different ratios of Bt to bacterial culture broth had significant pathogenicities against last instar P. xylostella and S. exigua. Five compounds identified from the bacterial culture broth also enhanced Bt pathogenicity. After determining the optimal ratios, the mixture was applied to cabbage infested by late ins tar P. xylostella or S. exigua in greenhouse conditions. A mixture of Bt and Xn culture broth killed 100% of both insect pests when it was sprayed twice, while Bt alone killed less than 80% or 60% of P. xylostella and S. exigua, respectively. Other Bt mixtures, including Ptt culture broth or bacterial metabolites, also significantly increased pathogenicity in the semi-field assays. These results demonstrated that the Bt mixtures collectively names 'Bt-Plus' can be developed into potent biopesticides to increase the efficacy of Bt.