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.

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.