화랑곡나방(Plodia interpunctella H.)과 곡식수시렁이(Trogoderma granarium E.)는 식품제조 관련기업들의 곤충 이물관련 클레임의 상당부분을 차지하는 주요 저장해충 종으로, 기업들은 제품으로의 해충 접근을 방지하기 위하여 많은 연구와 노력을 하고 있다. 특히 제품의 외포장에 주로 사용하는 골판지박스의 경우 박스의 골 사이 틈새와 접힌 부분의 틈새를 통해 외부로부터의 해충 유입에 취약하며 최근 온라인, 택배 시스템을 이용한 유통이 증가됨에 따라 다양한 종류의 해충이 유입되는 빈도가 급격히 증가하고 있다. 본 연구는 식품공전 상에 등재된 한약재 배합물에서 추출한 기피물질을 10% 농도로 희석하여 골판지박스 내부에 분무 처리한 후 먹이(씨리얼)를 투입하고 박스를 밀봉한 후 실험장에 화랑곡나방과 곡식수시렁이 4령 유충을 각각 투입하고 골판지박스 내부로의 침입 개체수를 조사하였다. 화랑곡나방의 경우 박스내부 개체수에서 무처리 2.88, 처리 1.38마리, 골판지 골 사이에서 무처리 14.88, 처리 9.38마리로 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(박스내부; df=14, t=2.17, P<0.05, 골판지틈새; df=14, t=2.65, P<0.05), 곡식수시렁이 처리에서도 박스내부는 무처리 5.5, 처리 2.23마리, 골판지틈새에서는 무처리 17.88, 처리 11.25마리로 유의한 차이를 나타냈다(박스내부; df=14, t=3.61, P<0.05, 골판지틈새; df=14, t=7.62, P<0.05). 식품포장 박스에 방충물질을 도포하였을 경우 제품으로 화랑곡나방과 곡식수시렁이 유충의 접근을 억제 할 수 있는 것으로 판단되었다.

소나무재선충에 대하여 살선충 활성을 가지는 친환경 물질을 탐색하기 위하여 생리활성물질 분리율이 높은 방선균을 이용하였다. 방선균은 충북 영동, 충남 태안도, 경북 문경과 상주의 산림에서 채집한 토양으로부터 분리, 배양하여 실험에 이용하였다. 분리한 방선균은 모두 32개이며 방선균 배양여액을 소나무재선충에 직접 노출시켜 48시간 후 소나무재선충의 치사 여부를 조사하였고 방선균이 소나무재선충의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위하여 직접 노출 후 잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea)이 충분히 자란 PDA(potato dextrose agar)에 접종한 후 배양기에서 15일에서 30일 동안 보관 후 소나무재선충의 증식 밀도를 조사하였다. 방선균에 직접 노출시켜 살선충 활성을 알아본 결과 상주 갑장산 지역에서 분리한 5개 방선균 균주의 보정사충률이 100%를 나타내었으며 32개의 방선균 중 21개가 보정사충률이 90% 이상이었다. 증식에 미치는 영향을 알아본 결과 소나무재선충의 증식률이 AM210, SG16, YD116, YD315 균주에서 10% 미만으로 나타났다. 그 중 YD116 균주를 형태적, 분자적으로 동정한 결과 Streptomyces atratus YD116이었으며 S. atratus에서 분리된 물질들 중 hydrazidomycin과 유사한 hydrazine hydrate로 실험한 결과 1000ppm에서 97.8%의 보정사충률을 나타내었다.

병해충의 분포와 발생은 기상조건과 밀접한 관련이 있다. 따라서 기후변화에 전략적으로 대응하기 위해 병해충 분야의 취약성 평가를 실시할 필요가 있다. 본 연구에서는 산림해충의 하나인 꽃매미를 통해 산림병해충 평가를 실시하였다. 꽃매미의 알 폐사율에 직접적으로 영향을 미치는 겨울철 평균기온과 1월 평균 최저기온을 통해 꽃매미 발생확률을 함수화하고, 미래 기후변화 시나리오 중 RCP4.5와 8.5 시나리오를 적용하여 산림병해충 취약성 평가를 실시하였다. 현재는 남부 해안지역과 동해안 지역만 취약성 값이 높았으나, 기후변화의 영향에 따라 강원도 산간지역을 제외한 우리나라 전반에서 취약성 값이 높게 나타났다. 특히 2050년에는 우리나라 전체 산림면적의 약 30.01% (20,688km2)에서 병해충 취약성이 높거나 매우 높은 것으로 나타났다. 이는 기후변화에 따라 평균 기온이 증가하면서 꽃매미 알의 월동확률이 급격히 높아지기 때문이다. 본 연구는 병해충 분야의 기후변화 취약성 평가 기초자료로 활용될 수 있으며, 지역별 병해충 발생과 산림관리 계획 수립을 지원할 수 있을 것으로 사료된다.

해송묘목에 있어서 소나무재선충과 어리소나무재선충의 이동, 증식 및 세포파괴의 양상을 조사하기 위하여 다음과 같은 실험을 행하였다. 먼저 해송의 묘목에 소나무재선충과 어리소나무재선충(아시아형 또는 유럽형)을 접종하여 고사율을 측정한 결과 접종 25주 후, 소나무재선충 접종 묘목의 고사율은 90%, 아시아형과 유럽형 어리소나무재선충을 접종한 묘목의 고사율은 증류수를 접종한 대조구와 같이 0%였다. 이 결과로부터 어리소나무재선충은 병원성이 없는 것으로 확인되었다. 이 두 선충 종 사이에 병원성 차이를 가져오는 요인을 알기보기 위해 해송 가지를 20cm 길이로 잘라서 소나무재선충과 어리소나무재선충(아시아형 또는 유럽형)을 인공접종한 후 선충의 가지 내 이동, 증식과 세포가해양상을 조사하였다. 가지 내 수직 이동은 소나무재선충과 어리소나무재선충 사이에 차이가 없었으나 증식률은 소나무재선충이 두 종류의 어리소나무재선충 보다 유의하게 높다는 것을 알았다. 한편, 증류수를 접종한 대조구의 경우 7일 후까지도 해송 가지의 피층수지도 내부에 죽은 상피세포가 거의 존재하지 않았으나, 소나무재선충 접종구의 경우, 접종 7일 후 까지 죽은 상피세포가 피층수지도 내에 산재 분포하였다. 죽은 상피세포의 밀도는 접종 일수가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 또한 소나무재선충 접종구의 세포파괴 정도가 어리소나무재선충의 접종구 보다 심했다. 소나무재선충의 병원성은 소나무재선충의 높은 증식력과 높은 가해력에서 기인한다는 것을 알았다.

소나무재선충속(Bursaphelenchus) 선충은 전 세계적으로 100여종이 기록되어 있으며 대부분 종은 식균성 선충(mycophagous)으로 주로 죽은 식물체나 죽은 목재 조직에서 서식한다. 다만, 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)과 같이 일부 종의 경우 살아있는 나무와 죽은 나무 모두에서 식물기생성 시기(phytophsgous phase)와 식균성 시기(mycophagous phase)를 순환하는 선충도 있다. 소나무재선충속 선충의 분류 방법은 크게 형태적인 특징과 분자생물학적인 특징으로 나눌 수 있으며, 각각의 방법은 다양한 기준과 요소로 세분화되어 진다. 형태적인 특징으로는 ‘수컷의 생식기 형태’를 비롯하여, ‘수컷 미부 돌기의 배열’, ‘암컷 생식기 구조’, ‘암컷 꼬리 모양’, ‘측정치’등을 들 수 있다. 독일의 Braasch(2000)는 이에 ‘측선의 수’, ‘수컷 bursa의 모양’등을 추가하여 28종의 Bursaphelenchus속 선충을 10개의 그룹으로 분류하였다. 한편 Ryss등(2005)은 수컷 생식기에 대한 측정치를 산정함으로써 형태적인 분류를 보다 수치적으로 체계화하는데 성공하였다. 분자생물학적인 분류를 위하여서는 라이보좀 DNA(ITS, D2D3, SSU), 미토콘드리아 DNA 등이 활용되고 있으며, 이들 중 일부는 종 동정을 위한 유전자 마커로 개발되었고 또 일부는 계통 분류학적 근연관계를 파악하기 위한 정보로 이용되고 있다. 소나무재선충속 선충 종에 있어서 유전적 특성과 형태적 특성간의 차이를 조사하고자 한다.

우리나라에서 소나무재선충병이 1988년 부산에서 최초 발생한 이후 점차적으로 피해가 확산됨에 따라 급기야 2005년에 ｢소나무재선충병 방제특별법｣을 제정‧시행하고 범 정부적 노력으로 감소하였으나, 2011년부터 확산 추세를 보여 2014년 현재까지 63개 시·군·구로 확산되었다. 피해고사목의 발생 추이는 ’11년 477 → ’12년 506 →’13년 1,231천본으로 증가되었다. 소나무재선충병 피해확산 요인으로는 매개충 우화기 이전에 피해고사목 전량방제 미실행과 여름철 이상고온 및 가뭄으로 매개충(솔수염하늘소, 북방수염하늘소)의 개체수와 활동이 급격히 증가하여 피해가 확산된 것으로 추정된다. 또한 피해 관할 지자체의 관심부족과 전담인력 부재로 피해범위가 확대되고, 소나무류 인위적 이동에 따른 신규발생 지역이 증가하였다. 2013년 신규발생지은 광주 광산구, 울산 동구, 경기 양평‧하남‧연천‧가평‧양주‧안성, 강원 춘천, 충북 충주, 경북 상주이며, 2014년에는 경기도 의왕, 강원도 정선, 전북 순창, 경북 경산에서 발생하였다. 신규발생지 역학조사를 실시한 결과 울산 동구, 경기 하남, 경북 상주는 자연적 확산, 기타지역은 인위적 확산으로 밝혀졌다. 이러한 인위적인 확산은 어느 지역에서 그 피해가 발생할지 예측할 수 없기 때문에 조기예찰과 적기방제가 어려워 피해지역이 점점 증가 하고 있는 실정이다. 따라서 재선충병 피해현장에서 철저한 방제작업과 우리나라의 경우 소나무의 중요성 때문에 소나무 배제정책이 아닌 소나무 살리기 운동이 정책적으로 이루어진다면 소나무재선충병 방제가 충분히 가능할 것이다.

이전 연구의 12종 한약재 이외에 저장해충에 기피효과를 보인다고 알려진 3종 류의 한약재 애엽(Artemisia princeps), 인진(Artemisia capillaris), 정향(Syzygium aromaticum)과 특히, 정향을 토대로 한 4종류 한약재의 혼합 추출물에 대한 화랑곡 나방과 어리쌀바구미의 기피효과를 조사하였다. 애엽과 인진에서 화랑곡나방 유 충은 기피효과를 보이지 않았으나(애엽: t=0.25, df=48, P>0.05, 인진: t=-1.0, df=46, P>0.05), 정향의 경우 유의한 기피효과를 나타냈다(정향: t=2.97, df=48, P<0.05). 어리쌀바구미 성충은 3종류 추출물 모두에서 기피효과가 있는 것으로 나 타났다(애엽: t=12.10, df=48. P<0.05, 인진: t=10.95, df=48, P<0.05, 정향: t=22.12, df=48, P<0.05). 혼합 추출물에서 처리구와 무처리구 간 화랑곡나방 유충 수의 차 이는 유의하지 않았다(정향+목적+몰약: t=-1.93, df=48, P>0.05, 정향+석창포+선 퇴: t=-0.22, df=48, P>0.05, 정향+백강잠+삼내자: t=-1.47, df=48, P>0.05). 어리쌀 바구미 성충의 경우 4종류 혼합 추출물에서 기피효과를 보였다(정향+건강+구척: t=4.99, df=44, P<0.05, 정향+백강잠+삼내자: t=14.91, df=48, P<0.05, 정향+목적+ 몰약: t=4.71, df=48, P>0.05, 정향+석창포+선퇴: t=5.45, df=48, P>0.05). 이러한 결과는 추출물의 단독 처리보다는 기피효과를 보이는 여러 추출물을 혼합하여 처 리 할 경우 기피효과가 더 효과적일 수 있는 사실을 보여주었다.

식물유래 천연 방충 기피물질 처리 PE합지와 OPP합지 포장소재에 대한 화랑곡 나방 유충의 기피효과를 조사하였다. 기피물질이 처리된 포장소재의 처리방식과 처리농도는 대조구(0%), core 3%, 5%, 외면 3%, 5%로 처리하였다. PE합지에서 유 충 개체수는 core 3과 5%에서 처리면과 무처리면 간에 유의한 차이를 보이지 않았 으나(대조구: t=0.27, df=8, P>0.05, 3%: t=0.76, df=8, P>0.05, 5%: t=2.05, df=8, P>0.05), 외면처리의 경우 3%, 5% 처리 모두에서 처리면과 무처리면 간 유충 수에 서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(3%: t=-5.66, df=4, P<0.05, 5%: t=-41.01, df=4, P<0.05). OPP합지의 경우도 core 3, 5%에서 처리면과 무처리면 간 차이를 보 이지 않았으나(3%: t=-1.71, df=14, P>0.05, 5%: t=-1.59, df=14, P>0.05), 외면 3, 5%에서 처리면, 무처리면 간 유충 개체수에서 유의한 차이를 보였다(3%: t=-2.65, df=14, P<0.05, 5%: t=-3.74, df=14, P<0.05). 이러한 결과는 동일한 기피물질이라 하여도 포장소재 제작 공정 시 기피물질의 처리 위치에 따라 해충의 기피효과가 확연히 달라질 수 있음 보여준 것이며, 기피물 질 처리 농도 또한 포장소재 제작 시 신중하게 고려하여 결정되어야 할 것이라는 것 을 보여주는 것이다.

먹노린재(Scotinophara lurida)는 1997년 서해안 일부 지역에서 발생하여 문제 되기 시작하였으며 2000년대부터는 전국적으로 발생이 확산되고 있다. 먹노린재 는 1년에 1세대 발생하고 본답 근처 야산 등지에서 성충으로 월동하며, 이듬해 봄 에 본답으로 이동한 후 벼를 흡즙하여 반점미, 백수현상 등을 일으킨다. 먹노린재 는 기후변화로 인해 발육속도 및 휴면 타파시기에 영향을 받아 발생시기의 변화가 예상되고, 벼는 고온에서의 불임 등의 피해를 막기 위한 재배시기의 변경이 예상된 다. 따라서 본 연구에서는 2001~2010년 동안 기상청에서 관측한 평균온도 자료와 RCP 8.5를 토대로 생성된 2051~2060년, 2091~2100년의 각 10년간 평균온도 자료 를 활용하여 국내에서 재배되는 중만생종 벼 품종(일품)에 대한 벼 이앙시기 및 먹 노린재 월동성충의 본답 유입시기를 추정한 후 본답 정착 가능성을 분석하였다. 분 석결과 기온 상승으로 먹노린재 월동성충의 본답 유입시기는 각 시기별 평균 13~16일 정도 앞당겨지고, 벼 이앙시기는 각 시기별 평균 20~35일 늦춰질 것으로 추정되었다. 따라서 중만생종 벼 품종을 재배할 경우, 먹노린재 월동성충의 유입시 기와 벼 이앙시기간의 불일치로 2050년대에는 일부 남부 해안지역에서, 2090년대 에는 산간지방을 제외한 대부분의 지역에서 먹노린재의 본답 내 정착이 어려울 것 으로 추정되고, 향후 먹노린재의 벼 해충으로서의 지위 변화가 예상된다.

소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus) 매개충인 솔수염하늘소 (Monochamus alternatus)와 북방수염하늘소 (Monochamus saltuarius)는 생물학적 뿐만 아니라 형태적으로도 비슷하다. 특히, 유충의 형태를 육안으로 구별하기가 용이하지 않다. 우리가 디자인한 Intermal transcribed spacer(ITS) 유전자 마커를 이용하여 지역별 로 매개충들의 분포를 알아보았다. 개발한 ITS primer는 PCR을 통하여 유전자 마 커로서의 기능을 확인하였고, 이 실험을 입증하기 위하여 실험에 사용했던 유충들 을 성충으로 사육한 결과 PCR 실험과 같은 결과를 나타낸 것을 확인하였다. 이러 한 ITS PCR method를 이용하여 지역별 매개충 분포를 조사하였다. 소나무재선충 병 피해지에서 매개충 유충을 채집하여 PCR을 실행하였다. 그 결과 경기도는 북방 수염하늘소, 대구는 솔수염하늘소, 충남과 경북은 솔수염하늘소와 북방수염하늘 소가 혼생되어 있는 것을 확인하였다. 더 나아가 이 방법을 이용하여 신규발생지역 에서 나타난 매개충의 종류를 유충상태에서 미리 파악이 가능하며, 두 매개충이 혼 생하는 지역을 확인하여 예방 및 방제를 할 수 있을 것이라 생각된다.

화랑곡나방은 국외 뿐만아니라 국내 식품제조, 가공회사 제품(스넥, 면, 제과 등) 들의 곤충이물관련 클레임 중 60% 이상을 차지하는 주요 해충 종으로, 식품제조, 가공회사는 제품으로의 해충의 접근을 억제하여 경제적 손실을 최소화하고자 많 은 노력을 하고 있다. 기피효과 실험은 식품공전 상에 등재된 한약재 배합물에서 추 출한 기피물질 고형분을 각 농도 0, 10, 20, 30, 40%로 처리하여 제조한 식품 포장소 재(PE 필름)에 화랑곡나방 4령 유충을 투입한 후 기피효과를 조사한 결과, 0% 처리 에서는 상단면 9.8, 하단면 10.2마리로 차이가 없었으나(df=8, t=-0.17, P>0.05), 10% 처리의 경우 처리면(상단면) 4.6마리, 무처리(하단면) 15.4마리로 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(df=8, t=4.77, P<0.05), 20% 처리에서는 처리면 4.4, 무처 리면 15.6마리, 30% 처리에서는 처리면과 무처리면에서 각각 4와 16마리, 40% 처 리의 경우 처리면 6.4, 무처리면 13.6 마리로 0%를 제외한 모든 기피물질 처리농도 에서 통계적 유의한 차이를 보였다(20%: df=8, t=11.68, P<0.05, 30%: df=8, t=7.75, P<0.05, 40%: df=8, t=4.21, P<0.05). 식품포장 소재에 기피물질을 처리하였을 경우 제품으로의 화랑곡나방 유충의 접근을 억제 할 수 있는 것으로 추정되었으며, 적절한 처리 농도에 대해서는 더 많 은 연구가 필요한 것으로 판단되었다.

종이기록물 보관 시 해충에 의한 직, 간접적인 피해예방 및 소독약제, 소독처리 방법에 따른 살충효과를 분석하고자 하였다. 공시충으로 화랑곡나방 유충, 거짓쌀 도둑거저리 성충 및 유충, 어리쌀바구미 성충, 곡식수시렁이 유충 등을 사용, 실험 묶음책 내부에 이들 공시충을 투입하고 상, 중, 하, 노출조건으로 위치시켜 부산국 가기록원 원내 소독지침에 따라 처리 한 결과, 화랑곡나방 유충과 거짓쌀도둑거저 리 성충은 상, 중, 하, 노출 모든 처리위치에서 100%의 치사율을 보였으며, 거짓쌀 도둑거저리 유충은 70~85%의 치사율로 상, 중, 하 처리위치 간 차이가 없었으며 (df=2, F=0.76, P>0.05), 어리쌀바구미 성충은 노출 처리구에서 가장 높은 70%, 나 머지 처리위치에서는 32~52%의 치사율로 처리위치 간 치사율의 차이는 보이지 않 았다(df=2, F=2.19, P>0.05). 또한, 실험 묶음책을 세워서 거치 시킨 후 소독처리를 한 경우, 묶음책 내부에서 곡식수시렁이 유충은 치사수가 1마리, 어리쌀바구미 성 충은 8.5마리, 거짓쌀도둑거저리 유충은 18마리, 특히 화랑곡나방 유충과 거짓쌀 도둑거저리 성충에서는 20마리로 매우 높게 나타났다. 실험곤충을 묶음책 내부가 아닌 외부에 노출시켜 처리한 경우 곡식수시렁이 유충의 치사수 1마리를 제외한 모든 실험곤충에서 치사수가 20마리로 높게 나타났다. 이러한 결과는 기록물 보존 시 해충의 서식위치, 소독처리 방식, 해충의 종류에 따라서 살충효과가 크게 달라질 수 있음을 보여주는 것이다.

화랑곡나방은 경화된 입술과 강력한 턱으로 포장지를 직접적으로 천공하여 제품 내로 유입, 제품을 오염시켜 전 세계적으로 뿐만아니라 국내 식품제조, 가공회사 제품(스넥, 면, 제과 등)들의 곤충이물관련 클레임 중 60~70%를 차지하는 주요 저장해충 종이다. 천공력 시험을 위해 천공기기를 제작하여 식품공전 상에 등재된 한약재 배합물에서 추출한 기피물질 고형분을 각 농도(Repellent(5): 고형분 0.25%, Repellent(10): 고형분 0.5%, KP2(5): 고형분 1.0%, KP2(10): 고형분 2.0%, KP3(5): 고형분 1.5%, KP3(10): 고형분 3.0%)로 주입한 포장소재를 이용하여 만든 포장지에 대한 화랑곡나방 3령 유충의 천공률 조사 결과, 유충 투입 후 무처리의 경우 1.5일, 기피물질 처리 소재에서는 2일 정도 늦은 약 3.5일부터 천공이 확인되었으며, 소재가 접힌 부분에서 대부분의 천공이 발생하였다. 무처리 포장소재는 94%, 기피물질이 처리된 포장소재의 천공률은 59~87% 범위로 나타났으며 Repellent(10) 처리 포장소재에서 59%로 가장 낮은 천공률을 보였다. 이러한 결과는 유충 투입 후 일정시간이 지나면 기피물질 처리 여부에 상관없이 거의 모든 포장소재가 천공의 가능성이 있으며 기피물질이 해충에 의한 포장소재의 천공을 지연시키는 것으로 판단되었다.

종이기록물 보관 시 해충에 의한 직, 간접적인 피해예방을 위하여 소독약제, 소독방법에 따른 살충효과를 검증하여, 종이기록물 소독처리의 경제성, 소독효과 및 소독표준화 시스템 개발을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다. 사용된 공시충은 화랑곡나방(Plodia interpunctella) 유충, 거짓쌀도둑거저리(Triboilium castaneum) 성충 및 유충, 어리쌀바구미(Sitophilus zeamais) 성충 등으로 종이 묶음책 내부에 이들 공시충을 투입하고 국가기록원 원내 지침에 따라 약제별, 처리시간 별 소독처리한 결과, 약제 무처리구에서는 처리위치(상, 중, 하단)에 상관없이 치사율이 0% 이었으며, B사 약제 20시간 처리 경우 화랑곡나방 유충은 치사수가 4~8마리, 거짓쌀도둑거저리 유충과 성충은 2~5마리, 약제에 노출된 경우 4~15마리의 치사수를 나타냈고 어리쌀바구미 성충의 경우 약제 노출된 처리구에서만 15마리의 치사수를 보였다. E사 약제처리의 경우 처리시간에 따른 살충효과는 크게 차이가 나지 않았으며 치사수는 1~6마리 범위였고, 약제에 노출된 경우 어리쌀바구미 성충에서만 16~20 마리 범위의 높은 치사수를 보였다. 약제 처리 후 치사율 조사는 처리직후, 12시간, 48시간 간격으로 이루어져 약제에 대한 Knock-down 저항성 발현여부도 조사하였다. 이러한 결과는 약제에 직접 해충이 노출되지 않고 책 내부에 해충이 서식할 경우 2종류 처리약제 모두에서 만족스러운 살충효과를 기대 할 수 없으며, 약제에 직접 노출된 경우라 하더라도 해충의 종류에 따라 살충효과 크게 달라질 수 있음을 보여 주었다.

소나무재선충병(Pine wilt disease)은 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)이 소나무류에 시들음 증상을 일으켜 나무를 죽게 하는 병으로 1988년 부산에서 최초 발생 후 전국적으로 확산되었다. 2011년에는 49개 시･군･구 5,123ha의 면적에 발생하였으며, 2006년 말에는 중부지방의 잣나무림에서도 발생하였다. 현재 소나무재선충병을 방제하고 피해 확산을 저지하기 위해서 벌채 후 훈증처리, 예방나무 주사, 항공살포 등의 화학적 방제법과 벌채 후 소각･파쇄 등의 물리적 방제법이 시행되고 있으나 보다 원천적, 친환경적 방제법의 개발이 요구되었다. 이와 같은 필요성에 의해 방제 타깃인 소나무재선충 매개충, 솔수염하늘소(Monochamus alternatus)의 유력한 천적을 탐색하게 되었는데, 중국에서는 벌목(Hymenoptera) 침벌과(Bethylidae)에 속하며 각종 하늘소류의 체외에 기생하는 종으로 동남부 8개성(廣東, 湖南, 江蘇, 河南, 陝西, 山西, 山東, 河北)에 분포하는 것으로 알려진, 솔수염하늘소의 유력한 천적기생봉, 개미침벌(Sclerodermus harmandi)을 선발하여 방제에 활용하고 있었으며 전세계적으로 현재까지 보고된 천적 가운데 이용 가능성 측면에서 가장 유력한 종으로 판단되었다. 중국과의 공동연구를 통하여 개미침벌에 대한 기초연구를 수행하던 중 우리나라에서도 분포함을 공식적으로 확인하게 되어 개미침벌의 대량사육을 통한 생물적 방제법 개발이 가능하게 되었다. 그간 천적기생봉 개미침벌 사육용 공시충을 확보하고자 인공사료를 이용한 솔수염하늘소의 사육기술을 개발하였고, 생산성 및 경제성을 고려하여 개미침벌의 대체기주를 이용한 대량사육시스템을 개발하였으며, 방사에 따른 방제효과를 구명함으로써 생물적방제인자로 개미침벌을 상용화하고자 지속적인 연구를 추진하고 있다.

화랑곡나방 유충이 자유롭게 수직적 분포를 하도록 허용된 아크릴 실린더(지름 150 mm, 높이 85 mm, 현미 660 g 포함)에서 보리살이나 방고치벌 공격에 대응하는 화랑곡나방 유충의 행동반응을 용화장소 선택행동을 중심으로 평가하였다. 보리나방살이고치벌이 없을 때는 화랑곡 나방 유충의 용화가 표층(< 5 mm)에서 이루어졌으나 보리나방살이고치벌이 존재하는 경우 유충은 더 깊은 층에서 용화하였다. 보리나방살이고 치벌의 기주 탐색은 주로 표층에서(< 5 mm) 이루어 졌으며, 따라서 화랑곡나방 유충은 표층보다 깊은 층에서 용화함으로써 공격을 피할 수 있었다. 유충의 용화 장소 선택은 기생자의 공격에 대한 효과적인 방어 행동으로 판단되었다. 이러한 유충의 방어 행동은 보리나방살이고치벌의 수반응에는 영향을 미치지 않았는데, 이는 알려진 바대로 보리나방살이고치벌이 기주 유충 당 산란 수를 피공격 유충 수에 따라 조절하기 때문이라고 생각된다. 본 실험에서도 공격된 화랑곡나방 유충 수가 감소하면서 기주 유충 당 고치벌의 산란 수는 증가하였다.

저장물 해충에 살충효과와 기피효과를 보인다고 알려진 12종의 한약재를 선발, 이들 추출물을 이용하여 저곡해충 중 심각한 피해를 야기하는 화랑곡나방과 어리쌀바구미에 대한 기피효과를 조사하였다. 화랑곡나방 유충은 건강(Zingiberis officinale), 견우자(Pharbitis nil ), 고삼(Sophora flavescens), 구척(Cibotium barometz), 백강잠(Bombyx mori), 목적(Equisetum hiemale), 몰약(Commiphora myrrha), 삼내자(Kaempferia galanga), 석창포(Acorus gramineus), 선복화(Inula britannica), 선퇴(Cryptotympana atrata), 쇄양(Cynomorium songaricum) 등 모든 처리 한약재 추출물에서 기피효과를 보이지 않았으나 어리쌀바구미 성충의 경우 모든 한약재 추출물에서 시간경과에 따른 뚜렷한 기피효과를 나타냈다. 이러한 결과는 동일한 한약재일지라도 해충 종에 따라 그 효과가 달라질 수 있음을 나타내는 것으로 보다 효과적인 한약재 선발을 위해서는 여러 종의 해충을 대상으로 효과검증이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

소나무재선충병의 효율적인 방제법 중의 하나는 매개충을 항공방제 하는 것이다. 이를 위해서는 매개충의 분포와 우화특성을 이해하는 것이 필수적이다. 우리나라에서 솔수염하늘소, 북방수염하늘소가 주요 매개충으로 알려져 있으며, 솔수염하늘소는 남부지역, 북방수염하늘소는 중북부지역에 제한되어 분포한다. 이에 본 연구에서는 서울, 오산, 춘천 지역과 화순, 포항, 진주, 제주 지역에서 각각 북방수염하늘소와 솔수염하늘소의 우화상을 설치하여 우화특성을 조사하였다. 또한 온도가 우화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 각 우화상에는 온도 data logger를 설치하여 온도를 조사하였다. 북방수염하늘소의 경우 우화초일은 5월 6일, 우화최성기는 5월 25일, 우화종료일은 6월 15일로, 총우화기간은 40일, 암:수 성비는 0.59이었다. 솔수염하늘소의 우화 초일은, 5월 30일, 우화최성기는 6월 23일, 우화종료일은 8월 9일로, 총우화기간은 71일로 암:수 성비는 0.52이었다. 북방수염하늘소는 솔수염하늘소에 비해 단기간에 집중적으로 성충으로 우화하였다. 두 종 모두 성충의 우화시점은 월동 유충의 발육영점온도(북방수염하늘소: 8.3℃, 솔수염하늘소: 13.1℃)를 넘어선 시기인 4월의 기온 분포에 많은 영향을 받았다. 춘기 저온현상이 심했던 2010년의 경우 두 종의 우화초일이 상대적으로 지연되었던 점 역시 동일한 원인으로 추정된다. 또한, 예년에 비해 강수일과 강수량이 많아 기상조건이 양호한 날 우화탈출이 집중되는 경향을 보였다.

전 세계적으로 광범위한 종류의 식품 및 저장물을 가해하고 저장해충들 중 가장 심각한 문제를 야기하며 우리나라 식품제조 및 가공회사의 곤충관련 클레임 중 60~70%를 차지하는 화랑곡나방 (Indian meal moth)을 대상으로 두 실온조건(실험실, 복도)에서 발육 양상을 비교, 조사하였다. 실험실조건에서 화랑곡나방의 발육일수는 암, 수 각각 44.99±3.26일, 43.82±3.79일 이었으며, 복도조건에서는 각각 58.12±7.91일, 57.67±8.27일로 조사되었다. 화랑곡나방 유충의 두폭을 토대로 각 령기 별 두폭의 크기를 조사한 결과 실험실조건의 경우 2령, 3령, 4령은 각각 0.412, 0.590, 0.841mm 이었으며, 복도조건에서는 각각 0.427, 0.640, 0.883mm로 조사되었다. 또한, 실험실과 복도조건에서의 유효적산온도와 유충 두폭 크기와의 관계는 실험실조건에서는 5일 간격으로 6번, 복도조건에서는 5일 간격으로 9번째 이후 성충이 우화하여 복도조건에서 발육기간이 실험실 조건보다 더 길게 나타났다. 이러한 관계를 토대로 적산온도의 값을 얻을 수 있다면 그 적산온도에 해당하는 유충 두폭의 크기와 령기를 얻을 수 있을 것이라 판단된다.

약리반응속도론(Pharmacokinetics) 모델을 적용하여 최근 개발되고 있는 항바 이러스성 생화학 작물보호제의 정량적 약효 검정 및 작용기전 탐색 기술을 개발하 고자 본 연구에서는 이를 위한 약리반응속도론적 파라미터를 아래와 같이 정의하 고 사례 실험을 수행하였다. 시험약제를 식물체 또는 바이러스 매개충에 분무처리 하고 (매개충의 보독화 직후 약제처리 하고 시험 유묘에 충 접종) 경과 시간에 따 라 시험 유묘에서 바이러스의 발병율을 검정하면 약효에 따른 발병율을 무처리와 비교 가능하다. 이 때 시간에 따른 발병율의 회귀 곡선식에서 MVIT50 (바이러스 전달 후 감염율 50%에 도달하는 시간), MAT (Mean Antiviral Time = |MVITtreated- MVITcontrol|), AUG (Area Under Graph), 약효의 정량적 값인 F value (=AUGtreated/ AUGcontrol)를 얻을 수 있다. 애멸구에 의해 영속전염하는 벼줄무늬잎마름병바이러 스(Rice Stripe Virus, RSV)에 대하여 신규 개발된 2종의 항바이러스성 생화학 작 물보호제로 상기와 같이 약효 검정 시험을 수행한 결과, f(x)=a(1-exp(-bx))c의 회 귀곡선식이 얻어졌으며 무처리구에서 MVIT50이 1시간, MAT는 0, F value가 1.00으로 계산되었다. 이에 비해 시험 약제인 KNF2016은 MVIT50 5.75, MAT 4.75, F value 0.71, KNF2022는 MVIT50 5.55, MAT 4.55, F value 0.70으로 확인 되었다. 즉, 본 시험 약제는 무처리와 비교하여 각각 F value로 0.29, 0.30의 항바이 러스 약효가 있었다. 1회 처리에 따른 약효 지속기간도 KNF2016이 13.4일, KNF2022가 14일 이상으로 검정되었다. 애멸구 보독충에는 약제처리를 안하고 시 험 유묘에만 경엽처리 후 보독충을 접종할 때, 보독충에서 바이러스는 검정되면서 항바이러스 효과는 시간에 따라 감소하는 것으로 확인됨에 따라 본 시험 약제들을 처리한 벼를 애멸구가 흡즙하더라도 보독충 체내 바이러스에는 영향을 끼치지 않 는 것으로 추정되었다. 따라서 약리반응속도론 모델을 사용하면 항바이러스 작물 보호제의 정량적 약효 평가가 가능함과 동시에 약제의 작용기전 탐색에도 유용한 기술로 평가되었다.