파밤나방은 파, 배추, 수박 등에 다 발생하여 큰 피해를 주는 대표적인 농업 해충이며 화학농약에 대한 저항성이 강한 대표적인 해충으로, 본 연구에서는 생물적 방제인자로 방제하고자 Bacillus thuringiensis(이하 Bt) 균주를 선발하여 살충효과를 검정 하였다. 파밤나방의 살충효과검정에서 내성이 강한 해충과 비슷한 양상으로, 나비목 해충과 다르게 Bt에 대한 살충활성이 늦게 나타나는 지효성을 나타냈다. 이러한 원인으로 유충 중장 프로테아제에 의해 Bt의 cry 독소가 과분해 되는 것으로 가정하고 protein inhibitor로 알려져 있는 tannic acid를 선발하여 실내 실험과 야외 포장 실험을 수행하였다. 그 결과 Bt 단독처리보다 Bt와 tannic acid를 혼합처리 했을 때 더 높은 사충율을 나타냈다. 이 같은 결과에 대해 원인을 규명하고자, 가설을 세워 실험을 수행 하였다. 중장 프로테아제가 130kDa의 불활성 독소를 60kDa의 활성 독소로 분해한 후, 더 과분해 하는 것을 tannic acid가 억제할 것이다 라고 가설을 세운 후 실험을 수행 하였다. SDS-PAGE를 하여 tannic acid의 억제정도를 확인했고, 이 결과를 토대로 40mM tannic acid를 전 처리 한 후 Bt처리를 한 결과 동시처리보다 약 5% 더 높은 사충율을 나타냈다. Bt와 중장 프로테아제, tannic acid의 반응에 있어서 형태적인 면을 확인하기 위해 전자현미경을 관찰 하였다. 중장 프로테아제의 증명을 위해 자이모그램 실험을 수행 하였다.

자연형 습지나 인공습지 형태의 자연정화시설은 축산폐수, 농경배수, 생활하수 등이 직접 하천으로 유입되는 것을 방지하는 수질개선효과를 가지고 있다. 습지는 수질개선의 측면뿐 아니라 여러 종류의 생물의 서식처를 제공함으로서 종다양성을 증진시키며, 자연생태계의 생물들을 관찰할 수 있는 생태공간으로 제공되고 있다. 그러나 인공습지 및 자연습지는 모기나 파리와 같은 위생해충의 주요 집단서식처가 되어 문제가 되고 있다. 일반적으로 모기방제는 주로 성충을 대상으로 화학적 방제에 의존하여 왔으나 수질개선을 목적으로 조성된 자연정화시설에서는 친환경적인 방법이 요구되고 있다. 따라서 본 실험에서는 모기유충을 대상으로 곤충병원성미생물인 Bacillus thuringiensis subsp. israelensis을 이용하여 모기유충의 밀도를 감소시키고자 하였다. 먼저 6월말부터 10월말까지 자연형습지와 인공습지의 모기유충밀도변동추이를 조사한 결과, 9월초까지의 습지내 유충의 밀도는 계속적인 증가추세를 보였는데, 인공습지보다 자연형습지에서의 모기유충발생량이 높았다. 트랩을 통해 포획된 성충의 경우에도 자연형습지에서 높게 나타났다. 발생최성기인 7월말부터 8월말까지 습지내에 곤충병원성미생물을 처리하여 밀도 감소의 효과를 확인하였으며, 살충효과가 우수한 Bti를 습지에서 효과적으로 사용하기 위해 모기유충의 행동습성을 고려하여 수화제(WP)와 액상수화제(SC) 두가지 형태로 제형화하여 살포한 결과, 액상수화제형태의 곤충병원성미생물제제가 밀도감소효과가 더 높게 나타났으며, 습지내에 모기유충방제를 위해 처리하기에도 용이하였다.

최근 들어, 많은 농민들은 종합적인 해충관리를 행하고 있다. 이러한 과정에서 종종 천적에 독성이 강하거나 악영향을 미치는 화학농약이 무분별하게 혼용되어 효과적인 해충방제에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 파프리카에 등록된 살충제, 살균제, 살비제에 대해 파프리카 주요 발생해충인 가루이류, 진딧물류 방제 천적으로 주로 이용하고 있는 기생성 천적인 콜레마니진디벌(Aphidius colemani), 어비진디벌(Aphidius ervi), 진디면충좀벌(Aphelinus asychis), 온실가루이좀벌(Encarsia formosa), 황온좀벌(Eretmocerus eremicus)에 대한 직․간접적인 영향을 실내에서 평가하였다. 콜레마니진디벌의 경우 2종의 약제가 직접살포에 의해서는 100%의 사망율을 나타내어 높은 독성을 나타냈고, 간접살포에 의해서는 처리 후 14일까지도 50%이하의 생존율을 나타냈다. 어비진디벌의 경우 살충제 5종, 살균제 3종, 살비제 4종의 약제를 실험한 결과, 직접살포에 의해서는 9종의 약제에서 높은 생존율을 나타냈고, 간접살포에 의해서는 처리 후 7일 이후에 50%이상의 생존율을 보여 비교적 안전한 것으로 확인되었다. 진디면충좀벌의 경우 12종의 약제를 실험한 결과 직접살포에 의해서는 3종의 약제에 100%의 사망율을 나타내어 높은 독성을 나타냈고, 온실가루이좀벌의 경우 4종의 약제가 직접살포에서는 높은 생존율을, 간접살포에서는 7일 이후에 모든 약제에 안전한 것으로 확인되었다. 황온좀벌의 경우 직접살포에 의해서는 2종의 약제에서 높은 생존율을 나타낸 것으로 확인되었다.

국내에서 분리된 Bacillus thuringiensis subsp. aizawai CAB109균주는 나비목 해충에 활성을 보이는 것을 확인 하였다. 특히 우리나라에서 난방제 해충으로 알려진 담배거세미나방과 파밤나방에 동시에 독성을 보이는 것으로 나타났다. B.t. CAB109 균주의 활성정도를 비교하기 위해 혈청형이 aizawai이면서 생물농약으로 시판중인 T제품과 S제품을 조사한 결과, B.t. CAB109, T제품, S제품은 담배거세미나방 2령충에 대한 반수치사농도(LD50)가 각각 1.3x105cfu/ml, 2.3x106cfu/ml, 5.2x105cfu/ml으로 나타났고 파밤나방 2령충에 대한 반수치사농도는 1.8x104cfu/ml, 1.3x106cfu/ml, 1.5x106cfu/ml으로 나타나 두 종 해충 모두에서 B.t. CAB109 균주가 독성이 더 높은 것을 볼 수 있었다. B.t. CAB109가 이미 알려져 있는 aizawai와 비교해 새로운 유전자를 소유하는지 확인하기 위해 Plasmid DNA를 추출하여 전기영동 한 결과 B.t. subsp. aizawai HD-133과 다른 패턴을 보이는 것을 확인 할 수 있었고 Cry1~Cry5의 primer를 사용하여 PCR을 진행한 결과 B.t. subsp. aizawai CAB109균주는 Cry1Aa, 1Ab, 1C, 1D를 B.t. subsp. aizawai HD-133은 Cry1Aa, 1Ab를 가지고 있음을 확인 할 수 있었다. Plasmid DNA의 여러 밴드에서 어떤 부분이 해충에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 B.t.가 생장하기 어려운 조건을 만들어 배양한 결과 이전과 다른 B.t. 내독소단백질을 가지고 있지 않은 strain을 만들 수 있었다. 이두 CAB109 strain의 플라스미드 DNA를 확인한 결과 밴드의 차이를 확인할 수 있었다. 그리고 Cry- strain은 모 stain이 가지고 있는 Cry gene을 가지고 있지 않음을 확인 할 수 있었고 생물 활성결과 독성을 보이지 않음을 확인하였다. 이후 다른 B.t. CAB109가 다른 Cry gene을 가지고 있는지에 대한 PCR을 더 진행할 예정이며 새로운 Cry gene여부에 대한 연구도 더 진행해나갈 계획이다.

Etofenprox에 대해 저항성과 감수성을 보이는 복숭아혹진딧물(Myzus persicae) 개체군을 가지고, 진딧물이 섭식하는 동안 약제에 노출되었을 때 반응하는 양상을 EPG패턴을 비교함으로써 처리된 약제에 대한 저항성 발달 여부를 검토하였다. 본 실험에서 사용한 복숭아혹진딧물 야외와 실내개체군은 etofenprox의 추천농도 처리 후 48시간에 각각 36.7과 86.7%의 살충율을 보였으며, 반수치사농도에 있어 30배 이상의 차이를 나타내어 야외에서 채집한 개체군의 경우 etofenprox에 저항성을 나타내는 개체군으로 사용하였다. 또한 교차저항성 발달 여부를 확인하기 위해 fenpropathrin 처리 후 살충율을 조사한 결과, 두 개체군 모두에서 각각 28%와 29%로 낮은 살충율을 보였으며, thiamethoxam에 대해서는 48시간 후에 저항성개체군이 57%, 감수성 개체군은 79%를 나타내었다. 또한 EPG 기록시작 후 1시간 뒤, 약제를 살포하고, potential drop, contact signal의 빈도 수, 총 섭식 시간, 총 구침을 빼고 있는 시간, pathway activity 패턴 등을 조사하였다. Etofenprox 처리 후 조사한 결과, 처리 전의 섭식행동에 있어서는 유사하였으나, 처리 후 저항성 개체군의 경우는 섭식 및 탐침 시간이 감수성 개체군에 비해 훨씬 길게 나타나 약제에 노출된 이후에도 활발히 일어나는 경향을 보였으며, fenpropathrin의 결과에서는 조사한 EPG 조사패턴 모두에서 두 개체군간 큰 차이를 보이지 않았다.

곤충과 곤충미생물의 공생관계에서 공생미생물은 곤충에 소화, 발육, 생존, 번식 등의 특수한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 최근에 공생세균이 기주곤충의 생장과 발육에 필수적인 아미노산이나 비타민을 합성하는 것으로 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 포식성 곤충이며 진딧물의 생물학적 방제인자로 가장 많이 사용되고 있는 무당벌레(Harmonia axyridis)의 장내에 존재하고 있는 미생물의 분리 및 동정을 통해, 무당벌레 장내미생물의 종류 및 이들 미생물이 무당벌레의 생물학적 특성이나 생태학적 특성에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 무당벌레 유충과 성충의 소화기관을 채취하고 다양한 배지에서 배양하여 장내 세균의 분리 및 동정한 결과 Arthrobacter속 외 33균주가 확인 되었으며, 분리된 균주를 여러 계통의 항생제를 배지에 첨가하여 배양하였다. 그 중 억제효과를 보이는 항생제인 ofloxaxin, penicillin, tetracycline을 선발하여 1,000㎍/1㎖의 농도로 무당벌레의 먹이가 되는 복숭아혹진딧물에 직접 처리하여 사육하면서 번데기 무게, 유충기간, 우화기간, 성충의 산란력, 색상변이 등을 조사 한 결과, ofloxacin 항생제를 처리에 의해 번데기 무게의 감소 및 성충 암컷의 산란수 감소, 유충기간의 지연 등의 현상을 확인할 수 있었으며, 항생제 처리에 의한 장내세균의 부재로 인한 결과인지를 추후 확인해야 할 것으로 생각된다.

EMS(ethyl methansulphonate)는 alkylalting 물질에 속하는 화학적 돌연변이원으로 초파리, 꼬마선충, 애기장대, 모기 등 다양한 개체에 single-site mutation을 일으키는 것으로 잘 알려져 있다. 또한 자외선은 곤충이 자외선에 노출됐을 때 치사율이 낮고, 노출량을 쉽고 정확하게 측정할 수 있어 돌연변이유발에 빈번하게 사용된다. 본 연구에서는 다양한 색상패턴을 나타내는 무당벌레의 알과 번데기에 EMS와 자외선이 미치는 영향을 조사하기 위해, 0.1%, 1% 농도의 EMS를 처리하였고, 장파선 자외선인 UV-A(360nm)에 각각 1시간, 12시간 동안 노출시킨 후, 이들의 발육기간, 성비, 색상패턴의 발현비율 등을 조사하였다. 그 결과, 각 농도의 EMS와 UV-A를 알에 처리했을 때, 발육기간은 무처리구와 비교했을 때 큰 차이는 없었으나, 성비의 경우에 있어서는 EMS(무처리는 39.3:60.7, 0.1%처리는 52.9:47.1)와 UV-A(무처리는 39.7:60.3, 0.1%처리는 66.5:33.4) 처리구에서 암컷의 비율이 감소해 성비의 불균형이 확인되었다. 또한 EMS와 UV-A를 처리한 번데기의 우화율은 무처리구와 비교했을 때 큰 차이가 없었으나, 우화한 성충의 성비를 조사했을 경우에는 EMS를 처리했을 때 암컷의 비율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 유충시기의 다리와 우화한 성충에서 기형 개체를 확인할 수 있어 EMS와 UV-A가 무당벌레에 돌연변이원으로 작용함을 확인할 수 있었다.

For the comparing of mortality of the resistance and susceptible population of Myzus persicae, etofenprox was treated in the recommended concentration of 200ppm. Mortalities of resistance population were 16.7 and 36.7%, and susceptible population were 86.7 and 86.7% after 24 and 48 hours treatment, respectively. For the detect of cross resistance to other pyrethroids, 6 pyrethroids were examined. Mortalities of susceptible and resistance populations were 90 and 31% to deltamethrin, 92 and 23% to lambda cyhalothrin, 81 and 14% to cypermethrin, 70 and 20% to α-cypermethrin, 29 and 28% to fenpropathrin, 84 and 29% to fenvalerate, respectively. It was showed that resistance populations were generally resistive to other pyrethroids. On the other hands, for recognized ecological characteristic of M. persicae susceptible and resistance populations life table was tested on the pepper leaves in the petri dish and on the plant in the pot. This results were showed that intrinsic rate of increase (r<SUB>m</SUB>), net reproduction number (R₀) and generation time in day (T<SUB>c</SUB>) were significantly different between two population in both tested. However, life span and reproduction period were slightly different between them. Otherwise, feeding behaviors were tested using EPG technique with non- and treated etofenprox. First potential drop time of susceptible and resistance population was 73.5 and 257.9 sec with non-treated and 93.3 and 1076.2 sec after treated, respectively. Electrical probing signals were 8.2 and 48.8 times with susceptible and resistance individuals after treated etofenprox, respectively. It was supposed that the resistance is more probings than susceptible population. After treated, total feeding time have more 6,728.9 sec on resistance than 965.5 sec on susceptible population. So, total non penetration time of susceptible population was 3,000 sec longer than resistance population.

The changes of feeding pattern and the amount of insecticide penetrated into the leaf were monitored for 420 min after treatment of three concentrations of dinotefuran. At about 30 min after treatment of insecticide, the overall feeding pattern in EPG (Electrical Penetration Graph) monitoring was started to change, and there was significant difference in proportions of NP (non-penetration), PA (pathway activity), and phloem-feeding patterns among the different concentrations of dinotefuran treatment. Especially, as the amount of insecticide penetrated into a leaf increased, the reactive behaviors against this insecticide such as withdrawal of proboscis and movements of stylet of aphid were more quickly exhibited. And also, total time at which the proboscis of the aphids did not penetrate the plant was getting longer. The amount of dinotefuran penetrated into a leaf was monitored with HPLC. When the recommended concentration (100 ㎎/L) of the insecticide was treated, 5.24~7.24 ㎎/L of the insecticide was detected from the leaf, and the proboscis of the aphids was apparently withdrawn from the leaf at approximately 60 minutes after treatment of this insecticide.

분리된 Bacillus thuringiensis subsp. aizawai CAB109균주는 나비목 해충에 활 성을 보이는 것을 확인 하였는데 특히 우리나라에서 난방제 해충으로 알려진 담배거세미나방과 파밤나방에 동시에 독성을 보이는 것으로 나타났다. B.t. CAB109 균주의 활성정도를 비교하기 위해 혈청형이 aizawai이면서 생물농약 으로 시판중인 T제품과 S제품을 조사한 결과, B.t. CAB109, T제품, S제품은 담배거세미나방2령충에 대한 반수치사농도가 각각 1.3×105cfu/ml, 2.3×106cfu/ml, 5.2×105cfu/ml으로 나타났고 파밤나방2령충에 대한 반수치사농도는 1.8×104cfu/ml, 1.3×106cfu/ml, 1.5×106cfu/ml으로 나타나 두 종 해충 모두에서 B.t. CAB109 균 주가 독성이 더 높은 것을 볼 수 있었다. B.t. CAB109가 이미 알려져 있는 aizawai와 비교해 새로운 유전자를 소유하 는지 확인하기 위해 Plasmid DNA를 추출하여 전기영동 한 결과 B.t. subsp. aizawai HD-133과 다른 패턴을 보이는 것을 확인 할 수 있었고 Cry1-Cry5의 primer를 사용하여 PCR을 진행한 결과 B.t. subsp. aizawai CAB109균주는 Cry1Aa, 1Ab, 1C, 1D를 B.t. subsp. aizawai HD-133은 Cry1Aa, 1Ab를 가지고 있음을 확 인 할 수 있었다. 이후 다른 B.t. CAB109가 다른 Cry gene을 가지고 있는지에 대한 PCR을 더 진행할 예정이며 새로운 Cry gene여부에 대한 연구도 더 진행해나갈 계획이다

수 있는 서방형제형의 키토산캐리어화한 나노살충제 etofenprox에 대한 나 방류 해충방제효과를 확인하기 위해 두 가지 나노제형 Nano-type1(M.W.3,000, 0.3%)과 Nano-type2(M.W.30,000, 0.3%)을 파밤나방과 담배거세미나방에 처리하 여 독성정도를 확인하였다. Nano-type의 경우 코팅할 때 키토산의 분자량과 밀도에 따라 캡슐률이 틀려 지기 때문에 기주에 살포할 때 캡슐되지 않는 양을 계산하여 이 부분에 의해 나타날 독성도 비교하였다. 본 실험은 etofenprox와 Nano-type 그리고 미리 계 산된 캡슐되지 않은 양을 옆면살포하고 파밤나방과 담배거세미나방 2령 유충 을 접종하여 시간의 경과에 따른 잔효를 확인하였다. 시간이 지남에 따라 etofenprox는 파밤나방과 담배거세미나방에서 사충률이 서서히 떨어짐을 볼 수 있었다. 그러나 Nano-type의 경우 초기에는 캡슐되지 않은 양에 의해 사충률을 나타내었고 시간의 경과에 따라 controlled release가 진행되어 etofenprox가 방출되어 높은 사충률을 지속적으로 유지함을 볼 수 있 었다. Nano-type1과 Nano-type2는 유사한 사충률을 나타내었는데, 이는 두 제 형의 release양상이 유사한 이유 때문인 것으로 여겨진다. 앞으로의 실험에서는 코팅시 분자량에 변화를 줘 이전과는 다른 release를 보이는 제형과 키토산이 아닌 다른 캐리어를 사용한 Nano-type을 제조하여 더 나은 친환경 살충제를 만들 수 있도록 연구해 나갈 예정이다.

독성과 직접 관계가 있는 외에 곤충의 섭식 량과도 관계됨으로 식물 잎에 Bt 가 많이 전착되어 있어야 높은 방제효과를 기대할 수 있다. 따라서 본 연구는 Bt제에 계면활성제인 Tween80을 첨가하여 식물 잎에 많이 전착하도록 시도함 과 아울러 방제효과를 상승시키고자 시행되었다. 연구결과 B. thuringiensis CAB109균주에 Tween80의 2,000배 희석액을 첨가하여 파 잎에 살포하면 전착 율을 8.0배 증가할 수 있었고, 1,000배로 희석하여 살포하면 Bt균의 잔효기를 7일에서 14일로 연장할 수 있었다. 식물에 따라 전착효과를 검정한 결과 파, 옥수수, 케일 등은 전착율이 모두 7배 이상에 달하여 약물이 전착하기 상당히 어려운 식물들이었다. 비록 식물에 따라 다르지만 상품화된 Bt제도 Tween80 의 1,000배 희석액을 첨가하면 전착율이 3-6배가량 높아 졌다. 그리고 B.thuringiensis CAB109균주에 Tween80을 1,000배 희석하고 첨가하여 살포한 결과, 파 포장에 서 파밤나방의 살충율과 피해주감소율을 각각 28.9%와 8.6%를 상승시킴으로 서 특히 약물이 전착하기 어려운 식물에서 Bt제에 대한 Tween80의 이용 잠재 력을 과시하였다.

배추좀나방은 비닐하우스 등 시설재배가 늘어남에 따라 십자화과 채소의 연중재배가 이루어지면서 경제적인 피해가 심한 농작물 해충 중 하나이다. 이 해충은 세대기간이 짧고 화학농약의 집중살포로 인해 저항성이 빠르게 발달 되어 방제가 어렵고 미생물제제인 B.t에 대해서도 저항성이 보고되고 있는 실 정이다. 최근 이러한 문제해결과 친환경적 방제를 위하여 천적의 이용이 증가 하고 있지만, 천적과 미생물제제를 동시에 이용하여 종합적 해충방제를 하기 위한 시도들과 그에 따른 방제효과에 대한 정보들이 미흡한 실정이다. 따라서 배추좀나방 방제를 위해 이용되는 천적인 조명알벌의 기생율과 국내에서 시 판중인 B.t 약제의 혼합 처리시 방제효과에 대한 기초 자료를 얻고자 실험을 실시하였다. 배추좀나방에 이용되고 있는 천적 중 알에 기생하는 조명알벌과 B.t 생물농 약 T제품을 투입시기를 달리하여 처리 후 조명알벌의 기생율과 배추좀나방 유충 생존율, 피해엽수 등을 조사하여 각각의 처리와의 방제효과를 비교하고 자 하였다. B.t 약제를 처리 후 천적을 투입하였을 때 이전보다 좋은 방제효과 를 나타내었는데, 이와같이 혼합처리를 통한 배추좀나방 모든 발육단계의 동 시방제를 통하여 보다 효과적이고 안정적인 친환경방제를 할 수 있을 것으로 기대된다. 추후 대표적인 농업해충인 파밤나방과 거세미나방에 대한 조명알벌 의 기생율과 배추 포장실험을 통하여 보다 효과적인 방제방법을 연구할 계획 이다.

국내 토양에서 분리한 46개의 B. thuringensis 균주들에서 Spodoptera litura에 활성이 높은 CAB133을 선발하였다. 이 균주는 나비목에 활성이 있는 기준균 주인 B. thuringensis subsp. kurstaki와 같은 전형적인 이중피라미드형의 결정성 내독소단백질과 유사하였고 혈청형이 3abc로 같은 kurstaki로 동정되었다. S. litura 유충에 대한 생물활성 결과 LC50값이 B.t subsp. kurstaki HD-1은 0.513㎍/ ㎖, B.t subsp. kurstaki CAB133은 0.089㎍/㎖로 CAB133가 비교균주에 비해서 높은 활성을 나타내는 것을 확인되었다. 동일한 kurstaki 이지만 균주가 곤충 에 대한 독성에 차이가 나타나므로 분자생물학적인 특성을 알아보았다. 내독 소 단백질 특성을 비교하기 위하여 SDS-PAGE를 수행하였다. B.t subsp. kurstaki HD-1는 130kDa과 약 66kDa의 주요 단백질 밴드를, CAB133균주는 130kDa의 밴드만을 나타내었다. plasmid profile 또한 B.t subsp. kurstaki HD-1 은 7개, CAB133은 6개의 플라스미드를 가지고 있음을 확인하였다. 실행균주 가 생산하는 parasporal inclusion의 활성 독소를 확인하기 위해 중장 추출액으 로 처리한 결과 CAB133는 약 70kDa, 61kDa, 50kDa의 주요한 3개의 밴드가 확인되었다. 또한, Specific primer pairs를 사용하여 cry gene을 동정한 결과, B.t. subsp. kurstaki HD-1는 cry1Aa, cry1Ab, cry1Ac, cry2A gene을 CAB133은 cry1Aa, cry1Ab, cry1Ac, cry1C, cry1D, cry2A gene이 존재하는 것을 확인하였다.

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