국내 7지역 오이재배지에서 채집한 오이총채벌레를 대상으로 지역계통에 대한 약제 저항성 정도를 알아보았다. 실험에 사용한 약제는 오이재배지에서 주로 사용하는 10종의 약제를 선발하여 실험에 이용하였다. 시험은 오이절편을 추천농도에 침지하여 음건하고 지역별 오이총채벌레를 접종한 후 약제 특성별 42~72시간 경과 후 살충율을 조사하였 다. 지역계통별 오이총채벌레는 10종 약제 중 Emamectin benzoate를 비롯한 6개 약제에서는 추천농도에서 100% 이상의 방제 효과를 보였으나, Thiacloprid, Acetamiprid, Thiamethoxam, Imidacloprid에서는 약제에 대한 저항성을 보였고 지역계통별로도 차이를 보였다.

애멸구는 직접적인 흡즙과 식물병원성 바이러스 매개로 쌀 생산량 감소에 영향을 주는 주요 해충이다. 국내와 중국 집단의 유전자 구조를 미토콘드리아 마커를 기반으로 비교하였다. 국내 집단은 33개의 유전형으로 구성되어 있었고, 이 중에서 16개는 새롭게 밝혀졌다. 유전형과 뉴클로타이드의 변이는 각각 0.791-0.909와 0.0018-0.0029였으며, 지역 집단 간의 유전자 거리는 매우 낮았다(FST = -0.030~0.089). 국가 간 유전적 변이는 약 3.6%였으며, 덴드로그램 상에서는 3개의 그룹으로 구분이 되었다 (FCT = 0.201, P < 0.0001). 국내 집단은 7개 중국 집단과 그룹을 이루었는데, 해당 지역은 기존 문헌을 통해 밝혀진 비래 근원 지역을 포함하여 중국 내 이동 집단이 분포하는 지역인 것으로 밝혀졌다. 분자 생태학을 기반으로 한 집단 구조 연구는 비래 근원 추적 연구와 국내 집단에 미치는 영향을 이해하는데 중요한 정보를 제공해 줄 것이다.

Chlorantraniliprole은 diamide계통의 나비목 유충 방제제로서 기존 살충제들과는 다르게 Ryanodine Receptor (RyR)에 작용하여 Ca2+ 분비에 이상을 유도하여 치사시킨다. 하지만 반복 사용으로 일부 나비목 해충에서 RyR 유전자의 돌연변이에 의한 저항성 계통이 보고되었다. 본 연구에서는 Chlorantraniliprole 저항성 발달 기작을 초파리를 모델 곤충으로 선정하여 수행하였다. EMS 처리로 비특이적 돌연변이를 유도시킨 후, Chlorantraniliprole을 낮은 농도 (5ppm)와 높은 농도 (30ppm)에서 도태를 시작하여 2종류의 저/고도태압 저항성 계통을 확보하였다. 섭식독성 수준을 비교한 결과, 고도태압군의 저항성 수준이 대조군에 비해 약 8배 정도 높게 나타났다. 또한 RyR의 발현량과 생화학적 해독 기전의 차이를 구명한 결과, 2개의 저항성 군집은 대조군보다 전반적으로 높은 생화학적인 해독 기전의 활성화를 보여주었다. 향후 연구는 저항성 기전을 밝혀냄으로써 저항성 회피기작을 알아내는데 도움을 줄 것이다. (본 연구는 농촌진흥청 연구과제 (PJ010821032016)의 지원을 받았음)

국내 7지역의 오이재배지에서 발생하고 있는 오이총채벌레를 대상으로 농가에서 사용 중인 8종의 약제를 선발하여 약제방제 효과를 조사하였다. 시험은 오이 잎을 추천농도에 침지하여 음건하고 오이총채벌레를 접종하여 48시간 경과한 후에 살충율을 조사하였다. 오이총채벌레에 대한 살충효과는 전체 지역계통에서 Emamectin benzoate, Chlorfenapyr, Spinetoram, Thiamethoxam에 대하여 95%이상 방제효과를 보였고, 횡성계통은 Chlorfenapyr에 대하여 85%로 다소 낮은 방제효과를 보였다. 그 외 Spinosad, Cyantraniliprole, Thiacloprid, Acetamiprid는 지역에 따라 5.0~53.3% 을 보여 방제효과를 낮게 나타났다. 8종의 약제 중 오이총채벌레에 대하여 지역에 따라 가장 높은 저항성을 보인 약제는 김천계통에서의 Spinosad와 그 외 6개 지역 계통에서의 Cyantraniliprole였으며, 그 다음으로는 장성과 횡성계통 에서의 Acetamiprid, 논산, 옥천, 안성계통에서의 Spinosad, 창녕계통에서의 Spinosad와 Thiacloprid 순으로 저항성이 높았다.

이동성 해충인 벼 멸구류를 조사하기 위해 우리나라를 포함하여 아시아지역 9개국에서는 농촌진흥청 아시아농식품 협력협의체(AFACI) 프로그램의 지원으로 “아시아지역 이동성 벼해충 국제협력네트워크 구축”프로젝트를 수행하고 있다. 본 연구에서는 아시아지역 각국의 멸구류 포장 발생실태를 파악하기 위해 개발한 끈끈이카드를 이용한 벼 멸구류 및 거미류 조사 방법을 이용하여 2013년부터 2015년까지는 충남 홍성, 경기 화성, 전북 김제와 완주지역을 조사하였고, 2016년에는 경남 거창과 밀양, 전남 신안, 전북 완주지역을 조사하였다. 2015년과 2016년 완주지역의 애멸구와 흰등멸구는 50개체 정도 조사되었으며, 벼멸구는 발견되지 않았다. 거미류는 모든 지역에서 후반기로 갈수록 개체수가 증가하는 경향을 보였다.

1998년 친환경농업육성법 제정 이후 국내 농업에서 친환경농업이 차지하고 있는 비중은 지속적으로 확대되고 있다. 이는 화학농자재의 사용을 최소화하고 농업환경을 보전하며 지속가능한 농업을 실천하자는 국가적인 취지이며 여기에는 유기농업, 병해충종합관리(IPM), 종합양분관리(INM), 천적농법 등 지속가능한 농업을 실천하기 위한 모든 형태의 농업을 포괄하고 있다. 특히 시설에서 천적은 적지 않은 비중을 차지하고 있으며 잠재력이 있다고 본다. 하지만 현실은 천적의 입지가 유기농업자재에 비하여 상대적으로 약한 실정이며 보호․육성을 위한 관심과 노력이 적은 실정이다. 정부에서도 3차 친환경농업육성 5개년 계획 등 화학농약․비료의 사용을 줄이고 시설원예 재배면적의 50%에 천적을 사용한다는 목표를 세웠지만, `15년 기준 약 360ha로 전체 유기농업 면적의 5% 수준으로 상당히 저조한 상황이다. 세계적으로도 천적을 이용하는 비율은 점차 확대되고 있다. 유럽․북미의 농업선진국에서는 `80년대 이후 천적 이용이 실용화되었고 시설에서 천적방제 비율이 80~90% 수준에 달하고 있다. 천적의 국제시장 규모는 `07년 약 9,000억원이었으며 ’15년 13조원, `20년까지 최대 16조원으로 성장할 것으로 전망되나 국내 천적시장 규모는 ‘10년 180억을 정점으로 ’15년 약 50억으로 위축되어 국제 시장규모의 0.004% 수준이다. 이렇듯 국내 농업에서 천적의 위치는 확고하지 않다. 따라서 정부의 정책적인 관심과 지원이 요구될 수밖에 없다. 그간 안전농산물, 농가수익 제고 등의 우선순위에서 밀려, 농업생태계 복원과 유지, 환경자원의 생산, 생물다양성 확보 등과 같은 무형의 장점을 감안하지 않았다. 이는 향후 국내 친환경 농업에 아주 중요한 개념으로써 재조명해야할 필요성이 있다고 판단된다.

벼 멸구류는 그 발생과 분포가 지역적으로 한정되지 있지 않은 이동성 해충으로 최근 들어 이들 해충뿐만 아니라 매개하는 바이러스의 발생에 의해서 벼에 피해가 보고되고 있다. 우리나라를 포함하여 아시아지역 9개국에서는 농촌진흥청 아시아농식품기술협력협의체(AFACI) 프로그램의 지원으로 “아시아지역 이동성 병해충 국제협력네트워크 구축”프로젝트를 수행하고 있다. 본 연구에서는 아시아 지역 각국의 멸구류 포장 발생실태를 파악하기 위해 개발한 끈끈이카드를 이용한 벼 멸구류 및 거미류 조사방법을 이용하여 2013, 2014, 2015년 6월말부터 9월말까지 충남 홍성, 경기 화성, 전북 김제와 완주지역의 무농약 논포장에서 발생동태를 조사하였다. 2013년 경기 화성에서는 애멸구 밀도가 높았고, 벼멸구는 8월 중순이후에 밀도가 높아졌다. 거미류는 발생이 후반기로 갈수록 많아지는 경향이었다. 2014년 전북 김제 지역에서는 벼멸구는 발생하지 않았으며, 애멸구 밀도가 조사지당 900개체 이상을 보였고 7월 말까지 줄어드는 경향을 보였고, 흰등멸구는 6월에서 8월까지 20-30개체 정도 조사 되었다. 2015년 전북 완주 지역에서는 애멸구가 50개체 정도 조사되었으며, 흰등멸구와 벼멸구는 적은 수로 조사되었다. 거미류는 전년도와 유사한 밀도 증가 패턴을 가졌다.

본 연구에서는 계피 정유 3종의 구성성분을 분석하였고, 미국선녀벌레에 대한 살충활성을 검정하였다. (E)-Cinnamaldehyde을 포함한 9종의 계피 정유 구성성분과 21종의 유사 물질을 미국선녀벌레 약충에 대해 살충활성을 검정한 결과, hydro-cinnamic acid가 반수치사농도 1.55 mg/cm 2로 가장 좋은 살충활성을 보였으며, geranic acid도 1.59 mg/cm 2로 높은 살충 활성을 보였다. Cinnamaldehyde를 포함한 hydro-cinnamaldehyde, (E)-cinnamaldehyde, cinnamdyl alcohol, cinnamyl acetate, dibutyl phtalate, anethole, a-cyano cinnamic acid, (s)-perillyl alcohol, methyl cinnamaldehyde, bonyl acetate 12종이 중간정도의 활성(1.60 - 4.94 mg/cm 2 )을 보였으며, 다른 물질들은 살충활성이 낮거나 없었다. 미국선녀벌레 성충에 대해서는 eugenol 이 반수치사 농도 10.81 mg로 가장 높은 살충활성을 보였으며, geranic acid (30.68 mg)도 높은 살충력을 보였다. Cinnamaldehyde 등 9종이 반수 치사 농도 105.44~255.76 mg의 살충활성을 보였다. 다른 18종의 물질은 활성이 낮거나 없었다. 실제 포장인 인삼포장에 발생하는 미국선녀벌레에 대한 적용시험에서 cinnamon bark 정유와 cinnamon green leaf 정유가 각각 82.3%와 82.9%의 높 은 살충활성을 보였다. 농업환경에서 고독성 합성살충제의 사용을 줄일 수 있는 방안으로 본 논문에서 선발한 계피정유가 미국선녀벌레의 약충 및 성충 방제에 유용한 수단으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

노랑초파리(Drosophila melanogaster)는 가장 연구가 많이 되어져 있는 모델동물로서 다양한 연구에 활용이 되어져 왔다. 하지만, 작물보호제에 대한 약제 저항성 모델로는 활용이 되어지지 않고 있다. 우리는 노랑초파리의 수컷에 Ethylene methane sulfonate를 처리하여 전체염색체에 돌연변이를 유도 한 후에 Chlorantraniliprole을 처리하여 약제에 대하여 저항성을 가지는 초파리 계통을 제작, 확립하였다. 저항성 계통에 대한 전체발현 유전체 분석과 micro-RNA분석을 수행하여 발현이 변화된 유전자를 밝혀내고 돌연변이 유전자를 발굴하는 연구를 수행하고 있다. 이러한 연구는 저항성 관련 기전을 밝혀내는 것과 동시에 내성에 관련된 기전을 밝혀내는데도 커다란 도움을 줄 수 있을 것이다. (본 연구는 농촌진흥청 협동연구사업 “초파리를 이용한 교차저항성 발달 모델 및 기작 구명(PJ01082103)”으로 수행되었음).

약제저항성은 생물의 진화에 있어 우리 인류가 일으킨 소진화의 결과를 목격할 수 있는 몇 안 되는 현상이다. 인류가 진화의 과정과 기작을 모르고 수행해왔지만, 진화는 수 천 년 전부터 농산물과 가축, 애완동물 등의 육종에서 활발히 이용되어 왔으며, 그 진화의 기작은 교잡과 선발이었다. 그 결과 다양한 종류의 개, 고양이, 비둘기, 금붕어와 포도 등을 만들어 냈다. 그러나 도태를 기작으로 하는 진화는 그 예를 찾기 어렵다. 약제저항성은 인류가 인위적인 도태에 의해서 이루어진 최초의 토태에 의한 진화의 결과이며 많은 시사점을 제기한다. 불행히도 도태에 의한 생물체의 제거는 모든 개체를 서로 교잡에 가능한 전 지역에서 동시에 제거하지 않으면 결국은 인류에게 불리한 유전자들만 축적하여 다루기 어려운 개체군만을 증가시킬 뿐이다. 농업에 있어서 해충의 약제저항성 문제는 생물 진화의 메카니즘에 그 뿌리를 두고 있어 완전히 해결하는 것은 불가능하며, 다만 문제를 분산시켜 피해를 완화하는 것이 최선의 방책이다. 본 발표에서는 약제저항성을 진화적인 측면에서 보는 시각을 다각화하여 여러 분야의 생물학과 연계, 약제저항성과 생물 현상의 관계를 분석하였으며, 약제저항성을 여러 각도에서 접근하여 약제저항성 문제를 이해하고 해결하고자 약제저항성에 대한 고찰을 시도하였다.

최근 우리나라에서 기후변화로 인한 생태계의 불안정화 및 식생변화와 인간의 농경지 이용 패턴의 변화는 꽃매미, 갈색날개매미충, 미국선녀벌레, 애멸구, 복숭 아씨살이좀벌 등 전국 각지에서 예측하기 힘든 돌발해충을 다발생시키고 있다. 해남군 산이면 덕호리 논 6ha, 수로 및 간척지 주변 14ha 등 20여 ha에 갑작스럽 게 대발생한 풀무치에 대해 그들이 갑자기 대발생한 원인을 분석해 보면 대략 다음 과 같은 요인으로 요약된다. 첫째 풀무치 대발생 지역의 농경지인 기장재배주변에 비농경지 면적이 넓고 화 본과 잡초 등 기주 식물이 많아 밀도 증식에 최적 조건을 제공하였으며, 둘째, 2013 년도 동절기 기온이 비교적 고온이어서 전년도에 산란한 알들의 월동 생존율이 높 았으며, 셋째, 풀무치 1세대 성충이 산란하는 알들이 발육하는 6~7월이 고온․건조 하여 1세대 알 발육에 호조건을 제공하였다. 넷째, 대발생지역의 토성이 간척지 토 양으로 대부분 사질양토로 풀무치가 산란하기에 적합한 토성을 띠고 있으며, 끝으 로 8월초순(8.2~4)일 내일 집중호우(230mm)로 땅속알 부화에 기폭제 작용을 한 것으로 풀이되며, 넓은 면적에 걸쳐 형성된 풀무치 밀도는 이후 서서히 한 곳으로 집중하기 시작한 것으로 추정되었다.

애멸구는 벼를 가해하면서 벼줄무늬잎마름병(RSV)을 매개하여 큰 피해를 주는 노린재목 멸구과(Delphacidae)에 속하는 벼의 주요 해충이다. 본 연구에서는 차세 대염기서열분석법(NGS)을 이용하여 이배체 양성생식을 하는 애멸구(상동염색 체: 14쌍, 성염색체: XX(♀), XO(♂))(Noda and Tatewaki, 1990)의 전장 게놈 유전 체 해독을 위한 준비단계로 해독 라인을 선발하고자 하였다. Paired-end sequencing 방법으로 얻어진 실내 누대 사육 애멸구 집단들(Y, S, NA, NB)의 게놈 염기서열을 k-mer distribution analysis를 통해 애멸구의 예상 게놈 사이즈와 Heterozygosity를 검토하였다. 그 결과 sequencing coverage 1 이후 좁고 높은 피크 가 형성된 집단은 찾지 못하였으나 그중 넓지만 상대적으로 높게 피크가 형성된 NB 집단을 통해 애멸구의 예상 게놈 사이즈는 약 528~559Mb로 추정되었다. NB 집단의 read sequence를 de novo contig assembly를 진행한 결과 total size 671Mb 로 나와 예상 게놈 사이즈와 100Mb 이상 차이를 보였다. NB 집단으로부터 Inbreeding 라인을 3세대 이상 만들어 애멸구 게놈 유전체 해독 라인으로 활용할 예 정이다.

복숭아, 포도, 자두 과원에 주로 발생하는 나무좀류의 군집구성을 알아보기 위해 2014년 7월 1일부터 2014년 7월 31일까지 한달동안 경북, 김천, 영천, 의성, 상주 네 곳에서 ㈜그린아그로텍에서 판매하는 나무좀 발생예찰용 트랩을 이용하여 이 들의 발생소장을 조사하였다. 조사기간 동안 채집된 나무좀류는 10종, 총개체수는 1,000개체로 확인되었고, 지역별로는 의성 680개체 > 김천 157 > 상주 146 > 영천 17 순으로 나타나 지역별로 발생소장에 큰 차이를 보였으며, 과원별로는 자두과원 456개체 > 복숭아과원 437 개체 > 포도과원 109 개체 순으로 나타나 실제로 나무 좀류의 피해가 발생하는 순으로 나무좀트랩에 포획되었다. 끝으로 이들 과원에 발 생하는 나무좀류의 종별 밀도는 암브로시아 나무좀 Xyleborinus saxesenii Ratzeburg > 페일나무좀 Xyleborus pfeilii R. > 오리나무좀 Xylosandrus germanus Blandford 등으로 우점하였고 기타 종의 발생량은 매우 미미한 것으로 나타났다. 본 연구는 과원별 나무좀 군집의 차이 유무를 알아보기 위해 수행되었다.

신나몬 속에서 추출한 식물체 정유 6종의 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita) 유충(J2)에 대한 살선충력을 9개 농도(ppm) 수준에서 24웰플레이트를 이용하여 실내검정 하였다. 그 결과 카시아오일류(cassia oils)에서 높은 살선충력이 확인되었는데, 그 중 가장 강한 활성을 보인 cassia oil의 구성 성분들을 GC-MS로 분석하였다. 이 오일에 함유된 주요 성분들은 (E)-cinnamaldehyde, benzaldehyde, α-terpenen, ρ-cymene, limonene, linalool, α-terpineol, cinnamyl alcohol, eugenol, salicylaldehyde, α-copaene, (E)-cinnamic acid, cinnamyl acetate, β-caryophyllene 등이었다. 각 성분들의 살선충력을 조사하였는데, (E)-cinnamaldehyde가 15 ppm과 10 ppm 농도에서도 99%와 57%의 살선충력을 보였다. 그래서 이것과 유사한 구조를 갖고 있는 화합물들 42종을 대상으로 200, 100, 50, 25, 10 ppm 농도에서 구조에 따른 살선충력을 비교 검정하였는데, vinyl cinnamate와 (E)-methoxcycinnamaldehyde가 10 ppm에서 각각 83%와 44%의 살선충력을 나타냈다. 이는 살선충력을 갖는 화합물들이 기본 골격으로서 C6-C3를 필요로 하고 더불어 방향성을 갖는 알킨(alkene) 또는 알데하이드 그룹을 갖고 있어야 함을 알 수 있었다. 이상의 실내실험을 통해 신나몬 속 식물체 정유들 또는 함유 화합물들이 토양 내 뿌리혹선충을 방제할 수 있는 잠재성이 매우 높은 식물군임을 확인하였다.

Ricania sp. is a pest to many crops in Korea. This pest prefers fruit crops especially, blueberry and apple trees. We tested the possibility of Ricania sp. control using of methylcinnamate. In the laboratory bioassay, the mortality of methylcinnamate against Ricania sp. adult with 100 and 250 time diluted solution was 36.6% and 13.3% respectively. While repellent that the use of methylcinnamate resulted rate of 43.3% with 100 time diluted solution and 40.0% in 250 time diluted solution. Insecticidal and repellent effect in semifield bioassay were higher than those in laboratory bioassay. From this result, methylcinnamate might have synergic effect for Ricania sp. management. The result of this study showed a possibility of Ricania. sp. control using methylcinnamate.

AFACI 회원국 4개국의 수도작 포장의 멸구류 발생 양상을 조사하기 위해서 황색 점착트랩을 이용하여 타락법으로 멸구류 발생 모니터링을 수행하였다. 전반적으로 모든 조사 지점에서 벼멸구의 발생량이 많았으며 상대적으로 흰등멸구의 발생량은 적은 편이었다. 애멸구의 발생은 없었다. 분얼기부터 호숙기까지 벼 멸구류의 발생량은 지속적으로 증가하였으며, 한국의 경우와 다르게 1~2회의 발생 최성기(Peak)가 나타나지 않았다 벼멸구의 경우 모든 조사 지점에서 발생하였으며 스리랑카의 Svay Reang에서 조사기간 동안 평균 1,673마리로 가장 많이 발생하였으며 방글라데시의 Dobila, Hamkuria, 남베트남의 Cho Gao가 각각 1,236마리, 818마리, 666마리 순이었다. 흰등멸구의 경우 조사지점 간 편차가 크게 나타났는데 방글라데시의 Dobila에서는 조사기간 동안 평균 1,163마리가 발생하였으나 남베트남에서는 거의 발생하지 않았다.

The present study was conducted to investigate the developmental characteristics of Propylea japonica Thunberg (Coleoptera : Coccinellidae), a predator of aphids under laboratory conditions. The development times of the egg and immature stages of Propylea japonica were investigated at ten constant temperatures(15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5, 30, 32.5, 35 and 38±1℃; 14L:10D; 60±5% RH). Development time was longest at 17.5℃. The developmental periods of P. japonica from the time of egg oviposited to adult emergence was 36.9 days at 17.5℃, and it decreased ash temperature increasing. Threshold temperature of development and degree days of the P. japonica from egg to adult were 11.9℃ and 196.0 respectively. The Briere 2 and Lactin 2 modes were best fitted for all development stages. The distribution of completion of each development stage was explain relatively well that 2-parameter, 3-parameter and Logistic model except egg and pupal stage.

This study was conducted to suggest implications of pest management system for agrarian improvement institute. We analyzed the informations about the pest management by listening to opinion of farmers and researchers including Rural Development Administration (RDA) and it’s affliated organization. In result, They evaluated that the agriculture development institutes very well progressed pest management researches in principle. However, some chronic bottleneck problems still existed such as pesticides resistant pests, lack of effective control methods. For designing proper direction, these problems should be considerated preferently.