우리나라는 2021년 기준 OECD 국가중 화학농약 사용량 3위로 농약사용의 개선이 필요하다. 특히 범국가적인 One Health 정책 관점에서 농작물에 사용되는 항생제 농약관리도 필요하다. 현재 시행중인 PLS, 판매관리인 교육 및 농약판매기록 제도들이 선정된 농약 사용의 안정성에 초 점을 맞춘다면, 진단과 처방을 중심으로 한 식물의약사 제도는 농약 선정의 정확성을 높일 수 있는 제도이다. 국내 발생 병해충은 연간 1,000여종 이 상이며, 하나의 고위험 병해충에 적용가능한 등록약제는 100~200개로 작용기작과 처리방법 측면에서 다양하다. 정확한 진단을 바탕으로 적합한 약 제를 선정하는 처방은 수백종 이상의 병해충에 대한 전문지식과 다양한 약제에 대한 이해와 실무경험이 요구된다. 본 연구에서 농업인에 대한 설문 조사 결과, 응답자중 81% 농업인이 농약구매와 사용에 대한 전문가의 도움이 필요하며, 이중 48% 농업인들은 매우 필요하다는 의견을 제시하였다. 판매관리인에 대한 설문조사 결과, 42%의 판매관리인이 진단 및 처방에 대한 전문성 강화가 절실함을 주장하였으며, 필요성을 인지하는 판매관리 인도 44%로 확인되어, 전체적으로 42~86%의 판매관리인들이 진단 및 처방에 대한 전문성 강화에 관심이 있었다. 식물의약사 제도화 초기에 현장 경험이 많은 판매관리인을 제도권으로 수용할 수 있는 특별전형을 고려해야 한다. 병해충 종류별 등록된 농약의 저항성 수준을 자료화하고 효과적인 방제력을 구축하여 진단 및 처방의 정확성을 높여야 한다. 판매관리인은 식물의약사 자격을 경쟁 우의 차별화 전략으로 인식하고, 더 이상 판매관리 인이 아니라 식물의약사로서 “믿음이 가는 식물의약사가 처방하는 농약”의 시장 포지셔닝을 통해 매출액 향상을 도모할 수 있다. 향후 법제화를 위 한 관련법 개정, 전문성 강화 교육 커리큘럼, 자격제도 운영에 대한 실무적인 논의가 필요하다. 식물의약사 제도화를 통해 판매관리인의 전문성을 상 향 평준화 함으로서 농업 현장의 병해충 진단 및 처방 기술을 선진화하고, 국민의 건강과 직결되는 합리적인 농약 사용을 위해 노력해야 한다.

There are many different types of cultivation in tomatoes for year-round production. One of them, semi-forcing cultivation is characterized by growing seedlings in winter season. If grafted seedlings are used in winter season that energy cost can be reduced, because they have tolerance to cold stress. This study was conducted to analyze the rootstock performance by measuring the growth, yield, and leaf-macronutrient content of cherry tomatoes grown in semi-forcing hydroponics. Three domestic rootstocks ‘HSF4’, ‘21LM’, ‘21A701’, and a control cultivar ‘B-blocking’ were grafted onto jujube-shaped cherry tomato (Lycopersicon esculentum L.) commercial cultivar ‘Nonari’. The total yield per plant with grafted cherry tomato ‘21A701’ was 3,387g, which was 11%, 22% and 24% higher than the yield with ‘B-blocking’, non-grafted one and ‘HSF4’. The stem diameter of ‘21A701’ was thick with 8.26mm, whereas non-grafted one was thin with 7.23mm at 160 days after transplanting. The flowering position of ‘21LM’ was 34% and 47% higher than the flowering position of ‘B-blocking’ and non-grafted one at 153 days after transplanting. The NO3-N concentration in petiole sap of ‘21LM’ was the highest with 1,746mg·L-1 and non-grafted one and ‘HSF4’ were the lowest with 1,252mg·L-1 and 1,245mg·L-1 at 167 days after transplanting. The results indicated that rootstock/scion combinations in cherry tomatoes can affect the plant growth, yield, and the concentration of different NO3-N in leaves at the late growth stage. Both ‘21A701’ and ‘21LM’ have vigorous root system, which influence the growth and yield increased.

국내 토마토 토경재배 면적은 전체 재배면적의 89%로 높은 비율을 차지하고 있다. 토경재배 토마토는 염류장해와 토양 전염성 병원균 피해에 취약할 뿐만 아니라 겨울철 저온 피해 를 입기 쉽기 때문에 토마토 접목묘를 사용하는 것이 좋다. 본 연구는 저온기 토경재배에서의 토마토 대목의 종류에 따라 나 타나는 생육, 수량 및 광합성 효율의 차이를 비교 분석하고자 수행하였다. 대목의 종류는 4가지로 국내 개발 계통 및 품종 ‘Powergaurd’, ‘IT173773’, ‘20LM’과 대조 품종 ‘B-blocking’을 사용하였다. 접수와 비접목 처리구로 완숙토마토 품종 ‘Red250’을 사용하였다. 작물이 14일간 9－14℃의 저온에 노출된 시기인 정식 후 80일에 비접목 처리구의 경경은 10.1mm로 접목 처리구에 비해 15% 낮았고 엽장과 엽폭은 42.4cm와 41.8cm로 감소하였다. 주당 총 수량은 ‘Powerguard’ 가 1,615g으로 높았고 비접목 처리구가 1,299g으로 낮았다. 엽록소형광 지수 중 작물의 전반적인 활력도를 나타내는 PIABS와 광합성에 사용되지 못한 빛에너지가 열로 소실됨을 뜻하는 지수인 DI0/RC를 측정한 결과, 정식 후 80일에 접목 처리구 ‘Powerguard’의 PIABS는 3.73으로 높았고 DI0/RC는 0.34로 낮은 반면, 비접목 처리구의 PIABS는 2.62로 낮았고 DI0/RC는 0.41로 높았다. 경경은 PIABS와 정의 상관관계를 나 타낸 반면, DI0/RC와는 부의 상관관계를 나타내어 다양한 엽 록소형광 지수를 통해 저온기 대목 종류에 따른 접수의 생육 차이를 분석할 수 있는 것으로 판단된다.

본 연구는 대목 종류에 따라 나타나는 방울토마토 수량 차이를 생장상의 변화와 광합성 효율을 통해 비교분석하고자 수행하였다. 접수 ‘노나리’와 대목 4종류(‘파워가드’, ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’)을 사용하여 접목한 4개의 처리구와 ‘노나리’를 접목하지 않은 1개의 처리구로 실험에 사용하였다. 방울토마토 생육후기인 5월의 주 당 평균 총 수확량을 조사한 결과 대목 ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 417.5g으로 가장 높은 수확량을 보였고 대목을 사용하지 않은 처리구가 354.2g으로 가장 낮은 수확량을 보였다. 정식 252일 후의 개화위치를 조사 한 결과 대목 ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 14cm 내지 17cm의 개화위치를 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구는 10cm 내지 14cm의 개화위치를 보였다. 정식 266일 후 생 장강도를 조사한 결과 대목 ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’을 사용한 처리구는 10mm대의 생장강도를 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구의 생장강도는 8.43mm로 낮은 값을 보였다. 대목을 사용한 처리구는 생육후기까지 생장의 균형을 맞춰 높은 수확량을 보인 반면 대목을 사용하지 않은 처리구는 세력이 저하되어 수확량이 감소한 것으로 판단된다. 엽록소 형광 변수는 대목을 사용한 처리구가 대목을 사용하지 않은 처리구 보다 높았다. 이상으로 방울토마토 접목묘를 사용하는 것이 생육후기까지 생장의 균형을 유지하고 광합성 효율이 높아 수량이 높은 것으로 판단된다.

수경재배 시설 내에서 토마토를 재배할 때 대목사용에 따른 수확 시기별 수확량 변화와 생육지표를 활용한 생육차이를 살 펴보고자 본 실험을 수행하였다. ‘감마’를 접수로 ‘파워가드’, ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’을 대목으로 접목한 토마토 접목묘 4 종류와 접목하지 않은 ‘감마’를 실생묘로 실험에 사용하였다. 재배는 장기재배를 하는 토마토 수경재배 비닐하우스에서 재배되었다. 토마토의 총 수확량을 조사한 결과 대목을 사용하여 접목한 토마토 ‘파워가드’의 수확량과 접목하지 않은 토마 토의 수확량은 각각 8,428g과 7,645g으로 나타났다. 생육 후기 접목한 토마토 ‘B.blocking’과 실생 토마토의 개화위치는 각각 17.58cm와 14.92cm였다. 이같은 결과는 토마토에 있어서 대목을 사용하는 것이 수확량이 높고 수확 후기까지 식물 체가 균형있는 생장을 하는 것으로 볼 수 있다. 접목묘와 실생 묘의 수확량 차이는 정식 236일 째인 19화방부터 크게 나타나기 시작하였다. 토마토 장기재배를 할 경우에는 대목을 사용하는 것이 높은 수량을 얻을 수 있는 것으로 판단된다.

벼에 줄무늬잎마름병을 유발하는 애멸구(Laodelphax striatellus)의 온도에 따른 산란 등 성충 활동 특성을 12.5~35.0℃ 10개 항온조건 광주기 14L:10D에서 조사하였다. 산란모델을 만들기 위한 단위 함수를 개발하고 DYMEX를 이용하여 개체군 밀도 변동 모델을 구축하였다. 성충 수명은 15.0℃에서 56.0일로 가장 길었고, 35.0℃에서 17.7일로 가장 짧았으며 온도가 올라감에 따라 수명도 짧아지는 경향을 보였다. 암컷 한 마리당 총산란수는 22.5℃에서 515.9개로 가장 많았으며, 35℃에서 18.6개로 가장 적었다. 산란 모델 개발을 위해 성충발육율, 총산란수, 성충사망율 및 누적산란율 단위모델을 추정한 결과, 단위모델 모두에서 높은 수준의 모델 적합성을 보였다(r2=0.94~0.97). 개체군 밀도 변동 모델은 포트와 포장 실험을 통하여 예측 정확도를 평가하였다. 포트 및 포장 실험 결과 접종 후 30일까지는 각 조사 시점에서 밀도 및 영기 분포 비율의 예측 정확도가 비교적 높았으나 이후에는 1, 2령의 조사 밀도와 예측 밀도 간에 큰 차이가 발생하였고, 영기 분포 변화의 경우도 모델에서 실제 조사 자료보다 1~2단계의 발육 영기가 빠르게 추정되는 경향을 보였다.

When treating the 3rd instar larvae of the diamondback moth (DBM), Plutella xylostella, with sublethal doses (LC10) of chlorantraniliprole, indoxacarb and spinosad via leaf dipping, their tolerance to insecticides was significantly enhanced. By analyzing the differentially expressed genes (DEGs), we found a number of genes that respond commonly or specifically to the test insecticides. With the criteria of p value < 0.05 and Log2FC > 1/ < -1, a total of 476, 367 and 410 genes were determined to respond specifically to chlorantraniliprole, indoxacarb and spinosad, respectively. Gene Ontology (GO) analysis revealed that the cuticle reorganization is commonly associated in all treatments and the oxidative stress-related process is also shown in all insecticides except spinosad. Finally, the DEGs seemingly related with enhanced tolerance were chosen for further characterization, and reliability of the transcriptome data were confirmed by quantitative PCR. The functional categories of these DEGs included mostly detoxification related genes, cuticle proteins, energy metabolism and transcriptional regulation. While the commonly responding DEGs suggest that they are likely involved in defense against common intoxication process, the DEGs specifically responded to each insecticide suggests the presence of unique tolerance mechanisms to each insecticide depending on their different structure and mode of action. Their possible roles in the tolerance/resistance development were discussed.

Honey bees are affected by a variety of factors, so they have to be thoroughly managed according to their lifestyle. The activity of the honey bee foragers represent an important parameter of the hive state. Here, the real-time and automatic monitoring system using dual infrared sensors was applied for counting the foraging activity of honey bees based on ICT. According to this study, this system is very accurate with a relative error of 3.98% / 4.43% compared to manual counting through video analysis. This system showed the scalability of the system through the internal and external temperature sensors connected through the main board and BLE module. Furthermore, the data measured through this system for one month were analyzed, the monthly average foraging activity and the number of lost foragers were measured (1.88% of outgoing bees), and at the same time, the foraging patterns according to the changes of temperature and time were analyzed. This study suggests that the development of apicultural, scientific and educational materials with more powerful real-time monitoring tools through expansion of a complex monitoring system and big data accumulation.

A residual contact vial plus water (RCVpW) bioassay method was established to monitor insectiside resistance in field populations of the melon thrips, Thrips palmi. Resistance level against six major insecticides were evalutated in five regions to test applicability of RCVpW as an on-site resistance monitoring tool. Reduced mortality in response to six test insecticides were exhibited compared to the RDA susceptable strain showing 100 % mortality, indicating different degree of resistance. An apparently reduced mortality to emamectin benzoate and chlofenapyr was observed in some field populations, suggesting uneven distribution of resistance to these insecticides in field populations. In addition, spinosad resistance was high and widely distributed in the test regions. Synergistic bioassay revealed that cytochrome P450-mediated metabolic factor is involved in spinosad resistance in the Korean population.

Molecular diagnostic markers are necessary for establishing highthroughput screening systems to support insecticide-resistant population management. Here, we identified single amino acid substitution mutations related to carbamate resistance in Laodelphax striatellus Fallén type-1 acetylcholinesterase (Lsace1) using carbofuran-selected strains. The phenotypic resistance profiles of the final selection strain (SEL9) compared to the susceptible strain revealed a 14-fold higher resistance ratio based on topical application, 1.2-fold higher general esterase activity, and 4.3- fold higher acetylcholinesterase insensitivity based on the 50% inhibitory concentration (I50), suggesting that insensitivity of the target site could occur as a resistance factor. Comparison of the nucleotide sequences of Lsace1 of five strains (SUS, SEL0, SEL3, SEL6, and SEL9) revealed two amino acid substitutions (F330Y and F331H). To understand the roles of these mutations, we determined the allele frequency of both point mutations in the selected strains using quantitative sequencing methods. In addition, several quantitative genotypic traits (e.g., gene copy numbers and transcript levels of Lsace1, Lsace2, and LS.CarE1) were assessed. A correlation analysis of genotypic and phenotypic traits revealed strong correlations between resistance level and I50 with F331H allele frequency. Interestingly, the F331H mutation was negatively correlated with transcript levels of Lsace1, suggesting that selection pressure might result in a reduction of the target gene. Overall, the F331H mutation and reduced mRNA are important factors in the development of carbamate resistance. Furthermore, the point mutation can be used to monitor rapid carbofuran resistance in conjunction with molecular diagnostic methods such as quantitative sequencing.

The organism evaluation equipment (OEE) was developed to determine the insecticidal effect of atmospheric-pressure plasma jets (APPJ). The equipment consisted of a plasma-generating acrylic chamber (PGAC) equipped with a plasma generator, a plasma-maintaining acrylic chamber (PMAC), and plasma efficacy evaluation container (PEEC). The amount of reactive oxygen species (ROS) directly exposed to PEEC in the PMAC was measured using an ozone calculator. The ROS concentration in the PGAC and PEEC increased over time, and the optimum position for the PEEC was selected showing the lowest variance of ROS concentration. Based on the established equipment, five major insect pests (Aphis gossypii, Bemisia tabaci, Helicoverpa armigera, Tetranychus kanzawai, and Thrips palmi) were tested, and their knockdown time, recovery time, and median lethal time (LT50) were determined. As a result, B. tabaci showed the fastest knockdown in respond to the plasma, but the remaining insect pests were knock downed within 2-3 min. Recovery was the fastest in T. palmi and T. kanzawai and slowest in B. tabaci. The LT50 were determined as 13 and 16 min in B. tabaci and T. palmi, respectively. However, the LT50 of other insect pests showed over 21 min. In conclusion, the OEE system can be used to measure the optimum exposure time of plasma against various insect pests, and the plasma might be used as an alternative tools for pest control in the future.