노지에서 재배되는 고추(Capsicum annuum)에 총채벌레가 발생하여 심각한 경제적 피해를 주고 있다. 본 연구는 고추 주산지인 안동을 중 심으로 상이한 세 지역의 재배지에서 고추 정식에서 수확 시기까지 총채벌레의 연중 발생을 보고한다. 총채벌레의 최대 발생기는 6월과 9월을 중 심으로 나타났다. 이 가운데 두 주요 총채벌레는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)와 대만총채벌레(F. intonsa)였으며, 전체 총채벌레 발 생의 87% 이상을 차지하였다. 기타 총채벌레는 이상의 두 우점종의 발생 패턴과는 상이하였다. 토마토반점위조바이러스(Tomato spotted wilt virus: TSWV)가 이들 우점종 개체들에서 검출되었으며, 바이러스 보독율은 대만총체벌레에서 높았다. 이들 지역에서 재배되는 고추가 TSWV 에 내병성 품종들이지만, 일부 고추 개체들에서는 이 바이러스 감염에 따른 전형적인 병징을 보였다. 이에 보독충에서 TSWV를 분리하여 이 바 이러스 S RNA 게놈에 존재하는 비구조단백질 일종을 암호화하는 NSs 유전자의 염기서열을 분석하였다. 기존에 알려진 저항성붕괴(resistance breaking: RB) 계통의 서열에 비해 안동에서 발생한 보독충에서 분리된 TSWV의 서열과는 상이하여, 이 지역에서는 RB 돌연변이체가 존재하 지 않는 것으로 판명되었다.

대파(Allium fistulosum) 정식부터 수확기까지 성페로몬을 이용하여 재배지에 발생한 파좀나방(Acrolepiopsis sapporensis)을 모니터링하였 다. 이 시기에 발생한 파좀나방은 월동세대 이후 6월 초와 7월 말에 각각 발생 최성기를 보였다. 그러나 발생량은 연도와 재배 환경에 따라 다르게 나타났다. 파좀나방을 효과적으로 방제하기 위한 미생물제제로서 Bacillus thuringiensis 균주를 스크리닝하였고, 이들 가운데 B. thuringiensis kurstaki (BtK)가 선발되었다. 선발된 BtK의 살충력을 높이기 위해 다른 곤충병원세균인 Photorhabdus temperata temperata (Ptt) 세균 배양액 추 출물을 추가하였다. 이들 두 세균을 혼합한 ‘비티플러스’는 BtK 단독 보다 현격하게 높은 살충력을 나타냈다. 이러한 살충력 제고 원인은 Ptt 추 출물에 포함된 대사물질에 의해 기인되었다. 이들 대사물질은 파좀나방의 세포성 및 체액성 면역반응을 억제하여 BtK의 살충력을 제고시킨 것으 로 나타났다. 이상의 결과는 국내 대파 재배지에서 파좀나방이 지속적으로 발생하며, 이 해충에 의한 경제적 피해를 줄이기 위한 비티플러스의 효 과적 방제 가능성을 제시하였다.

대량유살 기술을 통한 총채벌레 방제 기술이 시설 고추재배지를 중심으로 개발되었다. 이 기술의 핵심 요인은 효과적 유인제 개발에 있다. 집합페로몬에 의존하였던 유인전략은 노지 재배지에서는 뚜렷한 효과를 보이지 않았다. 따라서 본 연구는 노지 고추재배지에서 총채벌레의 대량 유살을 위해 새로운 유인물질의 추가가 필요하였다. 또한 노지재배지에서 집합페로몬의 유인력 감소 원인을 규명할 필요가 있었다. 새로운 유인 물질로서 methyl isonicotinate (MIN)이 제시되었고, 이 물질이 실내 유인행동분석을 통해 총채벌레에 대한 자체 유인력은 물론이고 집합페로 몬과 협력효과를 보였다. 이를 바탕으로 집합페로몬과 혼합물 형태로 노지 고추재배지에서 분석한 결과 총채벌레의 포획밀도를 증가시켰다. 특 히 이러한 증가는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)에서 뚜렷하게 나타났다. 유인트랩에 집합페로몬의 함량 증가는 노지 고추재배지에 서 꽃노랑총채벌레는 물론이고 다른 총채벌레류의 포획밀도를 뚜렷하게 증가시켰다. 본 연구는 집합페로몬 유인력이 시설재배지와 노지재배지 사이에서 차이가 있으며, 노지 재배지의 경우 효과적 유인력을 발휘하기 위해서는 더욱 많은 집합페로몬 함량을 요구한다는 것을 밝혔다. 또한 본 연구는 집합페로몬에 MIN을 추가하여 꽃노랑총채벌레에 대한 고효율 유인제를 개발할 수 있는 기술을 제시한다.

꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)는 고추를 가해하는 주요 병해충 가운데 하나이다. 유충과 성충이 긁어빠는 구기로 잎과 열매에 가해하는 직접피해는 물론이고 일명 칼라병이라 일컬어지는 토마토반점위조바 이러스를 전파하는 간접피해를 주고 있다. 다양한 바이러스 내병성 품종이 농가에서 재배되고 있으나, 칼라병의 발병은 해를 거듭하며 증가하고 있다. 놀라운 사실은 일부 내병성 품종에 대해서 총채벌레의 유인력이 감수성 품종에 비해 높다는 사실이다. 본 연구는 꽃노랑총채벌레에 대한 고추의 항객성 기작을 분석하였다. 총채벌레에 이미 피해를 받은 고추는 다른 총채벌레의 접근을 억제하는 것은 물론이고 천적인 미끌애꽃노린재를 유인하였 다. 이 고추 내부에는 자스모닉산 생합성 관여 유전자의 발현이 증가하였다. 고추가 생산하는 향기성분을 SPME 방식으로 모아 분석한 결과 Green leaf volatile과 terpene류의 증가를 보였다. 시판되는 10개의 고추 품종을 대상으 로 항객성 생물 검정과 향기성분 분석을 실시한 결과 이상의 항객성 기작을 뒷받침하였다. 또한 근권세균 가운데 일부는 고추로 하여금 이러한 항객성을 유도하였다.

Immune priming is an increased immunity after prior exposure to a specific pathogen as a kind of adaptive immunity and occurs in insects. However, its underlying mechanism is elusive in insects. Immune priming was detected in a lepidopteran insect, Spodoptera exigua. Prior infection with a heat-killed pathogenic bacterium, Xenorhabdus hominickii, increased survival upon the second infection of the live bacteria compared to larvae without pre-exposure. Plasma collected from larvae with the prior infection significantly up-regulated cellular and humoral immune responses compared to the similar treatment without prior exposure. However, when the active plasma exhibiting immune priming was heat-treated, it lost the priming activity, suggesting a presence of protein factor(s) in the immune priming. Lipocalin is a lipid carrier protein and is well known in vertebrates for diverse physiological functions including immunity. An apolipoprotein D3 (ApoD3) is known to be a lipocalin functioning in immune priming in a mosquito, Anopheles gambiae. A homologous ApoD3 (Se-ApoD3) was identified in S. exigua. Se-ApoD3 was expressed in all developmental stages and larvae, it was highly expressed in hemocytes. RNA interference (RNAi) of Se-ApoD3 expression was performed by injecting its specific dsRNA. The larvae treated with the RNAi were impaired in cellular and humoral immune responses. Furthermore, the plasma collected from RNAi-treated larvae lost the immune priming even at the prior exposure. These suggest that Se-ApoD3 mediates the immune priming in S. exigua.

The soluble epoxide hydrolase (sEH) plays a crucial role in insect immunity and development by metabolizing oxylipins such as EpOMEs and EETs. This study investigates sEH's involvement in insect antiviral response against Autographacalifornicanuclear polyhedrosis virus (AcNPV) infection. Viral infection assays were performed on Plutellaxylostellaand Marucavitrata, utilizing occlusion bodies (OB, via feeding) and budded virus (BV, through injection). Insect mortality was monitored every 12 h for up to 7 days. Our findings demonstrated a dose-dependent impact of both virus forms (OB and BV) on insects. Additionally, the sEH inhibitor, AUDA (12-(3-adamantan-1-yl-ureido) dodecanoic acid), was employed alongside the virus. The results indicated that combining AUDA with the virus increased insect mortality. Furthermore, fluorescence assays revealed the gradual movement of the virus from the gut to hemolymph and fat body. AUDA was observed to expedite virus infection. Moreover, sEH expression rapidly increased along with the viral infection in Spodoptera exigua. RNA interference of sEH expression enhanced the viral virulence against S.exigua. These suggest that EpOMEs play crucial roles in immune resolution against viral infection in insects.

The western flower thrips, Frankliniella occidentalis, is a significant economic pest among thysanopterans because of its massive feeding damage and ability to spread tospovirus to hundreds of plant species worldwide. To control this pest, chemical insecticides have been used but become unsatisfactory in the control efficacy due to the rapid resistance development of F. occidentalis. The cost-effective chitosan-based nanoparticle (NP) formulations as dsRNA insecticide gave > 80% mortalities in 7 days in the field condition. Nevertheless, the usage of NP-based dsRNA is hindered by the conflict between the excessive expense of producing dsRNA and the massive quantity of materials required for field application. Many research reports have demonstrated microbial-based dsRNA production using the L4440 vector and HT115 (DE3) Escherichia coli for application to vertebrate and invertebrate systems. In this study, we aimed to compare chitosan NP and bacterial formulation-based dsRNA control tactics against F. occidentalis using RNAi against the vacuolartype ATPase (vATPase) gene.

Eicosanoids represent a category of oxygenated C20 polyunsaturated fatty acids that play a crucial role in regulating various physiological functions in insects. These compounds are synthesized from phospholipids through the enzymatic activity of phospholipaseA2 (PLA2). In this study, we investigated four PLA2 genes encoded in the western flower thrips, Frankliniella occidentalis, with a focus on understanding their specific functions through a variety of experimental approaches. Among the four PLA2s identified, Fo-PLA2A and Fo-PLA2B fall under the category of Ca2+-independent cellular PLA2 (iPLA2), while Fo-PLA2C and Fo-PLA2D are classified a secretory PLA2 (sPLA2). Enzyme activity assays showed that all developmental stages of the thrips exhibited significant activity against both types of PLA2 substrates (arachidonic acid (AA) and non-AA), albeit with variations in enzyme kinetics across different developmental stages. Further examination revealed that all four PLA2 genes were expressed in every developmental stage. Fo-PLA2B and Fo-PLA2C displayed higher expression levels in larvae, while Fo-PLA2A and Fo-PLA2D were predominantly expressed in female and male adults, respectively. These findings support the hypothesis that PLA2s likely serve specific functions during distinct developmental stages. Our results indicated that PLA2s play pivotal roles in mediating various physiological processes such as immunity, development, and reproduction. So, the differential expression of certain PLA2s in various stages suggests that each PLA2 may have a specific role during different stages. Additionally we conducted flouorescens in situ hybridization (FISH) analysis to localize PLA2 transcripts in different tissues, shedding light on their specific functions within these tissues. In summary, the four identified PLA2s are associated with distinct catalytic activities and exhibit differential expressions across developmental stages and tissues, collectively contributing to various physiological processes.

Two bacterial genera, Xenorhabdus and Photorhabdus, are mutually symbiotic to the entomopathogenic nematodes, Steinernema and Heterorhabditis, respectively. Success parasitism of the nematode-bacterial complex depends on the host immunosuppression by the bacteria via their secondary metabolites. Lrp (Leucine-responsive regulatory protein) is a global transcriptional factor of the bacteria and play a crucial role in the parasitism. However, its regulatory targets to suppress the insect immunity were not clearly determined. This study investigated the regulatory target genes and subsequent secondary metabolites by Lrp in Xenorhabdus hominickii. Lrp expression occurred at the early infection stage in a target insect, Spodoptera exigua. Among eight non-ribosomal peptide synthetase (NRPS1-NRPS8) genes, six gene (NRPS3-NRPS8) expressions were positively correlated with Lrp expression in the infected larvae of S. exigua. Exchange of the Lrp promoter with an inducible promoter altered the production of the secondary metabolites along with alteration of the NRPS expression levels. The immunosuppressive activities of X. hominickii depended on the Lrp expression level. The metabolites produced by Lrp expression possessed the eicosanoid-biosynthesis inhibitors and hemolytic factors. A cyclic dipeptide (= cPF) was produced under Lrp control and identified to inhibit phospholipase A2 activity of S. exigua in a competitive inhibitory manner. These results suggest that Lrp is a global transcriptional factor of X. hominickii and plays crucial role in insect immunosuppression by modulating NRPS expressions.

소형 곤충으로 좁은 틈새에 있는 총채벌레는 종종 살충제 살포에 노출되기 어렵다. 이에 접촉페로몬을 처리하여 은둔행동을 막으려는 행동 교란 방제 전략을 세웠다. 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)에서 밝혀진 접촉페로몬은 7-methyltricosane (7TM)으로 본 연구에서는 먹이에 이 물질을 처리하여 행동 교란 유무를 생물검정하였다. 이 접촉페로몬은 유충에게 영향을 주지 않았지만 수컷 성충으로 하여금 처리된 먹 이로부터 회피하려는 행동을 유발하였다. 반면에 암컷 성충에게는 오히려 7TM이 처리된 지역으로 이동하는 행동을 유발하였다. 동일한 접촉페 로몬에 대해서 대만총채벌레(Frankliniella intonsa)에서도 유사한 행동 변화가 관찰되었다. 이러한 7TM에 기인한 총채벌레의 행동 변화를 살충 제 처리와 연결하여 고추를 가해하는 총채벌레류를 대상으로 방제효과를 검정하였다. 스피네토람 살충제 단독 처리에 비해 7TM과 혼합하여 처 리하면 총채벌레류 방제효율이 증가하였다. 흥미로운 점은 7TM 단독 처리로도 대만총채벌레 밀도에 일부 감소 효과를 보여 이 물질이 총채벌레 의 행동교란을 주는 것을 뒤받침하였다. 본 연구는 접촉페로몬 처리로 총채벌레의 살충제 회피 행동을 줄여 방제효과를 높인 새로운 해충방제기 술을 제시한다.

시설재배지 고추를 가해하는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)를 대상으로 미끌애꽃노린재(Orius laevigatus)를 이용한 생물적 방 제가 검토되고 있다. 그러나 대상 해충의 빠른 집단 성장은 화학 살충제의 투입이 때에 따라 요구된다. 본 연구는 화학 살충제와 천적의 이상적 종합 방제를 구현하기 위한 목적으로 선택성이 높은 살충제 선발 및 이들 살충제 처리 이후 미끌애꽃노린재의 안전한 재투입 시기를 결정하기 위해 수행 되었다. 첫째로 꽃노랑총채벌레에 방제 효과가 높은 상용 살충제가 선발되었다. 총 17종류의 상용 살충제 가운데 5종류(pyriproxyfen+ spinetoram, abamectin, spinosad, acetamiprid, chlorpyrifos) 주성분을 갖는 상용 살충제가 꽃노랑총채벌레에 우수한 방제효과를 주는 약제로 선발되었다. 이들 5종류의 살충제에 대해서 미끌애꽃노린재의 감수성 반응은 꽃노랑총채벌레와 상이하였다. 특별히 아바멕틴과 스피네토람이 유 기인계 또는 네오니코티노이드에 비해 상대적으로 낮은 독성을 보였다. 이들 5종류의 살충제 처리 이후 잔류 독성을 미끌애꽃노린재를 이용하여 생물검정한 결과 유기인계 및 네오니코티노이드 약제는 비교적 오랜 기간 독성을 유지하지만, 아바멕틴과 스피네토람 약제의 경우 3일 이후에는 대상 천적에 피해를 주지 않는 것으로 나타났다. 이러한 잔류독성결과는 LC-MS/MS를 이용한 농약 잔류량 화학분석을 통해 뒷받침되었다. 이상 의 결과는 높은 밀도로 증가한 꽃노랑총채벌레에 대해서 이 해충에 살충성이 높은 아바멕틴 또는 스피네토람의 약제를 살포하고 이후 3일 지나 미 끌애꽃노린재의 투입을 통해 대상 해충의 평균 밀도를 경제적피해수준 이하로 유지할 수 있다는 종합방제 기술을 제시하고 있다.