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.

다양한 식재료의 소독재로 사용되는 이산화염소(ClO2)는 이 물질이 갖는 높은 산화력에 기인된다. 이산화염소가 해충에 대한 방제 가능성이 제기되었고, 이에 대한 실증 시험은 이 물질의 살충기작을 증명하여 주었다. 그러나 이 물질의 살충 기작은 밝혀지지 않았다. 본 연구는 이산화염소의 훈증처리에 따라 곤충 체내에서 일어나는 산화적 스트레스를 항산화효소의 발현 유발에 따라 가능성을 찾았다. 다시 이산화염소를 처리하고 세포내에 존재하는 활성산소(reactive oxygen species: ROS)를 정량화한 결과 ROS의 급격한 증가를 관찰하였다. Vitamin E와 같은 항산화제를 이산화염소와 처리할 경우 살충력은 크게 낮아져 산화적 스트레스에 기인된 살충기작을 뒷받침하여 주었다. 이러한 ROS 유발은 다양한 생리현상을 일으키는 분자를 교란하여 곤충의 신경, 면역, 행동 및 발육 생리를 저해는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 산화적 스트레스에 의해 살충효과를 일으키는 새로운 해충 방제제의 개발을 제시하고 있다.

약 5,000 종 가량의 종다양성을 보이는 과실파리과(Tephritidae)는 농작물에 심각한 피해를 주는 6 속(Bactrocera, Ceratitis, Dacus, Zeugodacus, Anastrepha, Rhagoletis) 해충군을 포함하고 있다. 이들이 비록 아열대 지역에 분포하고 있으나, 기후변화 및 국제교역량 증가로 국내 침입이 빈번하여 지고 이에 대한 한국형 검역 매뉴얼의 개발이 시급하다. 이 매뉴얼은 금지급 과실파리의 동정 기술, 긴급 및 상시 모니터링 기술, 침입 후 확산 지역 및 발생 세대 예측 기술, 그리고 박멸기술을 포함하게 된다. 본 발표는 이 가운데 박멸기술로서 수컷박멸기술(male annihilation technique: MAT), 암컷박멸기술(female annihilation technique: FAT), 그리고 불임충방사기술(sterile insect release technique: SIT)을 소개한다.

이산화염소(ClO2)는 높은 산화력으로 여러 미생물의 소독제로 널리 사용되어 왔다. 최근 훈증처리가 가능한 제형으로 개발되면서 이산화염소의 해충 방제 적용 가능성이 제기되었고, 실제로 의학 및 저곡해충에 대한 살충력이 입증되었다. 그러나 기존의 살충제와 다른 형태의 화학 구조를 지닌 이산화염소에 대한 살충기작은 알려진 바가 없었다. 이산화염소에 대한 노출은 곤충으로 하여금 산화적 스트레스를 유발하였다. 이는 항산화효소의 발현이 증가로 이어졌으며, 여기에 항산화제를 처리할 경우 이산화염소의 살충력을 크게 둔감시켰다. 실제로 이산화염소에 노출된 곤충은 체내 활성산소량이 크게 증가하였다. 후속 연구는 곤충 체내로 들어간 이산화염소가 활성산소를 증가시키고 다양한 분자종말점을 변형시켜 신경, 면역, 행동 및 발육 생리를 교란한다는 살충기작 모델을 제시하게 되었다.

과실파리류는 국내 60종의 검역 해충 가운데 42종을 차지하고 있다. 이들 대부분은 자연계 산물인 methyl eugenol (ME) 또는 raspberry ketone에 특이적으로 유인된다. 이들 유인물질을 파라핀 왁스를 이용하여 제형화하였고, 이를 대만에서 야외 유인 효과를 검증하였다. 이들 왁스 제형은 모두 델타트랩에 설치하고 8월 말경에 모니터링 한 결과 ME 왁스 제형은 오리엔탈과실파리(Bactrocera dorsalis)를 매일 60-80 마리 포획하 였다. 반면에 Cuelure 왁스제형은 오이과실파리(Bactrocera cucurbitae)와 B. tau를 유인하였다. 이러한 결과는 본 왁스제형이 이들 검역 해충에 대 한 국내 모니터링에 응용될 수 있다는 것을 제시하고 있다.

A subtropical insect species, Maruca vitrata, is invasive to temperate zones. Supercooling capacity of M. vitrata was confirmed in all developmental stages, in which egg exhibited the lowest supercooling point (SCP) at –22.5oC. However, low temperature lethality was observed at much higher temperatures than SCPs in all developmental stages. In addition, this nonfreezing injury increased with incubation time at rearing condition. Uncontrolled phenoloxidase activation appeared to cause the nonfreezing injury. Preexposure to a cool temperature before lethal low temperature significantly increased survival of M. vitrata. This cold hardening accompanied with increase of glycerol content in hemolymph. Transcriptome of M. vitrata under cond-hardening was assessed.

Cotesia plutellae bracovirus (CpBV) is a bracoviral polydnavirus and a parasitic factor of an endoparasitioid wasp, C. plutellae, which parasitizes the diamondback moth (DBM) larvae. CpBV genome was reported to consist of 35 circular segments and encode 157 predicted open reading frames (ORFs). This study revisited and re-annotated the CpBV genome. Total ORFs consist of 15 groups of known gene or gene families as well as hypothetical (HP) group. All 74 HP genes are matched to other PDV genes. RNASeq analysis indicates that 147 genes out of 157 predicted ORFs are expressed in the parasitized DBM at the first day or 7 days after parasitization. At the early parasitic stage, CpBV genes annotated as ELP, BEN, E94K, DUFB, PTP, and HP are highly expressed compared to late parasitic stage. Interestingly, highly expressed genes at the late parasitic stages are HPs.

Polydnaviruses (PDVs) are a group of insect viruses and symbiotic to some endoparasitoid wasps. Genome analyses of different PDVs provide a number of genes putatively associated with alteration of host insect physiological processes. Especially, PDV gene products assist host wasp development by suppressing immune responses and delaying larval development of parasitized lepidopteran hosts. Thus, PDV genes can be applied to control insect pests by incorporating them into crop genomes. This talk illustrates two examples of PDV genes: CpBV-CST1 and CpBV-ELP1. CpBV-CST1 has been known to inhibit insect cysteine proteases to suppress immune and development, while CpBV-ELP1 exhibits a high cytotoxicity to insect cells. Transgenic tobaccos expressing CpBV-CST1 or CpBV-ELP1 were constructed by using Agrobacterium-mediated transgenic system and exhibited antixenosis against chewing and sucking insect pests on tobacco.