본 연구는 경상북도 안동시 북후면에 위치한 사과원에서 채집한 복숭아순나방(Grapholita molesta)의 새로운 알 기생봉을 형태 및 분자적 방 법으로 동정하여 보고한다. 기생봉의 촉각 및 날개 구조를 통해 명충알벌(Trichogramma chilonis)과 가장 유사하였으며, 이는 cytochrome oxidase I 염기서열 분석을 통해 뒷받침되었다.

과거 약 50년간 국내에서는 화학농약 기반의 병해충 방제가 지속적으로 농업 생산량을 안정적으로 유지시켜 왔다. 그러나 무분별한 화학 농약 사용은 병해충의 약제저항성 발달을 유발하였으며, 이는 기존의 방제효과를 얻기 위해 고농도 살포가 불가피하였으며, 또한 막대한 개발 비용이 필요한 신규 작용점 살충제 개발로 고비용의 방제기술로 전락하게 되었다. 여기에 대부분의 살충제가 신경계에 작용하여 인축 및 비표적 생물계에 영향을 주어 광범위한 사용에 제한을 받게 되었다. 대체 방제기술로 천적과 미생물에 의존하는 생물농약은 방제효율에 서 대부분 화학약제의 수준을 따르지 못해 농민의 절대적 호응을 받지 못하였다. 이 가운데 새로운 패러다임의 생물농약으로 살포용 dsRNA 농약이 화학농약의 방제 효과와 버금가는 시험 농가 반응으로 2023년 12월에 미국 EPA 등록을 받게 되었다. 향후 살포용 dsRNA는 살충제는 물론이고 살균제 및 제초제에 이르기까지 작물보호제 시장 전체에 영향을 미치게 된다. 이에 국내에서도 dsRNA를 실험실 단계에서 산업계 적용 기술 개발 단계로 전환하여야 할 시점에 이르게 되었다.

Behavioral modulation by genetic changes garners a special attention nowadays as an effective means of revealing genetic function on the one hand and broadening the scope of in situ monitoring on the other hand. The cGMP-dependent protein kinase was treated to the western flower thrips, Frankliniella occidentalis. Automatic recognition techniques and computational methods were utilized to investigate behavioral changes across photo- and scoto-phases. Movement behaviors are objectively expressed according to parameter extraction and data structure visualization in different light phases. By comapring with the individuals without treatment, activities of treated thrips were changed including decrease in circadian rhythm. Usefulness of automatic monitoring of insect movement in different genetic strains is further discussed for providing useful information on monitoring and diagnosing natural and unntatural genetic disturbances.

Although insects lack the adaptive immunity characteristic of vertebrates, certain species exhibit enhanced subsequent immune responses upon re-encountering a pathogen, a phenomenon known as immune priming. The underlying mechanism of this phenomenon is still elusive. This study evaluated the immune priming of the diamondback moth, Plutella xylostella, induced by a nonpathogenic and commensal bacterium, Bacillus subtilis. Prior exposure of P. xylostella to B. subtilis significantly increased survival against a pathogenic bacterium, Bacillus thuringiensis, compared to larvae without pre-exposure. To extend the effect of the microbial commensals, two antibiotics, ampicillin and kanamycin, were treated to suppress their populations. In the axenic-like condition in the gut, cellular and humoral immune responses were significantly suppressed. An addition of B. subtilis to the diet of P. xylostella significantly enhanced the immune responses. Apolipoprotein D, known as a lipid carrier, acts like a vertebrate lipocalin in the immune priming of the other insect, Spodoptera exigua. The ortholog of this gene has been identified in P. xylostella, and its expression was induced upon B. subtilis treatment. This study sheds light on the potential role of commensal gut microbes, including B. subtilis, in the immune priming of these insects.

RNA interference (RNAi) has been applied to control insect pests using gene silencing machinery in which small interfering RNA derived from dsRNA specifically degrades target mRNA. This study optimized dsRNA insecticide specific to thrips infecting hot peppers. Among potent candidate target genes, vATPase B was chosen because its RNAi was highly efficient as much as Snf7, a well-known RNAi target gene. Although RNAi specific vATPase B is lethal to Frankliniella occidentalis, it was not much effective to control other thrips species such as F. intonsa and Thrips tabaci. To expand its target spectrum, we devised a mixture treatment of dsRNA specific to individual species. As expected, each dsRNA was highly efficient in a species-specific manner. This supported the hypothesis of 21mer identity for the efficient RNAi. However, the dsRNA mixture efficiently killed the three thrips species in a crop field. To further expand its spectrum to the whitefly, Bemisia tabaci, we applied virus-induced gene silencing (VIGS) to produce dsRNA in the hot peppers using Tobacco Rattle Virus. VIGS successfully suppressed control gene. dsRNA produced by VIGS gave significnat mortality to B. tabaci in addition to the thrips. These results suggest a technique to expand dsRNA insecticide spectrum using a mixture treatment and VIGS in insect pest control_.

Xenorhabdus와 Photorhabdus 속은 각각 곤충병원성 선충인 Steinernema와 Heterorhabditis에 공생하는 공생세 균이다. 감염성 선충의 유충은 공생세균을 표적 곤충의 혈강에 전달하고, 여기서 세균이 증식하여 숙주 선충의 발달을 돕는다. 이러한 선충과 세균 복합체의 성공적 공생관계는 세균의 이차대사산물을 통한 숙주의 면역억제 에 달려져 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 서로 다른 살충력을 보이는 6종의 Xenorhabdus를 확보하고 이러한 차이가 세균의 성장속도와 NRPS (Non ribosomal peptide synthease)에 의해 생성되는 세균의 이차대사산물 발현에 서 기원한다는 것을 확인하였다. 서로 다른 균주들은 콩명나방 (Tenebrio molitor)에 대한 살충력에 차이를 가지고 있었다. 이러한 세균들은 TSB 배지에서는 세균 성장 속도에 차이가 존재하지 않았지만 콩명나방 혈강 내에서는 세균의 성장 속도에 차이가 존재하는 것으로 나타났다. 또한 각 세균의 이차대사산물 추출물을 통한 곤충의 면역 억제 실험 결과 PLA2 활성 억제, 세포독성 능력들이 살충력과 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이러한 이차대 사산물의 경우 많은 물질이NRPS (Non ribosomal peptide synthease)에 의해 생성되므로 각 세균 별 NRPS의 유전자 발현을 보았을 때 흥미롭게도 살충력이 더 높은 스트레인의 세균이 일부 NRPS 유전자의 발현이 더 높은 것으로 나타났다. NRPS에 의해 합성되는 물질을 포함한 세균의 이차대사산물의 차이를 서로 비교하기 위하여 이차대사 산물 추출액을 GC-MS/MS를 이용하여 분석하였다. 본 연구를 통해 곤충병원세균에 살충력의 기원이 NRPS를 통해 합성되는 이차대사산물에 있다는 것을 확인하였으며 이를 이용한 다양한 NRPS 유래 물질 연구는 신규 살충 물질 개발에 들어가는 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

Upon immune challenge, recognition signals trigger insect immunity to remove the pathogens through cellular and humoral responses. Various immune mediators propagate the immune signals to nearby tissues, in which polyunsaturated fatty acid (PUFA) derivatives play crucial roles. However, little was known on how the insects terminate the activated immune responses after pathogen neutralization. Interestingly, C20 PUFA was detected at the early infection stage and later C18 PUFAs were induced in a lepidopteran insect, Spodoptera exigua. This study showed the role of epoxyoctadecamonoenoic acids (EpOMEs) in the immune resolution at the late infection stage to quench the excessive and unnecessary immune responses. In contrast, dihydroxy-octadecamonoenoates (DiHOMEs) were the hydrolyzed and inactive forms of EpOMEs. The hydrolysis is catalyzed by soluble epoxide hydrolase (sEH). Inhibitors specific to sEH mimicked the immunosuppression induced by EpOMEs. Furthermore, the inhibitor treatments significantly enhanced the bacterial virulence of Bacillus thuringiensis against S. exigua. This study proposes a negative control of the immune responses using EpOME/DiHOME in insects.