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.

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.

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.