곤충 생리현상의 가소성은 후생유전적 변화와 밀접하게 관련을 지을 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 광식성인 파밤나방(Spodoptera exigua)을 대상으로 상이한 먹이 조건에 따라 이 곤충의 발육과 DNA 메틸화에 영향을 주는 지 분석하였다. 동일한 코호트로 부터 얻은 갓부화한 유충을 최종령에 이르기까지 세 가지 다른 먹이(대파, 배추, 인공사료)로 섭식 처리하였다. 이 결과 상이한 먹이 조건에 따라 유충발육속도, 용화율 및 우화율에서 뚜렷한 차이를 보였다. 인공사료로 사육된 유충이 가장 빠른 유충발육속도와 높은 용화율 및 우화율을 나타냈다. 반면에 두 자연 기주 가운데는 대파가 배추에 비해 파밤나방 발육에 양호하였다. 이러한 먹이에 따른 변이는 혈림프 단백질 및 혈당에서도 차이가 나타났다. 또한 발육과 연계되었을 것으로 추정되는 인슐린유사펩타이드(SeILP1) 유전자의 발현 정도도 먹이조건에 따라 상이했다. 단일항체를 이용하여 파밤나방 게놈 DNA의 시토신 메틸화를 분석한 결과 이 부위에 DNA 메틸화가 검출되었으며, 메틸화 정도는 먹이 조건에 따라 상이했다. 이 결과들은 동일 집단의 파밤나방이 상이한 먹이 조건에 따라 발육차이를 나타내고 또한 시토신 메틸화에 변이를 보여 이 곤충의 생리적 가소성에 후생유전적 인자가 작용하고 있는 것을 제시한다.

기후변화에 따른 국내 해충상의 변화에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 기후 온난화 모델에 따라 남방계 곤충의 서식지 확대가 예상되고 있다. 휴면 기작을 가지고 있지 않은 파밤나방(Spodoptera exigua)과 배추좀나방(Plutella xylostella)은 시설재배지를 중심으로 국내에서 월동이 가능한 것으로 알려지고 있다. 안동과 경기도 지역에서 2년간 야외 모니터링한 자료는 이른 봄철과 가을 기간에 배추좀나방이 발생하고 여름 기간 중에는 발생하지 않았다. 반면에 파밤나방의 경우는 늦은 봄철에 나타나 가을 기간까지 지속적으로 발생하는 현상을 나타냈다. 두 해충의 저온에 대한 내한성은 파밤나방에 비해서 배추좀나방이 높은 것으로 밝혀졌다. 반면에 고온에 대한 내열성은 파밤나방이 배추좀나방에 비해서 높았다. 특히 파밤나방의 경우 비교적 낮은 고온(37℃)에 전처리하면 내열성 증가하는 현상을 보였다. 이러한 내열성 유기는 혈림프의 트레할로스 함량 증가와 관련성을 보였다. 또한 열충격단백질의 발현도 증가하였다. 이상의 결과는 파밤나방이 고온에 적응되어 발육하는 남방계 곤충으로 간주되는 반면, 국내에 서식하는 배추좀나방은 저온에서 발육이 양호한 전형적 북방계 곤충으로 여겨진다.

인슐린 신호는 척추동물과 유사하게 곤충의 혈당조절, 성장 및 수명에 영향을 미 친다. 파밤나방에서 동정된 인슐린유사펩타이드 (SeILP)는 유충의 혈당조절에 관 여하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구는 SeILP가 파밤나방 성충수명에 관여하는지를 밝히려 수행되었다. 파밤나방 성충의 수명은 암수 및 교미에 따라 차이가 있다. 교 미에 따라 암컷은 수명이 짧아졌다. 반면에 수컷은 차이를 나타내지 않았다. 성충 이 나이에 따라 SeILP유전자발현을 조사함 결과 교미에 따라 이 유전자의 발현이 증가했다. 즉, 교미는 인슐린신호를 야기하였고 이에 따라 수명이 짧아진 것으로 해석되었다. 이를 증명하기위해 교미하지 않은 성충에 척추동물 인슐린을 주사했 다. 인슐린주입에 따라 성추의 수명은 감소하였다. 본 연구는 파밤나방 성충 수명 조절에 인슐린유사펩타이드가 관여하는 것으로 나타났다.

파밤나방에 활성있는 Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki KB100균주에 protease inhibitor인 tannic acid을 혼합처리 했을 때 상승효과를 나타냈다. 본 연구에서는 tannins이 proteases의 활성을 떨어뜨려 나비목 유충의 생장을 억제한다 라는 가설을 토대로 실험을 진행하였다. B. thuringiensis균주와 중장액의 배양시간에 따른 독소의 분해정도를 확인하기 위해 SDS-PAGE를 수행하였다. KB100 toxin을 중장액으로 소화 시켜 시간대별로 단백질 밴드패턴을 확인 한 결과 60kDa의 활성독소가 시간이 지날수록 옅어지는 것을 확인한 반면 tannic acid를 첨가 했을 때는 60kDa의 살충활성 밴드가 계속해서 유지됨을 확인하였다. Trypsin에 의한 B. thuringiensis의 분해능을 SDS-PAGE로 분석한 결과 약 60kDa과 70kDa의 밴드를 나타냈고 tannic acid에 의해서 억제됨을 확인하였다. 파밤나방 중장액에 40mM tannic acid를 처리한 후 각각의 기질에 활성을 측정한 결과 trypsin의 기질인 BApNA, BPVApNA는 각각 62.2±0.3%, 54.5±1.1%의 활성을 나타냈다. 40mM tannic acid의 기질에 대한 단백질 분해 활성 억제정도를 비교한 결과 trypsin 각각의 기질에 대한 활성은 40mM tannic acid를 처리 했을 때 약 30∼40% 활성을 억제하는 것을 확인 하였다. Tannic acid는 serine 계열의 proteases 중에서 trypsin의 활성을 효과적으로 억제하는 것을 예상할 수 있었다. 이와 같은 결과를 토대로 파밤나방 중장 proteases중 trypsin의 서열을 밝히기 위해 5'RACE PCR법을 이용하여 실험을 수행하고 있다.

국화 재배지에서 파밤나방의 발생과 피해를 조사한 결과 파밤나방은 5월 하순부터 발생하기 시작하여 9월 중순에 주 당 유충수가 5.9마리로 가장 높았다. 파밤나방 유충에 의한 국화의 잎과 꽃의 피해율은 각각 9월 중순에 14.6%, 11.3%로 가장 높았다. 포트 실험에서 파밤나방의 유충 령기별에 따른 S. carpocapsae GSN1 strain과 대조약제인 스피네토람 입상수화제의 처리 효과를 조사한 결과 파밤나방의 령기가 어릴수록 살충력은 높았으며, 령기가 노숙화 될수록 살충력은 낮아지는 경향을 나타내었다. 국화가 재배되고 있던 시설 하우스에서 S. carpocapsae GSN1 strain을 660m2당 20,000,000마리를 7일 간격으로 3회 살포하거나, 40,000,000마리 농도로 2회와 3회 살포할 경우 처리 후 7일째부터 85.4% 이상의 높은 방제효과를 나타내었다. 또한 S. carpocapsae GSN1 strain은 처리 후 28일째까지 방제효과가 지속되었으며 660m2 당 20,000,000마리 농도로 2회와 3회 살포할 경우 90.9% 이상의 높은 방제효과를 나타내었다. S. carpocapsae GSN1 strain은 우수한 방제효과와 함께 파밤나방에 의한 국화의 피해도 줄였는데 무처리(9.0∼16.0%)와 비교하여 S. carpocapsae GSN1 strain을 처리한 국화의 잎과 꽃 피해율은 5.0∼15%가 감소하였다.

인슐린은 혈당을 낮추는 호르몬으로 영양분이 풍부할 때 신경물질이 뇌를 자극하게 된다. 신호전달물질이 활성화되어 두뇌로부터 인슐린유사펩타이드(Insulinlike peptide: ILP)가 분비되고 혈당을 낮추게 된다. 곤충의 주요한 혈당은 트레할로오스이다. 포도당이 척추동물에서 작용하는 것처럼 트레할로오스는 곤충의 에너지원으로 작용된다. 본 연구는 ILP가 파밤나방(Spodoptera exigua)의 혈당에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 파밤나방 섭식활동과 혈당의 관계를 분석하였고, 절식에 따른 혈당변화를 척추동물 인슐린으로 분석했다. Spodoptera 전사체 database에서 ILP 서열을 추적하여 유전자 발현 및 기능 연구를 실시했다. Spodoptera 전사체 database는 두 개의 ILP 유전자를 보유했다. 이를 각각 SeILP1과 SeILP2라 명명했다. SeILP1과 SeILP2는 알을 제외한 파밤나방의 모든 시기에서 발현되었다. 정상 섭식을 할 때 약 2mM의 농도를 유지하였고, 절식을 할 때 시간이 지남에 따라 혈당이 증가하는 것을 확인했다. 반면, 척추동물의 인슐린을 주입한 결과 파밤나방의 트레할로오스 농도가 낮아졌다. 본 연구는 파밤나방에서 두 개의 ILP 유전자를 동정했고, 인슐린 유전자가 파밤나방 혈당을 조절한다고 제시한다.

파밤나방(Spodoptera exigua)의 발육을 일으키는 최저온도를 결정하고, 이 상태의 생리적 특성을 서로 다른 기능군(대사, 신경, 면역 및 스트레스) 유전자의 발현 양상을 이해하기 위해 본 연구를 수행하였다. 알부터 번데기까지 파밤나방의 발육영점온도는 5.5~11.6℃로 다양하였다. 유충은 알과 번데기에 비해 비교적 낮은 온도에서 발육이 가능하였다. 5령충의 경우 생리적 발육영점온도가 추정치(10.3℃)와 다르게 이보다 높은 15℃에서 관찰되었다. 정량적 RT-PCR로 분석된 유전자의 발현양상은 유충 영기가 진행됨에 따라 모든 기능군의 대부분 유전자의 발현량이증가하였고, 또한 5령 시기에서도 처리온도가 증가함에 따라 이들 유전자의 발현량도 증가하였다. 비록 동일한 갓 탈피한 5령이라 하더라도 이전에 노출된 외부 온도에 따라 발현량이 상이하였다. 5령충의 생리적 발육영점온도인 15℃에서 대부분의 유전자 발현량은 저하되었다. 그러나 높은 온도에서와 마찬가지로 발육기간이 증가함에 따라 이들 유전자의 발현량이 증가하였다. 이상의 결과는 발육영점온도에서 파밤나방의 발육 관련 유전자의 발현이 전체적으로 수준은 낮지만 지속적으로 진행되고 있다는 것을 의미한다.

LED를 이용한 해충의 유인효과를 알아보기 위하여, LED파장대별 곤충의 유인 효과를 조사한 결과 LED파장대별 해충유인은 365nm와 405nm에서 유인수와 종 류가 가장 많았다. 목별로는 딱정벌레목, 노린재목, 집게벌레목, 나비목 곤충은 365nm와 405nm에서 유인이 잘되었고, 파리목는 525nm, 벌목은 625nm에서 유인 이 잘되는 경향을 보였다. 파밤나방의 유충의 LED광원에 의한 유인효과는 365nm 에서 41%로 유인률이 가장 높았고, 성충의 유인은 405nm 85%, 465nm 37%, 517nm 20%, 590nm 19%, 625nm 9%를 나타내어 파장이 짧은 영역에서 유인율인 높은 경향이었다. 또한 LED를 이용한 파밤나방의 피해 억제효과를 조사하기 위하 여, LED 유아등 파장대별 차광망과 방충망을 설치하고, 비트 생육과 수량, 파밤나 방 유충에 의한 피해엽률을 조사한 결과, 초장, 엽수, 뿌리 무게 등 생육은 처리간에 큰 차이가 없었으나 피해엽률은 무처리 67%일 때 405nm는 12%를 나타내어 82% 의 피해억제효과가 있었으며, 10a당 수량은 무처리는 754kg일 때, 405nm는 1,653kg 으로 119%의 증수효과가 있었다.

나비목 유충의 소화효소중 Serine protease인 trypsin은 단백질 가수분해과정에 서 주요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 protease의 지속적인 가수분해결과 독소 단백질의 불화성화를 초래하여 살충활성을 낮춘다고 보고되어 있다. 이 전 연 구에서 Bacillus thuringiensis(이하 B,thuringiensis) subsp. kurstaki KB100균주는 protease inhibitor인 tannic acid와 혼합처리 함으로써 파밤나방의 살충활성에 상승 효과를 나타냈다. 이에 대한 원인을 구명하고자 나비목 유충 중장속 소화액의 다양 한 Protease와 균주특이성에 초점을 두고 실험을 수행하였다. 균주의 특이성을 알아보기 위해서실험실 보관 균주 6종과 기준균주인 B. thuringiensis susp. kurstaki HD-1을 선발하여 총 7종의 균주에 각각 tannic acid를 농도별로 처리하여 생물검정을 실시하였다. B. thuringiensis KB100균주는 40mM tannic acid농도로 혼합처리 했을 때 상승효과를 나타낸 반면 다른 균주는 영향을 끼치지 않았다. 생물검정 결과를 토대로 나비목 유충의 소화효소 중 Serine protease의 활성을 알아보기 위해 protease 특이적 기질을 사용하여 tannic acid가 어떤 종류의 protease activity를 낮추는지 실험을 수행 하였다.

기후변화는 해충의 발생량 및 발생 시기에 변동을 유발시키고 있다. 변온동물인 곤충은 온도 변화에 따라 발육 및 행동에 변화를 보이면서, 이를 기반으로 이론 추 정치인 발육영점온도를 통해 알로부터 성충에 이르기까지 발육에 유효한 적산온 도 산출로 특정 해충의 연중 세대수 및 발생 최성기를 추정하게 된다. 그러나 이 발 육영점온도에 대한 생리 및 생화학적 특징에 대해서는 아직 알려지지 않고 있다. 본 연구는 발육영점온도의 생리적 본체를 찾는 데 궁극적 목표를 두고 수행되었다. 이 를 위해 파밤나방 5령충의 발육영점온도(15℃)를 기반으로 온도 증가(20, 25, 3 0℃)에 따라 유전자 발현 양상을 비교하였다. 동일한 집단을 25℃에서 사육시키고 얻은 갓 탈피한 4령충을 상기의 4 가지 서로 다른 온도로 처리하였다. 이후 발육하 여 5령으로 탈피한 유충을 동일 개체수로 임의 선발하여 전체 RNA를 추출하고, 다 시 각 온도별로 상이한 염기서열 표지를 말단에 연결하였다. 이후 전체 처리 RNA 를 혼합한 시료를 대상으로 Illumina-HiSeq2000으로 염기서열 분석을 실시하였 다. 이후 각 말단 표지를 바탕으로 처리 별 전사체를 구분하고 비교 발현 유전체 연 구를 실시하였다. 총 분석된 전사체의 염기서열은 각 처리가 유사한 전사체량(9.7 - 11.8 Gb)으로 구성되면서 전체 약 40 Gb의 양으로 분석되었다. 이들을 de novo assembly 한 결과 전체적으로 82,642 개의 contig를 얻을 수 있었다. 이 가운데 4 처 리 모두에서 발현된 contig는 27,700 개 이며, 시료에 따라 RNA 추출량에 대한 보 정을 하여 상호 발현 양상을 분석하였다. FPKM (fragments per kilobase of exon per million fragments mapped)으로 유전자 발현량을 표준화하고, 이를 기반으로 유전자별 전체 발현패턴을 군집분석한 결과, 15℃에서 성장된 파밤나방은 다른 발 육 온도에서 성장된 파밤나방과 유전체 발현 양상에서 현격하게 구분되었다. 흥미 로운 현상은 발육영점온도인 15℃에 비해 성장 온도에서 오히려 발현량이 줄어드 는 전사체 종류가 증가하는 전사체 수와 유사하다는 것이다. 이를 기반으로 4 배 이 상의 유전자 발현량을 주는 대표적 유전자들을 선발하였다. 발육영점온도에 비해 증가하는 전사체는 라이보좀 관련 단백질이 포함된 반면, 감소하는 전사체는 휴면 특이적 펩타이드와 유충표피층단백질을 포함하였다. 이상의 결과는 발육영점온 도는 성장유기온도에 비해 파밤나방 5령충의 성장 관련 유전체 발현을 억제하는 특이적 발현유전체 양상을 나타내는 것으로 판명되었다.

휴면 기작을 보유하지 않은 파밤나방(Spodoptera exigua)은 남방계 곤충으로 이 들의 장거리 이동 능력은 온난화 기후변화에 편승하여 북쪽으로 서식지를 넓히고 있다. 국내에서는 시설재배지를 중심으로 월동이 가능한 것으로 보이나, 어느 발육 태에서 어느 온도 조건에서 월동이 가능한지는 밝혀지지 않고 있다. 본 연구는 저온 조건에서 파밤나방 유충 발육에 관한 생리적 분석을 진행했다. 상이한 온도조건에 서 파밤나방의 유충 영기별 발육속도는 상이하여, 1, 5령은 2,3령에 비해 발육 속도 가 상대적으로 느렸다. 그러나 4령의 경우는 낮은 온도에서는 1,5령과 같이 느린 반 면, 높은 온도에서는 2,3령과 같이 빠른 발육 속도를 보여 중간형태의 발육 패턴을 나타냈다. 상이한 온도 조건에서 발육시켜 갓 탈피한 4령에 대해서 다양한 기능군 (성장, 스트레스 및 면역)의 유전자 발현을 qRT-PCR로 분석한 결과 온도에 비례하 여 발현량을 증가시키는 유전자, 오히려 감소하는 유전자 및 온도와 무관하게 발현 하는 유전자들로 분류될 수 있었다. 흥미로운 사실은 파밤나방 5령충의 경우 15℃ 조건에서 장기간(2개월 이상) 용화를 진행하지 않고 동일 영기를 보이고 있다. 더 욱이 15℃ 조건에서 48시간 처리 후 상이한 유충 영기들에 대해서 이들 유전자들의 발현량을 비교한 결과, 온도에 비례하여 발현량을 증가시키는 유전자들(cecropin, glycan recognition protein)에서 5령 유충은 3, 4령에 비해 낮은 발현량을 나타내는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과들은 15℃ 온도 조건이 파밤나방 5령충의 발육을 정지시키는 생리적 발육영점온도로 추정하게 한다.

파장이 다른 LED광원을 사용하여 파장별 파밤나방 성충의 유인효과와 유충 발 생억제효과를 조사하기 위하여 2011년 6월에 비트를 정식하고, 방충망을 하우스 측면과 출입문에 설치하고, 자색(405nm), 청색(465nm), 녹색(517nm), 황색(590nm), 적색(625nm)의 LED램프가 장착된 유아등을 설치 가동하면서, 7월 13일 파밤나방 성충을 처리당 50마리를 접종하고 파밤나방 성충의 유인률을 조사하였다. 파장대 별 유인률은 자색 파장은 85.4%, 청색 36.7%, 녹색 19.6%, 황색 19.1%, 적색 8.7% 를 나타내어 자색파장에서 가장 높은 유인률를 나타내었다. 또한 LED 유아등 파장대별 비트 생육과 수량, 파밤나방 유충에 의한 피해엽률을 7월 31일에 조사한 결과, 초장, 엽수, 뿌리 무게 등 생육은 처리간에 큰 차이가 없었으나 피해엽률은 무처리 66.9%, 자색 12.3%, 청색 27.4%, 녹색 32.2%, 황색 28.4%, 적색 57.8%를 나타내어 자색 파장 유아등이 설치된 처리에서 유충에 의한 피해도 적었다. 이러한 결과는 LED 유아등에 의해 파밤나방 성충이 유인 포살되어 산란수가 감소하고, 유충에 발생 또한 줄어들었기 때문으로 생각되었다. 수량은 상품률에 영향을 받아, 무처리는 754kg이었고, 자색은 10a당 1,653kg 으로 가장 많았다.

아이코사노이드는 곤충의 다양한 세포성 면역 반응을 중개한다. 본 연구는 면역반응에 따라 혈구세포 밀도 변화에 대한 아이코사노이드의 새로운 중개 기능을 밝히기 위해 수행되었다. 파밤나방(Spodoptera exigua) 5령충은 세균 감염에 따라 2 시간이 지나면 총혈구수의 현격한 증가를 보였다. 이 총혈구수 증가는 주로 부정형혈구와 소구형혈구 밀도의 증가로 해석되었다. 파밤나방 유충에 phospholipase A2 (PLA2) 억제자인 dexamethasone을 처리하면 세균 처리에 의한 총혈구수 변화가 일어나지 않았다. 하지만 dexamethasone을 처리한 유충에 PLA2의 촉매산물인 arachidonic acid를 첨가하면 총혈구수 증가가 회복되었다. 이러한 혈구 밀도 변화에 원인으로서 아이코사노이드 종류를 추적하기 위해 cyclooxygenase (COX)의 억제자인 naproxene을 처리한 결과 총혈구수 증가가 억제되고, lipoxygenase (LOX)의 억제자인 esculetin을 처리하면 총혈구수 증가가 유지되어 COX 산물이 세균 침입에 따른 총혈구수 증가에 관여하는 것으로 나타났다. COX의 생산물인 prostaglandin E2(PGE2)를 세균 없이 단독으로 처리할 때도 총혈구수의 뚜렷한 증가를 나타냈다. 이러한 결과는 파밤나방의 세포성 면역반응 과정에서 총혈구수 증가를 중개하는 아이코사노이드의 새로운 기능을 제시하고 있다.

2000년~2002년, 2009년~2011년 3월부터 11월까지 각각 3년 동안 식량원 기능성작물부 포장에서 성페로몬트랩 이용 담배거세미나방과 파밤나방 성충의 발생량을 조사하였다. 트랩은 펀넬트랩, 페로몬은 페로뱅크사(2000년~2002년)와 그린아그로텍(2009년~2011년) 제품을 사용하였다. 기상은 기상청 밀양지점 측정 자료를 이용하였다. 3~11월의 기상환경은 2009~2011년이 2000~2002년보다 평균온도, 최고온도, 최저온도가 0.1~0.3℃ 높았고, 8~11월도 0.5~0.7℃ 높았으나 3~7월은 0~0.3℃ 낮았다. 2009~2011년은 2000~2002년보다 3~11월까지의 누적 강우일수가 23.7일, 강수량이 72.9mm 많았고, 8~11월은 강우일수는 많았으나 강수량은 오히려 177.4mm 적었다. 페로몬 트랩에 유인된 담배거세미나방 성충의 발생량을 조사 연도별로 보면, 2000~2002년은 3월 하순에 첫 발생하여 11월 중순까지 발생하였고, 발생최성기는 8월 하순 전후였다. 그러나 2009~2011년은 4월 중순에 첫 발생하여 11월 하순까지 발생하였고, 발생최성기는 9월 중순 전후였다. 총 발생량은 2000~2002년이 2009~2011년 보다 2배 많았으나 11월의 발생량은 2009~2011년이 5배정도 많았다. 파밤나방의 발생은 3월 상순부터 발생하여 11월 중순까지 발생하였고, 발생최성기는 8월 하순 전후였다. 그러나 2009~2011년은 3월 중순부터 발생하여 11월 하순까지 발생하였고, 발생최성기는 9월 상순 전후였다. 총 발생량은 2009~2011년이 2000~2002년보다 2배 많았고 11월의 발생량도 2배정도 많았다. 2000~2002년 11월보다 2009~2011년 11월에 담배거세미나방 및 파밤나방 발생량이 많았던 이유는 평균온도가 2.2℃, 최저온도가 2.7℃ 더 높아 기후 온난화 영향으로 생각되며, 향후 계속적인 발생 모니터링을 수행할 계획이다.

이전 연구에서 protease inhibitor중의 하나인 tannic acid와 파밤나방에 활성이 높은 7 종의 Bacillus thuringiensis에 각각 혼합 처리하여 파밤나방에 살충활성을 실험한 결과, B. thuringiensis subsp. kurstaki KB100에서만 뚜렷한 상승효과를 보였고 tannic acid가 중장액의 protease중 trypsin의 활성을 가장 잘 억제하는 결과를 보였다. 이를 바탕으로 파밤나방 중장액과 trypsin에 대한 tannic acid와 B. thuringiensis strains와의 특성을 비교하고자 파밤나방 중장액 또는 trypsin과 40mM tannic acid를 섞어 반응시킨 후, 7 종의 B. thuringiensis strains parasporal inclusion에 처리하여 단백질의 분해억제 정도를 알아보기 위해 SDS-PAGE를 수행하였다. 그 결과 모든 7 균주의 parasporal inclusion이 약 133kDa크기의 단백질밴드를 나타내는 것으로 보아 분해가 억제된 것을 확인하였다. 반면에 파밤나방 중장액과의 반응에서는 뚜렷한 분해억제 정도를 보인 균은 KB100균주뿐이었다. 그 이외의 6 균주의 parasporal inclusion에서는 약 60~70kDa크기의 단백질밴드를 나타내 중장액에 의해 분해되는 것을 알 수 있다. 따라서 tannic acid는 파밤나방 중장액의 trypsin의 활성을 억제한다고 할 수 있다. 또한. B. thuringiensis KB100균주의 경우에는 다른 6 종의 균주들과는 달리 parasporal inclusion이 tannic acid에 특이적으로 분해가 더욱 억제되어 약 133kDa의 단백질 밴드를 나타낸 것으로 사료된다.

고주파 처리는 파밤나방(Spodoptera exigua)의 생리변화를 유발시켜 섭식행동, 발육 및 면역반응의 변화를 초래한다. 본 연구는 이러한 고주파의 영향을 파밤나방의 생화학적 변화를 통해 분석했다. 고주파(5,000 Hz, 95 dB) 처리는 중장 상피세포의 단백질 합성과 분비를 억제시켰다. 또한 이 고주파 처리는 중장의 인지질분해(phospholipase ) 소화효소의 활성을 현격하게 억제시켰다. 고주파 처리는 세 종류의 열충격단백질과 지질운송단백질(apolipophorin III)의 유전자 발현을 변동시켰고 이러한 변화는 중장 조직에서 뚜렷했다. 혈림프 혈장에 존재하는 지질 및 유리당의 함량이 고주파 처리에 의해 현격하게 증가했다. 이러한 결과는 고주파 처리가 파밤나방의 체내 생화학적 변화를 유발시켜 생리적 교란을 유도하는 스트레스로 작용한다는 것을 제시하고 있다.

일부 고주파 음파 처리가 파밤나방(Spodoptera exigua)의 생리변화를 유발시킨다. 이 연구는 초음파( 20 kHz) 처리가 파밤나방 유충 섭식, 용 발육 및 성충 교미행동에 미치는 영향을 분석하였다. 초음파 처리는 5령충의 섭식 활동을 억제시켰다. 특별히 30 kHz 또는 45 kHz 초음파 처리를 받은 유충은 50% 이상의 섭식활동이 감소하였다. 이러한 초음파 처리를 받은 유충은 혈장의 주요 영양물질 함량이 변동되었다. 혈장 단백질은 처리 초음파의 주파수 증가에 따라 감소하였다. 그러나 혈당은 처리 초음파의 주파수 증가에 따라 증가하였다. 지질 함량은 30 kHz 처리까지는 증가하다가 이후 감소하였다. 파밤나방 5령의 혈구, 지방체 및 표피세포의 세 조직은 스트레스 관련 유전자들인 세 종류의 열충격단백질과 apolipophorin III를 발현시켰다. 그러나 초음파를 처리할 경우 일부 스트레스 관련 유전자들의 발현을 크게 억제시켰다. 초음파 처리는 또한 용발육을 억제시켜, 용기간을 연장시키고 성충으로 우화를 현격하게 낮추었다. 끝으로 초음파 처리는 성충의 교미행동을 억제시켜 암컷의 산란력을 뚜렷하게 낮추었다. 이러한 결과는 초음파가 파밤나방의 생리적 스트레스로 작용하고 있다는 것을 제시하고 있다.

생식용 쌈채소 중 하나인 비트에 발생하는 파밤나방의 친환경 방제기술을 개발하고자 본시험을 수행하였다. 실험실 조건에서 1~2령과 3~4령 파밤나방 유충을 접종하고 고삼제 등 11종의 시판 친환경자재와 송순추출물 등 4종의 농가 자가조제 자재 및 화학농약인 루페뉴론 유제를 살포한 후, 생존율을 조사한 결과 고삼제, 데리스제가 처리 1일차에 모두 사멸하여 방제효과가 높았으며 농가에서 자가조제한 고추씨오일, 자리공추출물, 미생물제, 송순추출액 등은 생존율이 1~2령충은 30~76.7%, 3~4령충 46.7~86.7%로 높아 방제효과가 떨어지는 경향이었다. 포장에서 비트를 정식하고 파밤나방 유충을 접종한 후 친환경자재를 살포하고 비트의 생육을 조사한 결과 초장과 엽수에서는 처리간 차이가 없었으나 고삼제, 데리스제, 맥반석가루 처리에서 피해엽률이 각각 37.7%, 42.3%, 40.2%로 낮았다. 주당 상품엽수도 고삼제 5.9매, 데리스 5.7매, 맥반석가루 5.9매로 많았고, 엽상품 무게에서도 고삼제 72.7g, 데리스제 71.7g, 맥반석가루 73.8g으로 많았다. 그러나 맥반석 가루는 균일한 살포가 어렵고 비트잎에 붙어 있어 미관이 좋지 못하였다. 이러한 결과를 종합해볼 때 비트에 발생하는 파밤나방을 친환경자재를 이용하여 방제할 때에는 고삼제와 데리스제가 살충효과가 높고, 상품성도 높았다

Bacillus thuringiensis(이하 B. thuringiensis) subsp. kurstaki KB100은 protease inhibitor중의 하나인 tannic acid를 혼합처리 함으로서 파밤나방의 살충활성에 상승효과를 가져왔다. 이를 바탕으로 tannic acid가 B. thuringiensis균주 특이성을 나타내는지 확인하기 위해, 국내 토양으로부터 분리하여 실험실에 보관중인 B. thuringiensis중 파밤나방에 높은 살충활성을 보이는 6개의 균주와 기준균주인 B. thuringiensis subsp. kurstaki HD-1을 선발하여 총 7종의 균주에 각각 tannic acid를 농도별로 처리하여 2령 파밤나방에 대해 생물검정을 실시하였다. 또한 선발된 7개의 균주들의 살충성단백질의 패턴과 파밤나방 중장액에 대한 tannic acid의 단백질분해 저해정도를 알아보기 위해 SDS-PAGE를 수행하였다. B. thuringiensis KB100은 tannic acid의 농도를 높일수록 사충이 증가하다가 80mM농도에서 낮아지는 반면에 B. thuringiensis KB098은 tannic acid의 농도를 높일수록 오히려 사충률의 감소를 보였고, 이외 5개 균주는 tannic acid의 농도와 상관없이 뚜렷한 사충률의 변화를 보이지 않았다. 각 균주의 Parasporal inclusion에 tannic acid를 처리하여 파밤나방 중장액에 반응시켜 parasporal inclusion의 분해정도를 SDS-PAGE로 확인한 결과, 133kDa크기의 단백질밴드를 나타내는 각각의 균주가 생성한 parasporal inclusion은 tannic acid처리 농도에 따라 살충활성을 나타내는 70~60kDa단백질크기로의 분해정도가 각각 다른 것으로 나타났다. 이는 Tannic acid가 B. thuringiensis균주에 따른 특이적인 효과를 나타낼 수 있는 가능성을 보여준다.

LED광 파장에 대한 담배거세미나방과 파밤나방의 유충 및 성충에 대한 유인과 기피반응을 조사하였다. 담배거세미나방 유충은 560nm 파장에서 유인율이 31.7%로 가장 높았고, 590nm, 630nm, 375nm 순이었다. Lamp형 기판과 육면체 검정상을 이용한 담배거세미나방 성충의 유인율은 375nm 파장에서 가장 높았고, 530nm, 590nm, 630nm 파장은 처리간 유인율 차이가 적었다. 고출력 면광 기판과 정사면체 검정상을 이용한 담배거세미나방 성충의 유인율도 375nm 파장에서 36.3%로 가장 높았다. LED광 파장에 유인된 성충들이 각 파장에 대하여 선호성 또는 기피성에 의해 유인되었는지 조사한 결과, 처리후 시간별 차이는 있지만 530nm 및 610nm에서 각각 15% 및 10%의 기피율을 보였으나 590nm에서는 유인수가 15% 더 많았다. 파밤나방 3령충을 대상으로 한 LED광 파장별 유인율은 590nm 파장에서 30.5%로 가장 높았고, 560nm, 630nm 및 375nm 순이었다. 파밤나방 성충의 유인율은 375nm 파장에서 37~44%로 가장 높았고, 560nm, 590nm 및 630nm에서는 조사 시간대별 유인율 차이는 다소 있지만 전체적인 유인율 차이는 없었다. 375nm 파장은 담배거세미나방 성충도 가장 유인율이 높았던 파장으로 이 범위의 파장을 이용하면 담배거세미나방 및 파밤나방 성충 유인포획에 유용할 것으로 생각된다.