곤충병원선충인 Steinernema longicaudum에 공생하는 Xenorhabdus ehlersii KSY 세균은 나방류에 대한 높은 병원력을 발휘한다. 본 연구에서 이 세균의 병원력이 아이코사노이드 생합성을 억제하여 기주 곤충의 면역 저하를 유발한다는 것을 확인하였다. 그러나 이 세균의 병원력은 혈강 주입에 의해 야기된다. 섭식을 통해 이 세균을 혈강으로 전달하기 위해 곤충의 중장벽을 파괴하여 병원력을 발휘하는 Bacillus thuringiensis (Bt)와 혼합하여 처리하였다. 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 대해서 X. ehlersii 세균 배양액의 혼합 처리는 Bt 살충력을 현격하게 증가시켰다. 이러한 살충효과는 또 다른 나비목 해충인 콩명나방에 대해서도 확인되었다. 제형화를 위해 X. ehlersii 세균 배양액을 동결건조하여 Bt 수 화제와 혼합하였다. 이를 기반으로 간이 포장실험을 수행하였다. Bt 단독으로 처리한 결과 약 80%의 방제 효과를 보인 반면 X. ehlersii 혼합제는 95% 이상의 방제효과를 나타냈다. 본 연구는 곤충병원세균 X. ehlersii가 새로운 해충 방제제로 개발될 가능성을 제시하고 있다.

국화에서 줄기괴저바이러스와 토마토반점위조바이러스를 매개하는 것으로 알려진 꽃노랑총채벌레 약충과 성충이 잎, 꽃, 과실의 흡즙을 통해 확산시킨다. 최근 무분별한 농약 사용으로 약제저항성 계통 출현이 지속적으로 보고되고 있다. 총채벌레류는 식물바이러스 매개하는 시간이 짧아 상대적으로 효과가 낮은 약제로는 총채벌레 방제효과를 기대하기가 어렵다. 시판되는 국화 총채벌레류 등록 살충제 10종을 꽃노랑총채벌레 발육단계별(약충, 번데기, 성충)로 살포한 결과, 유효성분 피롤계 클로르페나피르, 카바메이트계 벤퓨라카브와 스피노신계 스피네토람이 함유된 약제가 우수한 살충력을 보였다. 총채벌레류 화학적 방제를 위해서는 위 성분이 함유된 살충제를 교호로 사용하는 것이 효과적일 것으로 보여진다.

The greater rice weevils, Sitophilus zeamais, are one of the devastating insect pests of stored cereals. Since they reside in stored product, mainly food, synthetic insecticides are not favorable choice to control them, as which botanical pesticides can be alternatives in this particular situation. In the present study, contact and fumigant activity of twenty-three plant essential oils against the adults S. zeamais were examined. To identify the chemical compositions of potent essential oils, Gas chromatography-mass spectrometry was performed. Interestingly, essential oils which showed great contact toxicity did not always produce fumigant toxicity accordingly. Among the twenty-three oils assessed, seventeen oils displayed acute contact toxicity and only six oils exhibited fumigant effect. Cinnamon oil was the most toxic in both fumigant and contact assays (LC50 = 10.02 μL/L air, 0.04 μL/cm2, respectively). Cinnamaldehyde in cinnamon oil and terpinen-4-ol in tea tree and majoram oils were identified as the most abundant components, respectively.

Silverleaf whitefly, Bemisia tabaci is a worldwide agricultural pest that cause serious damage to crops. However, since this insect developed resistance to variety of chemicals, alternative control strategy needs to be studied. In this study, we aimed to evaluate the potential of entomopathogenic fungi as biological control tools against this pest. We developed a dipping method in laboratory conditions to screen insecticidal activity of different fungal species and isolates against the nymphal stage of whitefly. The highly virulent isolates were characterized and 2 isolates were further selected based on their high conidial productivity and thermotolerance. Finally, several grain substrates were used to confirm the conidial productivity and thermotolerance of the selected isolates, revealing optimum conidial production when the fungi were cultured on millet grains. Both isolates could be used in further millet grain-based formulations to control the whitefly in fields.

국내 시설 오이재배지에서 총채벌레류 방제를 위해 황색 끈끈이트랩을 이용한 밀도 조사 및 생물검정을 통해 효율적 약제를 선발하였다. 총채벌레류 밀도 조사는 천안시 병천면 오이 시설재배지에서 2018년 4월 01일부터 8월 14일까지 약 3개월간 실시하였고, 그 결과 오이에 발생하는 총채벌레류는 꽃노랑총채벌레 (Frankliniella occidentalis), 대만총채벌레 (F. intonsa), 오이총채벌레 (Thrips palmi), 파총채벌레 (T. tabaci), 볼록총채벌레 (Scirtothrips dorsalis), 좀머리총채벌레 (Microcephalothrips abdominalis), 미나리총채벌레 (T. nigropilosus) 등 총 7종이었고, 가장 많은 발생량을 보인 종은 꽃노랑총채벌레로 나타났다. 꽃노랑총채벌레의 약제저항성 발달을 알아보기 위해 10종 약제에 대하여 판별농도 (discriminating concentration; DC), 추천농도 (recommended concentration; RC), 배량농도 (2×recommended concentration; 2×RC)를 설정하고 엽침지법을 이용하여 지역계통별 생물검정을 실시하였다. 생물검정 결과 emamectin benzoate EC (RC, 10.8 μL L-1), chlorfenapyr EC (RC, 50.0 μL L-1), spinetoram SC (RC, 25.0 mg L-1), spinosad SC (RC, 50.0 mg L-1)는 추천농도에서 90% 이상의 살충활성을 보였으나, cyantraniliprole EC (RC, 50.0 μL L-1)과 neonicotinoid계통 4종 약제는 추천농도에서 모든 지역계통의 살충활성이 80% 미만이었고, cyantraniliprole EC는 배량농도에서 95% 이상의 살충활성을 보인 반면 neonicotinoid계통은 배량농도에서 다양한 살충활성을 보였다.

시설 오이에 발생하여 피해를 주고 있는 총채벌레류의 효율적 방제를 위해 국내 5지역 꽃노랑총채벌레를 대상으로 10종 약제에 대하여 생물검정을 실시하였다. Emamectin benzoate EC, Chlorfenapyr EC, Spinetoram SC, Spinosad SC은 추천농도에서 90% 이상의 살충활성을 보였다. Cyantraniliprole EC의 추천농도 살충활성이 가장 높은 지역은 장성(79.0%)이었고, 배량농도에서는 모든 지역계통에서 95%이상의 살충활성을 보였다. Neonicotinoid계의 Acetamiprid WP는 지역계통별 추천농도에서 살충활성이 최대 40%(창녕)이었고, 배량농도에서는 최대 81.7%(상주)였다. Dinotefuran WG의 지역계통별 추천농도 최대 살충활성은 80%(평택)이었고, 배량농도에서는 장성계통만 100%의 살충활성을 보인 반면, 나머지 지역계통에서는 85% 이하의 값을 보였다. Thiacloprid SC는 지역계통별 추천농도 살충활성이 최대 59.3%(창녕)이었고, 배량농도에서는 상주와 창녕계통에서 만 90%이상의 살충활성을 보였으며, 평택, 안성, 장성계통에서는 각각 75.0%, 81.7%, 24.2%의 값을 보였다. Thiamethoxam SC의 지역계통별 추천농도 최대 살충활성은 75.6%(상주)였고, 배량농도에서는 안성, 상주, 창녕계통에서 90% 이상의 살충활성을 보였고, 평택, 장성계통에서는 각각 78.3%, 26.5%의 값을 보였다. 본 실험에서 꽃노랑총채벌레는 Emamectin benzoate EC, Chlorfenapyr EC, Spinetoram SC, Spinosad SC에서 높은 감수성을 보인반면 Cyantraniliprole EC과 Neonicotinoid계 5종 약제에 대하여는 저항성이 발달하고 있는 것으로 판단된다.

Whitefly has a broad host range of more than 600 species, and 40 biotypes have been reported worldwide. Among the various ecological types, B and Q are the most problematic. Especially, Biotype Q, which causes serious damage in the green house, mediates more than 40 kinds of viruses, including Tomato yellow leaf cull virus (TYLCV). The development of resistance to whitefly, adverse effects on non-target organisms, and strengthened legal regulations are making chemical control difficult in application. For these reasons, the use of alternative strategies is needed to suppress the Biotype Q whitefly population. Entomopathogenic fungi were investigated and developed to control hard-control insect pest, such as whitefly. These fungi are natural pathogen of their invertebrate host and contribute to the regulation of their host population in the environment. In addition, these agents are typically harmless to humans and non-targeted organisms and do not adversely impact the environment. Therefore, in this study, we screened pathogenic fungi against whitefly using our entomopathogenic fungal library, and virulence tests were conducted with conoidal suspension (1×107conidia/ml) in laboratory conditions. As a result, 10 isolates showed 80-100% mortality at 5 days after treatment. We will analyze the characteristics of these fungal isolates and evaluate their potential as insecticides against whitefly. The selected isolates against the high mortality of whiteflies can be effectively used in integrated pest management programs for whiteflies.

The insecticidal activities of 13 Lamiaceae plant oils and their components against adult German cockroaches, Blattella germanica L. (Blattodea: Blattellidae), were evaluated using fumigant and contact bioassay. Among the tested oils, basil, pennyroyal, and spearmint showed the strongest insecticidal activities against adult B. germanica. Insecticidal activity of pennyroyal was 100% against male B. germinica at 1.25 mg concentration in fumigant bioassay. Basil and spearmint revealed 100% and 100% insecticidal activity against male B. germinica at 5 mg concentration, but their activities reduced to 80% and 25% at 2.5 mg concentration, respectively. In contact toxicity bioassy, basil, pennyroyal, and spearmint oils exhibited 100%, 100%, and 98% mortality against female B. germanica at 1 mg/♀, respectively. Among the constituents identified in basil, pennyroyal and spearmint oils, insecticidal activity of pulegone was the strongest against male and female B. germanica.

Streptomyces has been reported to produce various secondary metabolites which have the potential to become environmentally safe insecticides. In this study, 1,274 streptomyces culture filtrates were screened for their JHAN activity in order to identify novel insecticidal compounds. 34 isolates with high levels of JHAN activity were selected, and their insecticidal activities were tested against Plutella xylostella larvae. Among them, IMBL-263 which was revealed to be Streptomyces anulatus by 16s rRNA sequencing showed the highest insecticidal activity. Also, systemic activities of secondary metabolites extracted from the S. anulatus on plant, Brassica napus, were investigated. These results suggested that secondary metabolites from the S. anulatus might be useful for development of novel environmentally benign insecticides.

The development of entomopathogenic fungi has received increasing interest as part of integrated pest management strategies as biocontrol agents. It is reasonable to assume that entomopathogenic fungi might produce secondary metabolites modulating juvenile hormone for their survival against defense mechanisms of host insects. In this study, acetone extracts of 189 entomopathogenic fungi cultured on unpolished rice medium were screened for their juvenile hormone antagonist (JHAN) activities using the yeast-two hybrid system. Among 14 extracts showing JHAN activities, extract of the F-145 showed high level of insecticidal activities against both Plutella xylostella and Aedes albopictus. This isolate was identified as Lecanicillium attenuatum. These results suggested that the Lecanicillium attenuatum could be useful for development of eco-friendly insecticides.

Actinobacteria have been known to produce variety of bioactive metabolites that include antibiotics and plant growthfactor. Also, Insecticidal compounds such as avermectin and tetranectin have been reported from actinobacteria. In thisstudy, to identify novel insect growth regulator (IGR)-based insecticidal compounds, 1,283 actinobacteria isolates weretested for their juvenile hormone antagonist (JHAN) activity using the yeast-two hybrid β-galactosidase assay. Amongthem, 25 isolates showed high level of JHAN activity and insecticidal activity against 3rd larvae of diamondback moth,Plutella xylostella. These results suggested that actinobacteria could be unparalleled source of novel IGR-based compounds.

풀무치 (Locusta migratoria) (Orthoptrea: Acridiade)는 전 세계적으로 작물 생산에 심각한 문제를 야기하는 돌발 해충이다. 그러나 우리나라 의 경우 풀무치를 방제하기 위한 방제제 및 적용에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 풀무치에 병원성을 갖는 풀무치병원성 진균 라이브러 리를 구축하였으며, 풀무치 방제에 이용 가능한 생물학적 방제제로서의 가능성을 평가 하였다. 먼저 갈색거저리 유충-baiting 시스템을 이용하여 다양 한 지역에서 채집된 토양에서 곤충병원성 진균을 발굴 하였다. 풀무치 병원성 검정을 진행하기 위하여 국립 농업 과학원에서 풀무치를 분양 받았으며, 고체 배양된 곤충병원성 진균을 곤충 사육 상자에 처리하여 (2 g/ box), 풀무치 약충 (3-4령충)에 대한 곤충병원성 진균의 병원성을 평가 하였다. 그 결과 곤충병원성 진균 처리 3-7일차에 풀무치의 머리, 복부, 다리 표면에서 진균이 증식하는 mycosis를 확인 할 수 있었다. 특히, Metarhizium anisopliae, M. lepidiotae, Clonostachys rogersoniana에서 높은 병원성이 나타나는 것이 확인 되었다. 확보된 34개의 풀무치병원성균주의 특성을 파악 하기 위하여 열안정성 및 포자생산성을 확인 한 결과, Paecilomyces, Purpureocillium 균주가 다른 균주에 비해 열에 대한 높은 안정성안 나타나는 것을 확인 하였으며, 대부분의 균주에서 1 × 108 conidia/gram 이상의 포자수를 생산 하는 것을 확인 하였다. 또한 온실 조건에서 비교적 병원성이 높았던 M. anisopliae 고체 배양된 균주를 토양에 처리하여 병원성을 확인한 결과, 85.7%의 높은 방제효과를 확인 할 수 있었다. 본 실험을 통하여 풀무치가 이동하면서 토양에 정착된 곤충병원성 진균에 접촉되어 치사 될 수 있을 것으로 판단되며, 효과적인 풀무치 방제가 가능 할 것이라고 판단된다.