네 가지 다형 동위효소를 이용하여 야외 월동세대의 배추좀나방(Plutella xylostella(Linne))의 집단 유전분석이 실시되었다. 세 지역 (안동, 영천, 양산)의 야외집단들은 모든 동위효소 유전좌위에서 서로 다른 대립유전자빈도를 보였다. 특히 두 동위효소(acid phosphatase and phosphoglucomutase)에서 나타나는 유전자 빈도의 불균형은 집단간에 임의교배가 이루어져 있지 않음을 나타냈다. 추정된 집단간 Nei의 유전거리는 0.0151(양산집단과 영천집단)에서 0.0877(안동집단과 영천집단)까지 다양했다. 기존의 배추좀나방 야외집단들의 유전거리 추정치에 비해 이러한 월동 초기세대들이 보인 다소 높은 유전분화는 이들 집단이 월동과정중 지역적 환경요인에 따른 상이한 도태압이 작용하여 유전적 병목현상이 초래되었음을 내포한다.

국내 4개 지역으로부터 채집된 배추좀나방(Plutella xylostella)의 미토콘드리아 DNA중 COI 유전자 일부 (438 bp)의 염기서열을 결정, 유전적 다양도 및 유전자 이동정도를 파악함으로써 집단 유전적 구조 및 특성에 대하여 연구하였다. 총 21개체로부터 13개의 mtDNA haplotype을 얻었으며 이들의 변이는 0.3~1.4%로 다른 곤충을 대상으로 한 유사연구와 비슷한 크기를 나타내었으며 haplotype 다양도는 매우 높았다(평균 h=0.81). 지리적으로 먼 제주도의 개체군과 경남 김해 두 지역(11km 거리)의 개체군을 비교한 결과, 통계적으로 유의한 정도의 유전적 격리(p<0.05%)는 전혀 관찰되지 않았으며, 대신 상당한 정도의 세대당 암컷 이동률(Nm=2-30)을 보였다. 또한 GenBank에 등록된 하와이의 배추좀나방 haplotype은 본 연구에서 얻은 것들과 유전적으로 흡사하였다. 종합적으로, 국내 배추좀나방은 전체적으로는 많은 haplotype수에 기인한 적절한 크기의 유전적 분화율을 보유하고 있으며 국지적으로는 상당한 이동력에 의한 장거리 이동으로 개체군내 높은 haplotype 다양도를 보이며 동시에 지역간의 유전적 유사성을 나타낸다고 요약되었다.

Fenvalerate, cypermethrin, furathiocarb 및 prothiofos에 대해 각각 581, 18, 19, 11배의 저항성을 보인 진주계통과 fenvalerate와 furathiocarb에 대해 각각 38배와 9배의 저항성을 나타내고 있는 함양.서상계동을 bifenthrin과 prothiofos의 혼합조합으로 방제하기 위해 실내 엽침지법과 포장방제시험을 수행하였다. Bifenthrin 1EC와 prothiofos 50EC을 1:50으로 혼합하여 실내엽침지법으로 처리하였을 때 공력계수가 273.2로 최고점에 도달한 후 급격히 감소하는 양상을 보였다. 침지법에서 가장 효과적이었던 혼용비율의 조합을 함양.서상현지 농가에서 실증시험을 수행한 결과, 처리구에서 처리약량을 절반으로 줄였음에도 배추좀나방의 방제효과가 농가관행구와 마찬가지로 우수하였다. 또한 이 조합은 여러가지 대표적인 살충제에 대해 높은 저항성을 나타내고 있는 진주지역계통에 대해서도 합리적인 농약혼합으로 저항성문제에 적절히 대처할 수 있음을 보여주었다.

배추좀나방의 deltamethrin에 대한 약제 저항성 기작을 알기 위하여 에스테라제의 활성과 조성을 분석하였다. 0.1의 deltamethrin으로 매 세대 선발하였을 때 선발세대의 진행에 따라 배추좀나방 4령충의 약제감수성은 줄었고 에스테라제 활성을 증가했다. Deltamethrin으로 선발된 또는 선발되지 않은 서로 다른 배추좀나방 집단들의 약제감수성과 에스테라제 활성간에 높은 상관을 보였으며 이들 요인들간에 상관계수는 0.9918(P=0.0082)로 정상관을 보였다. 전기영동(6% gel)의 결과 17개의 에스테라제 밴드가 분리되었다. Deltamethrin에 대해 선발된 집단들은 비선발 집단에 비해 적은 숫자의 에스테라제 밴드를 보여주었다. 그러나 4개 밴드(E3, E4, E11, E12)는 deltamethrin 선발집단에서만 나타난 밴드였다.

화학적 group이 다른 5가지 살충제에 대하여 배추좀나방의 약제저항성 발달과 교차저항성은 다양하게 나타났다. 배추좀나방의 약제저항성 발달은 prothiophos에 대해 4세대 도태하였을 때 5.1배의 낮은 저항성 수준을 보였으나 8세대 도태하였을 때는 14.3배의 저항성 수준을 보였다. Cartap hydrochlodise에 대해서는 4세대 도태시켰을 때 4.2배, 8세대 도태시켰을 때 9.1배로 다른 약제계통에 비해 저항성이 낮게 유발된 반면, triflumuron은 4세대 도태시에는 17.2배, 8세대 도태시켰을 때 37.4배로 다른 약제에 비하여 높은 저항성 수준을 보였다. Lambda cyhalothrin 에 대해서는 4세대 대 4.7배 낮은 저항성 수준을 보였으나 8세대에서는 29.1배로 높은 저항성 수준을 보였다. B. thuringensis 대해서는 4세대 때 4.3배로 낮은 수준의 저항성 수준을 보였으나 8세대에서는 24.1배의 높은 저항성 수준을 보였다. 따라서 약종이나 약제의 특성에 따라 저항성 발달속도나 양상이 달리 나타났다. 배추좀나방에 대해 prothiophos로 누대 선발한 것의 교차저항성은 cartap hydrochlodise 가 5.5배로 낮은 수준의 교차저항성을 보였고, BT제, triflumuron, lambda cyhalothrin 에 대해서는 각각 2.8, 2.3, 1.3배로 비교차 저항성을 보였다. Cartap hydrochlodise 도태 계통은 lambda cyhalothrin에 대해서는 19.9배의 높은 수준의 교차저항성을 보였으나. 다른 계통의 약제에 대해서는 2.2~3.4배로 비교차 저항성을 보였다. Triflumuron 도태개체군은 다른 계통의 약제에 대하여 1.4~4.9배로 낮은 교차저항성을 보였다. Lambda cyhalothrin 도태 개체군은 cartap hydrochlodise에 대해서 9.1의 교차저항성 수준을 보였고, prothiophos에 대해서는 5.2배의 낮은 교차저항성을 보였고, 다른 계총의 약제 대해서는 2.5~2.6배로 비교차 저항성을 보였다. BT제로 도태한 개체군은 BT제에 대해서는 24배로 높은 저항성을 보였지만, 다른 계통의 약제에서는 1.1~2.0배로 비교차 저항성을 보였다.

배추좀나방의 독성시험방법 비교와 지역별 계통의 약제저항성 수준을 조사한 결과, 약제저항성 수준결정을 위한 다섯가지 독성시험 방법비교에서 leaf disc법의 CV가 11.4%로 정밀도가 높았으며 간편하고 처리가 용이한 방법이었다. Topical application법의 CV는 8.0%로 가장 정밀하고 반복성이 높았으나 시간을 요하고 시험조작이 불편한 점이 결점이었으며, insect-direct dipping법(CV=14.9%), leaf disc+insect spray법(CV=17.4%) 및 pot spray법(CV=21.4%)은 비교적 변이계수가 큰 편이었다. 배추좀나방의 지역별 계통에 대하여 topical application법에 의한 약제저항성수준은 치로 감수성계통과 비교한 결과 공주, 김해, 제주 및 인제계통에 대하여 prothifos는 각각 61.1, 5.6, 5.4, 및 3.3배이고, cartap은 33.3, 12.8, 12.3 및 10.5배이며, cypermethrin은 141.7, 37.2, 32.5, 및 7.5배이며, Bacillus thringiensis에 대해 leaf disc법으로 조사한 저항성 수준은 광주, 김해, 제주 및 인제계통에 대하여 8.1, 2.7, 2.3 및 1.9배의 저항성으로 지역이나 약제에 따라 다른 수준의 살충제저항성을 나타냈다

이 논문은 배추좀나방 방어시 피레스유제의 약효가 없어 피해를 많이 보았다는 농민의 민원에 의해 포장 약효를 확인하고 약제 저항성을 조사하여 대책을 수립코자 실시하였다. 전국 4개 도 7개 포장에서 2년간 실시한 시험 결과 대구에서는 95~98%의 방제가가 있었으나, 평택에서는 방제가가 0으로서 약효가 전혀 없었다. 피레스를 4회 살포하여 재배한 강원도 평창군의 여름배추 재배 농가 포장에서 공시약제 처리구의 유충 증가율은 489~552%로 무처리구에 비하여 방제효과가 전혀 없었다. 약효가 없었던 포장의 배추좀나방을 채집, 약제처리 하지 않고 6세대 사육한 것은 JMC와 거의 비슷한 감수성이 회복되었으며, 다시 6세대 피레스 로이드제를 처리하여 사육한 것은 JMC에 비하여 341~544배의 저항성이 다시 유발되었다. 이상의 결과로 농민의 민원은 같은 약제의 전용에 의하여 나타난 약제 저항성의 결과인 것으로 증명됨으로써, 우리나라에서도 배추좀나방의 피레스로이드제에 대한 저항성이 지역에 따라 많이 발생하고 있었고 피레스로이드제에 대한 약제 저항성은 전용에 의해 저항성이 증가하고 사용을 중단함으로써 감수성이 회복됨이 확인되었다.

4개지역 7계통의 배추좀나방(Plutella xylostella)에 대한 비티제의 약제저항성을 엽침법으로 처리하여 조사한 결과 강원도 평창군 횡계면 횡계리의 여름배추 재배포장에서 채집한 개체군이 감수성 개체군에 비하여 41배의 약제저항성이 있었으며 다음은 옥산계통으로 11배의 저항성을 보였다. 한편, pyrethroid계 살충제에 감수성인 JMC계통에서 12배의 저항성이 나타남을 볼 때 필스로이드계와 BT제에 대한 배추좀나방의 저항성 기작은 다른 것으로 추측된다.

배추좀나방(Plutella xylostella L.)의 Fenvalerate에 대한 저항성 유전양식을 살충제 감수성과 해독댓활성 시험으로 조사하였다. 실내감수성계통(S)과 Fenvalerate도태저항성계통(R)의 정역교배에서 얻어진 양 (TEXS♀/TEX은 약량과 사망률 관계에서 감수성 차이가 없었다. 양 (TEXS♀/TEX의 우성도는 살충제 감수성에서 각각 -0.50, -0.46, 해독대사활성시험에서 각각 -0.85, -0.81로 나타났다. 따라서 fenvalerate저항성 유전자는 상염색체상에 존재하며 불완전열성에 의해 지배되는 것으로 나타났다.

Pyrethroid계 살충제 fenvalerate를 공시하여 실내 감수성계통 배추좀나방(Plu tella xylostella L.)을 인위적으로 누대도태한 후 저항성 발달속도와 정도를 조사하고, 이 저항성계통의 타 살충제에 대한 교차저항성 유무와 정도를 검토하였다. 저항성 발달속도는 fenvalerate 24세대 도태계통에서 도태전에 비하여 66.2배 증가하였다. Fenvalerate 도태계통은 pyrethroid계 살충제인 deltamethrin에 145배의 고도의 교차저항성을 나타내었고, alphamethrin, cypermethrin, fenvalerate, permethrin, tetramethrin에 17.4 -45.0배의 교차저항성을 나타내었다. 유기인계 diazinon, dichlorvos, ethoprophos, EPN과 카바메이트계 BPMC, carbaryl, methorny I에서는 2.1-4.3배의 낮은 교차저항성을 나타내었다. 그러나, 유기인계의 acephate, fenitrothion과 카바메트계 carbofuran에 대해서 비교차저항성을 나타내었다.

Bt gene derived from the B. thuringiensis has been used for developing GM crops, and corn, cotton and soybean producing B. thuringiensis toxins have been on the market for last 17 years or so creating a huge GM seed industry. One of the notorious pests in brassica crops is diamondback moth (DBM). In order to protect the insect plague of crops from DBM, 4-5 billion dollars have been wasted annually for applying integrated measures in worldwide. Major prevention is use of pesticides that may build the contamination level of chemicals in the ground and this practice threats the environment and ecosystem. An alternative is to develop GM brassica crops and therefore we have developed GM cabbages resistant DBM using bt gene. Lots of T0 cabbages were tested for resistance and independent GM cabbages resistant to DBM were selected. Molecular analysis was conducted to find if GM cabbage holds one copy transgene and intergenic insertion. We found an independent GM cabbage and it contained a singly copy of the transgene without disturbing the insertion site. This one called C95 line with an status of event have been self-crossed for two generation (T2). Also we are working the development of GM cabbage with different vector that contains bar gene as a selection marker. So far 17 T0 cabbages have been obtained by bar selection.

Bt gene derived from the B. thuringiensis has been used for developing GM crops, and corn, cotton and soybean producing B. thuringiensis toxins have been on the market for last 16 years or so creating a huge GMO industry. One of the notorious pests in brassica crops is diamond backmoth (DBM). In order to protect the insect plague of crops from DBM, 4-5 billion dollars have been wasted annually for applying integrated measures in worldwide. Major prevention is use of pesticides that may build the contamination level of chemicals in the ground and this practice threats the environment and ecosystem. An alternative is to develop GM brassica crops and therefore we have developed GM cabbages resistant DBM using bt gene. Lots of T0 cabbages were tested for resistance and independent GM cabbages resistant to DBM were selected. Molecular analysis was conducted to find GM cabbage to hold one copy transgene and intergenic insertion. We found two independent GM cabbages as an event and those have been self-crossed for two generation. Also we are working the development of GM cabbage with different vector that contains bar gene as a selection marker.

본 연구는 살충효과가 알려진 식물체들 중 8종을 공시하여 배추좀나방에 대하여 살충효과의 여부를 검정하고 친환경 유기농산물 재배에 활용할 수 있는지 검토하였다. 식물 추출물 1500mg·L-1에서 48시간 후의 배추좀나방 살충율은 고추씨 추출물이 83.3%로 가장 높았다. 생물검정을 해서 배추좀나방 방제효과가 있는 고추씨, 애기똥풀, 익모초, 박하, 황련 식물추출물 5종을 선발하였다. 선발한 식물체 5종의 약해 검정 결과 열무와 엇갈이배추의 발아, 유아, 유엽의 생장에 해로운 영향을 미치지 않았다. 온실 안에서 pot에 식물추출물을 처리하여 조사하였는데 열무는 황련추출물을 처리할 때 73.3%의 방제가를 보였고, 고추씨 추출물도 70%의 방제가를 나타냈다. 엇갈이배추는 황련추출물을 처리할 때 70%, 고추씨 추출물을 처리할 때 방제가가 66.7%이었다. 포장에서 선발한 식물추출물의 효과를 피해 엽률로 조사한 결과, 열무는 고추씨 추출물을 처리했을 때 방제가가 62.4%로 나타났다. 엇갈이배추는 황련추출물을 처리할 때 64.6% 방제가를 보였다. 식물추출물을 12회를 처리 한 후 수확 전에 조사한 결과 열무는 황련추출물 및 고추씨추출물은 방제가가 87.4%, 83.7%였고, 엇갈이배추는 방제가가 황련추출물이 74.3%, 애기똥풀 추출물이 69.3%를 나타냈다.