Differential gene regulation is crucial for development. Indianmeal moth is a global pest of stored and processed food products. Here, we determined the whole developmental expression patterns of 13 genes (shsp, hsp70, grp78, and hsp90), ecdysone receptor (EcR), ultraspiracle (USP), hemolin, β-1,3-glucan recognition protein (βgrp), prophenoloxidase (ProPO), superoxide dismutase (SOD) and thioredoxin peroxidase (Tpx), and two hexamerin storage protein genes (SP1 and SP2) related to growth, stress, metabolism, and host defense. We also studies effects of Bracon hebetor envenomation on these gene expressions to explore their role in host regulation. We found unexpected transcriptional peaks especially hsps which were high in egg and adult stages. This study provides comprehensive understanding about development and parasitoid regulation at molecular level.

Potato tuber moth (PTM) is a primary pest of potato which had invaded into Korea in 1968 and its distribution was restricted in the southern part of the peninsula. Possibly due to the climate change, its distribution expanded toward the North including Gyounggi and Gangwon province. Since this pest also can inflict damage on other solanaceous crop like tobacco and tomato, we tested the possible host expansion and damage potential on the varieties of tomato. A day old larvae were inoculated to three commercial varieties of a tomatoes and a potato. The results showed that PTM could survive and reproduce on tomato leaves or fruits with differential performance on the varieties. Development time for a day old larvae took longest in leaves of 3 months old plant than of one months old plant of tomatoes. PTM showed lowest reproduction on the leaves of variety with significantly higher type-VI trichome density/mm2. When fed with fruits of tomatoes PTM performance was low in terms of biological parameters in small sized cherry tomatoes than big normal size tomatoes. Significantly high survival rate was observed in the large sized fruit of tomato verities than small sized. This led to further discuss the importance of fruit size and the glycoalkoloid which is present in high level in cherry type tomatoes. Further work on resistance with more tomato accessions are necessary to know wider resistance variability in Korea.

Cotesia plutellae, an endoparasitoid wasp, parasitizes larvae of Plutella xylostella, and disrupt immune response of the host through parasitic factors. These immune disruption factors are maternal (venom proteins, polydnavirus, and ovary proteins) and embryonic (teratocytes) factors. In this study, we performed transcriptome analysis of venom glands of C. plutellae and identified neprilysin-1 (NEP1) known to be potential immunosuppression gene. Cp-NEP1 encoded 451 amino acid and belongs to hymeopteran NEP1 via phylogenetic analysis. Based on the structural comparison Cp-NEP1 lacks in conserved motifs such as substrate binding (NAYY/F), zinc-binding site (HExxH), zinc-binding site, protein folding and maturation (CxxW). To investigate function of Cp-NEP1, we constructed a recombinant Cp-NEP1 harboring N-terminally fused 6X His tag. Peptide sequencing revealed successful expression of the recombinant Cp-NEP1 in Escherichia coli. Pre-heated E. coli as antigen induced spike of nodule formation whereas co-injection of the recombinant Cp-NEP1 and pre-heated E. coli exhibited suppression of nodule formation in the host. Quantitative real-time PCR revealed that expression of phenoloxidase related to nodule formation was suppressed under co-injection of the recombinant Cp-NEP1 and E. coli. These results suggest that Cp-NEP1 contributes to immunosuppression of P. xylostella via phenoloxidase suppression and conserved motifs of neprilysin family are not required for host immune suppression.

Surveillance for introduction of subtropical moths through the inanimate pathway in the Korean Peninsula was carried from 2010 to the 2015 using the burket (light) trap in Jeju island and a nearby dependent islands. Each record typically includes the taxonomic identity, its country of origin, and relevant biological information. According to a study, Lampronia flavimitrella (Hübner) belonging to the family Prodoxidae, from the first reported in Korea. Interestingly, erebids moth, Asota ficus (Fabricius) was distributed in the subtropical area from the southern part of China to Sumatra. It has been also mentioned that the personal blog on the internet was colleted from Yeosu and Mt. Yudal-san (JN), respectively. Especially, there was a crambids moth, Bocchoris inspersalis Zeller, on the origin of subtropical Africa South of the Sahara, but we can't at this point give any evidence about the intercepted status of this species in Korea. We continuously investigated the moth fauna in Jeju. However, its possible of establishment and spread in the Korean fauna can't be ruled out. Thus, it is very important to our weather conditions and further study on the surveillance of these species are needed, considering its possible status as invasive alien species. To resolve this question, further researches should be done to determine the pathway by which these subtropical moths occurred in Korea.

This study was aimed to investigate the elevational and seasonal variation of moth diversity of Mt. Baegun-san, Gwangyang-city, Jeonnam. Moth collecting was carried out using a UV light trap at three different elevational sites from September to October 2014 and from April to October 2015 (9 times) except winter. A total of 288 moth species and 1,444 individuals in 15 families were identified. Geometridae (97 species and 740 individuals) were the most dominant in the numbers of species and individuals, followed by Noctuidae (62 species, 193 individuals), Erebidae (52 species, 177 individuals) and Notodontidae (16 species, 111 individuals). Elevational change showed that the lower elevation, the higher number of species and individuals. Seasonal change of numbers of species and individuals showed the M-shaped pattern with June and August peaks. Compared to the previous records from historical literatures, 197 species were newly added and the total moth species richness of Mt. Baegun-san comprised 449 species in 20 families. The Chao 2 estimated number of species using the observed species including unpublished data set was 1,530 species that comprised about 43% of the Korean Lepidopteran fauna. This large number of estimated species requested the more extensive and long-term survey for better understanding of the total moth fauna in this area.

이 연구는 한국 중부지방 용인과 남부지방 무안에서 봄 출현 나방의 다양성 양상과 나방 종 및 개체수에 영향을 주 는 기후 요인을 알아보기 위해서 이루어졌다. 나방은 2013년 부터 2015년까지 4월 한 달 동안 일주일 간격으로 자외선등 트랩을 이용하여 채집하였다. 기후요인은 8℃를 기본으로 한 적산온도 (GDD8), 평균온도, 강우량, 일조시간, 풍속, 신적 설 등이다. 나방 종 수 및 개체수에 영향을 주는 기후요인은 단기 (채집주부터 3주전까지)와 장기 (채집 4~12주전)로 나 누어 분석하였다. 봄 출현 나방은 과 구성에서 유사한 양상 을 띠었지만 지역별로 우점한 과는 차이를 나타내었다. 자나 방과는 중부지방에서 우점한 반면 밤나방과는 남부지방에서 우점하였다. 밤나방과의 우점종은 4월 초에 나타난 반면 자 나방과의 우점종은 4월 말에 나타나 시간적인 차이도 나타 내었다. GDD8, 일조시간, 채집 일주일 전 강우량 등 3개의 단기 기후요인은 나방 종 수 및 개체수에 영향을 준 요인으 로 나타난 반면 채집 4주전 평균기온만 장기 기후요인으로 나방 종 수에 영향을 준 것으로 나타났다. 이 연구에서는 한 국에서 봄 출현 나방으로 자나방과와 밤나방과 종이 우점하 며 이들은 4월 중 우점도와 비행시기에 차이가 있는 것도 알 수 있었다. 봄 출현 나방은 따뜻함과 강우량에 영향을 받는 것으로 나타났다. 최근 기후변화는 봄 출현 나방에도 영향을 줄 수 있어 이에 대한 지속적인 감시가 필요할 것으로 생각 한다.

이산화염소는 병원미생물에 대한 소독제로 사용되고 있다. 최근 저곡해충에 대한 이산화염소의 산화적 스트레스에 의한 살충력이 확인되 었다. 그러나 이산화염소의 산화적 스트레스에 의한 대상 곤충의 체내 분자 종말점에 대해서는 알려지지 않았다. 본 연구는 화랑곡나방(Plodia interpunctella)의 아세틸콜린에스터레이즈가 이산화염소의 분자표적으로 가정하고 노출에 따른 이 효소의 활성을 분석하였다. 아세틸콜린에스 터레이즈 활성은 화랑곡나방 발육 시기에 따라 상이했다. 화랑곡나방 5령 유충에서 치사를 일으킬 수 있는 이산화염소 농도 처리는 아세틸콜린에 스터레이즈 활성을 뚜렷하게 증가시켰다. 또한 훈증제 형태의 이산화염소 처리에서도 아세틸콜린에스터레이즈 활성 증가가 유발되었다. 화랑곡 나방 5령 유충은 음성주광성을 보이는 데, 이산화염소 처리는 이 선천성 행동을 교란하였다. 이러한 결과는 아세틸콜린에스터레이즈가 이산화염 소 처리에 따른 산화적 스트레스의 분자표적 가운데 하나라는 것을 제시하고 있다.

복숭아순나방(Grapholita molesta)은 핵과류과실에 일차 피해를 주는 해충이다. 이를 해결하기 위해 종합적병해충관리 [IPM]의 일환으로 써 전세계적으로 교미교란제가 농가에 적용되고 있다. 왁스, 폴리에틸렌 튜브, 에어로졸 형태의 다양한 교미교란제가 상업화되었다. 이 연구에서 는 복숭아순나방 성페로몬 방출기로써 에스테르왁스와 폴리프로필렌(PP)필름백을 구성하는 방출기를 기존의 파라핀 왁스와 폴리에틸렌(PE) 재 질의 필름과 비교하여 페로몬의 방출거동을 분석했다. PE재질의 필름백은 성페로몬의 방출이 불규칙한 반면, PP필름백에서 성페로몬은 시간에 따라 일정하게 방출하는 패턴을 얻었다. 이러한 결과를 토대로 Japan 왁스_PP 필름 방출기(Japan_PP)를 제작하였고, 약 5개월 동안 복숭아과 수원에 적용한 결과 98% 이상의 교미교란 효과가 검증되었다.

배추좀나방(Plutella xylostella)은 시설재배지를 중심으로 국내 자연 상태에서 월동한다. 안동지역에서 이른 봄부터 배추좀나방 성페로몬트 랩을 이용하여 배추좀나방의 성충 발생 시기를 주기적으로 조사한 결과 연중 4 회의 성충 발생 피크를 보였다. 월동 집단을 대상으로 서로 다른 지 역 집단 간 생물적 특성을 조사한 결과 내한성, 약제감수성 및 발육속도에서 뚜렷한 집단 특성을 나타냈다. 분자마커로 집단변이를 분석한 결과 월동세대의 높은 집단변이는 계절이 진행됨에 따라 낮아지는 양상을 나타냈다. 이 결과는 배추좀나방의 국내 월동 집단 사이의 생물적 특성 차이 를 나타냈고, 이들의 높은 유전적 분화는 계절이 진행됨에 따라 감소하여 이들 집단 사이의 개체들의 이동에 따른 유전적 교환이 이뤄졌다는 것을 제시했다.

Heat treatment has been widely used to control some stored insect pests. The Indian meal moth, Plodia interpunctella, gives massive economic loss to most stored grains. Heat tolerance of P. interpunctella was assessed in most developmental stages in this study. Heat treatment at 44oC for 1 h was lethal to P. interpunctella. Compared to other developmental stages, late larval instar larvae were more tolerant to the heat treatment. Some of the fifth instar larvae could survive under 44oC for 80 min, but completely died at exposure to 45oC for 80 min. However, the survival rates of the larvae significantly increased by pre-exposure to sublethal temperature at 37oC. The rapid induction of heat tolerance was accompanied with increases in gene expressions of two heat shock proteins, Hsp70 and Hsp90, but not in that of Hsp25. Interestingly, hemolymph trehalose levels also increased from 39.2 mM to 51.3 mM by pre-exposure to 37oC for 30 min. These results suggest that P. interpunctella induces a rapid heat tolerance by up-regulation of heat shock protein levels and hemolymph trehalose levels.

The pheromone biosynthesis in Plutella xylostella is stimulated a neuropeptide, pheromone biosynthesis activating neuropeptide which is produced in subesophageal ganglion. The pheromone production is more active in the scotophase than in the photophase, which suggests that there may be changes of gene expression in the pheromone glands. To analyze gene expression related to pheromone biosynthesis, we performed transcriptomes of pheromone glands which were isolated at every 4 h. Eleven pheromone biosynthesis-related genes, acetyl-CoA carboxylase, fatty acid synthase, acyl-CoA dehydrogenase, enoyl-CoA hydratase, 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase, Δ9 desaturase, Δ11 desaturase, fatty acid reductase, alcohol oxidase, aldehyde oxidase, and aldehyde reductase were identified. Among these genes, the expression of aldehyde reductase and aldehyde oxidase were relatively higher in the scotophase than in photophase, which may affect increase of pheromone production in the scotophase. Expression of signal genes involving in pheromone biosynthesis such as acyl-CoA desaturase, FAR, PBAN receptor, fatty acid transporter and acyl-CoA binding protein did not exhibited any significant difference.

Saturnia (Rinaca) jonasii Butler, 1877 is distributed in Japan, including Tsushima Island and Taiwan, whereas S. boisduvalii Eversmann, 1846 is distributed in northern areas, such as China, Russia, and South Korea. In the present study we found that the specimens from Mt. Hallasan on Jejudo, a southern remote offshore island, were S. jonasii, rather than S. boisduvalii based on morphology, DNA barcode, and nuclear elongation factor 1 alpha (EF-1α) sequences. The major morphological differences between the two species included the shape of wing pattern elements of fore- and hindwings and male and female genitalia. A DNA barcode analysis of the sequences of the Jejudo specimens and S. boisduvalii, along with those of Saturnia species obtained from a public database showed a minimum sequence divergence of 4.26% (28 bp). A phylogenetic analysis also showed clustering of the Jejudo specimens with S. jonasii, separating S. boisduvalii (Bayesian posterior probability = 0.99). The EF-1α-based sequence and phylogenetic analyses of the two species from Jejudo Island and the Korean mainland showed the uniqueness of the Jejudo specimens from S. boisduvalii collected on the Korean mainland, indicating distribution of S. jonasii on Jejudo Island in South Korea, instead of S. boisduvalii.

본 연구는 매미나방의 생활사를 구명하고자 온도별 발육 실험을 실시한 결과, 15℃에서 암컷은 149.7±7.4일, 수컷이 140.3±10.8일, 20℃에서 암컷이 81.0±3.3일, 수컷이 71.6±2.5일, 25℃에서 암컷이 46.7±2.2일, 수컷이 43.2±2.4일, 30℃에서 암컷이 42.6±2.5일, 수컷이 39.7±3.1일의 발육기간을 나타내었다. 30℃에서 암컷 42.6±2.5일, 수컷 39.7±3.1일로 가장 짧은 발육기간을 가졌으며, 15℃에서 암컷 149.7±7.4일, 수컷 140.3±10.8일로 가장 느린 발육기간을 가져 온도가 높을수록 발육기간이 짧다는 것을 확인하였다. 영기별 기간은 암수 모두 2령 기간이 가장 짧았으며, 번데기 기간이 가장 길고, 유충기간에는 번데기가 되기 전의 영기(암컷은 6령, 수컷은 5령)가 다음으로 긴 것을 볼 수 있었다.

한국 및 그 인근에 서식하는 매미나방의 개체군 구조 분석을 수행하였다. 한국 및 러시아의 33개 지역 중 샘플이 채집된 32개 지역 960 개체를 대상으로 COI gene 서열을 분석하였으며, 이 중 서열이 확보된 906개체(n=20~30)를 이용하여 개체군 구조를 분석하였다. 그 결과, 전체 개체에 대한 haplotype diversity는 0.6774±0.0144으로 나타났는데, 33번 지역(러시아)이 0.3034 ± 0.1041로 가장 낮았고, 25번 지역이 0.8128±0.0648로 가장 높았다. 전체 개체에 대한 nucleotide diversity는 0.016701±0.012517로 나타났는데, 2번 지역이 0.005875±0.006619로 가장 낮았고, 25번 지역이 0.027003±0.018376으로 가장 높았다. Fst pairwise distance를 이용한 개체군 구조 분석 결과, 러시아를 비롯한 한국 내 분포하는 매미나방은 2개의 계통이 존재하는 것으로 나타났으며, 이에 대한 F-statistic value는 계통 간(Fct)에는 0.27066 (P=0.00000), 각 계통 내의 개체군 간(Fsc)에는 0.01174 (P=0.00489), 전체 개체군 간(Fst)에는 0.27922 (P=0.00000)으로 나타나 각 계통 간의 유전적 격리가 있음을 확인할 수 있었다. Median joining network에서도 한국의 남부지역에서만 나타나는 haplotype이 확인되었다. 이로 볼 때, 한국 내로의 매미나방 개체군의 형성은 크게 2가지 경로로 이루어진 것으로 사료되었다. mismatch analysis를 통해 각 계통에 대한 demographic history를 추론하였다. 그 결과, 러시아를 비롯한 한국 중부 지역의 개체군은 약 35,000년 전(34,782 (18826~54652) generation time)에 sudden expansion이 있었던 것으로 나타났으며, 지리적 거리와 유전적 거리의 상관관계를 나타내는 mentel's test에서도 지리적 거리가 증가함에 따라 유전적 거리도 증가하는 것으로 나타났다. 남부 지역 개체군은 약 48,000년 전(47,826 (35,478~66,652) generation time)에 확산이 일어난 것으로 나타났다. 다만, 남부지역 개체군의 경우, mentel's test에서 지리적 거리와 유전적 거리의 상관관계가 반비례하는 것으로 나타났으며, 남부지역에만 나타나는 haplotype은 NCBI GenBank Blast search 결과, 한국 내에만 분포하는 유전자형으로 나타나 유전적 병목현상이 발생했을 가능성이 있을 것으로 추론되었다. 그러나 이에 대한 분석은 추후 Mitochondrial control region이나 Microsatellite loci의 분석을 통해 확증할 예정이다. 결과적으로 한국 및 인근 지역의 매미나방 개체군 구조 분석을 통해 지역 개체군간의 관계를 밝힘과 분산에 대한 가설을 제공함으로서 유사한 양상을 나타내는 곤충 종에 대한 한국 내에서의 개체군 형성 모델을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

The pheromone biosynthesis in Plutella xylostella is more active in the scotophase than in the photophase, which suggests that there may be changes of gene expression in the pheromone glands. To identify genes contributing to change in pheromone production, we analyzed transcriptomes from pheromone glands of both decapitated females in the photophase and normal ones in the scotophase. Comparative analysis were performed with transcriptomes of pheromone glands from non-decapitated (PG) females and decapitated ones for identification and expression of putative genes associated with pheromone biosynthesis pathway. Deep sequencing for mRNAs in the pheromone gland yielded approximately 7.5Gb and totally 17265 transcript were constructed under a homology cutoff of 10-6 Evalue. Genes putatively involved in pheromone biosynthesis were identified such as acetyl-CoA carboxylase, acetyl-CoAdehydrogenase, fatty acid synthase (FAS), desaturases (Δ9 and Δ 11) and fatty acid reductases (FAR) including pgFAR, alcohol oxidase, aldehyde oxidase and aldehyde reductase, etc. Expression of 6 signal genes involving in pheromone biosynthesis such as acyl-CoA desaturase, FAR, PBAN receptor, fatty acid transporter, acyl-CoA binding protein did not exhibited ant significant different in both transcriptomes. Quantitative RT-PCR revealed that expressions of FAS, Δ11 desaturase and pgFAR were higher in PG than that in ΔPG. Based on results, Δ11 desaturase and pgFAR may have a crucial role in sex pheromone biosynthesis of P. xylostella.

In this study, the damage on the leaves of Liriope spicata (Thunb.) Lour. by a psychid species, Mahasena aurea (Butler), is reported for the first time from Korea. Adult of both sexes and larva were redescribed with illustration of the external characteristics, including the genitalia of male, adults, larvae, pupae and all the available information.

Lymantria dispar (Linne), gypsy moth, is known as euryphagous insect and one of forest pests having wide range of host. Female of European Gypsy Moth (EGM) are flightless whereas those of the Asian Gypsy Moth (AGM) are strong fliers. So, we studied flight ability of female AGM by using flight mill device. The flight measurements of female AGM are recorded for an hour using 1- and 2-day-old mated and unmated individuals. As a results, mated females were observed more active the unmated. But, flight speed of unmated females are faster than mated. Flight frequency wasn't showed any significant difference between mated and unmated females.

Indianmeal moth Plodia interpunctella (Hübner) (Lepidoptera: Pyralidae) is an important pest of stored grains products. As a natural enemy, an ectoparasitoid Bracon hebetor Say (Hymenoptera, Braconidae) has been used to control Lepidopteran pest insects. Venom from parasitoid female alters many physiological functions in host insects. However, mechanism of physiological response of host insects against envenomation and parasitization is not clear. Here we observed the effect of B. hebetor envenomation on the gene expression (shsp, hsp70, grp78 and hsp90) in P. interpunctella at different time intervals of post envenomation. Fifth instar day 5 larvae of P. interpunctella were used in experiment to observe the effect of envenomation. Our results showed that parasitoid envenomation affected the gene expression differently in host insect. This study will provide comprehensive insights on physiological and biochemical mechanism in host-parasitoid relationships.

잎브로콜리에 심각한 피해를 주는 배추좀나방의 적절한 방제시기 설정을 위한 기초자료로 이용하기 위하여 유충접종밀도와 잎브로콜리 피 해량의 관계를 분석하여 경제적피해허용수준과 요방제 수준을 설정한 결과는 다음과 같다. 배추좀나방 3~4령 유충을 주당 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 마리를 5월 24일에 접종하고, 6월 1일, 6월 9일, 6월 18일에 발생밀도와 엽수량을 조사한 결과, 초기 접종밀도가 증가할수록 배추좀나방의 발생 밀도는 증가하였고 시간이 경과할수록 엽수량은 감소하였다. 이를 토대로 배추좀나방의 접종밀도와 수량감소율을 회귀식을 이용하여 분석한 결 과 y=1636-394x (R 2 =0.79***)로 추정되었다. 잎브로콜리에서 5% 피해율을 경제적 피해한도로 볼 때 배추좀나방의 경제적피해허용수준은 10 주당 2~3마리이고, 요방제 수준은 10주당 1-2마리 수준으로 추정된다.

국내 사과를 외국으로 수출하기 위해서는 수입국의 검역 대상 해충을 완전히 제거하는 것이 필수적이다. 이를 위한 수확 후 해충 사멸 기술 로서 환경조절열처리(controlled atmosphere and temperature treatment system: CATTS) 기술이 개발되고 있다. 본 연구는 상이한 가해 습 성으로 사과 과실에 피해를 주는 두 해충에 대해 CATTS의 사멸조건을 결정하였다. 사과애모무늬잎말이나방(Adoxophyes paraorana)은 사과 과 실 표면을 가해하는 해충인 반면 복숭아명나방(Dichocrocis punctiferalis)은 과실의 내부를 가해한다. 여러 가해 발육태 가운데 두 곤충 모두 5령 유충이 열에 대한 내성이 가장 높았다. 고농도(15%)의 이산화탄소, 저농도(1%) 산소 및 46℃ 온도 조건에서 1 시간 동안 처리하는 CATTS 처리 조건은 사과애모무늬잎말이나방 5령 유충을 100% 사멸시켰다. 그러나 동일한 CATTS 조건에서 복숭아명나방 5령 유충은 88%의 사멸 효과를 보였으며, 100% 사멸 효과를 나타내기 위해서는 2 시간의 열처리를 요구했다. 이를 바탕으로 사과를 가해하고 있는 두 종의 5령 유충 3,000 마리 이상에 대해서 각각 CATTS 처리 효과를 확증하였다. 본 연구는 완전 사멸을 위해서는 심식충이 비심식충에 비해 장기간 CATTS 처리가 요구 된다는 것을 보여 주었다.