신경펩타이드(Neuropeptide)는 신경세포에서 분비되는 단백질성 물질로, 곤충 호르몬에서 가장 큰 그룹으로 차지한다. 이들은 곤충의 전 생육단계에 걸쳐 지방체의 항상성, 섭식, 소화, 배설, 순환, 번식, 탈피/변태 등 다양한 생리적 기능과 행동을 조절하는데 관여하고 있다. 신경호 르몬 일종인 PRXamide (NH2) 펩타이드 계열 호르몬은 카르복실기 끝에 PRX (X, 다양한 아미노산)라는 공통의 아미노산 서열이 특징적으로 존재하고 있으며, 곤충 전반에 걸쳐 발견된다. 곤충에서PRX 신경호르몬은 다양한 생물학적 기능에 관련하고 있는데 호르몬구조와 기능에 따라 크게 3가지로 분류한다. Pyrokinin (PK)계열의 호르몬은 페로몬 생합성 활성화 신경펩타이드(pheromone biosynthesis activating neuropeptide, PBAN) 및 휴면 호르몬(diapause hormone, DH)이 속하며, 카파(CAPA) 펩타이드 호르몬, 그리고 탈피촉진 호르몬(ecdysis trigging hormone, ETH)이 여기에 속한다. PK 계열의 PBAN 호르몬은 지금으로부터 약 30년전 나방에서 처음 밝혀졌으며, 성페로몬 생합성 을 자극하는 신경호르몬으로 확인되었다. 그 이후, PBAN의 연구는 절지동물 전반에 걸쳐 다양한 연구자들에 의하여 광범위하게 이루어졌다. 본 종설은 PBAN의 유전자 구조와 발현, PBAN에 의한 세포신호 전달과 성페로몬 생합성에 관련된 생리적 기작, 그리고 신경호르몬과 PBAN을 이용한 새로운 해충 방제법 개발의 가능성과 예를 소개한다.

세계 작물보호제의 개발 흐름은 화학농약보다 친환경제제에 더욱 집중하고 있다. 이는, 수십 년 동안 행해진 화학농약 의존 농업에 대한 경각심의 우회적 표출이며, 개선하려는 국제적 움직임으로 해석할 수 있다. 친환경제제 중 하나인 곤충페로몬 이용 제품은 화학농약을 대체하거나 감소시킬 수 있는 제제로 국내외적으로 평가받고 있다. 이러한 곤충페로몬을 이용한 친환경 제품이 국내농업에 사용된 지 약 16년이 되었다. 그동안 국내 농업시장에서 통용된 곤충페로몬 이용 제품에는 어떠한 것이 있었고, 시기 및 지역별로 제품 사용의 변화 확인을 통해 다양성을 향한 앞으로의 제품 개발과 활용을 토의하고자 한다. 또한, 곤충페로몬 방출기 관련 연구개발 지식 공유를 통해, 제품 및 기술 개발을 위한 논의를 하고자 한다.

소나무재선충병 매개충 방제에 있어 도심 주택가, 친환경농산물재배지, 해안 절벽 등은 지상 및 항공방제 불가지역으로 완전한 방제에 한계가 있다. 고사목 방제가 불가하거나 어려운 지역에 친환경적이며 선제적인 방제방안 도입 필요성에 따라, 유인 트랩의 매개충 유인력 조사를 실시하였다. 두 종류의 트랩 모두 경북 경주시 강동면에 설치하여 조사하였다. 유형 A 트랩은 다중깔대기 타입에 국내에서 합성한 솔수염하늘소 집합페로몬(2-undecyloxy-1-ethanol) 외 8종의 유인물질을 사용하였고 지면으로부터 1~2m에 포획통이 위치토록 하고 포획통은 건식 타입으로 하여 총 5개의 트랩을 설치하였다. 6월 18일부터 10월 28일까지 약 4개월 동안 매 2주마다 포획 개체수를 조사하였다. 유인제는 설치 후 68일째 1회 교체하였다. 그 결과, 총 조사기간 동안 모두 123마리가 포획되었고 특히 북방수염하늘소와 솔수염하늘소 모두 유인되어 포획됨을 알 수 있었다. 유형 B 트랩은 다중깔대기 타입에 캐나다에서 수입한 Monochamol 집합페로몬, ipsenol, ipsdienol 조합으로 사용하였고 지면으로부터 15㎝ 높이에 포획통이 위치토록 하고 포획통에는 부동액을 채우는 습식 타입으로 하여 총 4개의 트랩을 설치하였다. 7월 1일부터 9월 23일 까지 약 3개월 동안 매 2주마다 포획 개체수를 조사하였다. 그 결과 소나무림에서 조사기간 동안 모두 14마리가 포획되었으며 솔수염하늘소 외 기타 천공성 해충이 다수 포획되었다.

페로몬 합성은 곤충의 페로몬 구조의 동정 및 해충 방제를 위한 필요한 량을 제공하는 것을 목적을 한다. 페로몬은 비교적 작은 분자량의 유기화합물로 다양한 구조를 나타내고 있어, 페로몬 합성에는 작용기의 변환, 탄소-탄소 결합형성, 원하는 광학이성질체의 합성 등 유기 합성의 일반적인 문제와 직면한다. 나비목의 페로몬은 주로 지방족 (aliphatic) 화합물로 구성되어 이중결합을 하나 또는 두 개 이상을 가지며, 말단에 주로 아세테이트, 알코올, 알데하이드 등을 가진다. 본 발표에서는 나비목 해충의 페로몬을 예로, 일반적인 작용기의 변환 (알코올, 아세테이트, 알데하이드, 산), 귤굴나방(Phyllocnistis citrella) 페로몬, (Z7,Z11)-7,11-hexadecadienal (Z7,Z11-16Ald)의 합성과정을 통하여 비공역 이중결합을 가진 페로몬의 합성법과, 감꼭지나방(Stathmopoda masinissa) 페로몬 (E4,Z6)-hexadecadienyl acetate (E4,Z6-16Ac) 및 그 유연체(E4,E6-16Ac, Z4,E6-16Ac, Z4,Z6-16Ac)의 합성과정을 통하여 공역 이중결합을 가진 페로몬의 합성법을 소개하고자 합니다.

곤충 종내 암수의 짝짓기 과정에서 통신물질로 사용되는 성페로몬은 종간 생식격리 과정을 매개하는 주요 요인 중의 하나이다. 종들 사이에 성페로몬을 구성하는 화합물 종류가 다르거나, 같은 것들을 사용하여도 그 조성이 서로 다른데, 이 결과로 종들 사이에 짝짓기 기회가 감소되어 종간 교잡이 억제된다. 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 이의 동속종으로 2005년 국내에 새로 기록된 어리팥나방(M. falcana)은 모두 콩과작물을 기주식물로 하면서 동소종이기도 하다. 이들의 성페로몬이 밝혀졌는데, 두 종 모두 (E)-8-dodecenyl acetate와 (E,E)-8,10-dodecadienyl acetate, (E,Z)-7,9-dodecadienyl acetate을 구성 물질들로 하고, 이들을 팥나방은 1:7:2, 어리팥나방은 1:1:1의 조성으로 사용하는 것이 추정되었다. 그런데, 합성화합물을 이용한 미끼로 각 종의 성페로몬트랩을 야외에 설치하면 한 종의 트랩에 다른 종이 같이 포획되었는데, 특히 팥나방 트랩에 더 많은 수의 어리팥나방이 포획되었다. 트랩에 처녀 성충을 미끼로 이용하여도 성페로몬 트랩과 유사한 결과를 보여 종간 교잡 가능성이 제기되었다. 그런데 인위적인 종간 교잡과 역교잡에서 1대 잡종의 모계가 팥나방인 경우에는 더 이상 자손이 생성되지 않았는데, 이 결과로 짝짓기 통신 과정에서의 오류에도 불구하고 두 종 사이에 생식격리가 일어나는 것으로 추정되었다. 또, 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 유전자의 염기서열에서의 차이처럼 두 종이 다른 유전적 구성을 가질 것이라고 추정되었다. 이상의 결과는 근연종 사이의 생식적 격리에는 성페로몬 이외에 다른 요인이 더 필요하고, 또 종특이적인 성페로몬이 농업적으로 쉽게 이용하기 어려운 예를 보였다.