곤충은 주변환경에 적응하며 발육과 번식을 통해 진화하여 왔다. 온도발육모형을 이용하여 곤충과 응애 분류군별 공통고유최적온도, 발육 최적온도, 산란최적온도를 산출하기 위해 112편의 논문에서 응애류 14종, 딱정벌레목 8종, 파리목 5종, 노린재목 31종, 벌목 7종, 나비목 18종, 메뚜기목 1목, 다듬이벌레목 5종, 총채벌레목 5종의 온도발육과 산란자료를 분석하였다. 분석을 통하여 총채벌레목을 제외하고 공통고유최적온 도는 발육최적온도보다는 산란최적온도와 차이가 적었다. 본 종설을 통해 공통고유최적온도는 발육최적온도보다는 산란최적온도와 밀접한 관계 가 있을 가능성이 높음을 제안하였다.

본 연구는 기존 문헌에서 제공된 곤충의 평균발육일과 그 표준편차 정보를 기반으로 피어슨의 비대칭 계수를 활용하여 발육완료시기분포의 방향성을 추정하였다. 우선 곤충의 온도의존적 발육특성을 통계적 방법으로 방향성을 추정하고, 곤충의 발육완료시기(일단위)를 평균값에 가까운 정수값을 최빈값으로 가정한 후, 왜곡의 크기를 추정한다. 본 제안에서는 적률생성함수(mgf: moment generate function)를 활용하여 평균과 표준편차를 기반으로 추정하여 3차적률함수인 왜도(skewness)를 추정하였다. 다음 단계로 대표값을 활용하여 분포의 방향성을 정하였으며, 3차적률을 통해 왜도의 크기를 구하고 이를 활용하여 왜곡분포를 추정하였다. 위의 알고리즘을 이용하여 추정한 곤충의 발육완료시기와 실제 곤충발육실험 데이터를 비교한 결과, 본 연구에서 제안한 알고리즘은 매우 높은 확률로 실제 곤충발육실험 데이터의 분포를 추정할 수 있었다.

곤충의 온도발육모형은 해충의 발생예찰모형을 비롯한 개체군모형에서 기본이 되는 요소이다. 본고에서는 곤충의 온도의존적 비선형 발육 모형에 대하여 고찰하였다. 모형의 종류를 크게 경험모형과 생물리적 모형으로 구분하였으며, 수식의 유사성 내지 기원에 대한 유연관계에 따라 세분하였다. 발육률 곡선의 형태적 묘사에 적합한 수식을 적용하는 경험모형은 Stinner-계열, Logan-계열, 수행모형, 그리고 베타 분포모형으로 세분화하여 고찰하였다. 촉매반응을 바탕으로 하고 있는 생물리적 모형은 Eyring-모형, SM-모형, SS-모형, SSI-모형으로 이어지는 단계통으로 분류하였다. 본 연구에 포함된 각 모형의 개발과정과 형태적합 특성에 대하여 기술하였다.

곤충 발육기간분포모형은 어느 특정발육단계가 완료되는 시기의 변이를 나타내는 것으로 시간에 따라 발육이 완료되는 개체들의 비율로 나타낸다. 개체군 모형 작성시 발육단계전이모형의 기본 구성요소로 사용되며, 발육기간 누적빈도분포 자료를 Weibull 함수에 적용시켜 사용하고 있다. 곤충 발육기간분포모형을 추정하려면 발육실험의 원자료가 필요하기 때문에 원자료가 없는 경우 대체할 수 있는 방법의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 곤충의 발육기간 빈도분포가 정규분포를 따른다는 가정 하에 해당 곤충의 발육기간 평균 및 표준편차를 이용하여 가상의 발육기간 빈도분포를 조성하고 매개변수를 추정하는 방법을 제시하였다. 정규분포에 준한 발육기간 누적빈도분포로 Weibull 함수의 모형 매개변수를 추정하고, 이것을 실제 발육기간 빈도분포를 이용하여 추정한 모형 매개변수와 비교하였다. 총 8종 (18개 발육단계) 곤충을 대상으로 분석한 결과 곤충 발육기간 빈도분포가 정규분포를 따르지 않음에 따라 원자료 값과 편차가 발생하였다. 일부 매개변수를 보정함으로써 원자료 값에 가깝도록 조절 할 수 있었으며, 이 방법을 통해 어떤 곤충의 발육기간 빈도분포자료 없이도 발육기간 평균과 표준편차만을 이용하여 발육기간분포모형을 추정할 수 있을 것으로 기대되었다.

온대지역에 서식하는 곤충(해충)은 환경을 생육에 부적합한 극단적인 환경을 극복하기 위하여 휴면이라는 독특한 전략을 발달시켰다. 지금까지 휴면유기와 관련된 관심은 많았지만 상대적으로 휴면타파에 대한 연구는 단편적인 경우가 많았다. 기후변화는 생육기 해충의 발생양상에 영향을 미칠뿐만 아니라, 특히 휴면생태에 교란을 주어 다음년도 발생시기 변이에 큰 영향을 미칠 수 있다. 휴면이 유기된 곤충이 휴면 후 발육을 재개하기 위해서는 휴면타파의 과정이 필요한데 그 과정을 휴면발육이라고 정의했을 때, 휴면상태에 있는 곤충의 발육단계는 절대불응기, 휴면발육기, 휴면후발육기로 크게 나누어볼 수 있다. 본 발표에서는 월동기 일정간격으로 채집하여 가온사육한 결과(복숭아심식나방, 사과혹진딧물)를 바탕으로 각 발육 상태의 존재여부와 발육특성을 분석하였다. 복숭아심식나방은 5～15℃ 범위에서 휴면발육(휴면타파)이 일어나는 것으로 보고되었는데 최고온도의 영향을 많이 받는 것으로 보이고, 절대불응기 없이 자발적으로 휴면발육단계로 이행하는 것으로 보인다. 사과혹진딧물은 온도에 따라 복잡한 발육반응을 보였는데, 상대적으로 고온(19℃ 이상)에서는 절대불응기와 같은 반응을 보였으며, 19℃ 미만 온도에서는 휴면발육이 진행되는 것으로 보인다. 이러한 실증자료를 바탕으로 모형화 방안에 대하여 검토하였다.

시스타틴(cystatin: CST)은 C1A류 시스테인 단백질분해효소에 대한 경쟁적 가역억제자로서 동식물류에서 파파인과 같은 캐셉신을 억제 대상으로 작용하게 된다. 바이러스 유래 CST (CpBV-CST1)이 폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus)에서 동정되었 다. 기존 연구는 이 유전자의 과발현이 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충의 면역 및 발육을 교란한다는 것을 보여 주었다. 본 연구는 이 유전자 의 단백질 기능을 분석하기 위해 세균발현시스템을 이용하여 재조합단백질(rCpBV-CST1)을 형성하여 단백질분해효소에 대한 활성억제효과를 결정하고, 곤충의 면역과 발육에 대한 생리적 억제효과를 분석했다. 이 유전자 번역부위는 138 개 아미노산으로 약 15 kDa 크기의 단백질로 추 정되었다. CpBV-CST1이 먼저 pGEX 발현벡터에 재조합되고, BL21 STAR (DE3) competent cells에 형질전환된 후 0.5 mM IPTG로 4 시 간동안 과발현되었다. 분리된 재조합단백질은 파파인에 대한 뚜렷한 억제효과를 나타냈다. 이 재조합단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua)에 대 해서 혈구소낭형성의 세포성 면역반응을 억제하고, 경구로 처리할 때 배추좀나방의 유충발육을 처리 농도에 비례하여 제한시켰다. 이상의 결과 는 CpBV-CST1이 해충 밀도 억제에 응용될 수 있음을 제시하고 있다.

 ,  , The size of infective Steinernema arenarium juveniles is variable and ranges from 724 to 1408 ㎛. Effects of harvest time and infective juvenile size on pathogenicity, development, and reproduction were examined in the last instar of the great wax moth, Galleria mellonella. Harvest time of infective juveniles (IJs) of S. arenarium affected pathogenicity. IJs harvested at the 10th day from trapping were more pathogenic than those harvested the 3rd day from trapping. Mortality of G. mellonella also depending on harvest time, i.e, 100% died within 48h when IJs were harvested at the 10th day, without relation to size. However, mortality was 40% in the small size group (SSG) compared with 18% in the large size group (LSG) within 48h when IJs were harvested at the 3rd day. Establishment of S. arenarium within the host was different depending on IJ size. The number of established IJs was 1.8 in the SSG, 3.3 in the LSG, and 3.2 in the mixed size group (MSG) when IJs were harvested at the 3rd day, and 5.3 in the SSG, 7.4 in the LSG, and 7.6 in the MSG when IJs were harvested at the 10th day. The length of the female adult was 7,070.5 ㎛ in the SSG and 7,893.9 ㎛ in the LSG and that of the male was 1,460.5 ㎛ in the SSG and 1,688.2 ㎛ in the LSG when IJs were harvested at the 3rd day. The length of the female adult was 7,573.6 ㎛ in the SSG and 8,305.4 ㎛ in the LSG and that of the male adult was 1,733.4 ㎛ in the SSG and 1,794.4 ㎛ in the LSG when IJs were harvested at the 10th day. Harvest time and size of IJs did not influence numbers of progeny or size of IJS.

Effect of inoculation level on pathogenicity, development, and propagation of entomopathogenic nematode, Steinernema arenarium was investigated using the last instar of great wax moth, Galleria mellonella. Pathogenicity of S. arenarium was higher with increasing inoculation level representing 82% at the rate of 5 infective juveniles (IJs) while >98% at the rate of >10 IJs. The number of IJs penetrated into the host was 2.7, 5.0, 7.4, and 12.2 at the rate of 5, 10, 20, and 40 IJs, respectively while 24.3 at the rate of 80 IJs and 40.2 at the rate of 160 IJs. Inoculation level did not affect female adult size (4,616 to 6,444 ㎛) while affected male adult size (1,600 to 1,934 ㎛). The rate of stunted female adults was 70.2% at the inoculation level of 80 IJs and 63.7% at the inoculation level of 160 IJs. The number of progenies was 20,431, 26,696, 47,943, 50,516, 58,701, and 74,235 at the rate of 5, 10, 20, 40, 80, and 160 IJs, respectively. The body lengths of IJs were different depending on inoculation level ranging from 636 to 1,496 ㎛.