담배거세미나방(Spodoptera litura), 열대거세미나방(Spodoptera frugiperda) 및 파밤나방(Spodoptera exigua) 은 광식성 해충이지만, 종특이적인 기주범위를 갖는다. 이들이 기주식물을 찾아가는 과정에 냄새감각이 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해, 기주 및 비기주 식물에서 발산되는 46가지 휘발성 물질을 선정하여, 이들에 대한 나방 3종의 냄새반응을 GC-EAD(gas chromatography-electroantennogram detection)를 통해 확인하였다. 그 결과, 46가지의 식물유래화합물 중 9가지 물질이 3종의 나방 모두에서 냄새활성을 나타냈으며, 2가지 물질은 담배거세 미나방과 열대거세미나방에만 냄새활성을 나타냈고, 다른 몇 가지 물질은 담배거세미나방에만 냄새활성을 나 타냈다. 이 결과는 세 종 나방이 식물냄새물질 탐지를 위해 유사한 냄새감각세포를 가지며, 일부 종에서는 종특이 적인 냄새감각세포가 존재한다는 것을 보여준다. 이 결과를 바탕으로 냄새활성을 나타낸 물질들의 나방 3종에 대한 행동활성을 야외트랩실험을 통해 확인할 예정이다.

본 연구는 담배거세미나방 국내 개체군의 예찰에 필요한 성유인제의 최적 조성을 찾기 위해 수행하였다. 담배거세미나방 암컷 성충에서 알 려진 두 성페로몬 성분인 (Z,E)-9,11-tetradecadienyl acetate, (Z,E)-9,12-tetradecadienyl acetate를 5.5 ~ 10.0 및 9:1 ~ 99.1, 9:1 ~ 39:1 비 율 사이에 여러 조성으로 만들어 고무격막 방출제에 담아 펀넬트랩을 이용하여 콩과 땅콩포장에서 수컷 성충에 대한 유인력을 비교한 결과, 두 성 분의 19:1 비율이 가장 적절한 유인 조성으로 결정하였다. 그러나 Z9E11-14:Ac 단독 성분 미끼에는 수컷 성충이 거의 유인되지 않았다. 이 결과 는 담배거세미나방 성충 예찰용의 성유인제 구성에는 두 성페로몬 화합물이 반드시 필요한 성분임을 나타낸다. 미끼에 담긴 성페로몬은 0.1 ~10 mg 사이에서 함량이 증가할수록 유인된 수가 많았다. 적절한 트랩 설치 높이는 1.5 m로 결정하였다.

The attraction effects of light emitting diode (LED) trap to Spodoptera exigua and Spodoptera litura adults were evaluated in greenhouse and compared with those of no light trap, which is typical used in commercial trap. At this time, in order to attract these two species of moths, sex pheromone traps were installed at the top side according to the degree of tomato growth inside the tomato cultivation greenhouse around the LED trap. In addition, two types of light-emitting traps (420 nm, 470 nm) were installed in the greenhouse at 1/40 m2, respectively. Also two sex pheromone were installed inside of the greenhouse according to the height of the tomato plants. 10 days later, Blue-light trap(BLB, 470 nm wavelength) was 3.1－3.5 times more attractive than Violet-light trap(VLB, 420 nm wavelength) in S. exigua (105.6 ± 7.3) and S. litura (42.0 ± 3.1) respectively, whereas the no-light trap was little attractive to S. exigua (33.7 ± 2.8) and S. litura (12.0 ± 1.5). On the other hand, after the installation of the sex pheromone trap and the LED trap, there was no damage to S. litura (Fabricius) and S. exigua in the pesticide-free area, indicating a high possibility of control. At this time, the operating cost of the two types of LED traps was 80 won/m2 per unit area, and it was confirmed that both types of moths could be controlled. In addition, as a result of confirming the number of two types of moths caught in the sexual pheromone trap and two types of LED traps after 4 months, it was judged that eco-friendly control was possible as more than 373 moths/trap were attracted to the two types of moths.

약제 처리에 따른 담배거세미나방(Spodoptera litura) 유충의 섭식 행동 및 반응을 조사하기 위해 1분 간격으로 잎면적을 자동 측정하였다. 담배거세미나방 유충의 섭식 행동은 섭식기와 비섭식기가 뚜렷하게 구분되었으며, 섭식기가 끝나면 비섭식기를 거쳐 탈피를 하고 다시 섭식기에 들어갔다. 1회 섭식 지속 시간은 약 15분으로 조사되었고, 영기 내 평균 섭식 회수는 약 27.5회로 섭식 지속 시간과 마찬가지로 영기에 따른 차이는 없었다. 약제 처리는 피망 잎을 Buprofezin methoxyfenozyd과 BT (Bacillus thuringiensis) 500ppm 약액에 10초간 침지 처리하였다. Buprofezin methoxyfenozyd를 처리 하였을 경우 섭식 시간은 평균 8~9분으로 감소하였고, 치사 전까지 섭식량은 각각 176mg으로 조사되었다. 하지만 BT제를 처리 시에는 담배거세미나방 유충은 치사하지 않았다.

자동 잎면적 측정을 이용하여 담배거세미나방(Spodoptera litura) 유충의 섭식 행동을 측정하고 농약에 대한 반응을조사하였다. 섭식 행동 조사는 부화 1일 후부터 고치 형성 때까지 1분 간격으로 피망 잎 섭식흔을 측정하였다.섭식 행동은 섭식기와 비섭식기가 뚜렷하게 구분되었으며 섭식기가 끝나면 비섭식기를 거쳐 탈피를 하고 다시섭식기에 들어섰다. 1회 섭식 지속 시간은 약 15분으로 조사되었고, 영기 내 평균 섭식 회수는 약 27.5회로 섭식지속 시간과 마찬가지로 영기에 따라 차이가 나지 않았다. 섭식 간격은 ‘interbout interval’로 구분되며 평균 54분마다섭식을 하였다. 4령기 유충에 Buprofezin methoxyfenozyde을 1,000ppm과 500ppm의 농도로 처리 시에는 섭식 시간은평균 8~9분으로 감소하였고, 죽기 전까지 농약을 처리 한 잎의 섭식량은 각각 55, 176mg으로 조사되었다. 하지만농약을 먹고 죽는 시간은 약 50시간으로 두 농도에서 차이가 나지 않았다.

Spodoptera litura (Fabricius, 1775) is considered as a serious agricultural pest, which damaged to the many crops including sweet potato (Ipomoea batatas). We investigated weekly occurrence of the Spodoptera litura (Fabricius) using pheromone trap at six study fields of three regions, Jeonnam, Korea. A total of 41,895 individuals were collected from 18th July to 23th September in 2013; Yeongamgun was collected the highest individuals (17,519), and following the Muan-gun (12,709) and Haenamgun (11,667). The seasonal occurrence of S. Litura was increased from July to September, and peak occurrence timing was in late-September. There were a positive correlation between field area and number of individuals (P=0.02, r=0.89), and a negative correlation between field area and density (p=0.02, r=-0.89). As a PCA (principal component analysis) result, adults occurrence pattern were closely related to the temperature and relative humidity during larva stage.

디지털 영상분석을 이용하여 담배거세미나방(Spodoptera litura) 유충의 섭십량과 체면적 변화를 비교 분석하였다. 유충의 섭식량 측정은 1분 간격으로 피망 잎 면적을 자동 측정하였고 체면적은 30분 간격으로 마우스 입력을 통해 측정하였다. 담배거세미나방 유충의 섭식 행동은 섭식기(약 1800분)와 비섭식기(약 760분)가 뚜렷하게 구분되었 으며 섭식기가 끝나면 비섭식기를 거쳐 탈피를 하고, 탈피 직후 섭식을 다시 시작하였다. 1회 평균 섭식 지속 시간(15분) 및 영기내 평균 섭식 회수(27.5회), 섭식 간격(54분)은 영기에 따라 차이가 나지 않았다. 섭식량만 영기에 따라 지수적(y=3e¹.⁴x )으로 증가하였다. 영기에 따른 체면적 증가(=최대치-최소치)는 지수적 증가(y=0.4ex)를 하였다. 영기내에서 담배거세미나방 유충의 크기는 섭식기에 크기가 증가하지만, 비섭식기에는 성장하지 않거나 6령기 비섭식기에는 감소하는 것을 관찰하였다. 영기별 섭식량에 따른 성장 효율(크기 증가량(mm2)/영기내 섭식량(g)) 은 1령기부터 6령기까지 각각 633, 283, 222, 184, 64, 43으로 감소하였다.

인독사카브 WP(10.0) 2,000배, 클로란트라닐리프롤 WG(5.0) 2,000배 등 6종의 약제를 담배거세미나방 다발생시기에 1회 살포하여 포장방제효과를 조사한 결과, 처리 후 7일차의 방제가는 92.4~95.9% 이었다. 인독사카브 WP 1회 + 에토펜프록스· 메톡시페노자이드 EW 1회, 에토펜프록스·메톡시페노자이드 EW 1회 + 인독사카브 WP 1회, 클로란트라닐리프롤 GP 1회 + 인독사카브 WP 1회, 인독사카브 WP 1회 + 클로란트라닐리프롤 WG 1회, 메톡시페노자이드 WP 1회 + 인독사카브 WP 1회, 클로란트라닐리프롤 WG 2회, 인독사카브 WP 2회 등 계통이 다른 약제를 단독 또는 교호로 8월 14일에 1회, 8월 24일에 2회 처리한 결과, 9월 30일까지 발생된 누적 유충 발생량은 팥 10주당 무처리구에서 133 마리이었고, 약제 처리구는 18.7~30.7 마리이었다. 잎 피해율은 무처리구가 61.3% 이었고, 약제 처리구는 9.0~17.7% 이었으며, 무처리구의 잎 피해율 대비 약제 처리구의 방제가는 71.2~90.5% 이었다. 10a당 팥 수량은 약제 처리구에서 179.5~216.4kg으로 무처리의 163.6kg 대비 9.7~34.3% 수량이 증가하였다. 팥 수량이 가장 많았던 처리는 클로란트라닐리프롤 WG 2회 이었고, 클로란트라닐 리프롤 GP 1회 + 인독사카브 WP 1회, 인독사카브 WP 2회, 인독사카브 WP 1회 + 클로란트라닐리프롤 GP 1회 순이었으며 메톡시페노자이드 WP 1회 + 인독사카브 WP 1회 처리에서 가장 적었다.

담배거세미나방(Spodoptera litura) 유충의 섭식 행동을 분석하기 위해 부화 1일 후부터 고치 형성 때까지 1분 간격으로 피망 잎 섭식흔을 측정하였다. 잎 면적 측정은 컴퓨터와 카메라를 이용하여 동영상을 촬영하고 영상 처리(image processing) 기법을 이용하여 분석하였다. 관찰 결과, 담배거세미나방 유충의 섭식 행동은 탈피 직후부터 즉시 섭식을 시작하였다. 섭식 행동은 섭식기(약 1800분)와 비섭식기(약 760분)가 뚜렷하게 구분되었으며 섭식기가 끝나면 비섭식기를 거쳐 탈피를 하고 다시 섭식기에 들어서는 것을 확인할 수 있었다. 1회 섭식 행동은 ‘bout’로 구분되며, 1회 평균 섭식 지속 시간은 약 15분으로 영기에 따라 차이가 나지 않았다. 영기 내 평균 섭식 회수(no. of bout)는 약 27.5회로 섭식 지속 시간과 마찬가지로 영기에 따라 차이가 나지 않았다. ‘Bout’ 간의 간격은 ‘interbout interval’로 구분되며 평균 54분마다 섭식을 하였고 영기에 따른 차이는 관찰되지 않았다. 하지만 영기에 따른 섭식량은 지수적으로 증가하였다. 일주기(circadian rhythm) 행동은 관찰되지 않았다.

담배거세미나방(Spodoptera litura)은 콩과, 배추과, 가지과, 벼과, 광엽석 자물, 화훼류 등 120여종을 이상을 가해하는 광식성 해충이지만, 산란 시 난괴를 인편으로 덮어 알기생봉의 방제 효율이 떨어지는 어려움이 있다. 본 연구에서는 유충 내부기생봉인 예쁜가는배고치벌(Meteorus pulchricornis)을 이용하여 피망 온실에서 담배거세미나방의 생물적 방제를 시도하였다. 담배거세미나방의 기주 작물인 피망을 비닐하우스(72㎡)에 각 85주를 정식하고, 1달 뒤 담배거세미나방 유충을 접종하였다. 방제 효과를 검증하기 위하여 담배거세미나방 유충은 처리구(2령충 200마리)와 혼재구(2령충 100마리, 5령충 100마리), 무처리구(2령충 200마리)로 나누어 접종하였고 실험구 당 각 2반복을 두었다. 천적 방사는 해충 접종한 다음날, 우화한지 3일 지난 예쁜가는배고치벌 암수 각 20마리씩 접종하였다. 방제효과를 조사하기 위해 매주 피망의 피해잎수와 유충수를 조사하였다. 천적 방사 후 7주뒤, 처리구와 혼재구의 피해잎수는 각각 주당 3.71과 3.85개로 조사되었으나 대조구는 주당 35.36장의 피해잎이 조사되었다. 처리구와 혼재구에서는 2세대 유충이 발생하지 않았으나 대조구는 주당 평균 4.66마리의 담배거세미나방 유충이 조사되었다. 본 연구를 통해 유충기생봉인 예쁜가는배고치벌이 담배거세미나방의 천적으로 활용 가능할 것으로 판단할 수 있었다.

담배거세미나방과 파밤나방의 유충이 식중독 세균의 일종인 살모넬라균(Salmonella enterica subsp. enterica)에 오염된 먹이를 섭취하였을 때, 살모넬라균을 매개할 수 있는 능력을 지니게 되는 지 평가해 보았다. 먼저 살모넬라균을 108 CFU/mL 이상의 농도로 펩톤수에 현탁하여 토마토 잎맥에 주입한 다음, 살모넬라균에 오염된 토마토 잎을 직경 2cm 크기의 원형으로 잘라서 담배거세미나방 (n=40)과 파밤나방 (n=30)의 2~3령 유충 개체별로 24시간 동안 먹이로 제공하였다. 이후에는 하루에 한 번씩 오염되지 않은 토마토 잎으로 먹이를 교체하면서 개체사육 하였으며, 1일 간격으로 담배거세미나방 (9일간)과 파밤나방 (7일간)의 분변을 채취하여 살모넬라균의 농도변화를 조사하였다. 10개체를 한 반복으로 하여 분변을 분석한 결과, 처음 3일간은 담배거세미나방과 파밤나방 모두 104~108 CFU•총분변량-1•개체-1•일-1에 해당하는 살모넬라균을 분변을 통하여 배출하는 것으로 조사되었다. 이후에 다소 감소하는 경향을 보였지만 살모넬라균이 실험기간 동안 지속적으로 검출되었다. 실험종료 후에 담배거세미나방 노숙유충을 분쇄하여 분석한 결과, 낮은 농도(평균 100.7CFU•개체-1)로 살모넬라균이 검출되었다.

이온화에너지(ionizing radiation)는 미생물 및 해충 소독기술로 최근 들어 조명을 받는 기술이며 감마선, 엑스선 전자빔 등이 있다. 그 중 전자빔은 짧은 처리시간 및 사용자의 조사선량의 조절이 용이한 이점이 있으며 현재 의료, 반도체, 식품 분야에서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 담배거세미나방을 대상으로 전자빔 조사 후 나타나는 불임과 형태기형을 보고자 하였다. 담배거세미나방의 성충에 전자빔 조사 후 산란수는 차이가 없었으며 부화율은 선량이 증가할수록 억제되었다. 번데기에 전자빔을 조사한 후 우화한 성충의 산란수는 선량이 증가할수록 감소하였으며 부화율 또한 감소하였다. 이러한 불임의 원인을 규명하기 위해 comet assay, real time-PCR, 및 SDS-PAGE 등을 통해 실험한 결과, 전자빔 조사에 의해 세포내 DNA가 손상이 되었으며 vitellogenine의 발현정도에 변화가 나타났다. 유충의 경우에는 전자빔 조사 후 발육 지연 및 형태 변화가 보였으며 번데기로 용화 후 무처리에 대비하여 기형율이 매우 높게 나타났다. 또한 번데기에 전자빔을 처리 했을 경우 우화한 성충의 날개부분에서 기형이 높게 나타났으며 이와 관련된 유전자 발현수준을 조사하였다.

작물재배에 있어서 관행 스프레이 처리에 의한 병해충방제는 노동집약적, 농약중독 그리고 작업 기피성 등으로 문제가 되어 왔다. 이러한 작업 개선을 위하여 수도작 방제용으로 도입된 농업용 무인헬기의 활용도가 낮아 경제성 확보를 위해 방제 대상 작물의 다양화와 더불어 다양한 농작업에 그 활용성을 확대할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 무인헬기의 활용성에 대한 다양화를 위하여 무인헬기를 이용한 콩재배포장에서의 해충방제 연구를 통하여 해충방제용으로 농업용 무인헬기의 활용가능성에 대한 효과를 검증하고자 수행하였다. 담배거세미나방의 방제를 위하여 에토펜프록스를 두 시기에 걸쳐 고농도저약량(8배 희석)으로 농업용 무인헬기로 방제하였고, 관행방제는 경운기 부착용 동력분무기로 약제를 1,000배로 희석하여 처리하였다. 그 결과 농업용 무인헬기방제는 관행방제와 같은 방제효과를 보였고 고농도 저약량처리의 무인헬기방제에서도 약해의 증상은 나타나지 않았으며 방제비용을 37% 절감하고 노동시간도 90%를 줄일 수 있었다.

최근 기후가 온난화됨에 따라 전북지역에서도 콜라비의 재배면적이 증가하고 있다. 콜라비는 십자화과 식물로 해충의 발생과 피해는 많으나 방제정보가 부족하여 농가에 어려움이 많다. 본시험은 콜라비에 발생하는 담배거세미나방의 경제적 피해허용수준을 설정하여 농가에 방제 기준을 마련하고자 수행하였다. 콜라비를 주간20cm, 조간 30cm로 2014년 5월 8일 정식하고, 가로100cm, 세로 100cm, 높이 100cm의 방충망을 설치한 후 정식 19일 후(5. 27.) 1~2령충 담배거세미나방을 10주당 0, 10, 20, 50, 100마리를 접종하였다. 정식 25일(6.2.), 32일(6.9.), 39일(6.16.), 46일후(6.23.) 자를 이용하여 초장을 조사하였고, 엽수와 피해엽률, 엽당마리를 육안으로 계수하였다. 정식 53일후(6.30) 처리별 뿌리수량을 조사한 결과 담배거세미나방의 접종밀도가 증가할수록 콜라비 뿌리의 수량이 감소하였다. 뿌리수량 감소율에 따른 회귀식을 산출한 결과 y=0.2113x+2.5325이었다. 이를 근거로 5%의 경제적 피해수준은 10주당 11.7마리가 산출되었고, 여기에 20%의 경제적 피해허용수준을 적용한 결과 9.3마리였다. 따라서 농가에서 콜라비 재배시 10주당 9.3마리, 주당 0.9마리의 담배거세미나방 유충이 발생할 경우 방제를 하는 것이 좋을 것으로 생각되었다.

담배거세미나방(Spodoptera litura) 유충의 섭식 행동을 분석하기 위해 컴퓨터와 카메라를 이용하여 동영상을 촬영하고 이를 통해 연속적인 잎 면적 측정을 시도하였다. 잎 면적 측정은 담배거세미나방 2령충 유충을 이용하여 피망 잎 섭식흔을 1분 간격으로 일주일 동안 조사하였다. 유충의 먹이인 피망은 매일 교체하였고 잎 건조를 방지하기 위해 한천 배지위에 부착하여 제공하였다. 관찰 결과, 담배거세미나방 유충의 피망 잎 섭식 행동은 계단형의 불연속적인 섭식 형태를 보였다. 또한 섭식기와 비 섭식기가 뚜렷하게 구분되었으며 비 섭식기 이후 탈피를 하고 다시 섭식기에 들어서는 것을 확인할 수 있었다. 비교 실험을 위해 BT(Bacillus thuringiensis)제를 권장사용량의 절반 농도(500 ppm)로 처리한 결과, 대조구에 비해 섭식량이 감소하였으나 탈피 시기는 빨라진 것을 확인할 수 있었다.

RNA interference(RNAi)는 살아있는 세포에서 유전자의 표현력을 제어하는 방 법이다. 키틴을 분해하는 Chitinase는 곤충의 탈피에 관여하여 오래된 큐티클의 소 화 재흡수에 도움을 주는 효소이다. Chitinase를 이용하여 RNA interference 효과 를 보기 위해 담배거세미나방으로부터 RNA를 추출하였다. RNA 추출은 담배거 세미나방의 번데기, 번데기 직전의 유충, 5령 유충, 5령 유충의 외피로부터 각각 실 시하였다. RNA 추출물을 주형으로 cDNA를 합성하였고, 시퀀스 분석 결과 담배 거세미나방의 Chitinase의 크기는 약 610bp였다. 추후 담배거세미나방 Chitinase 의 dsRNA 합성과 생물검정을 통해 RNAi 효과를 확인하고자 한다.

2000년~2002년, 2009년~2011년 3월부터 11월까지 각각 3년 동안 식량원 기능성작물부 포장에서 성페로몬트랩 이용 담배거세미나방과 파밤나방 성충의 발생량을 조사하였다. 트랩은 펀넬트랩, 페로몬은 페로뱅크사(2000년~2002년)와 그린아그로텍(2009년~2011년) 제품을 사용하였다. 기상은 기상청 밀양지점 측정 자료를 이용하였다. 3~11월의 기상환경은 2009~2011년이 2000~2002년보다 평균온도, 최고온도, 최저온도가 0.1~0.3℃ 높았고, 8~11월도 0.5~0.7℃ 높았으나 3~7월은 0~0.3℃ 낮았다. 2009~2011년은 2000~2002년보다 3~11월까지의 누적 강우일수가 23.7일, 강수량이 72.9mm 많았고, 8~11월은 강우일수는 많았으나 강수량은 오히려 177.4mm 적었다. 페로몬 트랩에 유인된 담배거세미나방 성충의 발생량을 조사 연도별로 보면, 2000~2002년은 3월 하순에 첫 발생하여 11월 중순까지 발생하였고, 발생최성기는 8월 하순 전후였다. 그러나 2009~2011년은 4월 중순에 첫 발생하여 11월 하순까지 발생하였고, 발생최성기는 9월 중순 전후였다. 총 발생량은 2000~2002년이 2009~2011년 보다 2배 많았으나 11월의 발생량은 2009~2011년이 5배정도 많았다. 파밤나방의 발생은 3월 상순부터 발생하여 11월 중순까지 발생하였고, 발생최성기는 8월 하순 전후였다. 그러나 2009~2011년은 3월 중순부터 발생하여 11월 하순까지 발생하였고, 발생최성기는 9월 상순 전후였다. 총 발생량은 2009~2011년이 2000~2002년보다 2배 많았고 11월의 발생량도 2배정도 많았다. 2000~2002년 11월보다 2009~2011년 11월에 담배거세미나방 및 파밤나방 발생량이 많았던 이유는 평균온도가 2.2℃, 최저온도가 2.7℃ 더 높아 기후 온난화 영향으로 생각되며, 향후 계속적인 발생 모니터링을 수행할 계획이다.