무당벌레(Harmonia axyridis)는 종내에서 초시색상패턴이 매우 다양하게 존재한다. 본 논문에서는 서로 다른 색상패턴의 무당벌레를 대상 으로 amplified fragment length polymorphism (AFLP)을 실시하여 무당벌레의 초시색상 패턴간 유전형질의 차이를 확인하고자 하였다. 총 28 개의 프라이머 조합으로 실험을 실시한 결과, 총 2,741 개의 밴드가 검출되었다. 그 중 20 개의 밴드(S1-S20)만이 특정 색상패턴에서 나타났다. 이들 가운데 9 개의 밴드를 색상에 연관된 AFLP 후보 지표로 선발하였다. 밴드 가운데 S1과 S2, S20은 Succinea 1, 2 변이형에 공통적으로 나타났으며, S3와 S5는 Conspicua 변이형에 특이적이었다. 또한 S13는 Spectabilis 변이형에, S15와 S18, S19는 Succinea 2 변이형에 특이적이었다. 특정 색상패턴에만 나타나는 9 개의 AFLP 지표들은 cloning을 통해 염기서열 분석을 실시하였고, GenBank를 이용해 다른 염기 서열과 비교를 해보았지만 아무런 상동성도 찾을 수가 없었다. 무당벌레 종 내 유전적 다양성을 평가한 결과, Spectabilis가 Conspicua보다 Succinea 변이형에 높은 유사성을 보였다. 색상에 연관된 AFLP 후보 지표를 기준으로 sequence characterized amplified region (SCAR) 지표로 변환하여 9 개의 AFLP 분자지표들 가운데에서 5 개만이 SCAR 지표로 전환될 수 있었으며, 이를 통해 AFLP 지표가 무당벌레의 색상과 연관되어 있는지 확인할 수 있었다.

Enterobacteria were isolated in the gut of the predacious multicolored Asian ladybird beetle, Harmonia axyridis, and their effects to the development of H axyridis were examined. Populations of H axyridis in this experiment were collected from Kimjae at Cheonbuk province (JK population), Geumsan at Chungnam province (CK population) and laboratory population at Laboratory of Insect Physiology in Chungnam National University, Daejeon. Thirty-four enterobacteria isolates were purified and isolated from the digestive tract of H. axyridis, and a total of 4 strains were classified into group by analysis of 16S rRNA gene sequences. About 70% of total isolates were phylogenetic groups of Bacillus genus and Staphylococcus genus, and they were commonly separated from the digestive tract of H. axyridis. After investigating their susceptibility against antibiotics with 18 representative enterobacteria isolates, ofloxacin and penicillin were selected for examination in this study of their ability to inhibit the growth of all of isolates. In order to remove the enterobacteria from the aphids, ofloxacin and penicillin were given to the green peach aphid, Myzus persicae, and the turnip aphid, Lipaphis erysimi. These aphids were provided to H. axyridis as prey. The weight of pupa, developmental periods of each larval instar, the number of eggs and their hatching ratio of H. axyridis with treatment aphids were lower compared with non-treatment aphids. Staphylococcus saprophyticus is a representative enterobacteria and commonly isolated from the digestive tract of H. axyridis. In the absence of S. saprophyticus, the developmental periods of each larval instar increased, however, the weights of pupa, the number of eggs, and their hatching ratio decreased.

곤충의 생태학적 역할에 있어서 공생미생물은 대부분의 곤충그룹에서 나타나 는 상호간 절대적 이익관계에서부터 해로운 기생적 관계까지 여러 다양성을 가지 고 있다. 곤충의 장내에서나 표면에서 많은 다른 미생물들과 서로 다양한 방법으 로 공존하면서 생활하고 있는데, 넓은 범위에서 공생관계가 있는가 하면 기주의 생리에 아주 밀접하면서 필수적인 관계만을 나타내는 것도 있다. 공생자는 대부분 곤충의 소화기관 부근에서 발견되어지고, 이것은 생장과 발육에 필수적인 아미노 산이나 비타민 등을 합성하는 것으로 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 포식성 곤충 인 무당벌레(Harmonia axyridis)의 령기별, 먹이별로 장내에 존재하고 있는 세균 의 분리 및 동정을 통해, 무당벌레 장내미생물의 종류를 알아보고 무당벌레의 생 물학적 특성에 미치는 영향을 보고자하였다. 충남 금산의 월동개체군을 채집하여 무테두리진딧물로 실내에서 누대사육을 통해 확보한 자손세대 무당벌레 유충(1령~4령)과 진딧물, 설탕물, 닭간을 먹인 성 충의 소화기관을 분리하고 장내세균을 분리 동정한 결과, 총 31균주가 분리 동정 되었다. 설탕물을 먹인 성충을 제외하고 모든 령기와 성충에서 Staphylococcus saprophyticus가 분리 동정되어, 이 세균을 실험균주로 선발하여 S. saprophyticus 의 존재여부에 따른 기주곤충의 발육특성 및 생식특성에 미치는 영향을 조사하였 다. 대상균주의 부재로 인한 특성을 확인하기 위해 항생제인 ofloxacin을 처리한 처리구와, S. saprophyticus을 먹이인 진딧물에 처리하여 공급한 후, 무당벌레의 산란력, 부화율, 번데기 무게, 유충발육기간을 조사한 결과, 알의 부화율은 항생제 처리로 인한 실험 장내세균의 부재로 인해 감소하는 경향을 보였으나, 유충의 발 육기간이나 번데기 무게와 같은 발육특성에 미치는 영향은 확인되지 않았다.

곤충의 장내에는 여러 세균들이 서식하며 공생관계를 가지고 기주곤충의 소화, 발육, 생존, 번식 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 최근에 공생세균이 기주곤충의 생장과 발육에 필수적인 아미노산이나 비타민을 합성하는 것으로 밝 혀지고 있고, 이러한 공생세균은 곤충의 소화기관 부근에서 발견되어지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 포식성 곤충인 무당벌레(Harmonia axyridis)의 장 내에 존재하고 있는 세균의 분리 및 동정을 통해, 무당벌레 장내미생물의 종류 및 이들 세균이 무당벌레의 생물학적 특성이나 생태학적 특성에 미치는 영향을 조사 하고자 하였다. 전북 김제와 충남 금산 월동개체군과 실내에서 누대사육한 무당벌레 유충과 성 충의 소화기관을 채취하여 장내세균을 분리하고 동정한 결과 Arthrobacter속 외 33균주가 확인되었으며, 분리된 균주를 여러 계통의 항생제가 첨가된 배지에 배양 하였다. 그 중 억제효과를 보이는 항생제인 ofloxacin, penicillin을 선발하여 무당 벌레의 먹이가 되는 복숭아혹진딧물에 직접 처리하여 사육하면서 번데기무게, 유 충기간, 성충의 산란력, 부화율 등의 생리적인 특성을 조사한 결과, 항생제 처리에 의한 장내세균의 부재시 무당벌레의 생물학적, 생태학적 특성에 있어 정상개체와 차이를 보이는 것으로 확인되었다. 특히나 실험에 이용한 세 지역의 무당벌레 개 체군의 장에서 분리된 Staphylococcus속 세균의 경우, 2령 유충단계에서부터 분리 됨에 따라 이 균의 존재여부에 대한 무당벌레의 유충기간, 번데기무게, 성충의 산 란력 및 부화율을 조사하여 장내세균의 역할을 구명하고자 하였다. 그 결과, Staphylococcus속 세균의 부재시 유충기간이 증가하였고, 번데기무게, 성충의 산 란력은 감소하였다.

무당벌레(Harmonia axyridis)는 동종 내에서의 색상패턴의 변이가 많은 종으로 잘 알려져 있으며, 100여 종류 이상의 다양한 초시무늬패턴이 보고되는 등 놀라운 무늬패턴 다형성을 가지고 있다. 현재까지 이러한 다양한 색상변이의 원인은 유충 시기의 먹이나, 번데기 시기의 온도와 습도조건 등 환경적인 요인과 교잡을 통해 유전적인 면의 일부를 확인하였으나 이러한 변이의 원인에 대해 확실히 밝혀진 것 은 없다. 따라서 본 연구에서는 저온조건이 무당벌레 초시의 멜라닌패턴 발현에 미치는 영향을 조사하기 위해, 멜라닌그룹의 conspicua과 비멜라닌그룹의 succinea1을 교잡하여 부화시킨 1령 유충을 사육온도(15와 25℃)를 달리하여 plant culture dish(D×H: 100×40mm)를 사육용기로 사용하고 진딧물을 공급하여 사육하여, 성충까지 사육하고 발육기간과 그들의 초시 무늬 패턴을 조사하였다. 멜라닌그룹(conspicua×conspicua) 사이의 우화한 성충의 초시패턴을 분석한 결 과, 멜라닌그룹의 발현비율은 저온에서는 71%, 상온에서는 31%로 사육온도간 차 이를 보였으며, 비멜라닌그룹(succinea1×succinea1)에서는 succinea2 패턴이 70.5%, 40%로 나타나 자손세대의 멜라닌색상패턴의 발현에 저온이 영향을 미치 는 것으로 여겨진다.

There was different between two differential geographical and environmental condition areas on elytra color expression patterns of the multicolored Asian lady beetles (Harmonia axyridis). Especially, it was investigated that expression rates of melanic patterns (conspicua, spectabilis and axyridis) relatively increased in overwintering populations collected in highly mean temperature and longer cumulative daylength area. In addition, in the same collection site, the seasonal difference had influenced on color patterns of H. axyridis. Although these effects didn"t were not observed in the laboratory, environmental conditions such as temperature or cumulative daylength might be factors that gave an effect on color pattern formation.

EMS(ethyl methansulphonate)는 alkylalting 물질에 속하는 화학적 돌연변이원으로 초파리, 꼬마선충, 애기장대, 모기 등 다양한 개체에 single-site mutation을 일으키는 것으로 잘 알려져 있다. 또한 자외선은 곤충이 자외선에 노출됐을 때 치사율이 낮고, 노출량을 쉽고 정확하게 측정할 수 있어 돌연변이유발에 빈번하게 사용된다. 본 연구에서는 다양한 색상패턴을 나타내는 무당벌레의 알과 번데기에 EMS와 자외선이 미치는 영향을 조사하기 위해, 0.1%, 1% 농도의 EMS를 처리하였고, 장파선 자외선인 UV-A(360nm)에 각각 1시간, 12시간 동안 노출시킨 후, 이들의 발육기간, 성비, 색상패턴의 발현비율 등을 조사하였다. 그 결과, 각 농도의 EMS와 UV-A를 알에 처리했을 때, 발육기간은 무처리구와 비교했을 때 큰 차이는 없었으나, 성비의 경우에 있어서는 EMS(무처리는 39.3:60.7, 0.1%처리는 52.9:47.1)와 UV-A(무처리는 39.7:60.3, 0.1%처리는 66.5:33.4) 처리구에서 암컷의 비율이 감소해 성비의 불균형이 확인되었다. 또한 EMS와 UV-A를 처리한 번데기의 우화율은 무처리구와 비교했을 때 큰 차이가 없었으나, 우화한 성충의 성비를 조사했을 경우에는 EMS를 처리했을 때 암컷의 비율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 유충시기의 다리와 우화한 성충에서 기형 개체를 확인할 수 있어 EMS와 UV-A가 무당벌레에 돌연변이원으로 작용함을 확인할 수 있었다.

무당벌레(Harmonia axyridis)는 동종 내에서의 색상패턴의 변이가 심한 종으 로 잘 알려져 있으며, 현재까지 무당벌레 개체군 안에서 이러한 색상변이의 주요 원인은 유전적 차이와 물리적 환경요인들에 의한 것으로 암시되고 있으 나, 정확하게 구명된 것은 없는 상태이다. 본 연구에서는 환경적 요인에 의해 무당벌레의 초시다형화 현상이 나타나는지를 조사하기 위해 사육온도와 먹이, 광주기 등의 조건을 달리하여, 초시의 반점의 색상이나 무늬패턴을 확인하여 모세대와의 초시표현형을 비교하고자 하였다. 2007년 12월 중 충남 금산군에서 채집한 월동개체군에서 3개의 주요 표현 형 패턴(succinea, conspicua 그리고 spectabilis)을 암수 1쌍씩 선발하여 목화진 딧물을 공급하며 25±2℃와 50±10% RH, 광주기 L:D=16:8의 실험실 조건에서 Plant culture dish(D×H=100×40mm,SPL Life Science,Korea)를 사육용기로 사용하 여 사육하였으며, 교잡 후 산란한 알을 모두 수거하여 부화시켰다. 부화한 1 령 유충은 실내에서 먹이(복숭아혹진딧물, 목화진딧물, 무테두리진딧물), 광주 기(16:8, 12:12, 8:16), 온도(20℃, 25℃, 30℃)를 달리하여 성충까지 사육하고 우화한 성충의 초시패턴을 분석한 결과, conspicua패턴의 경우, 사육된 광주기 별 모세대의 발현비율이 각각 85.9, 83.1, 88.1%(F=2.95, P=0.061)로 광주기는 자손세대의 초시발현비율에 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 먹이에 따른 발현비율은 각각 85.7, 83.3, 88.5%(F=3.51, P=0.038)로 먹이간 차이를 보 여, 자손세대의 초시패턴의 발현에 먹이가 영향을 미치는 것으로 여겨진다

무당벌레(Harmonia axyridis)는 전 세계에 걸쳐 다양하게 분포하고 있으며, 여러 종류의 진딧물을 섭식하는 진딧물의 포식자로 널리 알려지면서 진딧물 의 생물적 방제 프로그램에 유용하게 사용되고 있다. 무당벌레는 같은 종 내 에서도 변이가 매우 심하여 다양한 초시 색상패턴을 나타내는데, 이러한 종이 나 개체간의 분자적 요인의 차이를 밝혀내는 Fingerprinting 방법으로는 RAPD, RFLP, AFLP방법 등이 있으며, 이 중에서 AFLP는 높은 재현성과 정확성을 나 타냄으로 가장 널리 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 AFLP 분석을 통해 무당벌레의 초시 색상패턴에 따른 유전적 다양성을 알아보고자 하였다. 2007년부터 2009년까지 채집된 월동개체군 중에서 검은색 바탕에 2개의 붉 은색 점을 가진 conspicua 개체와, 검은색 바탕에 4개의 붉은색 점을 가진 spectabilis 개체, 노란색 바탕에 19개의 검은색 점을 가지고 있는 succinea1 개 체, 그리고 노란색 바탕에 검은색 점이 전혀 없는 succinea2 개체를 가지고 실 험을 실시한 결과, 8개의 AFLP primer조합을 통해 총 822개의 밴드가 확인되 었고, 그 중 37개의 밴드 특정 색상패턴에서만 확인되어, 특이적 밴드를 통해 무당벌레의 색상변이에 있어 유전적 다양성을 추측할 수 있었다.

The multicolored Asian lady beetles (Harmonia axyridis) has characteristic color patterns, which show great variability within species. Up to now, it has been well known that main factors affected on individual color pattern variations in the population of H. axyridis are external, physical, and environmental characteristics. Indeed, there is as yet no evidence to indicate whether the variation is genetic or environmental factors. Also the factors which produce this variation are unknown in this species, although it is suspected that much of the variation is under genetic control. However, the genetic relationships among many of color types were investigated by observing the progeny of each particular pairs. It is worth mentioning a few particular breeding cases to illustrate certain facets of variability, and to indicate examples suitable for genetic analysis of the color pattern variation.

The multicolored Asian ladybird beetle (Harmonia axyridis) has been commonly used with biological control agents for control of several kinds of aphids in agroecosystems. Also, environment friendly agricultural materials have been commonly applied in crop fields because the government held down pesticide application and environment friendly agricultures are gradually increased with consumer"s desires. The multicolored Asian ladybird beetles may be directly or indirectly under the influence of environment friendly agricultural materials in crop fields. The insecticidal environment friendly agricultural materials (IEFAMs) might be safe against each developmental stage of multicolored Asian ladybird beetle. Fungicidal environment friendly agricultural materials (FEFAMs) had a miner effect to each developmental stage of multicolored Asian ladybird beetle with the exception of FEFAM A. Environment friendly agricultural materials contained useful soil microorganisms (EFAMSMs) C and H might be down the hatching rate of eggs, and EFAMSM A and F had a killing effect to 1st instar of lady beetles. Environment friendly agricultural materials contained plant extracts (EFAMPEs) A and D might be suffered effect a deathblow of egg hatching with lady beetles. Otherwise, there was a miner effect to lady beetles with the rest of tested environment friendly agricultural materials.

Inflammation in the brain has known to be associated with the development of a various neurologiacal diseases. The hallmark of neuro-inflammation is the activation of microglia, brain macrophage. Pro-inflammatory compounds including nitric oxide(NO) are the main cause of neuro-degenerative disease such as Alzheimer"s disease. In the study, we examined whether Harmonia axyridis extracts inhibit the NO production by a direct method using Griess reagent, western blotting and by RT-PCR(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reactionin) the gene expression of inducible nitric oxide synthase(iNOS). Distilled water(H₂O) and methanol(MeOH) extracts of H. axyridis inhibited the protein expression of TNF-α(Tumor Necrosis Factor) and IL-6(Interleukin) in LPS (Lipo-polysaccharide) stimulated BV -2 cells at the concentration of 100 ng/㎖. Incubation of BV-2 cells with the extracts of H₂O of MeOH inhibited the LPS induced NO and iNOS protein. And this inhibition of iNOS protein is concordant with the inhibition of iNOS mRNA expression. These data suggested that H. axyridis extracts may play a crucial role in inhibiting the NO production.

진딧물 포식성 무당벌레의 성충을 대상으로 저온처리에 의한 생식적 휴면을 유도하였다. 성충의 인위적인 생식적 휴면의 유지는 4℃에서 5개월 정도까지 가능하며 먹이의 공급이 필요하지 않아 경제적인 무당벌레의 저장법이라 할 수 있다. 하절기를 포함한 계절에 구분 없이 무당벌레의 성충의 저온저장이 가능하여 필요시 어느 때라도 진딧물 발생지에 무당벌레를 공급할 수 있게 되었다. 휴면 후 25℃에서 수명과 산란력이 우수하며 생식호르몬인 juvenile hormone(JH)의 합성 유사체인 methoprene은 암컷의 초반기 생식력을 증진시키는 효과를 나타낸다.

무당벌레(Harmonia axyridis)의 기본적인 행동학적 특성을 살펴보았다. 무당벌레는 먹이인 진딧물을 탐색할 때에 주로 작은턱수염을 이용하여 접촉감각에 의한 기주탐색을 하고 있다. 다른 한편으로는 무당벌레가 복숭아혹진딧물을 공격하게 되면 공격받은 진딧물 주위의 다른 복숭아혹진딧물은 근처의 잎으로 이동하거나 아래로 떨어져 도망하는 방어기작이 관찰되었다. 무당벌레가 먹이탐색을 위하여 이동하는 시간과 먹이를 잡고 섭식하는 시간은 무당벌레의 발육단계에 따란 현저한 차이를 나타내고 있었다. 무당벌레의 포식력을 조사한 결과 1일 평균 복숭아혹 진딧물은 약 120마리, 목화진딧물은 약 257마리를 섭식하였다. 오이 잎과 토마토 잎에 산란된 온실가루이 알은 무당벌레 3령충의 먹이로 제공하였을 경우 오이 잎에서는 2,420개, 토마토 잎에서는 2,750개의 알을 섭식하였으나, 진딧물을 제공한 무당벌레 유충과는 달리 정상적인 발육이 이루어지지 않았다.

무당벌레(Harmonia axyridis) 성충의 인공사료(닭의 간 5 parts: 설탕 2 parts, v/W)와 사육법을 개발하였다. 7월 중순에 야외에서 채집한 번데기를 우화시켜 (16L:8D)에서 사육하면서 무당벌레 성충 암컷의 난황단백질(yolk protein)생성, 산란력(fecundity), 수명(longevity)을 조사하였다. Western blot결과에 의하면 우화후 5일째부터 혈림프에서 낭황 단백질(Vg3와 Vg4)이 발견된다. 무당벌레 100쌍을 대상으로 1쌍씩 개별 사육한 결과 초산은 우화후 7일째부터 시작되고 일생동안 144.0개의 알을 산란한다. 수명은 평균 36.8일이며 일생동안 단 한번의 산란도 하지 않는 개체는 17%이다. Methoprene(2.5/2l)을 처리하면 무처리구보다 1일 빠른 우화 후 4일부터 난황 단백질이 확인된다. 무당벌레의암컷 30개체에서 methoprene(2.5/l)을 1주일 간격으로 반복 투여하여 본 결과 15일이내에 초산을 하는 비율이 무처리구의 51%에서 83.3%로 증가한다. Methoprene은 모든 개체의 산란을 가능하게 함으로서 개체군의 산란력을 높이는 효과를 준다. 무당벌레는 methoprene을 소량(2.5)으로 매주 투여하면 수명에 별다른 영향을 받지 않지만, 과다한 양(12.5)의 단 1회 투여는 수명을 단축시키고 산란력을 저하시킨다.