본 연구는 북방수염하늘소 성충이 집합-성 페로몬 트랩에 유인되는 시기를 명확하게 규명하기 위해 수행하였다. 또한 집합-성 페로몬에 유 인된 개체의 난황 성숙도를 조사하여 집합-성 페로몬 트랩에 유인되지 않은 개체와 비교하였다. 이를 위해 홍릉시험림 내 망실 안에 유인제인 집합-성 페로몬을 매단 다중깔때기트랩과 집합-성 페로몬을 매달지 않은 다중깔때기 트랩을 각각 1개씩 배치하고, 우화망실에서 채집한 북방수염하 늘소 성충을 우화시기별(우화 직후, 후식 1일차, 후식 7일차, 후식 10일 경과 후 교미)로 그룹화한 후 트랩이 배치된 망실 안에 방사하여 트랩에 포획 여부를 조사하였다. 각각의 시기별로 80개체(20개체씩 4반복)를 대상으로 실험하여 총 320개체를 망실 내에 방사하였다. 조사 결과, 우화 후 7일 동안 섭식한 개체들의 유인 포획률이 가장 높았으며, 교미 후에는 유인 포획률이 급격히 낮아지는 경향이었다. 또한 집합-성 페로몬이 있는 경 우에만 후식 7일차 그룹의 유인 포획률만 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 성별에 따른 유인 포획률의 경우, 암컷이 수컷에 비해 많이 포획되긴 하였으나, 암컷과 수컷 간의 유인 포획률 차이는 없는 것으로 확인되었다. 우화 직후와 후식 1일차에는 모든 개체에서 난황이 미성숙한 상태였으나, 후식 7일차와 교미 후에는 모든 개체에서 성숙한 난황을 확인할 수 있었다. 따라서 페로몬트랩은 우화 후 초기에 후식을 통한 소나무재선충 전파가 가능하므로 소나무재선충병의 확산 억제를 막기에는 제한적일 가능성이 있다. 반면, 성적으로 성숙한 성충을 포획하고, 야외 발생을 조사 하는 등으로는 활용 가능성이 있을 것이다.

양평군 잣나무림 간벌지에서 수집한 잣나무 이목으로부터 우화 탈출한 북방수염하늘소(Monochamus saltuarius)성충을 격리된 우화망실에 방사한 후 우화 경과일에 따른 집합페로몬 루어(monochamol +  -pinene + ethanol)트랩에 유인 포획되는 시기를 비교하였다. 우화직후에는 모든 개체가 집합페로몬 루어에 유인되지 않았으나, 후식1일차에는 암컷 2.5%, 수컷 2.5%가 유인 포획되었고, 후식 7일차에는 암컷 41.9%, 수컷 25.0%가 유인 포획되었으며,교미 후에는 암컷 7.5%, 수컷 15.0%가 유인되었다. 북방수염하늘소 성충의 집합페로몬 루어에 유인되는 시기는충분한 후식과 밀접한 관련이 있으며, 특히 암컷의 경우 교미 유무에 따라 유인효과에 큰 차이를 보였다. 한편,후식 경과에 따른 성충 암컷의 복부를 해부하여 난(卵) 성숙도를 분석한 결과 우화직후와 후식 1일차에는 성숙된알이 전혀 없었으며, 후식 7일차에는 5.6개, 교미 후에는 6.8개로 확인되었다. 그러나, 집합페로몬 루어 트랩에포획된 개체와 미포획 개체 간에는 성숙된 알의 수량에 유의미한 차이는 없었다.

북방수염하늘소는 중요한 소나무재선충 매개충으로, 일중 행동패턴의 연구는 방제 시기 등 방제에 중요한 역할을할 것으로 기대된다. 이에, 북방수염하늘소의 일중 행동패턴을 알아보기 위해, 타이머부착 페로몬-유인제 트랩을이용하여, 행동패턴을 조사하였다. 페로몬-유인제 루어로는 monochamol, a-pinene, ipsenol, ethanol을 스프레이 캔에주입한 후, 타이머를 연결하였다. 분사시간은 일출-오전(05:00-11:00), 한낮(11:00-17:00), 일몰을 포함한 저녁(17:00-23:00),한밤(23:00-05:00)의 4 구간으로 나누어 15분에 1회 분사하였다. 트랩은 cross-vane 트랩을 사용하여, 20미터 간격으로설치하고, 블록간 간격은 최소 500 미터로 총 5 블록을 설치하였다. 그 결과, 한낮인 11:00-17:00시간대에 가장많은 수의 북방수염하늘소가 포획되었고, 일출-오전, 일몰을 포함한 저녁, 한밤의 순서로 포획수가 높았다. 이 결과로부터, 북방수염하늘소는 주행성인 것으로 판단된다.

경기도 광주시 국유림에서 잣나무 고사목을 수집하여 국립산림과학원 내 밀폐된 항온항습실에서 우화 시킨 북방수염하늘소 42개체(암 24, 수 18)를 Flight Mill에 걸고 3주간 3~4일 간격으로 총 7회, 개체 당 30분 동안 비행능력을 실험하였다. 실험결과 누적비행거리는 암컷이 평균 861.9m(최대 4,200m)이었고, 수컷은 평균 1,249m(최대 3,500m)으로 수컷이 암컷보다 더 많은 거리를 비행하였다. 1회 비행거리는 암컷(평균 329.2m)이 수컷(295.2m) 보다 더 많은 거리를 비행하였다. 비행빈도는 전체적으로 수컷이 높게 나타났는데, 암컷의 경우 우화 후 17일이 지난 후 빈도가 이전보다 2배 이상 높아졌다. 반대로 수컷의 경우 17일까지 높은 비행빈도를 보였으나 17일 이후로는 낮은 빈도로 비행하는 것이 확인되었다. 총 30분의 비행 동안 단거리를 여러 차례에 걸쳐 비행하는 개체는 수컷이 암컷보다 2배 이상 많은 것으로 나타났다. 비행능력과 개체 수명 및 섭식능력의 관계성은 나타나지 않았지만, 우화 후 7일을 기점으로 일 평균 섭식량은 감소하는 경향을 보였다

북방수염하늘소는 중부지방의 잣나무에 소나무재선충병을 옮기는 매개충으로 솔수염하늘소보다 피해임지내 밀도가 높아 방제가 어려운 실정이다. 이러한 북방수염하늘소의 밀도를 억제하기 위하여 감마선을 처리하여 매개충의 충태별 우화율, 부화율, 성충수명, 산란수 등을 조사하였다. 번데기 시기에 감마선 조사시 40Gy까지는 100%의 우화율을 보였으나, 50Gy부터 우화율이 88±3.3%으로 감소하기 시작하였으며, 성충수명은 20Gy처리시 75.0±4.0일이었으나 30Gy부터 33.3±4.0일로 수명이 크게 감소하기 시작하였다. 또한 총 산란수는 20Gy이상에서 대조구에 비해 50%정도의 산란수가 감소하는 경향을 보였다. 그러나 성충 시기에 감마선 조사시에는 성충수명이 40.7±7.0일에서 42.0±6.8일로 무처리의 39.9±6.2일과 비교할 때 조사선량에 관계없이 수명에 큰 영향이 없는 것으로 조사되었으며, 부화율은 50Gy에서 4.9±2.0%로 낮은 부화율을 보였고 산란수에서도 대조구의 19.0±5.5와 비교하였을 때 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다. 따라서 번데기 시기보다 성충시기에 50Gy 감마선을 처리시 불임화 효율이 우수한 것으로 판단되었다

북방수염하늘소(Monochamus saltuarius)는 솔수염하늘소(Monochamus alternatus)와 함께 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)의 매개충 중 하나이다. 소나무재선충의 방제법으로 감염목을 벌채하여 훈증을 하거나, 소각 및 파쇄, 또는 항공방제 등을 이용하여 방제하고 있으나 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 실험에서는 전자빔을 이용하여 북방수염하늘소의 불임을 유발하는 조사선량과 조사에 적정한 충태를 알아보았다. 먼저 번데기에 전자빔을 조사했을 때, 수컷의 전기와 중기 번데기는 조사선량이 증가 할수록 우화율이 감소하는 경향이 있었으나, 후기 번데기는 우화율에 큰 영향을 주지 않았다. 그러나 후기 번데기는 고선량에서 우화한 성충 수명이 정상충에 비해 현저하게 감소하였고, 저선량에서는 우화한 성충이 완전히 불임이 되지 않았다. 따라서 번데기에 전자빔 조사는 곤충 불임화 기술을 이용한 방제에 부적합함을 알 수 있었다. 성충에 전자빔을 조사 하였을 경우에는 후숙기 초기, 중기 및 완숙기 모두 수명에 영향이 없었으며, 200 Gy 이상의 선량을 조사한 수컷과 정상 암컷간의 F1세대 부화율이 완전 억제되었다. 또한, 하늘소는 일생동안 교미를 여러 번 하므로 교차 교배 실험, 그리고 정상충과 불임충의 방사 비율에 따른 방제 적용 가능성도 검토하였다.

북방수염하늘소는 솔수염하늘소와 같이 소나무재선충병을 유발하는 소나무재선충의 주요 매개충으로 소나무류에 막대한 피해를 주고 있다. 북방수염하늘소는 형태적으로 다형성을 나타내는 것으로 보고되었으나, 이들을 구분하는 뚜렷한 표현형이 제시되지는 못한 실정이다. 북방수염하늘소의 종내다양성 조사를 위하여 충북, 경기, 강원지역에서 채집된 표본을 대상으로 미토콘드리아 cytochrome c oxidase 1 유전자의 DNA barcode를 확보하고 계통분석을 실시한 결과 서로 다른 계통을 보이는 두 개의 그룹으로 구분되는 확인 할 수 있었다. 두 개의 그룹은 2.4-2.6의 K2P distance를 나타내었으나 형태적으로 구분되는 특징은 파악되지 않았다. 각 그룹의 북방수염하늘소 수컷의 생식기 검경결과 I 그룹 표본의 파악기 (paramere) 길이가 II그룹의 표본보다 다소 짧고 약간 넓은 차이가 있는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과는 두 그룹 간에 북방수염하늘소가 계통적으로 분화가 진행 된 것으로 사료되지만 두 그룹간의 명확한 지역적 분포의 차이가 나타나지는 않았다는 점에서 종 분화의 원인에 대해서는 현 시점에서 판단하는데 어려움이 있으며 향후 다양한 진전된 연구가 필요할 것으로 사료된다.

북방수염하늘소의 최적의 유인제를 개발하기 위하여 Monochamus 속의 집합페로몬인 2-(1-undecyloxyl)-1-ethanol (monochamol)과 잠재적 유인물질인 에탄올, a-pinene (기주휘발성물질)과 ipsenol, ipsdienol (나무좀페로몬)의 유인 상승효과를 2년간 (2014, 2015년) 소나무 숲에서 확인하였다. 2014년과 2015년에 각기 65 마리 및 33 마리의 북방수염하늘소를 유인하였다. 에탄올 단독 혹은 에탄올 + monochamol 처리구는 대조구 (blank control)와 비교하여 유인력의 차이가 없었다. a-pinene과 ipsdienol을 에탄올+monohcamol의 유인제와 같이 처리하였을 경우에도 유인수의 증가는 확인되지 않았다. 그러나 에탄올 + monochamol 처리구에 ipsenol을 첨가하였을 경우 유인 상승효과가 나타났다. 본 실험의 결과 monochamol, ethanol, ipseonl을 유인제로 사용할 경우 야외에서 북방수염하늘소의 예찰이 가능함을 알 수 있었다.

소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus) 매개충인 솔수염하늘소 (Monochamus alternatus)와 북방수염하늘소 (Monochamus saltuarius)는 생물학적 뿐만 아니라 형태적으로도 비슷하다. 특히, 유충의 형태를 육안으로 구별하기가 용이하지 않다. 우리가 디자인한 Intermal transcribed spacer(ITS) 유전자 마커를 이용하여 지역별 로 매개충들의 분포를 알아보았다. 개발한 ITS primer는 PCR을 통하여 유전자 마 커로서의 기능을 확인하였고, 이 실험을 입증하기 위하여 실험에 사용했던 유충들 을 성충으로 사육한 결과 PCR 실험과 같은 결과를 나타낸 것을 확인하였다. 이러 한 ITS PCR method를 이용하여 지역별 매개충 분포를 조사하였다. 소나무재선충 병 피해지에서 매개충 유충을 채집하여 PCR을 실행하였다. 그 결과 경기도는 북방 수염하늘소, 대구는 솔수염하늘소, 충남과 경북은 솔수염하늘소와 북방수염하늘 소가 혼생되어 있는 것을 확인하였다. 더 나아가 이 방법을 이용하여 신규발생지역 에서 나타난 매개충의 종류를 유충상태에서 미리 파악이 가능하며, 두 매개충이 혼 생하는 지역을 확인하여 예방 및 방제를 할 수 있을 것이라 생각된다.

소나무재선충병의 효율적인 방제법 중의 하나는 매개충을 항공방제 하는 것이다. 이를 위해서는 매개충의 분포와 우화특성을 이해하는 것이 필수적이다. 우리나라에서 솔수염하늘소, 북방수염하늘소가 주요 매개충으로 알려져 있으며, 솔수염하늘소는 남부지역, 북방수염하늘소는 중북부지역에 제한되어 분포한다. 이에 본 연구에서는 서울, 오산, 춘천 지역과 화순, 포항, 진주, 제주 지역에서 각각 북방수염하늘소와 솔수염하늘소의 우화상을 설치하여 우화특성을 조사하였다. 또한 온도가 우화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 각 우화상에는 온도 data logger를 설치하여 온도를 조사하였다. 북방수염하늘소의 경우 우화초일은 5월 6일, 우화최성기는 5월 25일, 우화종료일은 6월 15일로, 총우화기간은 40일, 암:수 성비는 0.59이었다. 솔수염하늘소의 우화 초일은, 5월 30일, 우화최성기는 6월 23일, 우화종료일은 8월 9일로, 총우화기간은 71일로 암:수 성비는 0.52이었다. 북방수염하늘소는 솔수염하늘소에 비해 단기간에 집중적으로 성충으로 우화하였다. 두 종 모두 성충의 우화시점은 월동 유충의 발육영점온도(북방수염하늘소: 8.3℃, 솔수염하늘소: 13.1℃)를 넘어선 시기인 4월의 기온 분포에 많은 영향을 받았다. 춘기 저온현상이 심했던 2010년의 경우 두 종의 우화초일이 상대적으로 지연되었던 점 역시 동일한 원인으로 추정된다. 또한, 예년에 비해 강수일과 강수량이 많아 기상조건이 양호한 날 우화탈출이 집중되는 경향을 보였다.

Cuticular hydrocarbons (CHCs) of the pine sawyer (Monochamus saltuarius), Japanese pine sawyer (M. alternatus) and oak longicorn beetle (Moechotypa diphysis) were analyzed by GC, GC-MS and compared. Monochamus beetles are typical vectors of pine wilt disease but Moechotypa diphysis, which belongs to the same family, is not. They possess different CHCs in carbon number: 23-25 in M. saltuarius, 25-32 in M. alternatus, and 23-29 in M. diphysis. In comparison to inter-species, these three species of adult beetles have different numbers and chains of constituents of CHCs. In comparison between male and female in intra-species, the quantities of CHCs show the difference but constituents are not. Major constituent of M. saltuarius were analyzed as n-pentacosane ＞ n-nonacosane ＞ n-heptacosane, those of M. alternatus were n-nonacosene ＞ n-pentacosane ＞ n-nonacosane, and those of M. diphysis were n-heptacosane ＞ 13-methylheptacosane ＞ 3-methylheptacosane. From the body surface, most saturated carbohydrates of 3 species beetles are composed of n-alkane (40.2 - 65.7%) and followed by olefines ＞ monomethylalkanes that one or two double bonds in M. saltuarius and M. alternatus. Otherwise, M. diphysis have the difference in order of monomethylalkanes > olefins.

This study was performed to investigate the escape of pine wood nematode (PWN), Bursaphelenchus xylophilus, from two vector species (Monochamus alternatus and M. saltuarius) through oviposition and feeding behavior. First, we checked number of PWNs escaped from M. alternatus emerged from three different cases of pine logs. In case A, healthy pine trees were cut into logs and left in pine forest infected with PWN. In case B, healthy pine trees were cut into logs, left in large screen cage, and let them oviposited by M. alternatus emerged from pine trees infested with PWN. In case C, pine trees which were harboring M. alternatus were cut into logs, and PWN was inoculated artificially. The M. alternatus adults emerged from the above three cases of pine logs were checked in the next year to know how many PWN they were harboring in their bodies. The percentages of M. alternatus harboring PWN (18.3 and 15.6%, respectively) and number of nematodes per vector (5,713.1±9,248.3 and 2,034.1±4,746.8 PWNs, respectively) in case A and B logs are similar to each other. However, the percentage and the number in case C (38.3% and 20,083.1±32,188.3 PWNs) were higher than those of case A and B. Among 52 M. alternatus adults harboring PWN from all the three cases, 20 adults (38.5%) were harboring more than 5,000 PWNs per beetle. And these 20 adults were harboring 97.9% of the total PWNs in 52 adults. Second, we checked the daily escape of PWNs from M. alternatus and M. saltuarius collected at pine forest infested with PWN. The PWN escaped from their vector body for 34.9±12.4 days for M. alternatus, and for 23.9±16.2 days for M. saltuarius, reaching at peak escape during the 2nd week of emergence of the two vector species. A 44.5 and 47.2% to the total PWNs escaped from vector body within 2 weeks of vector emergence for M. alternatus and M. saltuarius, respectively. The number of PWNs escaped from each vector was 3,570.6±5,189.2 and 1,556.2±1,710.3 for M. alternatus and M. saltuarius, respectively.

This study was performed to investigate the emergence timing and daily emergence from the different tree species logs (Korean white pine, Pine, and Japanese larch) at Cheongwon, Chungcheongbuk-do from 2006 to 2008. Pine sawyer adults began to emerge on early May (2~10th day) and finished on mid-June (4~20th day) in the Korean white pine and pine logs. However, pine sawyer adults began to emerge on mid-May (13th day) and finished late May (27th day) in Japanese larch logs. Japanese larch logs shows shorter emergence timing of pine sawyer adult compare to those of other two tree species. Emergence timing shows no difference between males and females. Sex ratios of emerged adult in 2007 were 0.55 from Korean white pine, 0.46 from Pine, and 0.59 from Japanese larch, it shows no difference among tree species. Female and male adults emerged throughout 24 hrs, 22.8% of the total adults emerged from 12~14:00 (22.8%) and adults emerged lowest from 06~08:00. Of the adults emerged from the logs, 98.9% was univoltine and the rest was biennial which emerged next year.

잣나무에 소나무재선충병을 매개하는 매개충인 북방수염하늘소의 잣나무 수체내 분포상황과 성충의 탈출공 크기 등을 조사하기 위하여 2007년 1월 초 순경에 경기 광주시 소재 잣나무림의 재선충병 발생지내에서 고사된 잣나무 를 벌채하여 주간부와 가지부분으로 일정한 크기(80cm)로 조제한 후 야외 망 실(4m×2m×2.5m) 내에서 2007년 4월부터 5월까지 우화시기와 매개충 탈출공의 수체내 분포양식을 조사하였다. 또한, 망실 내에서 국내에 많이 분포하여 피 해가 우려되는 소나무류(해송, 잣나무, 낙엽송, 리기다소나무)를 선별하여 투 입하고 산란선호도를 조사하였다. 북방수염하늘소 성충이 번데기방에서 우화하여 잣나무의 목질부를 가해하 고 탈출할 때 생성되는 탈출공의 직경을 조사한 결과(n=858) 최대 9.62mm, 최 소 2.02mm, 평균 5.83±0.74mm로 나타났고, 잣나무의 경급별 탈출공의 분포는 공시목 직경이 8-14cm 범위가 49.3%로 가장 많이 분포하였다. 또한, 2-4cm는 0.8%, 4-8cm는 14.3%, 14cm이상은 35.5%로 나타났다. 잣나무에 있어서 북방수 염하늘소의 분포는 주간 상부 쪽과 가지의 직경이 비슷한 크기의 수준으로 존재하기 때문에 잣나무 내 어느 위치에서도 우화탈출하여 소나무재선충을 전파 할 수 있을 가능성이 있으나 직경 8-14cm가지가 많은 중․상부쪽에 주 로 분포하는 것으로 보인다. 이는 소나무에 있어서 솔수염하늘소의 분포양식 과 비슷하다. 소나무류 수종별 산란선호도와 관련된 침입공수의 출현빈도는 해송 18.8%, 잣나무 54.0%, 리기다소나무 7.7%, 낙엽송, 20.2%로 조사되었으 며, 각각 8.2%, 31.3%, 23.8%, 56.4%의 우화탈출율을 보였다.

Larvae of Monochamus saltuarius showed normal growth and development on conifers of Pinus koraiensis, P. densiflora, Abies holophylla, Larix leptolepsis, P. bungeana, and P. rigida, respectively, but the conifers influenced significantly the body weight and the survival rate of larvae. Though the larval body weights were in a wide spectrum among treatments, growth curves of them were very similar from each other, showing continuous increase from the early larval stage to about 3 months old. The body weight was decreased slightly after the feeding period of the early 3 months. The size of larvae and adults became the largest from P. bungeana fed larvae. The mid-sized ones were from P. koraiensis, P. densiflora and A. holophylla. Small ones came from L. leptolepsis and P. rigida. The larval growth was retarded without water supply. Overall survival rates from the early stage of a larva to a fertile adult were 53.6% from P. koraiensis, 51.8%, P. densiflora, 34.7%, A. holophylla, 17.8%, P. bungeana, 16.7%, L. leptolepsis, and 12.3%, P. rigida. Adults from larvae fed the 6 species of conifers, respectively, were grown into the reproductively potent adults, which laid viable eggs. A few of overwintered larvae did not pupate and remained still as a larva until the late October of the year. Data from the field survey, the head width emerged from P. koraiensis was larger than that of L. leptolepsis. The adult emergence hole in P. koraiensis was larger also. While, the size of the emergence hole was larger in the artificially innoculated log of P. koraiensis, which was kept for a larva to be with a minimized food competition and sufficient water supply, than that of the field.

최근 경기도와 강원도 일원의 잣나무림에서 소나무재선충병을 일으키는 소나무재선충의 매개충으로 알려진 북방수염하늘소(Monochamus saltuarius)에 대하여 외부기생성 천적인 개미침벌(Sclerodermus harmandi) 한배새끼(clutch) 간의 발육 및 산란 특성을 비교해 보고자 본 연구를 수행하였다. 기주인 북방수염하늘소 유충이 들어있는 시험관에 개미침벌을 접종하여 1차 한배새끼를 산란토록 한 후 번데기까지 발육하였을 때, 생존 개미침벌 성충을 다른 북방수염하늘소 유충에 재차 접종하여 2차 한배새끼를 산란토록 하였다. 이를 통해 1, 2차 한배새끼 간의 알 수, 발육일수, 우화율, 성비 등을 조사하였다. 개미침벌의 생육단계별 발육일수는 1차 한배새끼의 경우, 알 4.0일, 유충 6.9일, 번데기 암수 각각 15.1일, 14.0일로 총 발육일수는 26.0일과 24.9일인 것으로 나타났다. 2차 한배새끼의 총 발육일수는 암수 각각 27.1일, 25.8일로 1차 한배새끼와 비교할 때 뚜렷한 차이가 없었다. 1차 한배새끼의 산란전기간은 4.6일로 2차 한배새끼의 6.0일 보다 짧았고, 산란성공률은 1차 한배새끼에서 95.0%로 2차 한배새끼의 71.1%보다 높았다. 2차 한배새끼의 우화율은 94.8%로 1차 한배새끼에서보다 높게 나타났고, 마리당 산란수는 각각 47.4개, 44.1개로 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 1차와 2차 한배새끼의 성비는 각각 0.85, 0.73으로 1차 한배새끼의 암컷 비율이 높았다. 이상의 결과로 개미침벌이 다수의 북방수염하늘소를 무력화시키고 산란 및 발육을 통한 개체수의 증가 가능성을 보여주어 생물적 방제제로 활용가능성이 높을 것으로 판단된다.