배스(Micropterus salmoides)는 수생태계에서 최상위단계에 위치하는 생태계교란 어종으로 심각한 담수생태계의 불균형을 초래하고 있다. 배스의 퇴치 및 관리를 위한 다양한 시도를 하고 있지만 효과적인 방안은 없는 상황이므로 배스의 고유한 특성에 기반한 개체군 감소의 효율성을 극대화할 수 있는 방식을 모색하였다. 본 연구에서는 배스의 Transcriptom 분석으로 Unigene contigs는 182,887개, 그리고 정자-난자 인식 단백질인 IZUMO1과 Zona pellucida sperm-binding protein의 유전자에서 CRISPR/Cas9 system을 적용할 최종 Target sequence는 12종을 산출하였다. 각 Target sequence를 인식할 수 있는 12종의 sgRNA를 합성한 후 후속 연구에 사용할 12종의 Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complex를 제작하였다. 본 연구에서는 차세대염기서열 분석법으로 정자-난자 인식 단백질을 암호화하는 유전자를 탐색하였고, CRISPR/Cas9 system으로 유전자를 편집하여 번식행동은 하지만 수정란을 형성하지 못하는 생식세포를 생산하는 불임개체를 유도하기 위한 조성물 개발 과정을 확립하였다. 그리고 배스와 동일한 수계에 있는 고유 생물종의 서식에는 영향을 미치지 않는 생태교란종 관리 방안으로서의 유용성을 검증하기 위한 후속 연구의 귀중한 기초 자료를 확보하는데 기여했다고 판단된다.

호박꽃과실파리(Zeugodacus scutellata)는 국내 자생종으로 국제적으로는 검역 대상 과실파리 중 하나로 분류되고 있다. 불임충방사기술 (sterile insect release technique (SIT))은 검역 대상 과실파리를 박멸하는 데 이용되어 왔다. 본 연구는 호박꽃과실파리를 대상으로 불임충 제조 기술을 개발하여 SIT 기술로 이 해충에 대한 방제 가능성을 분석하였다. 이에 앞서 먼저 형광현미경 기술로 호박꽃과실파리의 생식관련 기관을 관찰하였다. 다영양실형 난소소관을 갖는 1 쌍의 난소는 약 100 개의 난포를 발달시키며, 각 난포는 난모세포와 영양세포를 지니며 난포세포가 둘러싸는 구조를 지닌다. 난소 발육은 우화 후 10 일이 지나 발육을 시작하고 우화 후 20 일이 되면 난각을 가지고 있는 난모세포를 발달시켰다. 수컷의 경우 성숙된 정소가 우화 직후에 관찰되었으며 수정관에는 운동성이 있는 정자로 채워져 있었다. 불임 수컷을 제조하기 위해 다양한 선량(0~1,000 Gy)의 전자빔을 3~5 일 경과된 번데기에 조사하였다. 200 Gy 세기 전자빔으로 번데기에 조사하면 무처리와 차이 없이 성충으로 발육하였고 이후 정상 암컷과 교미행동을 보였다. 비록 이들 처리 수컷의 교미는 무처리 수컷과 비교하여 큰 차이 없는 산란력을 보였지만 산란된 알들은 부화하지 못했다. 다음으로 200 Gy 조사로 형성된 불임 수컷을 정상 암컷과 수컷이 함께 있는 장소에 방사하였다. 이때 불임충 수컷은 정상 수컷에 비해 9 배 많은 수로 방사하였다. 이러한 불임충 처리는 차세대 부화율을 현격하게 감소시켰다. 이상의 결과는 200 Gy 세기의 전자빔 으로 호박꽃과실파리의 불임충을 제조할 수 있고, 이렇게 형성된 불임충은 SIT 방제에 적용할 수 있다는 것을 제시하고 있다.

김치가 세계 5대 건강식품으로 선정되어 세계인의 주목을 받게 되면서 갓의 수요도 점점 증가하고 있어 다양한 갓품종의 육성이 절실히 요구되는 실정이다. 그러나 아직 품종보급 체계가 미흡하여 자가 채종에 의한 자식약세현상, 순도저하, 상품의 불균일 등의 문제점이 발생하고 있다. 본 실험에서는 갓의 F1 품종 육성체제를 갖추기 위하여 유전자원으로 수집한 갓의 순계분리와 자식계통의 육성, 웅성불 임인자의 도입을 통하여 고품질의 갓을 육성하기 위하여 각 조합을 공시하여 조합능력을 검정하고(인도자사이×고흥담양)조합과 (분리 MS 유기계-MS910×일본 적자색갓 8×강화갓 9) 분리계 조합이 우수하다고 판단되어 양친으로 선발하였다. PCR(Polymerase Chain Reaction)과 염기서열 분석을 통해 CMS type을 확인해 본 결과, MS계통 MSLS와 MSLC는 갓에서 보고된 orf263, orf220 및 orf288 CMS 유전자를 미토콘드리아 DNA에 포함하고 있는 것으로 나타났다. 최종적으로 생산력검정 및 농가 실증시험을 실시하였다.

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.

이온화에너지(Ionizing irradiation)는 검역대상 병해충의 소독에 있어 각광받고 있는 비화학적 소독기술 중 하나이다. 현재 선진국에서는 감마선, X-선, 전자빔 등을 이용하여 화훼류, 과일, 채소, 저장 곡물의 살충작용 뿐만 아니라 식품과 의료품의 살균, 종자발아 억제 등에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이온화에너지에 의한 곤충의 발육과 생식에 미치는 영향을 조사하였고 어떤 기작을 통해 불임을 유발하는지 관련 메커니즘을 규명고자 하였다. 그 결과, 이온화에너지에 의해 성충 수명에는 영향이 없었고 부화율, 우화율, 용화율, 그리고 F1세대의 발육 및 생식에는 조사선량이 증가할수록 무처리 대조군에 비해 비정상적인 발육과 불임현상을 보였다. 불임 메커니즘 규명을 위해 먼저 난황단백질의 발현에 초점을 맞추어 연구하였고 또한 날개 형태기형에 관여하는 유전자 발현정도를 조사하였다. 또한 약제 저항성을 지닌 해충에 이온화에너지가 미치는 영향도 조사하였다.

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.

칠성초에 역병 저항성을 도입한 칠복1호에 베트남 도입 풋마름병 저항성 계통을 교배하여 육성한 및 에서부터 및 까지 역병-풋마름병 복합 저항성 선발을 2009년도와 2010년도에 걸쳐 수행하였다. 매 세대 역병을 접종하여 저항성을 평가하여 선발하고 선발개체에 풋마름병을 접종하여 감염되는 개체는 도태하였다. 역병에 대한 저항성은 선발과 함께 현저히 향상되었으며, 선발계통들은 역병 저항성으로 판매되고 있는 교배종 '무한질주'와 비슷한 수준의 저항성을 나타내었다. 선발개체를 칠복CMS-A라인에 교배를 하여 의 임성을 보고 화분친의 CMS-Rf유전자형을 검정하였다. 대부분Nrfrf로 고정되고, 칠복 KC995, 칠복 KC1009 조합의 일부 개체가 이형(heterozygote) 상태인 것으로 확인되었다.

역병(Phytophthora capsici)과 세균성점무늬병(Xanthomonas euvesicatoria)에 복합저항성인 핵유전형 웅성불임계(Genic male sterile line, GMS)를 육성하기 위하여 역병 저항성 핵유전형 웅성불임계에 역병-세균성점무늬병 복합저항성 계통을 교배하여 작성한 조합의 와 세대에 대하여 두 가지 병에 대한 저항성 선발을 실시하였다. 역병 저항성은 잘 알려져 있는 KC294(CM334)와 KC263(AC2258)에서 도입하고, 세균성점무늬병 저항성은 KC47(PI24467)에서 도입되었다. 역병에 고도의 저항성을 지닌 GMS 계통이 얻어졌으며, 이들은 세균성점무늬병에도 양적으로 저항성을 나타낼 것으로 기대된다.

본 연구는 초임전 임신항원인자로 정소상체제거 및 정관절제 수퇘지를 종부하거나 무정자 정액을 사용하였을 때 미경산돈의 번식향상 효과를 조사하기 위하여 수행하였다. 임신항원인자의 주입에 따른 번식성적을 조사하기 위하여 7∼8개월령의 교잡종 미경산돈을 160두 공시하였다. 시험돈은 4개의 시험군으로 나누었으며, 처리는 A처리구는 정소상체제거 교배, B처리구는 무정자 정액, C 처리구는 정관절제 교배, D처리구는 무처리하여 각구당 40두를 배 치 하여 완전임의배치법으로 하였다. 미경산돈의 초임시 총산자수는 A, B, C 및 D 처리구가 각각 10.05, 10.44, 11.63 및 9.97두로 가장 많은 처리구는 정관절제교배구인 C처리구였다(P<0.05). 비경산돈의 생존산자수는 총산자수와 유사하였다. 특히 C처리구는 10.70두로 9.12 및 9.11 두인 A군과 무처리보다 많았다(P<0.05). 반면 정관절제군과 무정자 처리구간에는 총산자수 및 생존산자수에서 차이가 없었다. 한편 미경돈의 혈중 progesterone 농도는 교배후 6일에서 C처리구가 다른 처리구보다 유의성 있게 높았다. 그러나 8일 이후에는 다른 처 리구보나 낮았다. 한편 혈중 cortisol농도는 처리간에 통계적인 유의성이 없었다. 이상의 시험결과를 볼 때 임신전 정관절제 수퇘지나 무정자정액을 항원으로 주입으로 미경산돈의 산자수 증가에 의한 번식효율을 증진을 확인할 수 있었다. 미경산돈의 산자수 증가를 위한 항원으로 정관절제 수퇘지나 무정자정액을 자궁에 주입하는 방법이 효과가 있다고 할 수 있다.

사료용(飼料用)수수의 품종개량(品種改良)을 목적(目的)으로 미국(美國)으로부터 도입(導入)한 22품종(品種)의 웅성불임계통(雄性不稔系統)과 58품종(品種)의 자식계통(自殖系統)을 1978년(年) pot 재배(栽培)하였고 80품종(品種)의 재래종(在來種)은 동년(同年) 포장(圃場)에 재배(栽培)하여 조사(調査)한 각(各) 품종(品種)들의 특성(特性)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 각군(各群) 모두 7월(月)22~26일(日) 사이에 출수

1. 침파리의 동계사육 결과 평균온도 에서 유충기간 7일, 용기간 9.2일, 전산란기간 14.2일, 성충수명 23.3일이었다. 2. 5월부터 7월까지 사육온도 로 고정시켰을 때의 생육기간은 유충기간 8.0일, 용기간 5.3일, 전산란기간 11.7일, 성충수명 30.1일 이었다. 3. 용 개체중량은 5월-7월의 에서 13.3mg으로서 현저한 증가를 볼 수 있었다. 4. 전산란 기간중의 성충사망율은 습도 조절(R. H.)에 따라서 큰 차이를 보여주었으며 누대사육을위해서는 의 R.H.를 유지할 필요가 있을 것으로 본다. 5. 성충의 산란율은 산란 시작후 제8-10일에 제일 높다.

1) 쇠파리의 누대 실내사육을 위한 온도는 약 가 좋으며, 이때 유충기간은 약 6.8일, 용기간은 5.3일, 산란전기간은 10.4일, 성충의 수명은 약 30일이었다. 2) 인공사육에 있어서 용화율은 우화율은 였으며 성비는 1 : 1이었다. 3) 용의 체중량은 약 14.5mg이었으며, Wheat bran medium 보다 Standard medium이 사육성적이 좋았다. 4) medium 125gr에 대한 난의 접종수는 약 310개가 가장 적합하였다. 5) rectangular cage를 사용할 경우, 성충의 resting place는 가 적합할 것으로 본다.