과거 약 50년간 국내에서는 화학농약 기반의 병해충 방제가 지속적으로 농업 생산량을 안정적으로 유지시켜 왔다. 그러나 무분별한 화학 농약 사용은 병해충의 약제저항성 발달을 유발하였으며, 이는 기존의 방제효과를 얻기 위해 고농도 살포가 불가피하였으며, 또한 막대한 개발 비용이 필요한 신규 작용점 살충제 개발로 고비용의 방제기술로 전락하게 되었다. 여기에 대부분의 살충제가 신경계에 작용하여 인축 및 비표적 생물계에 영향을 주어 광범위한 사용에 제한을 받게 되었다. 대체 방제기술로 천적과 미생물에 의존하는 생물농약은 방제효율에 서 대부분 화학약제의 수준을 따르지 못해 농민의 절대적 호응을 받지 못하였다. 이 가운데 새로운 패러다임의 생물농약으로 살포용 dsRNA 농약이 화학농약의 방제 효과와 버금가는 시험 농가 반응으로 2023년 12월에 미국 EPA 등록을 받게 되었다. 향후 살포용 dsRNA는 살충제는 물론이고 살균제 및 제초제에 이르기까지 작물보호제 시장 전체에 영향을 미치게 된다. 이에 국내에서도 dsRNA를 실험실 단계에서 산업계 적용 기술 개발 단계로 전환하여야 할 시점에 이르게 되었다.

토양해충의 포식성 천적인 뿌리이리응애[Stratiolaelapsscimitus(Wo mersley)]를 이중박스 시스템을 활용하여 대량생산할 수 있는 방법을 개발하였다. 사육상자는 외부(22L, 54×36×18 cm3)및 내부상자(6.5L, 31×22×11 cm3)로 구성된 플라스틱상자이다. 내부상자에는 뿌리이리응애의 은신처 역할을 하는 왕겨(4L)를 담았다. 외부상자에는 물을 1L 채우고 그 위에 내부상자를 넣고 외부상자 덮개를 덮었다. 이 시스템은 포식성응애의 탈출을 막고 은신처의 습도를 유지할 수 있다. 천적의 먹이원으로서 긴털가루응애[Tyrophagusputrescentiae(Sch rank)]를 쌀겨에 사육하였으며, 뿌리이리응애와 마찬가지로 2중상자에서 증식시켰다. 천적응애상자에 주 1회 먹이응애를 제공하면서 25±1℃, 상대습도 60±10% 조건에서 사육하였다. 뿌리이리응애의 밀도는 4주에 3배로 증가하였으며 최종적으로 약 12만마리/상자(4L)였다. 이 방법은 간단한 뿌리이리응애 대량사육기술로서 토양해충의 생물적 방제에 큰 도움이 될 것으로 판단한다.

OECD, FAO 등 국제기구의 농업전망 보고에 따르면 2050년 세계인구는 약 96억명에 이를 것이며 그에 따른 식품 수요가 약 60%이상 증가될 것으로 전망하고 있다. 그러나 지구온난화,에 따른 농업생산성의 불안정성, 농지의 개발에 의한 경작지 감소와 지역별 농산물 수요 공급의 불균형에 따른 가격 불안정 문제, 기아인구의 증가, 식품소비패턴의 변화 등으로 미래의 안정적인 식품 공급을 위해서는 농업분야에 있어 혁신적인 신기술 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 농업 생산성에 있어서 생물농약을 포함한 작물 보호제 사용에 따른 병해충 및 잡초 방제기술은 기본적으로 세계 주요 작물에 대한 수확량의 손실예방 효과가 무농약 재배에 비해 약 28% 이상인 것으로 보고되고 있어 비록 사용자 안전성과 환경부하에 대한 부정적인 우려에도 불구하고 인구 증가에 따라 급증하게 될 식량 수요 문제 해결에 없어서는 안 될 중요한 농업생산 필수자재이다. 그러나 작물보호제의 대부분을 차지하고 있는 유기합성 농약의 개발에는 단일 성분 기준으로 평균 약10여년의 오랜 시간과 약 2,600억원에 달하는 막대한 비용이 소요되고 있는 실정이며 최종적으로 개발된 신 물질의 제품화 성공률도 약 200,000분의1로서 점점 낮아짐으로써 글로벌 대형 농화학 회사들은 이미 종자 및 유전자변형 식물 등 생명공학 기술을 이용한 혁신적인 새로운 사업모델을 창출하고자 많은 노력을 기울여 오고 있다. 최근에는 매우 낮은 개발비용으로도 환경 안전성이 탁월하면서 유기합성농약에 버금가는 병해충 방제효과를 보이는 생물농약 개발에 대한 관심과 투자가 증가 추세에 있으며 특히 현재 세계 작물보호제 시장점유에 있어 상위에 있는 신젠타, 바이엘, 몬산토 등의 대형 회사들은 최근 3, 4년 동안 세계 주요 생물농약 회사들과 전략적, 기술적 공동개발 제휴를 맺거나 혹은 공격적인 인수-합병의 방식으로 생물농약 시장 진출과 점유율 확장 경쟁에 참여하고 있어 지난 5년간의 시장 성장율이 약 16%로써 비록 전체 작물보호제 시장에서 그 점유율이 아직 4%에 불과하나 유기합성 농약시장의 성장율 5.7%에 비해 매우 가파른 성장세를 보이고 있다. 또한 제품 등록 절차의 단순함으로 인해 제품개발에 따른 특허건수도 매년 매우 빠른 증가추세에 있는 것으로 보고되고 있다. 이러한 가파른 성장의 요인에는 유기합성농약과는 달리 농약잔류독성 면제품목으로 분류됨으로써 안전한 농산물에 대한 소비자의 근본적인 요구에 부합되면서 또한 효율적인 저항성 관리에 따른 긴 제품수명, 그리고 제품 등록에 있어 저렴한 비용과 신속성, 기존 유기합성 농약과 기술적으로 잘 조화된 작물보호 체계의 개발이 주요 동인으로 요약되며 그러한 다양한 장점을 극대화 하면서 대형 농화학 회사가 가진 오랜 연구개발 노하우와 우수한 연구인력, 막강한 마케팅 자원과 영업 네트웍의 활용에 따른 상승효과 등이 향후 생물 농약 시장의 점진적인 성장 가능성을 긍정적으로 전망할 수 있게 하고 있다.

국내 배추좀나방(Plutella xylostella) 집단은 피레스로이드 농약에 대해서 저항성을 보이며, 이는 이 살충제의 작용점인 소듐이온채널 유전자의 돌연변이에 기인된다. 더욱이 배추좀나방은 대부분 상용화된 살충제에 대해서 저항성을 발달시킬 수 있다. 본 연구는 배추좀나방을 효과적으로 방제하기 위해 내부기생성 천적인 프루텔고치벌(Cotesia plutellae)과 미생물농약인 Bacillus thuringiensis의 혼합처리 기술을 개발하기 위해 수행되었다. 프루텔고치벌이 감수성과 저항성 배추좀나방에 대한 기생 선호성에 차등이 있는 지 조사하기 위해 다섯 개 서로 다른 집단에 대해서 살충제 감수성과 프루텔고치벌 기생성 차이를 비교하였다. 이들 배추좀나방 집단들은 피레스로이드, 유기인계, 네오니코틴계 및 곤충성장조절제를 포함하는 세 종류의 상용 살충제에 대한 약제 감수성에서 뚜렷한 차이를 보였다. 그러나 이들 집단들은 프루텔고치벌에 의한 기생률에서는 차이를 보이지 않았다. 더욱이 기생된 배추좀나방은 B. thuringiensis에 대해서 감수성이 증가되었다. 프루텔고치벌이 갖는 면역억제인자 가운데 바이러스 유래 ankyrin 유전자(vankyrin)를 비기생된 배추좀나방에 발현시켰다. Vankyrin의 발현은 배추좀나방 3령충의 B. thuringiensis에 대한 감수성을 현격하게 증가시켰다. 즉, 프루텔고치벌에 의해 야기된 면역저하가 B. thuringiensis의 살충력을 증가시켰다. 이러한 결과들은 프루텔고치벌과 미생물농약인 B. thuringiensis의 혼합처리가 살충제 저항성 배추좀나방을 효과적으로 방제할 수 있다고 제시하고 있다.

Bacillus thuringiensis (Bt) is a bacterial biopesticide against insect pests, mainly lepidopterans. Spodoptera exigua and Plutella xylostella exhibit significant decreases in Bt susceptibility in late larval instars. To enhance Bt pathogenicity, we used a mixture treatment of Bt and other bacterial metabolites which possessed significant immunosuppressive activities. Mixtures of Bt with culture broths of Xenorhabdus nematophila (Xn) or Photorhabdus temperata ssp. temperata (Ptt) significantly enhanced the Bt pathogenicity against late larval instars. Different ratios of Bt to bacterial culture broth had significant pathogenicities against last instar P. xylostella and S. exigua. Five compounds identified from the bacterial culture broth also enhanced Bt pathogenicity. After determining the optimal ratios, the mixture was applied to cabbage infested by late ins tar P. xylostella or S. exigua in greenhouse conditions. A mixture of Bt and Xn culture broth killed 100% of both insect pests when it was sprayed twice, while Bt alone killed less than 80% or 60% of P. xylostella and S. exigua, respectively. Other Bt mixtures, including Ptt culture broth or bacterial metabolites, also significantly increased pathogenicity in the semi-field assays. These results demonstrated that the Bt mixtures collectively names 'Bt-Plus' can be developed into potent biopesticides to increase the efficacy of Bt.

Two groups of entomopathogenic bacteria, Xenorhabdus and Photorhabdus, are known to suppress insect immune responses by inhibiting eicosanoid biosynthesis. This study used these bacterial culture broths to develop novel biochemical insecticides against the diamondback moth, Plutella xylostella. Though the bacterial culture broths alone showed little insecticidal activity, they significantly enhanced pathogenicity of Bacillus thuringiensis against the fourth instar larvae of P. xylostella. Sterilization of the bacterial culture broth by autoclaving or 0.2 ㎛ membrane filtering did not influence the synergistic effect on the pathogenicity of B. thuringiensis. Three metablites identified in the culture broth of X. nematophila also showed similar synergistic effects. In field test, both entomopathogenic bacterial culture broth also enhanced the control efficacy of B. thuringiensis against P. xylostella.

알로에 껍질과 육질 추출물이 Collectrichum gloeosporioides, Fusarium oxysporum, and F. solani 의 세 가지 식물병원균에 대한 알로에 추출물의 용매 및 농도별 항균활성을 분석하였다. 용매의 종류에 따른 알로에 추출물의 항진균 활성은 C. gloeosporioides, F. solani에 대하여 물>메탄올>에탄올의 순서로 항균활성이 높았다. 알로에 껍질과 육질추출물의 항균활성에 있어서 F. oxysporum은 껍질 추출물에서, C. gloeosporioides와 F. sloani는 육질 추출물이 활성이 높아 껍질 보다는 육질에서 우수한 항균활성을 보였다. 알로에 육질의 물 추출물 농도에 따른 항균활성은 F. oxysporum는 100㎕/ℓ의 농도에서는 항균활성이 나타나지 않았으나 100,000㎕/ℓ의 농도에서 9.5%의 항균율을 보인 반면, C. gloeosporioides 100㎕/ℓ의 농도에서 활성반응을 시작하여 100,00㎕/ℓ의 농도에서 최고 29.3%의 항균율을 나타내었다. F. oxysporum에 대한 알로에 육질 추출물 엽면살포 처리의 방제효과는 육질 추출물 농도가 증가할수록 방제효과가 증가하는 경향이었으며, 10g/ℓ 농도 엽면살포 처리는 대조구에 비하여 62%의 방제효과를 나타내어 추출물의 농도가 증가함에 따라 In vivo에서도 F. oxysporum에 대한 항균활성이 강하게 나타내어 예방차원에서의 알로에 육질 추출물 엽면살포 처리는 F. oxysporum에 의한 시들음병 방제에 효과적인 수단이 될 수 있다고 사료된다.

The present study was performed to investigate the bioconcentration of BPMC, chlorothalonil, dichlorvos and methidathion. The BCFs(bioconcentration factors) and depuration rate constants for four pesticides in zebrafish(bracJxydanio rerio) were measured under semi-static conditions(OECD guideline 305-B) in a concentration of one-hundredth of the 96 hours LC_(50) of each pesticide at the equilibrium condition. The results obtained are summarized as follows : The BCFs of BPMC, chlorothalonil, dichlorvos and methidathion were 1.44±0.09, 2.223±0.063, 0.81±0.08 and 5.53±0.13, respectively. Depuration rate constants of BPMC, chlorothalonil, dichlorvos and methidathion were 0.028, 0.015, 0.220 and 0.152, respectively. The concentrations of BPMC, dichlorvos and methidathion in zebrafish reached an equilibrium in 3 days, and the equilibrium of chlorothalonil was reached after 14 days. Depuration rate of dichlorvos was the fastest followed by methidathion, BPMC and chlorothalonil. The lower BCF of BPMC was due to its relatively high K_(OW), slow K_(DEP), and low S_W and V_P, compared to chlorothalonil and methidathion. The BCF of chlorothalonil was much lower than that expected on the basis of high K_(OW) slow K_(DEP), low S_W and V_P. The reason is that the experimental concentration for chlorothalonil is 1/100 - 1/1000 lower than that of BPMC, dichlorvos and methidathion. The BCF of dichlorvos was lower than that of other pesticides due to its very rapid K_(DEP), very high V_P and S_W, and very low K_(OW). The BCF of methidathion was higher than that of other pesticides due to its very low V_P and S_W. Therefore, these data suggest that physicochemical properties of pesticides may be important in the bioconcentration.

To develop eco-friendly microbial inoculants, siderophore-producing bacteria were isolated and identified, and their production characteristics and plant growth-promoting abilities were investigated. A strain S21 was isolated from rhizosphere of Korean perilla (Perilla frutescens) and identified as Enterobacter amnigenus by phenotypic properties and 16S rRNA gene sequencing. The highest siderophore production was obtained in a medium containing 0.5% fructose, 0.1% urea, 0.5% K2HPO4 and 0.1% succinic acid. By using this improved medium, siderophore production increased by 2.5 times compared to that of basal medium. The strain S21 showed insoluble phosphate solubilizing, ammonification and antifungal activities, and also produced hydrolytic enzymes (protease and lipase), indoleacetic acid and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase. Our data suggest that E. amnigenus S21 is a potential candidate that can be used as eco-friendly biocontrol agent and biofertilizer.

본 연구는 표면 세척 시스템을 이용하여 유자의 미생물과 잔류농약 제거 효과를 살펴보았다. 선행 연구로 오징어 먹물을 제거 효과를 보기 위해 스프레이 회전 속도 0.11, 0.42, 0.73 m/s, 수압 0.6, 0.9, 1.2 MPa과 컨베이어 속도 0.046, 0.092, 0.138 m/s 으로 세척 조건을 달리하였다. 오징어 먹물 제거 실험 결과 먹물 제거 효율은 컨베이어 속도와 분사 노즐 회전수와는 높은 상관관계를 나타내었으며 수압의 조건