작물 재비시에 가장 중요한 것은 병해충관리이다. 최근 기후변화로 인하여 병해충 발생이 증가하고 있을 뿐만 아니라 외래병해충이 유입되어 농작물 재배에 심각한 피해를 끼치고 있다. 그 중에서 다양한 식물바이러스가 창궐하여 농작물을 황폐화하고 있는데 이러한 바이러스들이 확산하는 중요한 방법으로서 곤충을 매개체로 이용한다. 본 연구에서는 퇴근 토마토농가에 심각한 피해를 끼친 토마토황화잎말림바이러스(Tomato yellow leaf curl virus; TYLCV)를 옮기는 유일한 매개충인 담배가루이(Bemisia tabaci)를 대상으로 바이러스 매개작용을 연구하였다. 분자생물학적 방법인 PCR방법으로 담배가루이의 TYLCV보독 여부를 진단하였다. 그리고 바이러스 보독에 의한 담배가루이의 습식패턴 및 행동변화를 바이러스 보독충 및 비보독충간에 비교분석하였다. 담배가루이는 TYLCV에 보독이 됨으로서 날개짓, 다리 떨기 등 몸의 움직임이 3-4배 증가했으며 또한 구침을 식물조직에 찔러 습식하는 기간이 짧고 비행빈도가 증가했다. 즉, 바이러스 보독충은 비보독충에 비해 훨씬 활동이 증가했으며 이러한 현상은 매개충에 의하여 바이러스가 전파되는데 유리한 조건이라고 판단된다.

폴리드나바이러스(Polydnavirus)는 기생봉에 공생하는 곤충 DNA 바이러스로써 곤충의 면역억제와 발육지연 기능을 나타내는 유전자들을 포함하고 있다. 기존 폴리드나바이러스의 부분적인 유전체 정보 뿐만 아니라 최근 이 바이러스의 브라코바이러스(Bracovirus)에 속한 Cotesia vestalis bracovirus(CvBV)의 유전체가 완전 해독되고 기생봉에 대한 다양한 transcriptome 분석이 이루어짐으로써 유전체 정보들이 급격히 축적되어 곤충의 면역교란과 발육지연에 관련된 유전자의 기능 분석 연구가 가속화 되고 있다. 유전자 기능분석은 재조합단백질, 항체, RNAi 기법과 같은 단백질 및 유전자특성을 이용하여 충체에 직접 작용시켜 생리작용을 분석하거나 잠재적 기능을 지닌 유전자를 형질전환식물에 발현시켜 생물적 기능을 검정하는 방법으로 대별할 수 있다. 곤충의 면역과 발육억제에 관련된 곤충 바이러스 유전자군의 단백질 발현이나 곤충의 특정 유전자의 발현을 억제하는 double strand RNA를 발현 시키는 형질전환식물을 이용한 기능검정은 궁극적으로 해충저항성 작물개발에 필요한 핵심적인 자료를 제공한다. 지난 수 년 동안 폴리드나바이러스 유전자 정보를 이용한 기능분석 연구의 결과물들은 해충저항성 작물개발에 있어 곤충바이러스 유전체 정보가 유전자 자원으로써 활용될 가능성이 높음을 제시하고 있다. 이와같은 폴리드나바이러스 유전체 정보의 활용에 대한 최근 동향과 형질전환식물체의 제작에 대한 기본적인 접근방향을 제시하고자 한다.

우리나라와 일본(日本)에서 야생 또는 재배되고 있는 약용식물(藥用植物)의 바이러스병을 조사한 결과 33종의 식물이 자연상태에서 오이 모자이크 바이러스(CMV)에 감염되어 있음을 알았다. 이들 중에서 개맨드라미(Celosia argenteia)와 쇠비름(Portulaca oleracea)의 모자이크병(가칭(假稱)), 쥐방울덩굴(Aristolochia debilis)과 번행초(Tetragonia expansa)의 괴저(壞疽)모자이크병(가칭(假稱)), basella(Basella rubra)윤문병(輪紋病)(가칭(假稱)), 석결명(Cassia torosa)과 시호(Bupleurum falcatum), 당귀(Angelica acutiloba), 구릿대(A. keiskei), 회향(Foeniculum vulgare), peucedanum(Peucedanum japanicum)의 반문병(斑紋病)(가칭(假稱))등 11종의 바이러스병명(病名)을 새로히 명명(命名)하였다.

담배거세미나방 핵다각체병 바이러스(Spodoptera litura nuclear polyhedroses virus: SINPV) 미생물살충제로 개발하기 위하여 기주식물, 온도 보관조건 및 태양광선에 의한 병원성 및 안정성에 대하여 조사하였다. 콩잎에 살포한 SlNPV의 담배거세미나방 3령과 5령 유충에 대한 은 각각 와 였으며 에 대한 은 3령과 5령에 대하여 각각 7.3일파 8.9일이었다. SINPV는 에서 4시간, 에서 1 10분 처리하였을 때 활성이 저하되었으며 처리시간이 길어질수록 급격한 활성감소현상을 보였다. 또한 SINPV는 동결보관이 나 보관보다 안정적인 활성을 유지하였다. 콩잎표변에 살포한 SINPV는 콩잎표변에 살포한 경우 3일 후에 불활화하였으나 콩잎 이면살포에서는 10일간 활성이 지속되었다.

잎담배 4품종 (NC2326, NC95, NC744, Havana)과 2종의 식물 (Nicotiana repanda Wild., Physalis floridana Rydb.)을 이용하여 감자 또는 잎담배에서 분리된 10가지의 감자바이러스 Y (PVY) 계통 판별을 시도하였다. 10가지의 PVY 계통들을 이 식물들에 접종했을 때 괴저, 엽맥녹대 또는 mottling, 무병징등을 나타내면서 서로 다른 기주반응을 보여 쉽게 구분할 수 있었다. 조사된 계통들 중에 PVY-VN, PVY-N, PVY-NSNR, PVY-Chile 및 PVY-Argentina 등은 잎담배 품종 NC2326에서 괴저병징을 나타냈으며 이외 계통들은 엽맥녹대 또는 mottling 병징을 나타냈다. NC95에서는 PVY-MSMR에 의해 괴저병징을 이 외 계통들에 의해서는 엽맥녹대 또는 mottling 병징을 나타냈다. Havana에서는 PVY-NSNR, PVY-MSNR, PVY-VB 등에 의해 nettling 병징을, PVY-Chile 및 PVY-Argentina에 의해 괴저병징을 나타냈으나 이 외의 계통들에 의해서는 병징이 나타나지 않았다. NC744에서는 PVY-MSNR, PVY-MSMR에 의해 mottling 병징을, PVY-Chi 및 PVY-Argentina에 의해 괴저병징을 나타냈으며 이 외의 계통들에 의해서는 병징을 나타내지 않았다. N. repanda에서는 PVY-Argentina에 의해 괴저 반응을, PVY-VN 및 PVY-C에 의해서는 병징을 나타내지 않았으며 이 외의 계통들에 의해서는 mottling 병징을 나타냈다.

무에서 많이 발생하고 있는 turnip mosaic 대한 성질과 이의 충매전염에 대하여 몇가지를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 수집된 TuMV의 물리적성질은 기존성적과 일치하였고, 시무대근의 이병율이 가장 높았다. 2) TuMV의 매개곤충은 Myzus persicae, Lipaphis erysimi, Aphis gossypii, Aphis craccivora의 4종이었다. 3) TuMV의 진딧물에 의한 전염에서 가장 적당한 처리시간은 Myzus persicae는 1시간절식, 3분흡즙, 1분접종이었으며, Lipaphis erysimi는 2시간절식, 5분흡즙, 3분접종이었고, Aphis gossypii는 1시간절식 3분흡즙, 3분접종이었다. 4) 진딧물의 Probing 횟수는 2시간 절식시킨 진딧물과 절식시키지 않는 것에 큰 차이가 없었고, 절식시킨 진딧물의 전매체가 4분경과시부터 섭식하기 시작하였다. 5) 복숭아 혹 진딧물을 1-2분 간격으로 인위적으로 옮겨주었을 때, 2시간 절식시킨 진딧물의 Probing 휫수가 절식시키지 않은 것의 Probing횟수보다 훨씬 많았고, 2시간 절식시킨 진딧물이 주로 3분이내의 획득흡즙시간후 4분이내에 Virus를 매개하였다.

11종의 약리식물의 수용성 추출물에서 세포독성능과 TGEV와 PEDV에 대한 항바이러스 효능을 분석하였다. 이들 추출물은 바이러스의 숙주세포로 사용되는 ST세포와 Vero세포에 대해 다른 세포독성능을 나타내었는데, 오가피 추출물은 TGEV에 대한 숙주세포주인 ST 세포에 대해 75.81 %의 세포독성을 나타내었으며, 화살나무, 무화과나무, 까마종이, 마황, 창이자 추출물은 20-50% 사이의 세포독성을 나타내었다. 그러나 마황 추출물(35.66%) 이외의 10종의 추출물은 PEDV에 대한 숙주세포주인 Vero 세포에 대해 세포독성능을 나타내지 않았다. 세포독성이 낮은 식물추출물에서 초피나무, 구지뽕나무, 누리장나무, 고삼 추출물이 TGEV에 대하여 효과적인 항바이러스능을 나타내었으며, PEDV에 대하여는 초피나무, 조각자나무, 고삼, 까마종이, 마황 추출물에서 효과적인 항바이러스능을 나타내었다. 이중에서 고삼과 초피나무 추출물은 TGEV와 PEDV에 대해서 효과적인 항바이러스능을 나타내었다.