애멸구는 직접적인 흡즙과 식물병원성 바이러스 매개로 쌀 생산량 감소에 영향을 주는 주요 해충이다. 국내와 중국 집단의 유전자 구조를 미토콘드리아 마커를 기반으로 비교하였다. 국내 집단은 33개의 유전형으로 구성되어 있었고, 이 중에서 16개는 새롭게 밝혀졌다. 유전형과 뉴클로타이드의 변이는 각각 0.791-0.909와 0.0018-0.0029였으며, 지역 집단 간의 유전자 거리는 매우 낮았다(FST = -0.030~0.089). 국가 간 유전적 변이는 약 3.6%였으며, 덴드로그램 상에서는 3개의 그룹으로 구분이 되었다 (FCT = 0.201, P < 0.0001). 국내 집단은 7개 중국 집단과 그룹을 이루었는데, 해당 지역은 기존 문헌을 통해 밝혀진 비래 근원 지역을 포함하여 중국 내 이동 집단이 분포하는 지역인 것으로 밝혀졌다. 분자 생태학을 기반으로 한 집단 구조 연구는 비래 근원 추적 연구와 국내 집단에 미치는 영향을 이해하는데 중요한 정보를 제공해 줄 것이다.

월동·비래 애멸구를 대상으로 5종류의 약제 Imidacloprid, Deltamethrin, Chlorpyrifos, Carbosulfan, Etofenprox 대한 저항성의 차이를 조사하였다. 월동 애멸구는 2014년 3월에 전북 부안 지역에서 채집한 애멸구를 증식하여 시험하였으며, 비래 애멸구는 2014년 5월 말경에 전북 부안 지역에 비래한 애멸구를 채집하여 증식하여 시험하였다. 월동 애멸구를 대상으로 접종 24H 후 약제별 사충률을 조사한 결과 Imidacloprid, Deltamethrin, Chlorpyrifos, Carbosulfan, Etofenprox가 각각 42%, 52%, 50%, 90%, 89%의 사충률을 나타냈으며, Carbosulfan의 사충률이 90%로 가장 높았다. 비래 애멸구를 대상으로 접종 24H 후 약제별 사충률을 조사한 결과 Imidacloprid, Deltamethrin, Chlorpyrifos, Carbosulfan, Etofenprox가 각각 11%, 5%, 3%, 46%, 67%의 사충률을 보였으며, Etofenprox의 사충률이 67%로 가장 높았다. 모든 약제에서 비래 애멸구가 월동 애멸구에 비해 사충률이 낮게 나타났으며, 특히 Imidacloprid, Deltamethrin, Chlorpyrifos가 Carbosulfan, Etofenprox에 비해 사충률이 더 낮은 것으로 나타났다. 이러한 저항성의 차이는 국내와 중국에서 사용하는 애멸구 방제제의 차이에서 기인하는 것으로 생각되며, 보다 체계적으로 원인을 구명할 필요가 있다고 사료된다.

최근 WMO는 온실가스 배출량 시나리오(SRES)를 대신하여 대표농도경로(RCP)를 바탕으로 새로운 기후변화 시나리오를 생산하였으며 기상연구소는 RCP 시나리오를 바탕으로 한반도의 새로운 기후변화 시나리오를 생산하였다. 본 연구에서는 과거 관측값을 바탕으로 평년(1981-2010)의 애멸구의 우화시기와 세대수를 추정하였으며, RCP 8.5 시나리오를 바탕으로 2020년대(2015-2024), 2050년대(2045-2054)와 2090년대(2085-2094) 애멸구의 우화시기와 세대수를 예측하였다. 평년 애멸구 월동 1세대수의 우화일인 176.0±0.97일과 비교하여 2050년대에서는 13.2±0.18일(162.8±0.91일), 2090년대에는 32.1±0.61일(143.9±1.08일) 앞당겨질 것을 예측되었다. 그리고 애멸구의 연간 세대수는 2050년대에서는 현재보다 2.0±0.02세대, 2090년대에는 5.2±0.06세대 증가할 것으로 예측되었다.

애멸구는 국내에서 월동을 하는 토착해충으로 벼줄무늬잎마름병(Rice stripe virus, RSV)을 매개하는 중요한 벼 해충이다. 이 해충은 근래에는 중국에서 국내 서 해안 지역에 대량 비래하기도 하여 문제가 더 커지고 있다. 본 연구에서는 서해안 지 역인 태안, 부안, 신안에서 2013년 4월 중순 경 채집한 월동 애멸구의 microsatellite 단편분석을 통해 지역 간의 유전적 다양성을 비교하였다. 애멸구의 종 특이적 microsatellite marker는 기 개발된 9개의 marker(Sun et al., 2012)를 사용하였다. 분석에서 태안 28개체, 부안 33개체, 신안 35개체가 이용되었다. 세 지역에서 나타 난 평균 allele의 수는 4~16.667의 범위를 보였고, 평균 HO 0.168~0.655였으며, HE 0.493~0.897로 나타났다. 지역별 유전적 다양성의 경우, HE는 태안 0.717, 부안 0.808, 신안 0.774 이며, HO는 태안 0.391, 부안 0.455, 신안 0.344이었다. 세 지역 간 유전적 구조는, F 값이 0.0261~0.067로 이들 세 지역 개체군간 유전적 구조의 차 이는 없었다. 본 연구를 통해 기 개발된 애멸구 microsatellite marker가 국내 애멸구 개체군들의 유전적 구조 분석에 적용될 수 있음을 확인하였으며, 추후 아시아 지역 의 애멸구 개체군들과 국내 지역 개체군들 간의 유전적 유연관계 분석을 통해 이들 의 비래경로 및 국내 개체군들의 유전적 특성을 밝힐 수 있을 것으로 생각된다.

애멸구(Laodelphax striatellus Fallén)는 벼멸구(Nilaparvata lugens Stål), 흰등멸구(Sogatella furcifera Horváth)와 달리 국내에서 월동이 가능하다. 애멸구는 국내에서 주로 4-5령의 약충태로 월동을 하며, 월동을 한 애멸구 약충은 제방이나 논둑, 농경지 인근 풀숲의 화본과 잡초에서 성충으로 성장한 후 산란을 한다. 알에서 부화한 약충이 5-6월경 성충으로 우화한 후 본답으로 이동하여 일부 RSV 보독 애멸구가 줄무늬잎마름병을 매개하여 본답초기 분얼기 직전의 벼에 큰 피해준다. 최근들어 지구온난화에 따라 변온생물인 곤충류의 경우 최초 발생일이 앞당겨진 예가 빈번하게 보고되고 있다. 우리나라에서는 2000년대 이후 RSV 매개로 인해 벼의 가장 중요한 해충으로 대두되고 있는 애멸구의 경우, 국립농업과학원 작물보호과에 소장하고 있는 1967년도부터 2005년까지 약 40년간의 전국유아등 예찰 자료를 분석한 결과 지역적으로 영호남지역의 경우 7~9일, 충청도 지역의 경우 5~6일, 강원북부 및 경기북부지역은 약 3~4일 정도 월동 1세대 성충의 이동시기가 빨라진 것으로 나타났다. 유아등 자료를 분석하기 위해 실내 온도발육 실험을 통하여 애멸구의 발육에 필요한 유효적산온도를 구하였으며, 기상청으로부터 지역별 기온자료를 다운받아 월동 1세대 애멸구가 성충으로 우화하기 위해 필요한 유효적산온도를 누적하여 월동 1세대 성충의 예측 우화일을 시뮬레이션한 결과 실제 유아등에 잡힌 성충의 최고 채집일과 매우 유사하였으며, 장기간에 걸친 연도별 1세대 성충의 유아등 트랩에 잡힌 성충의 이동시기를 Julian day로 표시하여 회귀분석한 결과 우리나라에서 월동하는 애멸구의 경우 크게 3가지 형태의 생태형이 존재하는 것으로 파악되었다.

 ,  , The developmental period of Laodelphax striatellus Fallen, a vector of rice stripe virus (RSV), was investigated at ten constant temperatures from 12.5 to 35±1℃ at 30 to 40% RH, and a photoperiod of 14:10 (L:D) h. Eggs developed successfully at each temperature tested and their developmental time decreased as temperature increased. Egg development was fasted at 35℃(5.8 days), and slowest at 12.5℃ (44.5 days). Nymphs could not develop to the adult stage at 32.5 or 35℃. The mean total developmental time of nymphal stages at 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5 and 30℃ were 132.7, 55.9, 37.7, 26.9, 20.2, 15.8, 14.9 and 17.4 days, respectively. One linear model and four nonlinear models (Briere 1, Lactin 2, Logan 6 and Poikilotherm rate) were used to determine the response of developmental rate to temperature. The lower threshold temperatures of egg and total nymphal stage of L. striatellus were 10.2℃ and 10.7℃, respectively. The thermal constants (degree-days) for eggs and nymphs were 122.0 and 238.1DD, respectively. Among the four nonlinear models, the Poikilotherm rate model had the best fit for all developmental stages (r<, SUP>, 2<, /SUP>, =0.98∼0.99). The distribution of completion of each development stage was well described by the two-parameter Weibull function (r<, SUP>, 2<, /SUP>, =0.84∼0.94). The emergence rate of L. striatellus adults using DYMEX<, SUP>, ®<, /SUP>, was predicted under the assumption that the physiological age of over-wintered nymphs was 0.2 and that the Poikilotherm rate model was applied to describe temperature-dependent development. The result presented higher predictability than other conditions.

애멸구 (Laodelphax striatellus Fallen)는 벼의 줄무늬잎마름병 (RSV) 매개충으로 우리나라에서는 주로 3∼5령의 약충 형태로 논둑이나 휴반에서 월동한다. 애멸구에 의한 피해는 줄무늬잎마름병 매개로 인한 피해가 대부분이다. 줄무늬잎마름병 감소 대책 마련을 위한 중요한 연구 분야 중의 하나가 월동 애멸구 개체군의 연령 구성 및 증식에 관한 예측 분야로 본 연구는 수리적 모형과 상용 프로그램을 이용하여 보다 정확한 애멸구 개체군의 발육을 예측하기 위하여 시도 되었다. 문헌을 통해 확보한 1974, 1975년 수원 (현 등, 1977), 1978, 1979년 진주(김 등, 1979), 1991, 1992년 밀양 (배 등, 1995)에서 월동 애멸구의 시기별 발육 조사 결과를 DYMEX로 예측한 결과와 비교하였다. DYMEX® (Maywald et. al., 2007)는 호주 CSIRO에서 개발하여 상용화된 개체군 모델링 프로그램이다. 구축된 모델은 Lifecyle 모듈을 포함한 6개의 모듈로 구성되어 있으며, Lifecycle 모듈은 4개의 발육 단계로 구성하였다. 각 영기의 발육율 계산에 사용된 비선형 모형은 변형된 Sharpe 와 DeMichele 함수를 사용하였으며, 발육완료 함수는 2-parameter weibull 함수와 매개변수의 조합을 사용하였다. Daily Temperature cycle 모양은 composite (sine + sine) 설정을 사용하였다. 월동 애멸구 약충들의 생리적 연령을 0으로 가정하고 시뮬레이션 한 결과 성충이 출현하는 형태는 모든 지역, 년도에서 유사하였으나 50% 누적 우화일은 실측치보다 상당히 늦은 것으로 예측 되었다. 반면 월동 애멸구의 생리적 연령을 0.2로 가정 하였을 때 1975년 수원, 1992년 밀양 지역에서는 누적 우화 곡선의 모든 범위에서 높은 예측 정확성을 보였다.

본 연구는 월동 애멸구 성충의 본답으로의 정확한 이동시기를 예측하기 위하여, 실내에서의 온도발육실험 자료와 야외 온도자료를 이용하여 수행되었다. 실내에서의 온도별 발육시험 결과, 애멸구의 발육 최적온도는 25~27℃였으며, 알기간은 6.2~6.5일, 약충기간은 14.9~15.8일 이었다. 애멸구 월동성충의 최고채집일은 5월 1일(2006년), 4월 26일(2007년)이었으며, 1세대 성충은 6월 7일(2006년), 5월 28일(2007년)부터 채집되었다. 월동 애멸구는 일중 최고기온이 25℃가 되는 날 많이 채집되었으며, 애멸구 1세대 성충은 1m보다 50cm 높이에서 많은 양이 채집되었다. 월동 애멸구는 주로 논둑이나 포장 주위 둑과 호밀밭에 분포하며, 이후 5월 중에는 밀도가 급격히 낮아지며 약충이 조사되는 곳은 호밀밭 뿐이었다. 호밀밭에서 성충밀도가 높아지는 시기는 5월 하순 이후이며, 이들이 벼를 이앙한 곳으로 이동하였다. 1세대 성충의 밀도가 높아지는 것은 6월 상순경이었다. 유효적산온도를 이용하여 1세대 성충의 최초이동시기를 환산한 결과 2006년도에는 6월 5일로 실측치보다 2일정도 빨랐고, 2007년에는 6월 3일로 실측치보다 6일정도 늦어 실측치와 이론치의 차이가 있었으나, 이는 온도조건 이외에 풍향 및 습도 등 애멸구의 활동에 미치는 기후조건의 영향과도 관계가 있을 것으로 추정되며 유효적산을 이용한 애멸구의 최초 이동시기 추정은 애멸구의 발생 예찰 및 방제를 위하여 이용이 가능한 한 가지 요소가 될 수 있을 것으로 판단하였다.

애멸구(Laodelphax striatellus)의 내생미생물인 Wolbachia에 의해 발현되는 GroEL이 벼줄무늬잎마름병바이러스(Rice stripe virus, RSV)와 결합 반응함에 따라 GroEL 재조합단백질을 이용한 Immunocapture (IC) RT-PCR 검정법에 의해 RSV 이병벼 및 보독충을 진단하는 i-RSVTM Kit를 개발하였다. i-RSVTM Kit는, 반응 용기 표면에 코팅되어있는 GroEL이 시료 마쇄액에서 RSV를 선택적으로 결합하여 분리하는 isolation kit와 분리된 RSV를 95℃에서 10분간 처리하여 RSV의 유전자를 분리시키고 one step RT-PCR을 수행하는 detection kit로 구성되어있다. i-RSVTM Kit를 활용한 애멸구 RSV 보독충 발생예찰 기술을 확립하고자 기존의 ELISA 검정법과 상관 관계를 조사하였다. ELISA 검정법은 벼에서 3.1 ㎍ml-1, 애멸구 1마리ml-1이상의 검출 한계를 보였으나 i-RSVTM Kit를 이용한 IC-RT-PCR 검정법은 벼에서 0.2㎍ml-1, 애멸구 0.2마리ml-1의 검출 한계를 나타냈다. 각 지역에서 채집된 애멸구 월동충 7 개체군의 보독충률을 i-RSVTM Kit를 이용한 분자 검정과 ELISA 검정을 동시에 수행한 결과 i-RSVTM Kit 검정법이 ELISA에 비해 충태와 무관하게 높은 민감도를 나타내었으며 두 검정법간에 r2=0.89의 3차원 상관관계식이 도출되었다. 즉 i-RSVTM Kit 검정법으로 검정시 보독충률 10～70%일 때 ELISA는 9～30%로 보독충률 검정의 정확도에 있어서 i-RSVTM Kit 검정법이 우수한 결과를 나타냈다. 본 검정법을 이용하여 2007년 12월～2008년 3월에 전국 20 여 개 시군에서 채집된 애멸구 월동충의 보독충률을 검정한 결과 충남 서천, 태안, 충북 진천, 전북 부안, 익산에서 20% 이상의 높은 보독충률을 나타내었으며 이 중 서천, 태안, 부안 등은 충의 밀도가 10마리ml-1 이상 상대적으로 높아 RSV 대발생 위험이 높을 것으로 우려된다.

밀양에서 월동하는 애멸구 개체군의 월동생태에 관한 정확한 자료를 얻고자 본 연구를 수행하였다. 월동 애멸구의 영구성 비율은 12월상순에 4령충(약 60%)이 가장 많았으며, 다음은 3령충(약 30%), 5령충(약 6%), 2령충(약 3.4%), 성충 및 1령충 순서였다. 이러한 월동 애멸구의 영구성 비율과 순서는 채집시기에 따라 변화였으며, 그 결과 3월상순에는 5령충(47-50%)이 가장 많았고, 다음은 4령충(44-46%)이었으며, 4월상순에는 성충이 약 75-81%를 차지하였다. 월동 애멸구의 발육상황을 수치로 나타낸 평균령기는 월동기간동안 계속하여 증가하는 경향이었으며, 채집년도간 평균령기의 차이는 연도간 월동기간중의 온도차이에 따른 월동 애멸구 영구성 비율의 차이에 따른 결과였다. 애멸구의 체중도 월동기간동안 계속하여 증가하였다. 월동기간동안 애멸구으 채집밀도는 보리밭보다 휴반에서 월등하게 높았다. 월동기간동안 애멸구 약충기생봉에 의한 기생률은 평균 약 21%였다.