프루텔고치벌(Cotesia plutellae)은 내부기생봉으로 배추좀나방(Plutella xylostella) 의 어린 유충을 기생시켜 치사에 이르게 한다. 이 고치벌에 공생하는 폴리드나바이 러스인 C. plutellae bracovirus (CpBV)는 156개의 유전자를 갖고 피기생 기주의 생리를 교란하게 된다. 본 연구는 이 바이러스가 갖는 유전자들 가운데 cystatin에 대해서 유전자 염기서열 분석 및 발현 패턴과 생리적 기능을 탐구했다. CpBV는 3 개의 cystatin을 갖으며, 이를 각각 CpBV-CST1, CpBV-CST2, CpBV-CST3로 명 명하였다. 이들 ORF의 염기서열을 바탕으로 추정된 아미노산 서열은 다른 폴리드 나바이러스 cystatin과 높은 상동성을 보였다. 이들 유전자들의 발현을 분석한 결과 CpBV-CST1과 CpBV-CST3는 기생된 기주에서 발현되나, CpBV-CST2는 발현 되지 않아 pseudogene으로 판명되었다. CpBV-CST3는 피기생체에 특이적인 반 면, CpBV-CST1은 비기생 기주에서도 발현되었으며, 이 배추좀나방 유래 cystatin PCR 결과물(Px-CST1)을 염기서열 분석한 결과 CpBV-CST1의 ORF 서열과 100% 일치하였다. Px-CST1은 배추좀나방 전체 발육 기간 중에 발현되나, 조직적 으로 보면, 중장과 표피에서 주로 발현하였다. 반면에 피기생 기주에서 이 유전자 가 혈구 조직에서도 추가로 발현되는 현상을 나타났다. 이는 CpBV-CST1이 혈구 에 특이적으로 발현을 보이는 것으로 해석되었다. CpBV-CST3는 기생 전체 기간 발현되었고, 지방체, 혈구, 소화관 및 표피에서 발현되었다. CpBV-CST1을 진핵생 명체 발현벡터에 클로닝하여 transient expression을 유도한 결과 처리된 유충의 면 역이 크게 둔화되고, 발육이 지연되는 생리적 교란을 유발하였다. 본 연구 결과는 바이러스 유래 cystatin 유전자가 배추좀나방의 곤충생리인자로 작용한다는 것을 제시하고 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.

Reproductive incompatibility is an important factor to select a specific biological control agent for successful augmentation of the corresponding endogenous population. An endoparasitoid, Cotesia plutellae (Kurdjumov), is an effective control agent to diamondback moth, Plutella xylostella (L.) and has been known to be classified into two groups in terms of reproductive incompatibility. This study analyzed an Korean population of C. plutellae in terms of morphological characters and mitochondrial DNA marker, which did not match with either of two reproductive incompatibility groups. These results suggest that a Korean population of C. plutellae can be involved in a novel reproductive group. For any augmentation program of C. plutellae in Korea, reproductive incompatibility should be seriously considered to select a particular exotic population.

A solitary endoparasitoid, Cotesia plutellae, parasitizes diamondback moth, Plutellae xylostella. It bas been suggested that its antennae are a major sensory organ to search host and recognize host developmental and other physiological condition during parasitization. This research was performed to understand the parasitic behavior of C. plutellae by analyzing sensory types and their numbers on the antennae using scanning electron microscope. There was no significant difference in antennal length in both male and female C. plutellae, in which both sexes had 16 flagellomeres. Three different types of sensilla (trichoid, seta, and placodea sensilla) were located mostly on flagella and analyzed in their density on the different antennomeres. Trichoid sensillum was the major sensory type and showed about 87% density among all sensilla. Both trichoid and placodea types of sensilla exhibited even numbers on all flagellomeres with some decrease at terminal segments. In contrast, seta form of sensilla showed drastic increase in its density at distal part after 9th flagellomere. When distal half of flagellomeres were cut off, the C. plutellae could not parasitize host larvae. Even when only four distal flagellorneres were removed, the parasitism showed only 30%. These results indicate that C. plutellae antennae are required for parasitism and suggest that seta form of sensilla may play significant roles in recognizing host for parasitization.

Inhibitor <SUB>K</SUB>B (I<SUB>K</SUB>B)-like gene has been found ill the genome of Cotesia plutellae bracovirus (CpBV), which is the obligatory symbiont of an endoparsitoid wasp, C. plutellae. The open reading frame of CpBV-I<SUB>K</SUB>B was 417 bp and encoded 138 amino acids. Four ankyrin repeat domains were found in CpBV-I<SUB>K</SUB>B, which shared high homology with other known polydnavirus I<SUB>K</SUB>Bs. Considering a presumptive cellular I<SUB>K</SUB>B based on Drosophila Cactus, CpBV-I<SUB>K</SUB>B exhibited a truncated structure with deletion of signal-receiving domains, which suggested its irreversible inhibitory role in NF<SUB>K</SUB>B signal transduction pathway of the parasitized host in response to the wasp parasitization. CpBV-I<SUB>K</SUB>B was expressed only in the parasitized diamondback moth, Plutella xylostella. Its expression was estimated by quantitative RT-PCR during parasitization period, showing a constitutive expression pattern from the first day of parasitization. An indirect functional analysis of CpBV-I<SUB>K</SUB>B was conducted and suggested a hypothesis of host antivirus inhibition.

내부기생봉의 일종인 프루텔고치별(Cotesia plutellae)이 배추좀나방(Plutellae xylostella)을 대상으로 생물적 방제제로 이용되고 있다. 이 기생봉은 생식기관에 폴리드나바이러스를 공생시키고, 이 바이러스의 존재는 기생봉의 성공적 기생에 필수적이다. 본 연구는 암컷 프루텔고치벌 성장에 따라 플리드나바이러스의 복제시기를 결정하였으며, 또한 교미나 기주 요인에 따른 암컷의 생식 능력을 분석하였다. 기생봉은 발육조건에서 용화 2일째 겹눈과 날개와 같은 성충조직을 발달시키기 시작했으며, 5일째에는 촉각을 포함한 모든 성충조직이 발달되어 우화 직전 단계의 모습을 보였다. 프루텔고치벌 폴리드나바이러스에 대한 다클론성항체에 의한 면역블로팅 분석은 용화 4일째에서 바이러스 복제를 확인할 수 있었다. 바이러스 입자들은 용화 5일째 산란관 내부에서 투과전자현미경으로 관찰되었다. 우화후 난소소관의 길이는 변하지 않았지만, 독샘과 난소받침의 크기는 증가했다. 교미한 암컷은 에서 약 8일관 생존하였으며, 초기 4일동안 집중된( 이상) 산란을 보였다. 미교미 암컷은 교미한 암컷에 비해 낮은 산란을 보였으며, 이 미수정난은 모두 수컷으로 발육하였다. 프루텔고치벌은 배추좀나방과 미국흰불나방(Hyphantria cunea)모두를 기생시킬 수 있었다. 그러나 배추좀나방에서 더 빠르고, 높은 기생율을 보였다.

폴리드나바이러스는 일부 내부기생봉의 공생 바이러스로서 기생봉 기생과정중 피기생자의 면역억제와 발육지연에 중요한 역할을 담당한다. 프루텔고치벌(Cotesia plutellae)유래 브라코바이러스(CpBV)는 피기생자의 발육을 교란시키는 주요 원인자로서 작용하는 폴리드나바이러스의 일종이다. 본 연구는 이 CpBV가 비자연기주에게도 발육교란을 유발할 수 있는 지 조사하였다. 이를 위해 프루텔고치별에 의해 기생되지 않는 비기주인 파밤나방(Spodoptera exigua)을 이용하였다. 이용된 CpBV는 프루델고치벌 난소받침(calyx)추출물에서 얻었다. 이 추출물은 CpBV항체에 대해서 뚜렷한 항원-항체반응성으로 CpBV 보유가 입증되었다. 고치벌 암컷 한 마리 CpBV 추출물을 후기 4령의 파밤나방 혈강내로 주입시켰다. CpBV 주입된 파밤나방 유충은 유충기간이 연장되고, 체중증가 가 억제되며, 궁극적으로 변태가 억제되었다. 이러한 CpBV의 발육억제 효과는 이 바이러스의 항체를 함께 주입하여 줌으로 해소되었다. 여기서 항체 단독으로는 파방나방 유충 발육에 아무런 영향을 주지 않았다. 이 결과는 CpBV가 공생 기생봉의 비기주체에 대해서 발육교란 효과를 줄 수 있다는 것을 제시하고 있다.