Gray leaf spot caused by Stemphylium spp., is a major disease of tomatoes, and it threatens its cultivation worldwide, especially in warm and humid areas. This study was conducted on 223 tomato germplasm conserved at the National Agrobiodiversity Center to select the resources resistant to the gray leaf spot pathogen strain previously isolated in Korea, using a bioassay and genotypic analysis of the resistance gene (Sm). Two weeks after inoculation with Stemphylium lycopersici, the disease index (rated on a scale of 0-4) of gray leaf spot was assessed in detached tomato leaves. The results showed that 22 resources were resistant, with a disease index of 0-1. Additionally, 65 genetic resources were found to be moderately resistant, with a disease index between 1.0 and 2.0. Subsequently, Hybridization Probe Melting (HPM) analysis of the 22 resistant genetic resources confirmed the genotype of the gray leaf spot resistance gene (Sm). Among them, 20 genetic resources showed a homozygous resistant genotype. The resources selected in this research may contribute to the breeding of new tomato varieties resistant to gray leaf spot and may serve as a basis for further genotypic analysis studies.

Leaf-spray in vitro bioassays appraise new aphicidal formulations for managing deleterious plant-feeding aphids. The formulation may utilize alternative and integrated strategies. However, leaf spraying even under controlled conditions may affect aphid reproduction and mortality. This study examines leaf spray applications for optimum and reproducible aphicidal results using tobacco leaves overlaid on cotton fabric or water agar surfaces. Infestation of the undersides of tobacco leaves with nymphs of green peach aphids was used in the assays. Spray distance and volume were optimized using water-sensitive paper to ascertain the best surface coverage. Overlays of the leaves on water agar caused less mortality and greater reproduction than the use of cotton fabric. The relative humidity of the insect-rearing chambers changed with the watering regime for the insect - rearing chambers with cotton fabric; 60% relative humidity was optimal. Relative humidity was not affected by the concentration of agar in the water agar chambers. Applications of the chemical aphicidal standard, Sulfoxaflor, under the optimized conditions exhibited similar times for lethality although the rate was faster with leaves on the cotton fabric than on water agar. These studies establish reproducible and sensitive techniques for assessing the lethality and effects on reproduction of potential aphicidal products.

진딧물 방제제 개발을 위해 In vitro 경엽살포 검정방법이 널리 사용되고 있다. 이러한 신소재 진딧물 방제 제형은 종합방제와 화학농약의 대안 으로 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만, 경엽살포 검정방법은 환경이 조절되는 실내에서도 진딧물의 증식과 살충에 영향을 받는다. 본 연구에서는 담배를 기주로 하여 솜과 한천방법을 이용하여 진딧물 방제제 검정을 위한 최적 경엽살포 확립하고자 하였다. 진딧물 검정 챔버에 솜과 한천을 넣은 후 담배 잎과 진딧물 3-4령 약충을 접종하였다. Water-sensitive paper를 이용하여 경엽살포 시에 가장 표면 피복이 높은 최적 경엽살포 거리와 살 포량을 확립하였다. 대조구로 물을 처리한 구에서 한천 방법이 솜 방법에 비해 살충율이 낮고, 증식율이 높았다. 솜 검정 방법에는 곤충 검정 챔버의 상대습도를 60% 이상 유지시켰을 때 가장 최적 조건이었지만, 한천 검정 방법에서는 한천의 농도에 상대습도 차이가 없었다. 최적화된 조건하에서 대조화학 농약, Sulfoxaflor, 경엽살포 시 솜 방법에서 살충율이 한천방법보다 빨랐지만, 최종 살충율은 통계적으로 유의하지 않았다. 본 연구는 살 진딧물 물질을 검정 시 재현성과 활용성이 가능한 최적화된 증식율과 살충율 검정 조건을 제시하였다.

천수만과 태안해역의 제한영양염을 평가하기 위해 장기자료 분석과 생물검정실험을 진행하였다. 우선 잠재적인 제한영양염을 평가하기 위해 국가수질측정망에서 제공되는 2004~2016년 동안의 장기 영양염 자료를 이용하였다. 장기자료의 DIN/DIP를 분석한 결과 대 부분 16이하로 N 제한이 우세하였지만 N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서는 하계와 추계에는 N 제한이 우세하였고, 동계와 춘계에는 해역에 따라 일부 Si 제한을 보이거나 또는 제한이 나타나지 않았다. 생물검정실험 시 채집된 현장수의 영양염 분석결과, DIN/DIP는 3월 과 5월에 모든 정점에서 P 제한을 나타냈고, 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서 3월과 5월은 P와 Si 제한을 보이거나 제한영양염이 나타나지 않은 정점이 존재하였으나 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. 실질적인 제한영양염을 평 가하기 위해 수행된 생물검정실험 결과 3월에는 특정 제한영양염이 나타나지 않았으나, 5월, 7월 10월에는 NH4 +와 NO3 -가 반응을 보임으 로서 이 시기에는 N이 식물플랑크톤 성장에 직접 관여하는 실질적인 제한영양염임을 확인하였다.

토마토반점위조바이러스 (TSWV)는 고추, 토마토 등 경제적으로 중요한 작물에 심각한 피해를 주는 바이러스들 중 한 종이다. TSWV의 넓은 기주범위, 매개충인 총채벌레 방제의 어려움 및 TSWV의 효과적인 치료제가 없기 때문에, 저항성 품종을 사용하는 것이 TSWV를 예방하는 가장 효과적인 수단이 될 수 있다. 본 연구에서는 토마토에서 분리된 TSWV 분리주 (SW-TO2)의 유전학적·생물학적 특성을 구명하고, 최근에 국내에서 분리된 구기자, 머위, 당귀 TSWV 분리주와 비교하였다. 순수분리된 SW-TO2는 28 종의 지표식물 중 토마토를 포함한 17종에서 원형반점, 모자이크 증상 등 전신감염 증상을 보였다. SW-TO2의 유전자 계통분석 결과 국내에서 분리된 고추, 구기자 TSWV 분 리주와 98~99%의 상동성을 보이며 같은 그룹에 속하였다. TSWV 저항성 평가를 위한 생물검정법을 확립하고, 시판되고 있는 고추와 토마토 품종을 대상으로 4종의 TSWV 분리주에 대한 저항성 평가를 검정하였다. TSWV 저항성 평가는 첫째, 접종엽에 괴사반점 증상이 나타나거나 병징이 없는 경우, 둘째, 상엽에 병징이 없는 경우, 셋째, 상엽을 RT-PCR 진단한 결과 음성이 나왔을 경우 등 3가지 조건이 다 충족될 때 저항성으로 평가하였다.

검거세미밤나방(Agrotis ipsilon)은 세계적으로 중요한 나비목 해충으로 유충이 토양 속에 서식하며 다양한 작물을 가해하기 때문에 생물검정에 어려움이 많다. 본 연구에서는 검거세미밤나방에 대한 간이생물검정법을 이용해 배추를 가해하는 검거세미밤나방의 시판 살충제에 대한 감수성을 검정하였다. 시험결과, 토양혼화처리제 6종, 토양관주처리제로 8종이 90% 이상의 살충활성을 보였다.

본 연구는 우리나라 고랭지 배추재배지에서 근래에 문제되고 있는 Heterodera속의 사탕무씨스트선충(H. schachtii)과 클로버씨스트선충 (H. trifolii)에 대한 살선충 물질(Burkholderia rinojensis, fluazaindolizine, fluopyram, fosthiazate, hydrogen peroxide, imicyafos)들의 알과 유충에 대한 약제 반응 차이를 알아보기 위하여 수행하였다. 실험 물질에 따른 부화율 비교 결과 부화율은 처리 약제별에 따라 차이를 보였는데 fluopyram, fosthiazate, imicyafos 처리에서는 두 선충 모두 99%의 매우 높은 부화억제 효과를 보였으며 선충간 약효차이는 hydrogen peroxide를 제외하고는 없었다. 부화유충에 대한 처리별 살선충 활성은 부화 억제효과 실험에서 높은 부화억제 효과를 보였던 fluazaindolizine 처리에서만 두 선충 모두에 대하여 30%미만의 낮은 살선충 효과를 보였고, 나머지 처리에서는 90%이상의 치사율을 보였다. 처리 24시간 후와 48시간 후 모든 실험물질에 대한 2령충들의 약제반응은 종간 차이를 보이지 않았다. 실내 실험에서 동일한 기주를 가해하는 두 씨스트선충들의 살선충제들에 대한 약제 반응이 동일하게 나타나 두 선충 혼생지에서 동시방제가 가능할 것으로 판단된다.

Spotted wing drosophila (SWD), Drosophila suzukii (Diptera: Drosophilidae), is an important quarantine insect pest on blueberry and strawberry exportation in Korea. Due to IPPC recommendations of replacement of methyl bromide (MB) and recent critical issue about its chronic inhalation toxicity to fumigator and related workers along with post-fumigation, alternatives to MB is urgently required. Thus, we evaluated efficacies of ethyl formate (EF) to SWD eggs using two different bioassay methods; using eggs oviposited on artificial diet and on blueberries naturally infested with SWD adults. In results, there was no differences between two bioassay methods in terms of LCT99 value of EF.

The objective of the study was to determine nutrition regime and limitation in the Boryeng Reservoir where there’s a water tunnel between Geum River and the reservoir. Evaluation was conducted through in situ algal bioassay experiments (in situ ABEs) using the cubitainer setting in the reservoirs. For in situ ABEs, we compared and analyzed variations in chlorophyll-a (CHL-a) and phosphorus concentrations in Boryeong Reservoir before and after the water tunnel construction. We then analyzed the nutrient effects on the reservoir. Analysis for nitrogen and phosphorus was done in the three locations of the reservoir and two locations of the ABEs. The in situ ABEs results showed that phosphorous and Nitrogen, the primary limiting nutrient regulating the algal biomass was not limited in the system. The treatments of phosphorus or simultaneous treatments of N+P showed greater algal growth than in the control of nitrate-treatments, indicating a phosphorus deficiency on the phytoplankton growth in the system. The water from the Geum River had 5 times higher total phosphorus (TP) than the water in the reservoir. Efficient management is required as pumping of the river water from Geum River may accelerate the eutrophication of the reservoir.

Frankliniella occidentalis is a notorious polyphagous crop pest causing tremendous economic loss. It damages flowers and leaves of host plants and also carries severe plant viruses. During last few decades, it has spread to all continents via transport of plant materials. Following extensive use of insecticides to control F. occidentalis, it has developed high level of resistance due to its short life cycle and high reproductive potential. In this study, RNA interference (RNAi)-based bioassay system was developed to find an alternative control measure for insecticide-resistant population of F. occidentalis. A variety of genes involved in various physiological mechanisms were selected for the test of dsRNA potency (tubulin, v-ATPase, amylase, aquaporin etc.). Each bioassay unit made by 3D printing has a leaf disc placed on 150 ㎕ of 50 ng/ul dsRNA solution and 20 thrips. The mortality was checked, and the dsRNA and leaf disc were replaced every 24 h for 72 h. Of the 20 genes tesetd, tubulin, v-ATPase, and aquaporin showed 31, 38, 38 and 45% of corrected mortality at 72 h post-treatment, respectively. This result suggests the potential of these genes as candidate lethal genes for RNAi-based F. occidentalis control system.

Frankliniella intonsa (Trybom) (Thysanoptera: Thripidae) is an important pest in protected culture. We assessed fourrepellents (carvacrol, cis-jasmone, methyl jasmonate, and methyl salicylate) of Frankliniella occidentalis (Pergande)(Thysanoptera: Thripidae) known from literatures to develop a behavioral management tactic against F. intonsa. We measuredthe repellency of F. intonsa that exposed to 100 times diluted repellents on leaf disc. Repellency was 2.60 times higherin methyl jasmonate followed by methyl salicylate (2.16 times), cis-jasmone (2.15 times) and carvacrol (2.08 times) comparedto control. These results suggest that methyl jasmonate can be incorporated as a component of integrated managementof F. intonsa.

솔수염하늘소는 소나무에 시들음 증상을 유발하여 괴사시키는 소나무재선충을 매개하는 대표적 매개충이다. 소나무재선충병 고사목 방제 살충처리 방법으로 훈증방법을 대체할 수 있는 그물망을 이용한 방제법이 도입되고 있다. 본 연구는 솔수염하늘소의 쏠기와 탈출 행동을 유발시 키는 조건을 구명하기 위하여 구속 공간 및 온도를 달리 처리하고 탈출여부를 조사하였다. 솔수염하늘소는 직경 30 mm 이하의 공간에 구속되었 을 때 장애물을 뚫고 탈출이 가능하였다. 온도 15°C에서는 탈출에 성공하지 못하였으며, 20~30°C 범위에서 탈출 성공률이 높았다. 먹이를 이용 한 솔수염하늘소의 유인은 탈출 성공률에 영향을 미치지 않았다. 좁은 공간에 구속되지 않는 경우는 갉는 부위가 집중되지 않아 탈출공을 형성하 지 못하였다. 구속된 공간에서 솔수염하늘소는 가운데와 뒷다리 부절을 이용해 좁은 공간에서 몸을 이동시키며 큰턱으로 정면에 있는 장애물을 집중적으로 갉아서 탈출공을 만들고 앞다리를 뻗어 몸을 지탱하면서 빠져나오는 행동을 보였다. 본 연구의 결과는 훈증 대체기술로 제시되고 있 는 구속 그물망의 성능을 평가하는데 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

Euiam and Paldang Reservoirs have often been facing water quality problems, such as eutrophication, algal blooms and off-flavors by treated wastewater effluent (TWE) in the North-Han and the Han River basins, but little is examined on the direct biological effect of TWE. This study tested algal growth potential (AGP) of four TWEs discharged into Euiam and Paldang Reservoirs to evaluate water fertility in September 2014 and March and September 2015. Test alga was used Anabaena circinalis isolated from Paldang Reservoir. Mean concentration of T-N and T-P in TWEs was 3,956.7 μg N L-1 and 50.8 μg P L-1, and the proportion of NO3-N and PO4-P to the total fraction was 72.1% and 40.8%, respectively. Both N and P were high in TWEs, but much higher N than P concentration indicates strong P-limitation. As a consequence, the maximum AGP was determined by PO4-P concentration (r=0.998, p<0.01). Mean AGP value was 15.4 mg dw L-1 among four effluents indicating its eutrophic condition. Due to the establishment of tertiary (advanced T-P) treatment method in the studied plants recently, P concentration was significantly decreased in TWEs compared to the years prior to 2012. However, P concentration seems to be still high enough to cause eutrophication and algal blooms. Therefore, wastewater treatment to P-free level needs to be considered if effluents are directly discharged into the drinking water resources.

표고버섯좀나방(Morophagoides moriutii)은 최근 버섯 에 심각한 피해를 주는 해충으로 유충이 골목이나 종균, 자실체를 직접 가해하여 생산량을 감소시키고 상품성을 저하 시킨다. 표고버섯좀나방의 환경 친화적 방제에 이용 할 수 있는 가능성을 알아보기 위하여 국내 토양에서 탐 색된 토착 곤충병원성 선충 Steinernema carpocapsae GSN1 계통의 접종 농도별 병원성, 침입수, 증식수를 표고 버섯좀나방의 령기에 따라 조사하였다. 선충의 표고버섯 좀나방에 대한 병원성은 접종농도가 높을수록 증가하였다. 표고버섯좀나방 2령충, 3령충에서 유충 한 마리당 선충 감염태 유충(3령충) 80마리 접종부터 100%의 높은 병원 성을 나타내었고, 표고버섯좀나방 4령충은 한 마리당 선 충 감염태 유충 40마리 접종부터 100%의 치사율을 나타 내었다. 선충의 표고버섯좀나방 유충 체내로의 침입수는 접종 농도와 령기가 높을수록 선충의 침입수도 증가 하였 다. 선충 감염태 유충 5마리 농도 처리에서는 2령충 1.3마 리, 3령충 1.7마리, 4령충 1.8마리 였으나, 160마리 농도 처리에서 2령충 12.3마리, 3령충 21.1마리, 4령충 22.5마 리로 조사 되었다. 끝으로 표고버섯좀나방 유충 한 마리 당 침입한 선충의 증식수는 같은 령기에서는 선충의 접종 농도가 많아질수록 증식수가 증가하였다. 또한 표고버섯 좀나방의 령기에 따라 선충 증식수의 차이는 많았는데, 선충 감염태 유충 160마리 처리농도에서는 각각 표고버 섯좀나방 2령충이 6,335마리, 3령충이 21,660마리, 4령충 이 88,700마리로 조사되었다. 따라서 토착 곤충병원성 선 충 S. carpocapsae GSN1 계통은 표고버섯좀나방의 생물 적 방제를 위한 방제제로 활용할 가능성이 높음을 알 수 있었다.

An easy and rapid resistance detection protocol for the Western flower thrips Frankliniella occidentalis was established based on the residual contact vial bioassay (RCV), in which insecticide resistance levels can be estimated at 8 h-post treatment of diagnostic doses. The RDA strain was used as a reference susceptible strain, which has been reared under laboratory conditions over 10 years without exposure to any insecticides. Seven insecticides were tested for the determination of diagnostic dose. Among them, five insecticides (chlorfenapyr, acrinathrin, spinosad, emmamectin benzoate and thiamethoxam, ranged as 0.03 ~ 0.42 μg-1cm2) were applicable to the RCV. However, two insecticides (omethoate and imidacloprid) were not able to be used for the RCV because the treated inner surface of glass vials by these insecticides were too viscous, causing non-specific mortality. The RCV detection kit was employed for the estimation of resistance levels for the five insecticides in five local populations. Almost field-collected populations revealed high levels of resistance to the four insecticides (acrinathrin, spinosad, emmamectin benzoate and thiamethoxam) by showing less than 50% mortality. The baseline resistance detection by RCV method will facilitate the selection of proper insecticides for farmers to manage insecticide resistant-populations of F. occidentalis.

Establishment of rapid resistance level detection system is essential step to adopt the adaptive management for the control of various kinds of resistant pest population. Here, we established acaricides resistance detection methods based on residual contact vial bioassay (RCV) and quantitative sequencing methods (QS), and applied to determine the resistance levels from several populations in two-spotted spider mite, Tetranychus urticae, which has been considered as major notorious pest in rose cultivation area in worldwide. 12 acaricides were applicable to the RCV among 19 representative acaricides by showing the dose-dependent mortality within 8 hr, suggesting the acaricide suitability for the RCV might be varied by toxicity mechanism in each acaricides. The QS regression was established for 10 point mutations associated with five number of acaricides resistance such as organophosphate, pyrethroid, abamectin, bifenazate and etoxazol. The 95% prediction level was ranged from 10.8±5.4∼92.2±3.2%. The resistance levels were determined by above two detection methods from a total 12 strains. The laboratory-reared populations were revealed high susceptibility with low resistance allele frequencies to some acaricides, suggesting the several acaricides would be chosen for the control of those populations. However, the field-collected populations were exhibited a severe cross resistance with low susceptibility and high resistance allele frequency to almost tested acaricides, suggesting the current acaricides resistance levels are serious in rose cultivation area in Korea. The RCV and QS methods would be useful for the rapid and accurate collection of valuable information associated with acaricide resistance.

Emergence of resistant two-spotted spider mite (TSSM) can induce the over usage of standard amount of acaricides and result in various side effects. Rapid resistance monitoring is essential step for the efficient management of resistant populations by enabling the selection of appropriate acaricides. Here, we evaluated the 19 acaricides to determine its suitability for residual contact vial bioassay (RCV) by using PyriF strain as a reference. Twelve acaricides (Amitraz Abamectin, Bifenthrin, Bifenazate, Chlorfenapyr, Cyenopyrafen, Cyflumetofen, Endosulfan, Fenothiocarb, Monocrotophos, Omethoate and Tebufenpyrad) revealed the dose-dependent mortality within 8 h, whereas other remaining acaricides (Dicofol, Etoxazole, Fenbutatin oxide, Fenpyroxymate, Flufenoxuron, Spiromesifen and Pyridaben) did not. This finding suggests that the application of RCV method is limited depending on the mode of action and physicochemical properties of each acaricide. Resistance levels to 12 acaricides were determined for four field populations of TSSM by using RCV diagnostic kit. All TSSM populations showed the highest sensitivity to cyflumetofen, indicating that it would be most effective in controling field populations. RCV diagnostic kit would enable to provide crucial information for choosing the most appropriate acaricides in the field.