We evaluated the larvicidal activity of 12 Apiaceae plant essential oils and their components against the Asian tiger mosquito, Aedes albopictus, and the inhibition of acetylcholine esterase with their components. Of the 12 plant essential oils tested, ajowan (Trachyspermum ammi), caraway seed (Carum carvi), carrot seed (Daucus carota), celery (Apium graveolens), cumin (Cuminum cyminum), dill (Anethum graveolens), and parsley (Petroselinum sativum) resulted in >90% larval mortality when used at 0.1 mg/mL. Of the compounds identified, α-phellandrene, α-terpinene, p-cymene, (-)-limonene, (+)-limonene, γ-terpinene, cuminaldehyde, neral, (S)-+-carvone, trans-anethole, thymol, carvacrol, myristicin, apiol, and carotol resulted in >80% larval mortality when used at 0.1 mg/mL.

The habitat of the cockroach varies by species. The German cockroach (Blattella germanica) lives in human dwellings, while the Japanese field roach (Blattella nipponica) lives in a mountainous region. Based on phylogenetic analysis of mtCO I, the two species are closely related to each other and B. germanica is divergent from wild species such as B. nipponica. Their habitats and walking speed differ even though the two species have similar morphology. We hypothesized that habitats might influence walking speed via changes to appendage morphology and enzyme-based physiological differences. We found that phenotype such as appendage length and esterase isozyme expression were clearly different between the two species. These differences might be responsible for the observed difference in walking speed.

The effects of a newly developed flower thinning formulation (FTF) on the vitality of the honey bee Apis mellifera were examined by measuring the activities of various digestive enzymes in adult worker bees. First, direct spraying of the FTF solution did not cause any behavioral changes or lethal effects for the honey bees based on 24 h observation. Second, oral ingestion of a sugar solution containing the FTF did not produce any significant change in the activities of amylase, proteinases, lipase, or acetylcholine esterase (AChE) in the worker bees 6 h or 24 h after treatment. Meanwhile, a commercial formulation containing sulfur compounds showed slightly reduced activities for several digestive enzymes and AChE, although no behavioral disturbance. Thus, the results of the present study suggest that the FTF is not toxic for honey bees, in terms of contact and ingestion. Therefore, this newly developed FTF can be used for flower thinning without any detrimental effects on pollinating insects.

Juvenile hormone is the most important hormone inside the insect, but its circulating titer should be under tight control. Then enzymes involved in JH metabolism, especially juvenile hormone esterases (JHEs) play critical roles in insect metamorphosis and reproduction. Within a set of 11 JHEs predicted in the diamondback moth (DBM) genome, Plutlla xylostella (Linn.) we identified one gene that contained the main functional motifs of insect JHEs. Its expression and transcript levels during egg, different instar of larvae, prepuae, pupae and adult stages were measured. Also, its expression in the epidermis, midgut and fatbody of the 4 th instar larvae was compared. The changes in enzyme activity in the 4th instar larvae were determined.

We evaluated insecticidal and acetylcholine esterase inhibition activity of 11 Apiaceae plant essential oils and their constituents against male and female adults of Blattella germanica. Of 11 Apiaceae plant essential oils tested, dill (Anethum graveolens), carvi (Carum carvi), and cumin (Cuminum cyminum) essential oils demonstrated > 90 % fumigant toxicity against male adults of German cockroach at 5 mg/filter paper. In contact toxicity test, dill (Anethum graveolens), carvi (Carum carvi), cumin (Cuminum cyminum), and ajowan (Trachyspermum ammi) essential oils produced strong insecticidal activity against male and female adults of German cockroach. Among test compounds, carvone, 1,8-cineole, trans-dihydrocarvone, cuminaldehyde, trans-anethole, p-cymene, and γ-terpinene demonstrated strong fumigant toxicity against male and female adults of B. germanica. In a contact toxicity test, carveol, cuminaldehyde, (S)-(+)-carvone, trans-anethole, thymol, and p-cymene showed the strong contact toxicity against B. germanica male and female adults. IC50 values of α-pinene, carvacrol, and dihydrocarvone against female acetylcholine esterase were 0.28, 0.17, and 0.78 mg/mL, respectively. The toxicity of blends of constituents identified in 4 active oils indicated that carvone, cuminaldehyde, and thymol were major contributors to the fumigant or contact toxicity of the artificial blend.

아세틸콜린 분해효소(acetylcholine esterase, AChE) 억제제는 아세틸콜린 함량을 높여 콜린성 neuron 을 활성화함으로써 기억 능력의 개선 및 치매 개선을 가져와 현재 다양한 AChE 억제제들이 개발되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 AChE에 대한 억제 활성을 갖는 천연물을 다양한 식물추출물 및 에센스오일로부터 탐색하였으며, 탐색한 추출물의 scopolamine으로 기억손상을 유발한 쥐의 기억력 개선 활성을 치매 치료제로 사용하고 있는 donepizil과 비교 분석하였다. 그 결과 자몽(Citrus paradisi) 유래의 에센스 오일이 AChE 억제 활성이 가장 높아 20 ug/ml의 농도로 처리하였을 때 90% 이상의 효소 억제 활성을 나타내었다. 수동회피 실험 결과, 자몽 유래의 에센스오일(100 mg/kg, p.o.)을 투여한 쥐는 치매 치료제로 사용하고 있는 donepizile (0.5 mg/kg)을 투여한 쥐와 유사한 latency time을 나타내어 인지기능이 개선되었다. 또한, 수중미로 시험 결과, 자몽 유래 에센스오일(100 mg/Kg, p.o.)을 투여한 쥐는 donepizile(0.5 mg/kg)을 투여한 쥐와 유사한 latency time을 나타내어 인지기능이 개선되었다. 이상의 결과로부터 자몽 유래 에센스오일은 매우 효과적으로 기억력을 개선하여 인지기능을 개선해 줄 수 있는 안전하고 효과적인 후보물질이라고 사료된다.

The green peach aphid, Myzus persicae (Sulzer), is one of the most serious pest in cabbage cultivation. Field survey was carried out to know the insecticide resistance levels in five main cabbage cultivation regions (Pyeong-chang, Hong-cheon, Bong-wha, Mu-ju and Je-ju) in 2009. The green peach aphid can resist a wide range of insecticides in five surveyed local populations. Among the nine tested insecticides, four chemicals (methomyl, bifenthrin, pymetrozine and flonicarmid) showed less than 50% mortality in the recommended concentration in all populations. Multi resistant (MR) strain was selected from these populations and esterase over-expression, modified AChE (MACE) and mutation(s) in para-type sodium channel were analysed using native IEF and quantitative sequencing with five local populations. Esterase over-expression and MACE (StoF mutation) were observed in all populations including MR strain. LtoF mutation is well known as a kdr mutation in para-type sodium channel. However, even though LC50 values of MR strain noted over 2,000 times higher than that of susceptible strain against bifenthrin, any mutation was not detected in para type sodium channel and also local populations. These results suggested that unusual case could be existed in pyrethroid resistance mechanism in green peach aphid.

파밤나방(Spodoptera exigua (H bner))의 생리적 요인이 에스테라제 변이에 미치는 영향을 파악하고자 전기영동을 이용한 동위효소 분석이 이루워졌다. 또한 각 동위효소의 화학적 특성을 파악하고자 기질 및 억제제에 따라 반응성을 분석하였다. 총 28개의 에스테라제 동위효소들이 10%비변성 전기영동에서 분리되었다. 이들 동위효소들은 양극으로 이동거리 증가에 따라 E1에서 E28까지 명명되었다. 파밤나방의 발육단계에 따라 에스테라제 동위효소는 변이를 보였다. 유충과 용이 성충에 비해 많은 수의 에스테라제 동위효소를 보였고, 알이 가장 적은 수를 나타냈다. 특히 E1과 E2는 1령충에서 특이하게 발현되는 도우이효소들이 있다. 서로 다른 조직간에도 에스테라제 동위효소 변이를 보였다. 혈림프와 지방체에 비해 표피와 소화관 조직에서 더많은 수의 에스테라제가 발현됐다. E1-E6 동위효소는 표피조직에 E10, E11, E25, E26 및 E27은 소화관조직에, 그리고 E18은 혈림프에 각각 특이한 에스테라제 동위효소들이었다. 조사된 haphtyl ester계통의 에스테라제 기질들 중에서 -naphty1 propionate가 모든 에스테라제 동위효소에서 가장 높은 반응성을 보였다. 이들 동위효소는 에스테라제 억제제(exerine, dichloroves, moncrotophs 및 paraox-on)에 대한 반응에 따라 E10과 E24는 콜린에스테라제, E4, E9,E17, E19, E21 및 E23은 아릴에스테라제 및 나머지 20종은 카르복실에스테라제로 각각 판명되었다.

파밤나방(Spodoptera exigua (Hubner))은 야외집단과 실내집단들간에 살충제 감수성에서 큰 변이를 보였다. 조사된 모든 약제에서 야외집단은 비선발 실내집단보다 높은 약제 저항능력을 보였다. 약제 선발된 실내집단은 선발 약제에 대해 저항능력을 높게 발현시켰다. 이러한 약제 저항능력의 변이가 아세틸콜린에스테라제와 에스테라제 활력 변이와 비교 분석되었다. 약제 저항능력이 높은 집단일수록 아세틸콜린에스테라제 활력이 낮아지고 에스테라제활력은 높아졌다. 아세틸콜린에스테라제의 Km(Michaelis-Menten constant)값은 약제저항능력이 높은 집단일수록 증가하는 것으로 기질에 대한 이 효소의 친화도가 낮아졌다. 이 효소의 효소활력 변이는 같은 집단일수록 증가하는 것으로 기질에 대한 이 효소의 친화도가 낮아졌다. 이 효소의 효소활력 변이는 같은 집단 내에서 발육단계에 따라 차이를 나타내어 2, 3, 4령충보다는 5령충에서 특히 Km값이 증가하였다. 파밤나방의 에스테라제는 6.5% 비변성조건의 겔에서 21개 밴드를 보였다. 이중 E2, E7, E8, E11, E16, E7 밴드들은 약제저항능력이 높은 집단일수록 발현 빈도수가 높았다. 이상의 결과는 파밤나방의 살충제 감수성변이에 해독효소활력증가와 작용점변환이 포함됨을 나타낸다.

이탈리안 라이그라스 37개 품종을 대상으로 ADH와 Esterase 의 Isozyme을 Starch gel 전기영동법을 이용하여 분리한 후 염색하여 품종간 band 의 차이점을 비교하였다. 1. ADH isozyme은 Rf 0.60과 0.63 두 개의 band zone으로 나타났으며 Rf0.60이 main band이었다. 2. ADH isozyme의 banding pattern은 5개의 type으로 구별이 되었는데 type I은 7개품종, type II