Entomopathogenic nematodes (EPNs) of the genus Steinernema are pathogenic to the insects and well known as ideal models for understanding parasite-host interaction. EPNs harbor a number of bacterial symbionts in their gut belonging to the noble genus Xenorhabdus which are capable of killing insects by themselves or by combination with nematodes by suppressing insect immune defense. Here, we report host range of Steinernema monticolum and its symbiont Xenorhabdus hominickii. S. monticolum has a diverse host range including lepidopteran and coleopteran insects although they showed higher pathogenicity to the lepidopteran insects. Especially, X. hominickii suppressed insect immune responses. A target insect, Spodoptera exigua, exhibited both cellular and humoral immune responses by expressing antimicrobial peptides and forming nodules in response to heat-killed X. hominickii. However, live bacteria significantly suppressed the immune responses. An addition of arachidonic acid to the bacterial infection significantly rescued the immune responses, suggesting eicosanoid biosynthetic pathway as a pathogenic target of X. hominickii.
Phytophagous insects detect volatile compounds produced by host and non-host plants, using species-specific sets of olfactory receptor neurons (ORNs). To investigate the relationship between the range of host plants and the profile of ORNs, single cell recordings were carried out to identify ORNs and corresponding active compounds in female Uraba lugens (Lepidoptera: Nolidae), an oligophagous eucalypt feeder. Based on the response profiles to 39 plant volatile compounds, 13 classes of sensilla containing 40 classes of ORNs were identified in female U. lugens. More than 95% (163 out of 171) of these sensilla contained 16 classes of ORNs with narrow response spectra, and 62.6% (107 out of 171) 18 classes of ORNs with broad response spectra. Among the specialized ORNs, seven classes of ORNs exhibited high specificity to 1,8-cineole, (±)-citronellal, myrcene, (±)-linalool and (E)-β-caryophyllene, major volatiles produced by eucalypts, while nine other classes of ORNs showed highly specialized responses to green leaf volatiles, germacrene D, (E)-β)-farnesene and geranyl acetate that are not produced by most eucalypts. We hypothesize that female U. lugens can recognize their host plants by detecting key host volatile compounds, using a set of ORNs tuned to host volatiles, and discriminate them from non-host plants using another set of ORNs specialized for non-host volatiles. The ORNs with broad response spectra may enhance the discrimination between host and non-host plants by adding moderately selective sensitivity. Based on our finding, it is suggested that phytophagous insects use the combinational input from both host-specific and non-host specific ORNs for locating their host plants, and the electrophysiological characterization of ORN profiles can be used for predicting the range of host plants in phytophagous insects.
대추나무빗자루병 매개충인 마름무늬매미충(Hish[monus sellatus Uhler)의 생태, 혼식 및 산란 호성, 기주이동, 월동태를 조사한 결과 남부지방에서 연 5세대가 경과되었고, 제 1세대 6월 중 ~하순, 2세대 7월 중~8월 상순, 3세대 8월 중~하순, 4세대 9월 상~중순, 5세대 10월 상~중순이었고, 최대 발생기는 3화기인 8월 중~하순이었다. 계절에 따른 한 세대에 요하는 기간은 춘계 80, 하계 69, 추계 77.8일이었으며, 각 단계별 크기는 란 0.8 mm, 1령충 0.9mm, 2령충 l.4mm. 3령충 2.1mm, 4령충2.5mm, 5령충 3.2 mm 이었으며 성충 암컷 4.1mm, 수컷 3.8mm였다. 년중을 통한 기주식물의 이동을 보면 주로 뽕나무, 환삼덩굴, 대추나무에서 란으로 월동하며, 5월 중~하순경까지 뽕나무와 환삼덩굴의 신호를 계속 증가하면서 일부가 6월 하순~7월초순경에 대추나무로 이동하며 가해하는데 이들 란이 10월 중~하순 경부터 월동태로 들어간다. 산란부위는 신초, 엽병, 엽통 등이며 1마리의 암컷 산란수는 32~62개였다. 파식선호성에서는 환삼덩굴, 대추나무, 쥐똥나무, 뽕나무에서 높은 선호성(38.2S-21.64 %)을 보였고 닥나무, 개머루, 구기자나무, 구지뽕나무, 모시풀, 벼, 골담초, 일일초, 차풀 등이 4.65~2.48%였다, 산란이호성에서는 식이호성이 높은 환삼덩굴, 뽕나무, 대추나무에서 24~12개 정도였으며 성충의 생명에서는 환삼덩굴, 뽕나무, 대추나무에서 41.4~44.4일, 개멀, 차풀, 쥐똥나무, 일일초, 자운영, 샐러리에서 25일 이상이었고 기지 기주식물에서는 20일 이하이었다.
전남 지방의 단감나무에 기생하는 짝지벌레 중 우점종인 뿔밀깎지벌레의 기주범위 발생소장 및 각 태별 생육특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 기주식물은 총 34과 66종이 조사 되었으며 그 중 나팔꽃, 명아주, 콩, 망초, 들깨, 사철베고니아등 6종이 새로이 조사되었다. 각 태별 발생소장은 난이 5월 상순-6월 하순까지 발생하였으며 최성기는 6월 상순이었고 유충은 6월 중순-10 월 중순까지 존재하고 최성기는 7월 상순-8월 중순이었으나 화학적 방제가 가장 효과적인 시기는 6월 하순으로 추정된다. 산란수는 평균 1,073 177.3개 이었고 부화율은 평균 97.3%로 광주기 및 처리온도에는 크게 반응하지 않았다. 각 태별 기간은 란이 23.4일, 유충이 128.3일, 자성충은 213.3일이었다.
남부지방에서 뽕나무깍지벌레의 기주식물, 생활사 및 천적에 관하여 조사, 연구한 결과는 다음과 같다. 뽕나무깍지별레의 기주식물은 總 22科 74種이 조사되었으며 특히 Prunus層의 核果類에 피해가 많았다. 또한 本蟲은 연 3세대를 경과하며 유충 발생시기는 1세대가 5월 중순~6월 하순, 2세대 7월 중순~8월 중순, 3세대 9월 초순~10월 하순이었으며 최성기는 각각 6월 상순, 7월 하순, 9월 중순이었다. 난, 유충 및 雌成蟲의 개체군 밀도에 있어서는 최초 발생일로부터 각각 10일, 25일, 7일경에 가장 높았으며 뽕나무깍지벌레 천적은 Aphytis diaspidis, Archenomus orientalis, Apterencyrtus morophagus 등 기생봉 3種과 홍점박이무당벌레, 애홍점박이무당벌레, 무당벌레1種 등 3種의 포식충이 조사되었다. 뽕나무깍지벌레와 고약병균 감염은 신초신장과 및점한 관계가 있고 가해받지 않은 가지에 비해서 신초신장이 1/2, 1/4정도 밖에 이루어 지지 않았다.
우리나라에서의 벼 줄무늬잎마름병의 발생, 피해, 기생범위, 전염 및 방제에 관하여 1965년부터, 1974년까지 실시한 연구결과를 다음과 같이 보고한다. 1. 발생 못자리에서 줄무늬잎마름병의 피해는 였고 포장에서는 입도중의 발병주율보다 재생도에서의 발생율이 높았으며 보통기재배보다도 조기재배에서 발병이 많았다. 또 포장에서 발병주의 분포는 대체로 휴반가까이에 많은 경향이었다. 벼 엽기별 피해에서 라병성인 일본계 벼의 경우 못자리 때인 3엽기에서 7엽기까지는 감염되면 고사하였으며 9엽기에서는 , 11엽기는 , 13엽기 이후에는 고사주를 볼 수 없었다. 참복기간은 3-7엽기에서는 7-15일이었고 9-15엽기에서는 15-30일이었다. 저항성인 통일벼의 경우 1.5-5엽기 접종구는 비교적 발병이 많았으나 9엽기 이후부터는 현저히 떨어져 15엽기 이후는 발병을 거의 볼 수 없었다. 그리고 감염된 것은 초장이 짧고 등숙율과 임실비율이 떨어지는 경향이었다. 2. 기주범위 기주범위를 구명하기 위하여 작물과 목초 및 잡초 36종을 공시하여 아래와 같이 21종의 기주를 밝혀 내었다. 작물: 벼, 보리, 밀 , 귀리, 라이맥, 조, 옥수수, 기장, 참피 목초: 티모시, 빗살대, 이타리안라이그라스, 패래니 알라이그라스, 죤슨그라스, 슈단그라스 잡초 : 들피, 겨피, 방울피, 잠자리피, 개미피, 바랭이, 민바랭이, 좀바랭이, 방동사니대가리, 강아지풀, 비노리, 참새, 포아풀, 독새풀, 우산대바랭이, 개보리, 겨풀, 쇠풀, 조개풀, 넓은 잎 개수염은 새로운 기주로 밝혀졌다. 3. 충매전염 우리나라의 애멸구화기는 5회였으며 수원에서의 제2회성충 최성기는 6월 20일 경이고 제3회성충 최성기는 7월 30일 경이었다. 진주는 수원보다 제2회성충 최성기가 5-7일 빨랐고 진주에서는 제3회성충 최성기의 발생량이 많은 것이 달랐다. 애멸구 세대별 보독충율은 월동약충이 였고 제1세대유충은 , 제2회성충은 , 제2세대유충은 , 나머지 화기에서는 약 였는데 보독충율은 남부지방보다 높은 경향이었다. 1966년부터 1970년생 사이의 애멸구 보독충율은 해에 따라 다소 차가 있었으며 화기별로는 제2회성충과 제3회성충의 보독충율이 높았다. 분리한 애멸구보독충을 재분리하여 이를 교배하였더니 차대에서는 보독충율이 인 애멸구를 얻을 수 있었으며 애멸구충령별로는 3, 4, 5령충의 감염능력이 높았고 애멸구 무독충의 바이러스 재획득율은 평균였고 여기에서 얻어진 친화성계통이라 할지라고 3회접종시험결과 계속하여 3회까지 벼에 바이러스를 매개하지 않았다. 또 애멸구보독충의 감염최적온도는 였으며, 이하에는 감염이 일어나지 않을때도 있었다. 그리고 애멸구기생봉의 기생율은 6월부터 8월말까지 였으며 7월 10일경이 로서 가장 높았다.
1. 벼줄무늬 잎마름병에 의한 기주범위를 알기위하여 화곡류 사료작물, 잡초등을 대상으로 온실에서 보독충을 접종한 결과 30종의 공시식물중 9종이 발병되지 않았으며 나머지 21종은 발병되었다. 2. 발병된 식물중 화본과에 속하지 않으나 논과 들에 자생하고 있는 방동사니대가리와 넓은 잎개수염 방동사니 등은 새로운 기주이다. 특히 방동사니대가리는 습기있는 포장에서 흔히 볼 수 있는 것으로서 발병율이 높았다. 3. 각종작물에 있어서 애멸구의 서식충수는 대체로 24시간후보다 48시간후에 적은 편이었다.