곤충의 혈액순환은 심장 박동에 의해 도움을 받는다. 다양한 생리적 변화는 심장 박동 조절을 수반하게 된다. 심장박동에 대한 교란은 곤충 의 생존을 위협하게 된다. 본 연구는 활성산소를 유발하여 살충력을 발휘하는 이산화염소가 혈액순환계에 미치는 영향을 심장박동을 통해 분석하 였다. 화랑곡나방(Plodia interpunctella) 유충의 등핏줄은 몸의 윗면 중앙에 위치하고 후방으로 복부 10번째 마디에서 시작하여 전방으로 첫 번째 가슴 마디까지 연결된 관 구조를 나타냈다. 등핏줄의 수축과 이완은 주로 복부 3-10번째 마디에 위치한 등핏줄에서 일어났으며 이 부위에 5개의 심실이 관찰되었다. 심장박동빈도는 25°C에서 분당 평균 118.6회의 수축 리듬을 보였다. 그러나 온도에 따라 심장박동빈도는 현격한 변화를 보 였다. 혈강에 이산화염소를 다양한 농도로 투여한 경우 심장박동빈도는 약제 농도 증가에 따라 감소하였다. 이산화염소(100 ppm)을 훈증 처리할 경우 노출 시간의 경과에 따라 심장박동리듬이 현격하게 감소하였다. 이러한 이산화염소의 심장박동 억제효과는 활성산소 저해제인 비타민 E와 함께 주입할 경우 회복되는 현상을 나타냈다. 이상의 결과는 이산화염소가 화랑곡나방의 심장박동에 억제효과를 주었으며 이러한 억제효과는 이 물질이 유발하는 활성산소에 기인된 것으로 해석된다.

Reactive oxygen species (ROS) induces oxidation against various biomolecules including fatty acids. Calcium-independent cellular phospholipase A2 (iPLA2) has been known to function maintenance of fatty acids in phospholipids in mammals. An insect iPLA2 (Pi-iPLA2) was predicted from transciptomes of the Indianmeal moth, Plodia interpunctella. It was expressed in all developmental stages from egg to adult. RNA interference (RNAi) against Pi-iPLA2 was performed with specific double-stranded RNA (dsRNA) with more than 70% efficiency in reduction of its expression. Under this RNAi condition, P. interpuctella exhibited developmental retardation with significant accumulation of lipid peroxidation measured by the amount of melondialdehyde

Differential gene regulation is crucial for development. Indianmeal moth is a global pest of stored and processed food products. Here, we determined the whole developmental expression patterns of 13 genes (shsp, hsp70, grp78, and hsp90), ecdysone receptor (EcR), ultraspiracle (USP), hemolin, β-1,3-glucan recognition protein (βgrp), prophenoloxidase (ProPO), superoxide dismutase (SOD) and thioredoxin peroxidase (Tpx), and two hexamerin storage protein genes (SP1 and SP2) related to growth, stress, metabolism, and host defense. We also studies effects of Bracon hebetor envenomation on these gene expressions to explore their role in host regulation. We found unexpected transcriptional peaks especially hsps which were high in egg and adult stages. This study provides comprehensive understanding about development and parasitoid regulation at molecular level.

이산화염소는 병원미생물에 대한 소독제로 사용되고 있다. 최근 저곡해충에 대한 이산화염소의 산화적 스트레스에 의한 살충력이 확인되 었다. 그러나 이산화염소의 산화적 스트레스에 의한 대상 곤충의 체내 분자 종말점에 대해서는 알려지지 않았다. 본 연구는 화랑곡나방(Plodia interpunctella)의 아세틸콜린에스터레이즈가 이산화염소의 분자표적으로 가정하고 노출에 따른 이 효소의 활성을 분석하였다. 아세틸콜린에스 터레이즈 활성은 화랑곡나방 발육 시기에 따라 상이했다. 화랑곡나방 5령 유충에서 치사를 일으킬 수 있는 이산화염소 농도 처리는 아세틸콜린에 스터레이즈 활성을 뚜렷하게 증가시켰다. 또한 훈증제 형태의 이산화염소 처리에서도 아세틸콜린에스터레이즈 활성 증가가 유발되었다. 화랑곡 나방 5령 유충은 음성주광성을 보이는 데, 이산화염소 처리는 이 선천성 행동을 교란하였다. 이러한 결과는 아세틸콜린에스터레이즈가 이산화염 소 처리에 따른 산화적 스트레스의 분자표적 가운데 하나라는 것을 제시하고 있다.

Indianmeal moth Plodia interpunctella (Hübner) (Lepidoptera: Pyralidae) is an important pest of stored grains products. As a natural enemy, an ectoparasitoid Bracon hebetor Say (Hymenoptera, Braconidae) has been used to control Lepidopteran pest insects. Venom from parasitoid female alters many physiological functions in host insects. However, mechanism of physiological response of host insects against envenomation and parasitization is not clear. Here we observed the effect of B. hebetor envenomation on the gene expression (shsp, hsp70, grp78 and hsp90) in P. interpunctella at different time intervals of post envenomation. Fifth instar day 5 larvae of P. interpunctella were used in experiment to observe the effect of envenomation. Our results showed that parasitoid envenomation affected the gene expression differently in host insect. This study will provide comprehensive insights on physiological and biochemical mechanism in host-parasitoid relationships.

The larval parasitoid, Bracon hebetor, attacks third or older larvae of indianmeal moth (Plodia interpunctella), which results in laying eggs or simply paralyzing the larvae. We studied the influence of the parasitoid’s attack on the larval development of indianmeal moth. The third larval instars of the same age were collected from the experimental colonies and each larva introduced in an acrylic cube (2 x 2 x 2 cm) treated with: 1) empty, 2) three rice grains, 3) three rice grains and a female parasitoid without ovipositor (by removing) and 4) three rice grains and a paralyzed larva. The larval activity in the experimental cube was photographed every five minutes until the larva died or pupated. Only the larvae in the cube with paralyzed larvae could pupate and emerge. The other larvae in the three treatments died before pupating, although the survival time was significantly different in relation to the treatment (F=5.27; df=2,14; P=0.019); the larvae in the empty cube had a shorter survival time than those in the rest of treatments. The results indicated that the paralyzed larvae could be fed by the health larvae and contribute to prevent population crush in the situation of food shortage with the presence of the parasitoids. The host parasitoid interaction between indianmeal moth and Bracon hebetor might not always be negative to the indianmeal moth population.

The use of electron beam irradiation has been emerged as one of alternative ways of the restriction of methyl bromide usage for the disinfestation of stored-products and quarantine pests. Here we demonstrated effects of electron beam irradiation on development and gene expression of P. interpunctella, which is a serious pest of various stored-products. P. interpunctella at various developmental stages were irradiated at 0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1 kGy. Eggs failed to hatch at all treated doses of electron beam. Fifth instar larvae pupated only 6.7% by 0.25 kGy irradiation but failed pupation at above doses. Interestingly, survived larvae by low-dose irradiation did not pupated until 40 days. Pupae eclosed to adults only 12.1% by 0.25 kGy irradiation but failed at above doses. In addition, 5-day-old pupae eclosed 94.4, 91.6, 100 and 49.9% at 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0 kGy, respectively. However, most of those emerged adults were malformed, especially in wings, and showed very low oviposition rate. We demonstrated whether the electron beam irradiation induces gene expression. Upregulated genes at any doses were hsp70, which is a stress-responsive protein, at fifth instar larval stage and hemolin, which is an immune-responsive protein, at pupal stage. Some genes of pupae, such as β-1,3 glucan recognition protein, hsp70 and acp25 (small hsp) were upregulated only at high doses. However, other genes, such as prophenoloxidase, ultraspiracle , ecdysone receptor and heat shock proteins (hsp90, hsc70) were downregulated by irradiation of electron beam

화랑곡나방(Plodia interpunctella (Hubner)) 유충에 기생하는 보리나방살이고치벌 (Bra-con hebetor Say)의 발육을 장일조건(16시간 광)의 5가지 정온 조건(17, 20, 25, 28 and 320.5)에서 조사하였다. 보리나방살이고치벌의 전발육기간은 온도가 17에서 32로 상승함에 따라 암컷과 수컷에서 각각 28.60.50일과 28.10.51일에서부터 9.30.09일과 9.20.09일로 감소하였다. 알의 발육은 32에서 지연되었다. 고치벌의 발육과 온도와의 관계는 조합모형으로 잘 설명되었으며 (>0.99), 각 충태별 저온발육임계온도는 알, 유충, 번데기에서 각각 14.0, 12.8, 으로 추정되었다. 그러나 경계역을 제외한 정상발육이 예상되는 저온한계는 각각 14.0, 17.5, 로 추정되었다. 타 충태에 비해 유충의 발육임계역이 넓은 것으로 추정됨으로써 유충이 타 충태에 비해 온도에 대한 감수도가 큰 것으로 판단되었다. 본 실험에서 나타난 고치벌의 발육과 온도와의 관계는 다른 지역에서 보고된 바와 부분적으로 차이를 보였으며 이로 미루어 이 고치벌이 다른 지역에 분포하는 개체군과는 상이한 생태형인 것으로 판단된다.