Indian meal moth, Plodia interpunctella (Lepidoptera: Pyralidae), is a serious pest of stored products. We assessed the efficacy of combined application of Beauveria bassiana AAD16 and azadirachtin against P. interpunctella under laboratory conditions by using filter paper dipping method. P. interpunctella larvae showed lowest LT50 in combined application of AAD16 and azadirachtin compared to the application of only azadirachtin. The mycosis rate of P. interpunctella larvae was 100% after 14 days of the combined application while AAD16 only application showed 93%. These findings suggest that B. bassiana AAD16 and azadirachtin combined solution can be an effective controlling technique against P. interpunctella larvae.

Prediction of the seasonal occurrence and potential distribution of agricultural pests has accomplished by software toolsimplementing species distribution models (SDMs). In this aspect, we used CLIMEX software to evaluate the seasonaloccurrence and potential distribution of Indian meal moth, Plodia interpunctella (Hübner), which is one of household mothsdamaging dried fruits in pantries. Based on the simulation, the beginning of period for suitable climate was predictedto be from mid-March to end-March, while it might be end in late October to early November. The peak time for P.interpunctella was ranged from early or mid-July to mid-August, but depended on local geography. When applying RCP8.5 climate change scenario, it was predicted that P. interpunctella would not occur due to intensive rainfall in July andAugust in 2060.

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

Insecticidal toxicities of the isolated constituent of Eucalyptus dives oil and its analogues were bioassayed. 3-Carvomenthenone was isolated by chromatographic techniques and determined by EI-MS, 13C-NMR,1H-NMR, 1H-1H COSY, and HMQC. In the fumigant bioassay against P. interpunctella, cyclohexenone exhibited the strongest insecticidal toxicity (LD50 against larvae and adults, 2.45 and 3.63 μg/cm3), followed by methylcyclohexenone, seudenone, and 3-carvomenthenone. In the structure-activity relationships between 3-carvomenthenone analogues and insecticidal toxicity, the mode of the insecticidal action of 3-carvomenthenone, cyclohexenone, methylcyclohexenone, and seudenone was through the dermal organs of T. castaneum and P. interpunctella. This study indicates that 3-carvomenthenone, cyclohexenone, methylcyclohexenone, and seudenone have potential capacity for the development as safety natural agents to control the stored grain insects.

Phototactic behavioral responses of the Indian meal moth, Plodia interpunctella (Hübner), adults were determined to different light-emitting diodes (LEDs) of seven wavelengths, and their behavioral responses were compared to that using a commercial luring lamp (BLB) under laboratory conditions. Based on the attractive responses under optimal light conditions (60 lx luminance intensity and 30 min light exposure time), the green LED (520±5 nm) showed the highest attractive rate (520±5 nm, 52.2%), followed by the blue LED (470±10 nm, 33.9%), the yellow LED (590±5 nm, 32.2%), BLB (28.9%), UV LED (365 nm, 22.8%), the red LED (625±10 nm, 14.5%), the white LED (450-620 nm, 10.6%), and IR LED (730 nm, 9.5%). In addition, the green LED to P. interpunctella adults was approximately 1.81 times more attractive than BLB. These results indicate that the green LED could be most useful for monitoring of P. interpunctella adults.

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.

페놀옥시데이즈(phenoloxidase: PO) 효소 활성 억제는 면역억제 및 정상적 발육 교란을 초래하게 된다. 이산화염소는 높은 산화력을 바탕으로 미생물 및 곤충에 이르기까지 다양한 살균 및 살충효과를 갖고 있다. 이는 이산화염소가 생체 내에서 활성산소 유발에 기인되는 것으로 알려지고 있다. 이를 바탕으로 본 연구는 곤충의 면역계에 중요한 역할을 수행하는 PO를 대상으로 이산화염소의 억제작용을 분석하였다. 화랑곡나방의 PO 활성은 혈구 및 혈장 모두에서 검출되었다. 이 PO 활성은 세균 침입에 따라 특히 혈장에서 뚜렷한 증가를 나타냈다. 그러나 세균 처리와 함께 이산화염소가 동시에 처리되면 이러한 PO 활성 증가는 나타나지 않았다. 면역 처리 이후 증가된 PO를 대상으로 기내 조건에서 이산화염소를 농도별로 노출하였을 때 이산화염소는 활성화된 PO에 대해서는 억제효과를 주지 못했다. 본 연구는 이산화염소가 PO의 활성을 억제하며, 이러한 억제는 PO의 활성화 단계에서 일어나는 것으로 나타내고 있다.

저장해충 방제를 위하여 환경오염 및 인축의 독성문제 등으로 살충제나 훈증제 등과 같은 농약의 사용이 엄격히 규제되고 있는 상황에서 이러한 문제를 해결하기 위한 대안적 방법으로 이산화염소의 적용을 검토하였다. 이산화염소는 산화력을 가지고 있어서 미생물과 곤충에 대한 살균, 살충력이 있다고 알려져 있다. 본 연구는 주요 저장해충인 화랑곡나방에 대한 저농도 이산화염소의 발육억제 효과를 조사하였다. 화랑곡나방의 알, 2령, 3령, 4령 유충에 아치사량인 50ppm의 이산화염소가 스를 24시간 처리하였을 경우, 번데기까지의 발육기간이 무처리구와 비교하여 알에서는 차이가 없었으나 2, 3, 4령 유충에서는 유의한 차이를 보였으며, 용화율은 알, 2, 3령에서 4령에 비하여 유의하게 낮게 조사되었다. 또한, 화랑곡나방 3령 유충에 50ppm의 이산화염소가스를 0, 6, 12, 24, 48시간 처리하였을 경우, 3령 유충에서 번데기까지의 발육기간은 0, 6, 12시간 처리에서는 차이를 보이지 않았으나, 24와 48시간 처리에서는 발육기간이 유의하게 길어지는 현상이 나타났으며, 용화율 또한 24와 48시간 처리에서 다른 처리시간들에 비하여 유의하게 낮게 나타났다. 이러한 결과는 저농도의 이산화염소가 화랑곡나방의 발육에 영향을 미치는 유약호르몬 가수분해효소(JHE)의 활성에 영향을 준 결과로 추측되며, 이러한 작용기작을 밝히기 위하여 연구가 계속 진행되고 있다.

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.

Heat treatment has been widely used to control some stored insect pests. The Indian meal moth, Plodia interpunctella, gives massive economic loss to most stored grains. Heat tolerance of P. interpunctella was assessed in most developmental stages in this study. Heat treatment at 44oC for 1 h was lethal to P. interpunctella. Compared to other developmental stages, late larval instar larvae were more tolerant to the heat treatment. Some of the fifth instar larvae could survive under 44oC for 80 min, but completely died at exposure to 45oC for 80 min. However, the survival rates of the larvae significantly increased by pre-exposure to sublethal temperature at 37oC. The rapid induction of heat tolerance was accompanied with increases in gene expressions of two heat shock proteins, Hsp70 and Hsp90, but not in that of Hsp25. Interestingly, hemolymph trehalose levels also increased from 39.2 mM to 51.3 mM by pre-exposure to 37oC for 30 min. These results suggest that P. interpunctella induces a rapid heat tolerance by up-regulation of heat shock protein levels and hemolymph trehalose levels.

Indianmeal moth Plodia interpunctella (Hübner) (Lepidoptera: Pyralidae) is an economical pest of stored grains and their products, causing severe loss by feeding and producing silken web containing frass and exuvia. An ectoparasitoid Bracon hebetor Say (Hymenoptera, Braconidae) attacks this pest as a natural enemy and induce paralysis and developmental arrest in it. At molecular level its venom induce many physiological changes in host P. interpunctella to make it suitable source of food and development for its young ones. To explore these physiological changes at molecular level in P. interpunctella, we observed expression level of different genes having different functions related to immunity, defense and development at different intervals followed by B. hebetor envenomation. Fifth instar day 5 old larvae of P. interpunctella were used in experiment. Our results showed that B. hebetor envenomation effect the gene expression differently in host P. interpunctella. This basic study will be the starting point to understand the role of envenomation in host regulation studies.

랑곡나방 4령 유충, 번데기, 성충에 각각 ClO2 200ppm을 0, 1, 6, 12, 24, 36, 48시간 처리하였다. 유충 생존율은 0, 1, 6시간 처리에서 처리 후 1일째 98~100%의 생존율을 보이며 시간이 경과함에 따라 서서히 감소하였으며, 24시간 처리의 경우 처리 후 1째날 매우 낮은 13.3%의 생존율을 보이다 0.57%까지 감소하였고, 36시간과 48시간 처리에서는 처리 후 1째날 모든 유충이 치사하였다. 성충 생존율은 0시간 처리에서 처리 후 1째날 100%의 생존율을 보이며 서서히 감소하다 6일 째부터 급격히 감소하여 처리 후 15일째 모든 성충 개체가 치사하였고 1시간 처리에서는 1째날 83%의 생존율을 보이다 서서히 감소하여 처리 후 14일째 모든 성충개체가 치사하였다. 나머지 처리시간에서는 처리 후 1째날 부터 화랑곡나방 성충이 100% 치사하였다. 성충 평균 우화율의 경우 0, 1, 6시간 처리에서 각각 46.91%, 41.11%, 40.21%를 나타냈으며, 12시간 처리의 경우 0, 1, 6시간 보다 매우 낮아져 19.17%를 나타냈고 24시간 처리는 5.42%, 36, 48시간 처리에서는 0%에 가까운 우화율을 보였다. 이러한 결과는 대상해충의 발육단계에 따라 차이는 있으나 ClO2 200ppm 처리 시 처리시간이 24시간 이상이 되어야만 적절한 살충효과를 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.

이산화염소가스 처리 시 대상 해충의 치사율에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 판단되는 50ppm의 ClO2를 화랑곡나방의 알과 4령 유충에 각각 일정시간 (0, 6, 12, 24, 48시간) 노출시킨 후 이들의 부화율, 생존율, 용화율, 우화율 등을 조사하였다. 0시간, 6시간 처리 시 평균 부화율은 각각 39%, 33.5%였으나, 24시간 처리 시 8.67%, 48시간 처리에서는 0.67%로 급격하게 감소하였다. 화랑곡나방 유충에 처리 시 유충 생존율은 0시간에서 73.7%였으며, 6, 12, 24시간 처리에서도 76.6~82.5% 사이로 처리시간 별로 큰 차이를 보이지 않았으나, 48시간 처리의 경우 68.25%로 다른 처리시간들 보다 낮게 나타났으며(F=2.29, df=4, P>0.05), 용화율의 경우 0시간 처리에서 49.4%, 6시간에서 24시간 처리에서는 39.2~48.9%로 0시간 처리와 차이를 보이지 않았으나 48시간 처리에서는 28.82%로 다른 처리시간들 보다 낮게 나타났다(F=2.26, df=4, P>0.05). 성충 우화율의 경우도 0시간 처리에서는 29.3%,로 6, 12, 24시간 처리와 차이를 보이지 않았으나 48시간의 6.81%와는 유의한 차이를 나타냈다(F=5.64, df=4, P<0.05). 이러한 결과는 치사에 크게 영향을 주지 않는 낮은 농도의 이산화염소가스에 노출된다 할지라도 화랑곡나방의 생리적인 작용에 영향을 줄 수 있는 것으로 판단되었다.

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.

A novel oxidant fumigation (NOF) is a commercial bleaching and disinfection agent. Recent study indicates its insecticidal activity. However, its exact mode of action to kill insects is not known. This study sets up a hypothesis that reactive oxygen species released from NOF is a main factor to kill insects. Plodia interpunctella is a lepidopteran insect pest infesting various stored grains. Both larvae and adults were susceptive to NOF. To test the hypothesis, we needed to identify antioxidant genes in P. interpunctella. Superoxide dismutase (SOD) and thioredoxin-peroxidase (Trx) were identified from P. interpunctella EST library using ortholog sequences of Bombyx mori. Both SOD and Trx were expressed in larvae of P. interpunctella expecially against oxidative stress induced by bacterial challenge. The bacterial challenge also induced some heat shock protein (HSP) genes. Similarly, different doses of NOF significantly induced both SOD and Trx genes. There results suggest that NOF at sublethal doses releases reactive oxygen species, which may be detoxified by the antioxidant activities of SOD and Trx of P. interpunctella.

A novel oxidant fumigation (NOF) has been considered as alternative fumigant to replace methyl bromide that is a serious ozone depleter. Its high oxidative activity has been used as a bleaching or sanitary agent. Though some reports an insecticidal activity of NOF, its insecticidal action is yet to be understood. This study was conducted with an observation of an insecticidal activity of NOF against Plodia interpunctella, which is a stored grain insect pest. Cytotoxicity test was performed by using MTT assay, NOF gave a significant cytotoxicity on both Sf9 cells and HiFive insect cell lines. Sf9 cells were higher susceptible (IC50 = 43.2+ 3.5 ppm) to chloride dioxide than HiFive cells (IC50 = 174.6 + 5.9 ppm). To understand its cytotoxic effect on P. interpunctella, the larval hemocytes were incubated in vitro with different doses of NOF for 40 min at room temperature. In a dose-dependent manner, NOF gave a significant toxicity to the hemocytes. When NOF was injected to larvae of P. interpunctella, it significantly reduced total hemocyte counts compared to control. These results indicate that NOF has cytotoxic effect against hemocytes of P. interpunctella. This hemolytic activity of NOF can be regarded as a lethal factor to the stored grain insect pest.

이전 연구의 12종 한약재 이외에 저장해충에 기피효과를 보인다고 알려진 3종 류의 한약재 애엽(Artemisia princeps), 인진(Artemisia capillaris), 정향(Syzygium aromaticum)과 특히, 정향을 토대로 한 4종류 한약재의 혼합 추출물에 대한 화랑곡 나방과 어리쌀바구미의 기피효과를 조사하였다. 애엽과 인진에서 화랑곡나방 유 충은 기피효과를 보이지 않았으나(애엽: t=0.25, df=48, P>0.05, 인진: t=-1.0, df=46, P>0.05), 정향의 경우 유의한 기피효과를 나타냈다(정향: t=2.97, df=48, P<0.05). 어리쌀바구미 성충은 3종류 추출물 모두에서 기피효과가 있는 것으로 나 타났다(애엽: t=12.10, df=48. P<0.05, 인진: t=10.95, df=48, P<0.05, 정향: t=22.12, df=48, P<0.05). 혼합 추출물에서 처리구와 무처리구 간 화랑곡나방 유충 수의 차 이는 유의하지 않았다(정향+목적+몰약: t=-1.93, df=48, P>0.05, 정향+석창포+선 퇴: t=-0.22, df=48, P>0.05, 정향+백강잠+삼내자: t=-1.47, df=48, P>0.05). 어리쌀 바구미 성충의 경우 4종류 혼합 추출물에서 기피효과를 보였다(정향+건강+구척: t=4.99, df=44, P<0.05, 정향+백강잠+삼내자: t=14.91, df=48, P<0.05, 정향+목적+ 몰약: t=4.71, df=48, P>0.05, 정향+석창포+선퇴: t=5.45, df=48, P>0.05). 이러한 결과는 추출물의 단독 처리보다는 기피효과를 보이는 여러 추출물을 혼합하여 처 리 할 경우 기피효과가 더 효과적일 수 있는 사실을 보여주었다.

식물유래 천연 방충 기피물질 처리 PE합지와 OPP합지 포장소재에 대한 화랑곡 나방 유충의 기피효과를 조사하였다. 기피물질이 처리된 포장소재의 처리방식과 처리농도는 대조구(0%), core 3%, 5%, 외면 3%, 5%로 처리하였다. PE합지에서 유 충 개체수는 core 3과 5%에서 처리면과 무처리면 간에 유의한 차이를 보이지 않았 으나(대조구: t=0.27, df=8, P>0.05, 3%: t=0.76, df=8, P>0.05, 5%: t=2.05, df=8, P>0.05), 외면처리의 경우 3%, 5% 처리 모두에서 처리면과 무처리면 간 유충 수에 서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(3%: t=-5.66, df=4, P<0.05, 5%: t=-41.01, df=4, P<0.05). OPP합지의 경우도 core 3, 5%에서 처리면과 무처리면 간 차이를 보 이지 않았으나(3%: t=-1.71, df=14, P>0.05, 5%: t=-1.59, df=14, P>0.05), 외면 3, 5%에서 처리면, 무처리면 간 유충 개체수에서 유의한 차이를 보였다(3%: t=-2.65, df=14, P<0.05, 5%: t=-3.74, df=14, P<0.05). 이러한 결과는 동일한 기피물질이라 하여도 포장소재 제작 공정 시 기피물질의 처리 위치에 따라 해충의 기피효과가 확연히 달라질 수 있음 보여준 것이며, 기피물 질 처리 농도 또한 포장소재 제작 시 신중하게 고려하여 결정되어야 할 것이라는 것 을 보여주는 것이다.