Riptortus pedestris is known to acquire their symbiotic bacteria, Caballeronia insecticola, from soil environments in every generation. The symbionts have been demonstrated to affect behavioral and physiological traits of the host insect such as the enhancement of development. In particular, symbiotic effects on female adults could directly entail changes in their population growth. Therefore, we investigated a suite of symbiotic effects of C. insecticola on behaviors and fitness-related parameters of female R. pedestris. Overall, symbiotic females showed an behavioral enhancement in both feeding efficacy and movement capacity including walking and flight. In addition, the survival rates under exposure to overwintering conditions and insecticide resistance level were significantly higher in symbiotic females than the aposymbiotic. Finally, although symbiotic females exhibited shorter longevity, their fecundity was found higher compared to the apo-symbiotic.

Nutrient acquisition by insect herbivores affect all aspect of the the lifespan of individauls. For seed-sucking insect herbivores, they face challenges with nutrient acquisition due to requirement for extra-oral digestion of seed contents into a readily-ingestible state. In this study, we demonstrated environmentally-transmitted Caballeronia insecticola allow seed-sucking R. pedestris to overcome challenges with extra-oral digestion. Through the evaluation, first, we found symbiotic insects exhibited enhanced feeding efficiency by consuming significantly larger amount of food per feeding attempt compared to apo-symbiotic insects (P<0.05). Then, we observed feeding behavior modification in the symbiotic insects from the behavior tracking evaluation. Symbiotic insects displayed dichotomic behavior which can be generally divided into early focused feeding and later subdued resting periods. By contrast, apo-symbiotic insects displayed unordered behavior by frequent switches between feeding and walking behavior.

곤충의 면역반응에 대한 연구는 곤충 체내 침입한 미생물들과 직접 반응하는 기작들을 중심으로 연구되었다. 그러나 미생물들이 곤충 체내에 침입 한 후 발생되는 다양한 미생물 분비물질에 의한 곤충 면역반응의 시작여부 등에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이를 위하여 흰점박이 꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis) 유충의 장내에 존재하는 공생균과 체외 병원균을 동일한 조건에서 배양 하고 다양한 분비물질들이 존재 할 거라 예상되는 배양액만을 분리, 유충에 주사하여 면역반응 여부를 조사하였다. 공생균 배양액을 주입한 유충들은 비교적 건강하고 면역반응도 발생하지 않았으나 병원균 배양액을 주입한 유충의 경우 150시간 후 60% 이상 사망하였고 주사된 자리도 짙은 갈색의 멜라닌화가 관찰 되었다. 이러한 면역반응은 과립혈구세포의 리소좀(Lysosomes) 활성화 여부로 재확인 하였다. 병원균 배양액이 주입된 유충들의 경우 12시간 후 리소좀 이 ~50% 이상 활성화 되었으나 공생균 배양액이 주입된 유충들의 경우 ~5% 미만으로 활성화 되는 것으로 나타났다. 따라서 공생균 배양액내에 는 기주면역반응을 유도하는 물질들이 없거나 량이 매우 적게 존재하는 것을 추측 할 수 있었다.

The oral toxicities of symbiotic bacteria Photorhabdus temperata ssp temperata (Ptt), mutually associated with entomopathogenic nematode Heterorhabditis megidis, and P. luminescens ssp. laumondii (TT01) with H. bacteriophora, were demonstrated to adults of the sweetpotato whitefly Bemisia tabaci. Sucrose solution (25%) containing bacteria-free supernatant of culture media of symbiotic bacteria was ingested into adult whiteflies within the glass tube. Whitefly mortalities were shown similar patterns against two bacterial media. Mortalities were significantly increased to 60-64% at 36 hours and almost 100% at 60 hours after treatments. In addition, We demonstrated the effect of oral ingestion of symbiont culture media on the gene expression of B. tabaci. Several genes fluctuated those expression levels. Our results suggest that oral ingestion of symbiont culture media of entomopathogenic nematodes significantly changed metabolic rates and highly lethal to whiteflies. The use of symbiotic bacteria of entomopathogenic nematodes provides a great potential as an alternative genetic resource of Bacillus thuringiensis, a major resource of microbial insecticide.

Oral toxicities of 5 Photorhabdus temperata ssp. temperata (Ptt) strains collected in different regions of Korea were determined against the larvae of Plodia interpunctella, Galleria mellonella, Lucilia caesar, Culex pipiens pallens and Paratlanticus ussuriensis. When a diet or water containing culture media of 5 different Ptt strains were ingested to immature insects, mortalities of the first instar larvae of G. mellonella, L. caesar, P. ussuriensis and young nymphs of C. pipiens pallens were rapidly increased and 100% within 3-5 days after treatments. However, mortality of P. interpunctella neonate larvae was slightly slower and 94.4-100% within 7 days after treatments. As controls, a diet containing either water, the medium without culturing bacteria, or E. coli culture medium did not effective on their mortalities. As another control group, the culture medium of P. temperata ssp. laumondii (KACC) were variously effective to mortalities of 4 species, namely, 100, 45.3, 2.8 and 0% to Galleria, Lucilia, Plodia and Culex, respectively. Culture media of Ptt strains inhibited developmental late of late larvae of P. interpunctella. Our results suggest that the oral administration of the culture medium of Ptt symbiotic bacteria was highly effective to control various immature insects.

곤충병원성선충 {Heterorhabditis sp. KCTC 0991BP (He)와 Steinernema carpocapsae KCTC 0981BP (Sc)}에 의한 치사충과 선충의 공생세균(He공생세균=Photorhabditis sp.와 Sc공생세균= Xenorhabdus nematophila)에 의한 치사충에 대한 개미의 섭식행동을 알아보기 위하여 동래베네스트골프장과 안양베네스트골프장, 가평베네스트골프장, 울산골프장에서 치사 원인에 따른 개미의 방문수, 종류 및 선호성을 조사하였다. 방문하는 개미의 수나 종류 및 개미가 물고 간 먹이의 수는 치사원인에 따라 차이가 있었으며, 골프장이나 골프장내의 장소(페어웨이와 러프)간에도 차이가 있었다. 개미의 선호성은 모든 골프장에서 He에 의한 치사충에서 가장 낮았다. 동래베네스트 골프장의 6번 홀에서는 러프에서만 고동털개미(Lasius japonicu)()와 검정꼬마개미(Monomorium floricola)()가 치사충을 끌고 갔다. 러프의 치사충에 개미의 방문이 있었던 비율은 였지만 페어웨이에서는 처리 16시간 후까지 모든 치사충에 개미의 방문이 없었다. 12시간 후까지 개미가 끌고 간 치사충의 비율은 He에 의한 치사충이 로 Sc에 의한 치사충의 , fenitrothion에 의한 치사충의 , 자연치사충의 에 비하여 낮았다. 안양베네스트골프장 6번 홀 러프에서는 주름개미(Tetramorium tsushimae)()와 극동혹개미(Pheidole fervida)(), 일본왕개미(Camponotus japonicus)(), 곰개미(Formica japonica)(), 스미스개미(Paratrechina flavipes)(), 마쓰무라밑들이개미(Crematogaster matsumurai)()가 치사충을 방문하였다. 개미가 치사충을 끌고 감이 없었던 비율은 였고, Sc에 의한 치사충을 끌고 간 비율은 , 냉동 치사충을 끌고 간 비율은 , He에 의한 치사충을 끌고 간 비율은 였다. 가평베네스트골프장 벚꽃나무 코스 9번 홀의 러프에서는 치사충을 방문하는 개미의 수가 매우 낮았는데, 주름개미와 스미스개미가 각각 한곳에서 발견되었다. 곤충병원성 선충의 접종 농도는 개미가 끌고 간 치사충의 비율에서 차이를 보이지 않았다. 한편, 치사충의 매장 유무는 개미의 섭식활동에 영향을 미쳤다. 동래베네스트골프장 6번 홀의 러프에서 토양 속에 묻은 치사충에서는 처리 16시간 동안 개미의 방문이 없었던 반면, 묻지 않은 치사충은 끌고 갔다. He와 Sc의 공생세균을 처리한 비스켓에 대한 개미의 방문은 선충의 치사충에 대한 방문과 동일한 경향을 보여, He의 공생세균인 Photorhabditis sp.처리에서 Sc 공생세균인 Xenorhabdus 처리보다 방문수가 적었다.

해충의 생물적 방제 인자로서 주목받고 있는 곤충병원선충(Steinernema carpocapsae)과 이들의 공생세균(Xenorhabdus nematophilus)이 유용곤충인 누에(Bombyx mori)와 그물등개미(Pristomyrmex pungens)에 상이한 독성을 보였다. S. carpocapsae는 누에에 대해 매우 높은 살충력(반수치사농도: 4IJs (감염태 유충수)/ml)을 보이는 반면, 그물등개미에 대해서는 매우 약했다. (반수치사농도: >150,000 IJs/ml). 반면에 X. nematophilus는 그물등개미에 대해 높은 경구독성(반수치사농도: 1.4103cfu (콜로니 형성수)/ml)을 보였으나, 누에에 대해서는 낮았다. (반수치사농도: > cfu/ml). 또한 실험동물 랫드(Rattus norvegicus)에 S. carpocapsae와 X. nematophilus를 강제로 경구투여 한 결과 시험 전기간(21일)동안 치사개체는 없었으며, 내부 장기에서 처리한 공생세균과 선충은 발견되지 않았다.