우리는 식물검역 과정에서 검출되는 파리목 유충을 효과적으로 동정하기 위하여 대화형 검색표를 제작하고 있다. 파리목은 농업 분야와 식물검역 분야에서 매우 중요한 해충이며, 특히 과실파리과는 다양한 식물에 피해를 주는 대표적인 분류군이다. 과실파리과는 예전부터 형태, 생태, 분자, 분류, 모니터링, 방제 등 다양한 주제로 연구가 이루어져 왔으며, 현재까지 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 과실파리과를 연구하는데 중요한 기초자료로 활용될 수 있도록 1)과실파리과 유충의 형태학적 특징을 포함하여 2)과실파리과의 일반적인 특징과 3)생태학적 특징 등 관련 정보를 수집하고 분석하여 결과를 종합정리하였다.

The oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis, is highly polyphagous pest that damages over 400 plant species, including commercially grown crops and fruits. It was first described in Taiwan and has since invaded Japan and China. In 2021, B. dorsalis was reported on Jeju Island in the Republic of Korea (ROK). To investigate its origin and understand its colonization pathway in ROK, the genetic characteristics were analyzed by using mitochondrial genes. The study analyzed the haplotypes and genetic differences among populations oriental fruit flies collected from Southeast Aisa, including Thailand, Taiwan, and Vietnam. The mitochondrial genes cytochrome oxidase subunit I (COI) and cytochrome B (CytB) were used for the analysis. The results showed that B. dorsalis had high levels of haplotype diversity among species. No major haplotype was found among populations. The present study enhances our understanding of the haplotype diversity of B. dorsalis in neighboring countries of ROK. This will expand our knowledge of the source of origin and invasive pathway for B. dorsalis.

오리엔탈과실파리(Bactrocera dorsalis)는 형태학적, 생태학적으로 습성이 유사한 70여종을 포함하여 Bactrocera dorsalis species complex (오리엔탈과실파리종군)에 포함되어 있다. 이 종은 동남아시아와 태평양 일대에 널리 분포하며 기주범위가 넓은 다식성 해충으로 가장 많이 연구된 분류군 중 하나이다. 이 종은 여러 나라에서 검역병해충으로 지정되어 있으며, 우리나라에서는 유입될 경우 감귤류 및 여러 농작물에 심각한 피해 를 줄 수 있어 금지병해충으로 지정하여 관리하고 있는 종이다. 우리는 이 종과 가장 유사한 4종(B. carambolae, B. correcta, B. latifrons, B. verbascifoliae)과 비교하여 형태학적 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 각 종별 특징 및 진단형질을 제공하고, 도판을 이용하여 형태적 차이를 제시하였다.

난황형성과정(Vitellogenesis)은 발달하는 난모세포에 난황이 축적되는 과정으로, 이 과정의 개시는 알형성과정(oogenesis)을 제어하는 주 요 메커니즘이다. 곤충생리학 모델인 노랑초파리(Drosophila melanogaster)에서 난황형성과정은 성충으로 우화한 직후 시작하여 성적 성숙이 일어 나는 2-3일간 지속된다. 성숙한 난모세포가 충분히 만들어지고 성적 성숙이 종료되면, 짝짓기 후 알형성과정이 다시 시작될 때까지 난황형성과정은 멈춘다. 수컷 초파리의 정액 단백질인 성 펩타이드(Sex peptide, SP)는 짝짓기의 신호로서 알라타체(corpora allata)를 자극해 유약호르몬 (Juvenile hormone, JH) 생합성 및 분비를 유도하며, 혈림프(hemolymph) JH 농도의 증가는 난황형성과정을 자극한다. 최근 연구 결과에 따르 면, SP수용체 뉴런은 자궁 내막의 수상돌기를 통해 교미 중 정액과 함께 자궁으로 전달된 SP를 감지함으로써, 축삭돌기를 통해 중추신경계인 복부 신경절에 짝짓기 신호를 보내는데, 이러한 중추신경계 SP 신호가 JH 생합성 및 분비, 그리고 난황형성과정을 유도하는 것으로 밝혀졌다. 짝짓기 후 암컷에서의 난황형성과정은 일주기 리듬을 보이는데, 노랑초파리의 일주기 리듬은 중추 신경계 뉴런들에 의해 제어된다. 본 종설은 성적 성숙, 짝짓기 신호, 그리고 일주기 리듬에 따라 난황형성과정을 제어하는 신경 메커니즘에 관한 최근 연구 성과를 다룬다.

국내에 호박을 가해하는 두 과실파리는 Zeugodacus 속으로 분류된다. 호박꽃과실파리(Z. scutellata) 수컷은 큐루어(Cuelure)에 유인되어 포장에서 이 과실파리의 발생을 모니터링 하는 데 이용된다. 이에 반해, 호박과실파리(Z. depressa) 수컷을 유인하는 물질은 아직 알려지지 않았 다. 단백질 먹이 유인제가 대부분의 과실파리를 유인하게 되는데 여기에 terpinyl acetate (TA)를 추가하여 호박과실파리의 유인력을 높였다. 본 연구는 TA-단백질먹이 유인제를 이용하여 호박 재배지에서 호박과실파리의 연중 발생을 모니터링 하는 데 목적을 두었다. TA-단백질먹이 유인제의 효율성을 증명하기 위해 호박꽃과실파리를 대상으로 큐루어와 TA-단백질먹이 유인제를 이용하여 2019년 한 해 동안 발생을 모니터링하고 이 두 유인제로 얻어진 연중 모니터링 자료를 비교하였다. 두 유인제를 이용한 호박꽃과실파리의 연중 발생 패턴은 10월 하순을 제외하면 유사하였다. TA-단백질먹이 유인제는 10월 하순 시기에도 지속적인 호박꽃과실파리의 포획을 보였는데 이는 9월 하순 이후 호박꽃과실파리의 성충 휴면 유기에 따른 유인 행동 차이로 이해되고 있다. TA-단백질먹이 유인제를 이용한 호박과실파리의 연중 모니터링은 크게 두 개의 발생 최성기를 보여 하나는 7월 중순이고 다른 하나는 8～9월에 나타나며 포획된 개체들의 80% 이상이 암컷이었다. 이러한 TA-단백질먹이 유인제의 두 과실 파리류에 대한 유인 효과를 바탕으로 스피노사드(spinosad) 살충제를 가미한 수화제를 제조하고 호박 재배지에 살포하였다. 처리 7 일경과 후 약 70% 이상의 방제 효과를 기록하였다. 그러나 이 방제 효과는 처리 이후 기간이 경과하면서 낮아지는 경향을 나타냈다. 이상의 결과는 TA-단 백질먹이 유인제를 이용하여 야외 호박 재배지에서 호박과실파리의 연중 모니터링이 가능하다는 것을 보여 주었다. 또한 스피노사드를 가미한 TA-단백질먹이 유살제가 이들 호박과실파리류 방제에 응용될 수 있다는 것을 제시하고 있다.

본 연구는 국내 금지급 과실파리인 오리엔탈과실파리(Bactrocera dorsalis)에 대한 유전적 변이를 분석하였다. 이를 위해 오리엔탈과실파리 가 자생하는 대만 지역을 대상으로 2019년 동일한 시기(3일간: 7월 30일~8월 1일)에 서로 다른 세 지역(타이페이, 타이중, 카오슝)에서 과실파리류를 채집하여 나이 변이 및 미토콘드리아 서열 변이를 각각 비교하였다. 세 지역에서 채집된 오리엔탈과실파리는 1,085마리로서 메틸유제놀 유인제에 모두 유인되었으며, 큐루어 유인제에는 30마리의 오이과실파리(Zeugodacus cucurbitae) 및 1마리의 타우과실파리(Bactrocera tau)만 채집 되었다. 단백질먹이 유인제에는 총 6마리가 포획되었으며 이 가운데 오리엔탈과실파리는 1마리가 포함되었으며 나머지는 오이과실파리였다. 오리 엔탈과실파리 수컷의 머리에는 테린이 포함되었으며 나이가 증가함에 따라 각 머리에는 32 μg에서 59 μg까지 테린 함량이 증가하였다. 대만 세 지역의 수컷 집단들은 테린 양에 차이를 나타냈으며, 카오슝 집단이 타이페이와 타이중 집단에 비해 적은 테린 양을 보유하였다. 이들 세 지역 사이에 유전적 거리가 RAPD (random amplified polymorphic DNA)를 이용하여 분석되었으며 타이페이 집단이 타이중 및 카오슝 집단들과 차이를 나타내는 것으로 나타났다. 유전적 변이는 미토콘드리아의 cytochrome oxidase I (CO-I)과 NADH dehydrogenase I (ND-I)을 각각 비교 하였다. CO-I 영역 가운데 360개 염기서열을 비교한 결과 7.8%의 염기서열 변이를 나타냈다. ND-I 영역을 비교한 결과 213개 염기서열 가운데 6.6%의 염기서열 변이를 보였다. 이들 변이 서열을 대만 지역에 발생하는 오리엔탈과실파리의 특이적 SNP (single nucleotide polymorphism) 마커로 개발하는 데 추천한다.

호박꽃과실파리(Bactrocera scutellata)는 박과 식물의 해충으로 기주식물을 찾아가는데 냄새 감각이 중요한 역할을 한다. 이들의 기주 식물인 단호박, 애호박, 노란호박 및 하늘타리의 냄새물질을 포집하여 이들 추출물에 대한 호박꽃과 실파리의 촉각과 작은턱수염의 냄새반응을 GC-EAD(Gas chromatography-electroantennographic detection) 및 GC-EPD (Gas chromatography-electropalpographic detection)를 이용하여 조사한 결과, 촉각과 작은턱수염에 존재하는 냄새감각세 포들에 강한 냄새활성을 나타내는 여러 물질들이 탐지되어, 촉각과 작은턱수염 모두 기주식물의 감지에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다. 하지만, 촉각과 작은턱수염에 냄새활성을 나타내는 물질들의 종류는 서로 확연한 차이를 보여서 촉각과 작은턱수염이 기주식물의 냄새물질 탐지에 서로 다른 역할을 할 것이라는 사실을 나타내었다. 우리는 이들 냄새활성물질의 화학구조 동정을 진행하고 있으며, 이들의 구조가 밝혀지면 이들 물질의 호박꽃과실파리 에 대한 행동활성을 조사할 예정이다.

과일 초파리(Drosophila melanogaster)는 실온 조건에서 한 주기가 12일 전후로, 세대가 짧고 번식력이 높아 일상생활 에서 다양한 피해를 주고 있다. 초파리 방제를 위해 살충제제 형태도 개발되어 있으나 주로 주방이나 음식물 근처에 발생하므로 약제 활용보다 살충 성분을 포함하지 않은 트랩 제품을 사용하는 것이 현 소비 트렌드에 적합한 것으로 보인다. 소비량이 높은 실온 과일 중, 바나나의 초파리 유인도를 확인하고 실질적으로 초파리 트랩 제품의 효능을 검정하기 위해 특정 공간 내(1.5x1.5x1.5 m)에서 초파리 유인도를 확인하였다. 국내 및 해외에 유통 중인 초파리 트랩 제품은 단독 평가 시 바나나 반 송이를 기준으로 과일과 동등한 유인 효과를 나타냈다. 그러나 과일과 함께 평가를 진행하는 경우, 과일에 유도된 초파리에 비하여 제품이 초파리를 유인하는 효과는 현저히 낮은 것으로 확인되었다. 본 결과를 바탕으로, 향후 초파리 트랩 제품 개발 시 실생활에 대한 환경을 상정하여 시험법을 개발할 필요가 있다.