겨울과 같은 환경에서 곤충은 생존과 번성을 위해 생리학적, 생화학적 및 행동적 메커니즘을 이용하고 있다. 대부분의 곤충은 생리학적 적응가운데 급속내한성(Rapid cold hardiness, RCH) 유기를 통해 기온이 급격히 낮아 지는 외부 환경에 대해 빠르게 적응하고 저온조건에서 생존율을 높인다. 열대거세미나방의 경우 행동적 메커니 즘을 통해 따뜻한 곳을 찾아 장거리 비행을 하며, 생존에 유리한 환경으로 이동한다. 본 연구에서는 열대거세미나 방의 생리적 월동능력과 RCH 능력에 관해 조사하였다. 그 결과, RCH에 의해 혈중 글리세롤의 농도가 증가와 체내빙결점이 하강하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, RCH(-10℃, 1h)에 노출된 2령 유충기를 대상으로 4령과 5령 유충기에 단기저온(5℃, 30min)에 노출 시 글리세롤 생합성에 관여하는 유전자(glycerol kinase 1, 2)의 발현이 RCH에 노출되지 않은 대조구와 비교하여 빠르게 발현되었다. 이는, 열대거세미나방의 유전자 수준에서 저온에 대한 단기기억이 존재하는 것을 제시한다.

Glycerol is a polyol that is responsible for the cold hardiness of insects. Glycerol kinase gene, which is an important key enzyme for glycerol biosynthesis, was predicted from whole genome sequencing data from the diamondback moth, Plutella xylostella. Four of P. xylostella glycerol kinase genes (PxGKs) were determined as a functional glycerol kinase through in silico study. Pre-exposure of P. xylostella larvae to 4°C for 7 h significantly enhanced survival (rapid cold hardiness: RCH) under a freezing temperature (-10°C) and increased glycerol titers. To determination of functional GK gene, expressions of all GK genes were measured by RT-PCR analysis. All GK genes were expressed in all larval stage and tissues (gut, hemocyte, and fat body). Expressions of all GK genes were suppressed by its specific dsRNA treatment into 4 th instar larva. Each 150 ng of dsRNA PxGK2 treatment significantly decreased glycerol amount in hemolymph by HPLC analysis. Larval treated by dsRNA PxGK2 also significantly lost the RCH under -10°C exposure. These results indicate that glycerol is a crucial RCH agent and its synthesis is regulated by a specific PxGK2 gene among GK gene isoforms in P. xylostella. In addition, the beet armyworm, Spodpotera exigua, encodes RCHassociated SeGK1, which has been functionally identified by RNA interference.