Three rice planthoppers, the brown planthopper (Nilaparvata lugens), the white back planthopper (Sogatella furcifera), and the small brown planthopper (Laodelphax striatellus) and the green rice leafhopper (Nephotettix cincticeps) are major homopteran sap-sucking rice pests in Korea. These insect pests commonly have highly modified mouthparts, the stylet bundle, for piercing and sucking. Two pairs of mandibular and maxillary stylets consist of the stylet bundle by interlocking each stylet, which forms the two canals, larger one for food canal and smaller one for salivary canal. Destructive damages result from direct feeding effects (hopperburing) with heavy infestation and/or transmitting virus diseases (Rice stripe virus and Rice black-streaked dwarf virus by L. striatellus and Rice dwarf virus by N. cincticeps). Damage level is closely related to the feeding behavior of sap-sucking insects, so generally honeydew excretion amount on the resistant rice variety is smaller than that on the susceptible. Therefore, the method to measure the honeydew excretion amount has been primarily used as an indirect way to compare the feeding amount between the susceptible and the resistant. On the other hand, the electrical penetration graph (EPG) technique was firstly developed by McLean and Kinsey (1964) to measure voltage changes during piercing and sucking of insect on the plant. Since specific voltage waveforms were identified and it was known that each waveform is commonly related to salivary and feeding behavior of insect stylets in the plant tissue, EPG technique has been used to real-timely and quantitatively measure feeding behavior of piercing and sucking insects on susceptible and resistant rice variety. However, identifying each different waveform distinctly and understanding biological function of each waveform are certainly necessary to analyze feeding behavior in the plant tissue such as phloem sap ingestion. In this study, the stylet penetration behavior of N. lugens, S. furcifera, L. striatellus, and N. cincticeps on rice plants (Oryza sativa) was evaluated through the use of a direct current based electrical penetration graph (DC-EPG). To accomplish this, we classified the EPG waveforms of planthopper group into seven different patterns, np, N1, N2, N3, N4-a, N4-b, and N5, according to their shapes, voltage amplitudes, voltage levels, and frequencies. The N4-b pattern was always preceded by N3 and N4-a, in that order. Continuous honeydew excretion only occurred during the N4-b period, and the honeydew deposited on a filter paper containing ninhydrin reagent during the N4-b period were stained into violet. Based on the location of the stylets in the cross-section of rice tissue and honeydew excretion, the EPG waveforms for the stylet penetration behaviors of the three rice planthoppers were assigned to the following groups; np: non-penetration of stylets, N1: penetration initiation, N2: salivation and stylet movement, N3: an extracellular activity near the phloem region, N4-a: an intracellular activity in phloem region, N4-b: phloem sap ingestion, and N5: activity in the xylem region. Futhermore, we classified the EPG waveforms of the green rice leafhopper, N. cincticeps into seven different patterns, Nc1, Nc2, Nc3, Nc4, Nc5, Nc6, and Nc7 according to their shapes, voltage amplitudes, voltage levels, and frequencies. The Nc6 pattern was always preceded by Nc5 pattern. The Nc6 pattern of the leafhopper was carefully considered as a phloem sap feeding behavior based on regular honeydew excretion. On the other hand, the planthopper group and the leafhopper hardly showed the phloem sap feeding pattern on resistant rice varieties during an EPG-recording. In addition, the duration of the phloem sap feeding patterns was highly decreased on resistant rice varieties relative to susceptible ones. From these results, it is suggested that the phloem sap feeding related patterns are an important parameter to determine resistance of rice plant.

This study was conducted to investigate specific stages and distribution of overwintering nymphs of green rice leafhopper, Nephotettix cincticeps by measuring head capsule width. The nymphal head capsule width of the 1st instar to the 5th instar was 0.381, 0.502, 0.673, 0.979 and 1.128 ㎜, respectively. Its coefficient variation was 5.3, 4.0, 3.0, 4.5 and 5.3%, respectively. Growth ratio of each instar was not significantly different among 2nd to 4th instars as 1.31 to 1.34, but for the 5th instar it decreased as 1.28. The logarithm of the nymphal head capsule width was regressed as a function of the stage number of insects, resulting in LogY = 1.4627 + 0.1192X (r² = 0.9993). Also fitness to the Dyar’s law for the nymphal head capsule width of each instar was 98% or over and the Dyar’s constant (K) was 1.316. The occurrence of N. cincticeps was maximum at the end of January with 195 individuals/0.25 ㎡. The most abundant instar in the overwintering N. cincticeps population was 4th instar accounting for over 90%. Population of the 5th instar began to increase from mid-March, and adults began to occur in early April.

The green rice leafhopper, Nephotettix cincticeps is an insect vector which transmits virus diseases of rice plant causing severe damage to the rice and its damage both quality and yield of rice. Survival rate of overwintering N. cincticeps in Alopeculus acquadis among 15 species of the winter crops and weeds was 37.8% and its most preferred. Density of N. cincticeps in environment-friendly agriculture area which cultivated Astragalus sinicus as a green manure crop in winter season increased in number wintering pass in Alopeculus acquadis and Astragalus sinicus as host plants, because of control of N. cincticeps was not enough in the previous year. Survival rate of N. cincticeps was higher mainly in habitation mixed with rice straw, Astragalus sinicus and Alopeculus acquadis as winter habitation. It warmed due to the effect of the keeping warmth inside of a rice paddy field and the bank around a rice field covered with rice straw or Astragalus sinicus. Also, habitation conditions were optimal for survival because of growing Alopeculus acquadis as the major host plant of N. cincticeps in that place.

말매미충(Cicadella viridis L.)의 구기에 있는 미각감각기에 대한 주사전자현미경 관찰에서 전구강에 위치한 상인두의 D-sensilla는 10개이며, 상인두 함입부의 양쪽변에서 P-sensilla 8 개가, 하인두의 식도 중간부위에서 H -sensilla가 2개 관찰되었다. D- 및 P-sensilla는 형태적 으로 2군으로 분리되었다. 그리고 D- 및 P-sensilla로부터 유래된 신경다발 1쌍씩은 상인두 뒷면의 큐티클 안에서, H -sensilla로부터의 신경다발 1쌍은 하인두 뒷면의 큐티클 안에서 관찰되었다.

끝동매미충의 월동후부터 본답말기 까지의 밀도를 조사(調査)하여 발육경과(發育經過), 우화시기(羽化時期), 암성충의 성숙율등(成熟率等)을 조사(調査)하였다. 1. 끝동매미충은 주로 4령충으로 휴반잡초(雜草)에서 월동(越冬)하며 발육(發育)이 시작되면서 휴한답(독새풀)으로 이동(移動)하였다. 2. 월동성충(越冬成蟲)의 50%우화일(羽化日)은 '77년(年)이 4월(月) 8일(日) '78년(年)이 3월(月) 30일(日)이었다. 3. 월동성충(越冬成蟲)의 산란(産卵)은 4월(月) 하순(下旬)부터 5(月) 상순(上旬) 사이에 가장 많이 되었다. 4. 제1세대(第1世代) 성충(成蟲) 50% 우화일(羽化日)은 '77년(年)이 6월(月) 11일(日) '78년(年)이 6월(月) 10일(日)로 차이(差異)가 없었다. 5. 본답(本畓)에서는 2세대(世代)를 경과(經過)하였으며 연도간(年度間) 큰차(差)없이 안정(安定)되어 있었다. 6. 머리파리류(類)에 의한 기생율(寄生率)은 7월중순(月中旬)부터 8월중순(月中旬)사이에 가장 높았다.

이 시험은 우리나라 남부지방에 있어서 끝동매미충의 알에 기생율이 높은 Paracentrobia andoi의 포장생태에 대해서 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 월동후 활동은 3월상순부터 활발하였으며 4월상순 이후 부터는 휴한답로 옮겨가는 경향이였다. 2 .휴한답의 둑새풀에서 끝동매미충의 알에 대한 기생율은 끝동매미충의 산란최성기인 4월하순에서 5월상순 사이에 높은 경향이였다. 3. 휴한답에서 지역별 평균 기생율은 거창과 남지는 , 남해, 김해 및 진주는 였다. 4. 본답에 있어서 이 알기생봉은 3회 발생을 하였으며 발생최성기는 8월중순과 10월초순경이였다. 5. 본답기에 있어서 끝동매미충의 2세기충(6월하순경 발생)과 3세대충(8월하순경 발생)에 대한 이 알기생봉의 평균 기생율은 각각 와 였다.

본 연구는 1982연과 1983년 끝동매미충의 난기생봉중에 우종인 Gonatocerus sp. y의 생태를 실내와 포장에서 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. Gonatocerus sp. y의 난에서 성충으로 우화되기까지 평균발육기간은 및 에서 각각 53일, 25일, 15일 및 12일이였다. 2. 성충의 평균 산란수는 및 에서 각각 28개, 48개, 42개 및 32개였고 산란기간은 대부분 일 이내였으며 최고 산란수는 98개였다. 3. 성충의 우화는 전체의 가 아침에 이루어 졌으며 오후에는 거의 우화하지 않았다. 4. 성충의 우화성비는 암수의 비율이 4 : 1인 것이 가장 많았다. 5. 성충의 수명은 물보다 꿀물을 먹이로 주었을 때가 현저히 길어졌으며 수컷보다 암컷이 다소 길어졌다. 그리고 꿀물을 주었을 때 암컷의 평균 수명은 에서 30일, 에서 15일이였다. 6. 휴한답의 둑새풀에 산란된 끝동매미충 난에 대한 시기별 Gonatocerus sp. y의 기생율은 4월 하순에서 5월 상순에 가장 높았다. 7. 휴한답에 있어서 4월 하순부터 5월 상순 사이에 지역별로 조사한 본 난기생봉의 기생율은 거창, 남지, 진주지방에서 , 남해, 김해지역에서 였다. 8. 본답기에 있어서 끝동매미충의 2세대충(6월 하순경발생)과 3세대충(8월 하순경 발생)에 대한 본 난기생봉의 기생율은 각각 와 였다.

본답후기인 8중-9상순에 걸쳐 끝동매미충 난에 기생하는 기생봉의 종류와 이들의 기생율을 남부 4개 지역에서 재래품종과 통일계통 품종 포장에서 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 난에 기생하는 실적으로 Gonatocerus sp. 2종과 Paracentrobia andoi 그리고 Anagrus sp. 1종 등 모두 4종의 난기생봉이 분포하고 있음이 밝혀졌다. 2. 기생율 조사 결과 Gonatocerus sp.의 평균 난괴기생율과 난립기생율은 각각 58.8%와 41.0%였고 Paracentrobia andoi의 경우에는 각각 6.2%와 5.3%로서 Gonatocerus sp.가 Paracentrobia andoi의 기생율 보다 훨씬 높안 우점종을 이루어 있었으며 이들 두 종이 같은 난괴에 혼재하는 율은 5.4%였다.

끝동매미충(Nephotettix cincticeps Uhler) 개체군의 초기밀도, 기주식물의 생육상태, 온도 그리고 기주의 조건화가 개체군증가에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 야외 Pot시험에서 이 해충의 개체군밀도 증가율은 접종한 개체수의 증가에 따라 감소하며 이러한 밀도의존적 작용은 기주식물의 생육상태에 따라 차가 있었다. 2. 흡즙에 의한 기주의 조건화는 성충의 산란수를 감소시켰으며 이것은 흡즙중에 분필되는 산난억제물질에 의한 것으로 생각되나 흡즙에 의한 직접적인 영향을 전연 배제할 수는 없을 것으로 생각된다. 3. 개체군의 밀도와 기주식물의 생육상태는 개체군의 생장에 있어서 복합적인 관련성을 갖고 있어서 만식구의 경우 기주의 생육상태는 조식구에 비해 낮은 충밀도에서는 개체군의 생장에 유리하였으나 높은 충밀도에서는 불리해졌다. 4. 약충생육기의 고온은 산난수를 감소시키고 약충기 치사율을 증대시피며 성충개체군의 성비에 명백한 영향을 미친다. 5. 생육기간중 개체군의 증식에 가장 유리한 온도는 였으며 의 고온에서는 우화율이 낮고 성충의 산란력에 장해를 주어서 산란수가 적었다.

본 실험은 끝동매미충의 온도와 일장조건에 따른 발육도 및 증식능력을 조사하여 실내 대양사육에 적합한 온도와 일장의 범위를 밝히고 나아가 온도와 발육속도와의 함수관계를 유도하는데 필요한 기초자료를 얻고자 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 비교적 고온조건인 와 에서 약충의 발육이 빠르a 우화율이 높았으나 변온처리(와 각 12시간)에서는 발육이 지연되었다. 2. 성충의 산란력은 고온)에서 약충기를 거친 성충은 산란수가 매우 적었으나 에서 우화한 성충은 고온에서 많은 산란을 하였다. 3. 에서의 일장은 약충의 발육 및 우화율에 큰 영향을 미치지 못했다. 4. 약충의 발육속도는 까지는 온도가 상승함에 따라 직선적으로 빨라졌으나 고온에서는 증가율이 둔화되는 결과를 얻었다. 5. 이상의 결과로 적합한 사육조건은 약충기에 , 성충기에 인 것으로 생각된다.

벼의 주요해충의 효율적인 방제법을 확립하기 위하여 관용살충제인 유기인제계의 MPP제, Diazinon제와 Carbamate 제계의 NAC제에 대해 여러 지역의 이화명충 (Chilo suppressalis W.)과 끝동매미충(Nephotettix cincticeps U.)의 저항성 수준 및 분포를 조사한 결과 가. MPP제에 대한 이황명충은 조암, 수원, 이천계통이 양평계통에 비하여 2-4배의 저항성을 보였고 나. MEP제에 대한 이화명충은 양평계통에 비해 김포, 평택, 용인, 이천, 수원 및 조암계통이 2-6배의 저항성을 보였으며, 다. Diazinon제에 대한 이화명충은 수원계통이 양평계통에 비교하여 약 3배의 저항성을 보였으나 다른 계통간에는 별차가 없었다. 라. 이화명충의 월동유충이 사육유충보다 약제에 대한 저항성이 더 떨어지는 것은 사육중 활력이 떨어지기 때문인 것으로 생각된다. 마. 끝동매미충에 있어서 MEP제의 겨우 이리계통이 수원계통에 비하여 약 13배, 밀양, 평택계통이 7-8배, 이천계통이 4배의 저항성을 보였고, 바. MEP제에 대한 끝동매미충은 역시 이리계통이 수원계통에 비해 약 7배, 평택계통이 4배로 나타났으며, 사. NAC제에 대한 끝동매미충은 지역별 계통간에는 별차를 보이지 않았다.

1974년도 IRRI(국제미작연구소)에서 새로 입수된 48개 종품 및 게통을 공시하여 한국산 끝동매미충에 대한 저항성품종 및 게통을 선발하고 나아가 몇가지 저항성기작을 검토하기 위해 본 시험을 실하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 끝동매미충에 대한 유묘검정에서 48개 품종 또는 계통중 저항성반응(R)을 보인 것은 Balamawee, IR-26, IR-1529-525-2-2, IR-1539-1042-6, IR2061-214-2-3-5, IR2061-214-2-3-6, Jhingasail, Murungakayan 및 Vunam등 9개 품종 또는 계통이었고 중도저항성반응(MR)을 보인 것들로서는 Chianung-Shen-Yu-11, C62-1-230, C62-1-373, Dikwee, D204-1, Murungakayan-3, Palasithari-601, Peta-2802, RP6-516-34-1-8(TKM ), RP6-590-10-1-11(TKM6IR8), RP9-4(IR8W1251)등 11개 품종 또는 계통이었다. 2. 저항성 및 중도저항성반응을 보인 것들을 공시하여 약충접종에 의한 저충성검정시험결과 저항성반응을 보인 것은 모두 의 사충율을 보였으나 몇몇 품종 또는 계통에서 사충율이 좀 저하하였고 저조한 우화율을 나타내었다. 저항성반응을 보인 벼에서 2영기 약충이 살아 남을 수 있는 일수는 3-10일에 불과하였다. 즉, 유묘의 반응에서 저항성으로 나타난 벼들은 고도의 저충성이 있음을 보였다. 3. 저항성반응을 품종 또는 계통간에 차이가 없었을뿐더러 유묘의 저항성반응과도 아무런 상관이 없었다. 5. 이상의 결과를 종합해 볼 때 끝동매미충에 대한 벼의 저항성기작은 저항성 뼈는 고도의 항충성(Antibiosis)을 지니고 낮은 식이선호성(Non-feeding preference)을 나타내지만 감수성 벼는 반대로 항충성을 지니고 있지 않은데다가 높은 식이선호성을 나타내는데 있다고 보아진다.

끝동매미충에 대한 국내장여품종, 계통 및 IRRI선발품종의 저항성정도, 그들 품종에 대한 끝동매미충의 산난선호성, 식이선호성, Antibiosis 및 몇개 지역의 끝동 매미충에 대한 벼의 저항성차이 유무를 알기 위해 시험을 실시한바 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 국내장여품종은 모다 감수성(S) 반응을 보였고 IR 667에서 얻어진 품종과 계통은 중간성(M) 반응을 보였다. 2. IRRI 선발품종중 Bir-tsan-3, MTU-15, DK-1, DV-139, H105, ASD-7, MGL-2, PTB-18, Muthumanikam 및 Vellanlangalayan은 저항성 반응을 보였고 IR20과 Mudgo는 중도저항성을 보였으며 IR8, IR22, Pankari-203, Su-Yai-20 및 T(N)1은 감수성 반응을 나타내었다 3. Nephotettix cincticeps와 N. impicticeps간에 현저히 다른 반응을 나타낸 품종은 H105, IR8, Mudgo, Pankari-203 및 Su-Yai-20이었다. 4. 산난선호성은 품종에 따라 현저한 차이가 있었는데 비교적 많은 산난수를 보인 품종은 Suweon 215, Shirogane, Su-Yai-20 및 Milsung 등이었고 비교적 적은 품종은 Palkweng, Kimmaze, Mudgo 및 Akibare 등이었다. 5. 식이선호성도 품종에 따라 현저한 차이가 있었는데 비교적 부착충수가 많은 품종은 Shirogane, , Paltal 및 Nongbaek등이었고 비교적 적은 부착충수를 보인 품종은 Su-Yai-20, TKM-6, Mudgo 및 Murunga 137 등이었다. 6. 유묘의 저항성과 산난선호성, 식이선호성들 간에 유의한 상관은 없었으나 유묘의 저항성과 식이선호성은 비교적 깊은 관계가 있는 것 같았다. 7. 공시품종에 대한 부화약충의 생존충율에 있어서 PTB-18은 3일만에, Muthumanikam은 7일만에, Vellanlangalayan과 H105는 8일만에, 100의 사충률을 보였으며 그 외에도 저항성품종에서 낮은 생존충률을 보였다. 8. 수원, 이리, 밀양 및 진주 4개 지역의 끝동매미충에 대한 벼의 반응에 차이가 없어 끝동매미충의 생태형은 찾아 볼 수 없었다.

Green rice leafhopper(GRH), Nephotettix cincticeps Uhier, is one of the major insect pests of rice (Oryza sativa L.) in the temperate growing region of East Asia. GRH sucks sap from both xylem and phoem of susceptible rice varieties, and increased GRH populations cause sooty mold disease on the ears of rice after heading stage. In addition to direct plant destruction, GRH also causes damage to rice plants by transmitting rice dwarf viruses causing rice dwarf viruses disease which could decrease the yield of rice. Development of GRH resistant rice varieties for reducing yield loss is an important objective in current breeding programs. In this study, we developed three SSR markers(RM18166, RM516, RM18171) and one Indel marker(Indel15040) which could select Grh1-resistant varieties using population derived from cross lines between Grh1-resistant variety ‘Singwang’ which contains Grh1 gene and susceptible variety ‘Ilpum’. PCR products of RM18166 which was one of the developed markers were easily detected in agarose gel. These markers will be useful for development of the Grh1-resistant varieties through marker-assisted selection(MAS) without bio-examination in rice breeding

The green rice leafhopper (GRH), Nephotettix cincticeps Uhler, is one of the most serious insect pests affecting cultivated rice (Oryza sativa L.) in temperate regions of East Asia. To understand the genetic basis of the GRH resistance, a F2 population derived from across between a highly resistant variety,Cheongnam and a susceptible variety, Junambyeo was analyzed by genetic analysis and association mapping. GRH resistance was evaluated using the F2 populations. The results showed that a single dominant gene in Cheongnam. DNA from 22 F2 individuals being either resistant or susceptible were pooled to produce bulk resistant and bulk susceptible DNA samples. Parents and bulks were screened with 192 SSR markers and twolinked SSRmarker, RM6082 and RM20145 were identified.Subsequent mapping in the original mapping population showed that thelocusis flanked by the SSR markers, RM20130 and RM20152 on chromosome 6. To physically map this locus, the-linked markers were landed on the artificial chromosome clones of the reference cv., Nipponbare, released by the International Rice Genome Sequencing Project. The DNA markers found to be closely linked to Grh3 would be useful for marker-assisted selection for the improvement of resistance to GRH in rice.

국내 주요 해충인 끝동매미충에 대한 저항성 품종‘청남’은 ‘기누히까리’와 ‘밀양189호’를 각각 모본과 부본으로 인공교배 한 후 약배양으로 육성하였으며, 주요 연구결과는 아래와 같다. 출수기는 평야지 보통기 재배에서 8월 11일로 중생종이며 수당립수는 ‘남평벼’보다 적은 편이고 현미천립중은 무거운 편이다. 불시출수는 발생하지 않았으며, 수발아는 ‘남평벼’보다 약간 높은 편이고, 포장도복은 없었으며, 내냉성은 ‘남평벼’와 비슷하다. 잎도열병 밭못자리 검정 중 정도 저항성을 보였으며, 줄무늬잎마름병과 흰잎마름병(K1, K2, K3)에는 강하며, 바이러스병을 매개하는 끝동매미충에 저항성으로 오갈병에 포장저항성을 나타낸다. 검은줄오갈병에 약하고 벼멸구 등 충해에는 감수성이다. ‘청남’의 끝동매미충 유전분석을 수행한 결과 1개의 단순우성유전자에 의해 지배됨을 확인하였다. ‘청남’의 쌀은 맑고 투명하며 완전미율이 높았으며, 밥맛은 양호한 편이다. ‘청남’의 수량성은 2007년부터 2009년까지 3년간 실시한 지역적응시험 보통기 보비재배 11개소에서 5.43 MT/ha, 이모작재배에서는 5.00 MT/ha, 만식재배에서는 5.18 MT/ha이었다.

The effects of the transferred green rice leafhopper (GRH) resistant gene on yield and grain quality were analyzed by using 7 near-isogenic lines (NILs) with introgressed GRH resistance gene in rice cultivar "Ilpumbyeo". The genotype analysis using SSR markers indicated that all NILs were recovered more than 95% as compared with recurrent parent "Ilpumbyeo". All NILs showed no significant differences compared to recurrent parent for grain yield. No significant differences were observed between NILs and their recurrent parent for physicochemical traits (protein content, amylose content and alkali spreading value) and eating quality. But there were significant differences for appearance of brown and milled rice and pasting properties between some NILs and their recurrent parent. It means that these grain appearance and pasting traits of NILs were very similar or more improved compared to recurrent parent "Ilpumbyeo". Thus, it could be possible to develop GRH resistant variety with high ,quality in segregating populations.

벼 바이러스병에 대한 최선의 방제책은 저항성 품종의 육성이라 할 수 있다. 저항성 품종의 육성을 위해서는 정밀하고 대량으로 검정 할 수 있는 검정법의 확립이 무엇보다 중요하므로 이를 위해 격리 검정망실을 건립 보독충을 방사한 후 이를 계대유지 하여 검정에 이용하였다. 망실내에 바이러스 보독충율 변이에서 연중 높은 보독충율을 유지하였으며, 매개충의 밀도도 검정에 충분하게 유지되었다. 망실을 이용한 바이러스병 저항성검정의 효율성은 줄무늬잎마름병은 92~100% , 오갈병은 100%의 검정효율을 보였으며, 이러한 대량검정법은 실내유묘검정과 고도의 정의 상관을 나타내어 포장검정의 대량검정과 실내유묘검정의 정밀도 등 장점을 겸비한 유용한 방법으로 확인되었다.