The Japanese pine sawyer (JPS), Monochamus alternatus Hope, is an important vector of the pine wood nematode, Bursaphelenchus xylophilus (Steiner and Buhrer), which causes pine wilt disease. JPS selects a characteristic life cycle of a four- or five-instar pathway, which indicates the number of instars before pupation. In this study, we investigated the potential presence of a three-instar pathway and sought to determine the minimum larval age required for JPS to construct a pupal chamber. The results showed that no third instars made pupal chambers, suggesting that there is no three-instar pathway. The initiation time of digging the tunnel to make the pupal chamber ranged widely from Julian date 274 (30 September) to 332 (27 November). This timing became an average age stage of 4.8 instar, which equals an 80% completion of the fourth instar. Thus, the minimum larval age at which JPS constructs the tunnel to pupate the next year is estimated to be late in the fourth larval instar. Further, we discuss the diapause ecology in relation to the larval development of JPS in different thermal environments. Tentatively, we suggest that the regulation of diapause induction in JPS involves a dual process of reaching a critical developmental stage and stimulus (tentatively a cold temperature). This hypothesis will be helpful for future studies of diapause mechanisms and the selection of the instar-pathway in JPS and related species.

Japanese pine sawyer, Monochamus alternatus, is the main pest that mediates pine wilt nematode, Bursaphelenchus xylophilus, that causes serious damage to pine forests. In this study, we studied the strategy to control M. alternatus using entomopathogenic fungi. The fungi were collected from soil by an insect-baiting method and two fungal isolates (Metarhizium anisopliae JEF-197 and JEF-279) showed high virulence against M. alternatus. The Metarhizium isolates were evaluated for insecticidal activity against M. alternatus by spray treatment on live pine trees and wintering trees, and the M. anisopliae JEF-197 showed high insecticidal activity. In addition, the interaction of fungi and M. alternatus were analyzed by RNA-seq. This result can contribute to the development of insect control agents using entomopathogenic fungi.

소나무재선충병의 나무주사는 살선충제를 중심으로 실시되어 왔으며, 매개충인 솔수염하늘소와 북방수염하늘소의 방제는 주로 항공방제나 지상방제를 통하여 이루어졌다. 본 연구에서는 나무주사를 통하여 매개충 (솔수염하늘소)을 방제하기 위한 연구로 Abamectin+Acetamiprid ME, Thiamethoxam DC 약제의 나무주사시 솔수염하늘소의 약효발현농도, 처리 후 기간별 효과(2017년~2018년)를 검토하였다. 실내 발현농도 시험에서는 Acetamiprid, Thiamethoxam LC50 value는 각각 0.102ppm, 0.083ppm 으로 나타 났으며, 야산(포장)에서 Abamectin+Acetamiprid ME, Thiamethoxam DC 처리구의 100.0% 치사 소요일 수는 처리 90일 후 11.0일, 9.4일, 처리 360일 후 11.6일, 10.0일로 나타나서 두 약제 모두 3월 처리시 다음해에 발생하는 매개충 (솔수염하늘소) 방제까지 가능함을 확인 할 수 있었다.

The entomopathogneic fungal colonization has become an interesting issue in ecological pest management. Plant-orientedfungi induce plant growth promotion and act as natural control agents against insect pest. Herein this work, we evaluatedthe ability of fungal colonization on bark, branches and leaves of pine tree (Pinus densiflora) to select optimal candidatesfor controlling Japanese pine sawyer (Monochamus alternatus), which is the pine wilt disease vector in Korea. As a result,some Beauveria and Metarhizium isolates could colonize on the substrates of P. densiflora and showed pathogenicity againstM. alternatus. This result suggests that the selected entomopathogenic fungi are possibly candidates for long-term managementof M. alternatus in pine tree forest.

Japanese pine sawyer, Monochamus alternatus HOPE (Coleoptera: Cerambycidae) are considered as important pine forestinsect pests in several countries which transmits the pine wood nematode, Bursaphelenchus xylophylus. In this study, wetried to control Japanese pine sawyer using entomopathogenic fungi to prevent the spread of pine wilt disease in Korea.Several entomopathogenic fungi were exposed to the adults of Japanese pine sawyer and mycosis was observed in themembranous cuticles after 6 days. In particular, two isolates showed high virulence against the adults. The selected 2isolates were sprayed to the adults at 1×105, 1×106 and 1×107 conidia/ml. In the concentration of 1×107 conidia/ml, thesurvival rates of insects were 40% and 47%, respectively. Based on these results, the possibility of controlling the Japanesepine sawyer was confirmed.

Thermal death kinetics of the Japanese pine sawyer, Monochamus alternatus, was investigated to develop a heat treatment method that controls the pest in wood packing materials used in the export of goods. To determine the feasibility of microwave irradiation as an alternative treatment, laboratory experiments were performed on blocks (200x200x250 mm) of Douglas fir artificially infested with live larvae and pupae irradiating the blocks with 2.45 GHz of microwave energy. One hundred percent mortality of larvae and pupae of Japanese pine sawyer was observed by hot water treatment at 64°C and 68°C, respectively. One hundred percent mortality of treated Japanese pine sawyer was achieved above 67°C for larvae and 70°C for pupae based on the measured wood temperature, regardless of the irradiation time.

Cuticular hydrocarbons (CHCs) of the pine sawyer (Monochamus saltuarius), Japanese pine sawyer (M. alternatus) and oak longicorn beetle (Moechotypa diphysis) were analyzed by GC, GC-MS and compared. Monochamus beetles are typical vectors of pine wilt disease but Moechotypa diphysis, which belongs to the same family, is not. They possess different CHCs in carbon number: 23-25 in M. saltuarius, 25-32 in M. alternatus, and 23-29 in M. diphysis. In comparison to inter-species, these three species of adult beetles have different numbers and chains of constituents of CHCs. In comparison between male and female in intra-species, the quantities of CHCs show the difference but constituents are not. Major constituent of M. saltuarius were analyzed as n-pentacosane ＞ n-nonacosane ＞ n-heptacosane, those of M. alternatus were n-nonacosene ＞ n-pentacosane ＞ n-nonacosane, and those of M. diphysis were n-heptacosane ＞ 13-methylheptacosane ＞ 3-methylheptacosane. From the body surface, most saturated carbohydrates of 3 species beetles are composed of n-alkane (40.2 - 65.7%) and followed by olefines ＞ monomethylalkanes that one or two double bonds in M. saltuarius and M. alternatus. Otherwise, M. diphysis have the difference in order of monomethylalkanes > olefins.

2001년부터 2002년까지 소나무재선충의 매개체인 솔수염하늘소 성충의 생체중과 체장, 체폭, 두폭, 더듬이의 길이 및 색깔 등을 조사하였다. 소나무재선충에 감염되어 고사된 소나무를 일정한 길이로 잘라 우화망실 안에 두고 우화하는 솔수염하늘소 성충을 채집하여 조사하였다. 분산분석결과 생체중, 체장, 체폭의 측정치는 암컷이 수컷보다 높았고, 두폭은 암수간에 차이가 없었으며, 촉각의 길이는 수컷이 더 길었다. 암컷(n=563)과 수컷(n=601)의 평균 생체중은 각각 0.305g과 0.277g, 체장은 20.97mm와 19.93mm 체폭은 6.52mm 와 6.18mm, 두폭은 3.78 mm와 3.70mm, 촉각의 길이는 31.19mm와 45.49mm이었다. 촉각의 길이나 체장과 촉각 길이의 비율은 암수간에 중복되는 범위가 많아서 이것을 기준으로 암수를 구분할 수는 없었다. 그러나 성충(n=4,033) 촉각의 털 색깔을 조사한 결과, 예외 없이 암컷 촉각의 모든 편절 마디의 기부쪽 절반 정도가 회백색의 미모로 덮여 있으나, 수컷 촉각의 편절 마디는 전체적으로 흑갈색의 미모로 덮여 있었기 때문에, 이 특징으로 암수를 쉽게 구분할 수 있었다.

1999년부터 2002년까지 경남 진주의 소나무재선충에 의한 피해임지 내에서 고사목을 대상으로 솔수염하늘소 유충침입공과 성충탈출공 및 번데기방의 크기와 갱도길이 등을 측정하고, 소나무 내 분포를 분석하였다. 소나무 내 솔수염하늘소의 유충 침입공수는 1당 수관부가 56.2 개인데 비해 수간부는 27.7개로서 수관부가 훨씬 많았다. 직경이 8-l0 cm인 공시목에 침입공의 27.5%와 우화공의 22.4%가 분포하였고 이보다 굵거나 가는 공시목에는 적었다. 침입공의 형태는 타원형으로 입구의 표면적은 평균 65.8 이었다. 성충탈출공은 원형으로서 직경은 평균 7.0mm 이었다. 공시목의 표면에서 번데기방까지의 깊이는 평균 24.8 mm이었고 번데기 방의 부피는 200-2,000 ㎣이었다 성충의 탈출공은 수관부가 수간부보다 많았으며, 공시목의 직경이 8-10cm에서 22.4%로 가장 많이 분포하였다. 유충 침입공과 성충 탈출공까지의 목질부 표면에서 직선거리는 평균 3.3 cm이었으며, 침입공에서 탈출공까지의 갱도 길이는 평균 46.2 nm이었다.

소나무재선충의 주 매개충인 솔수염하늘소의 우화생태를 연구하기 위하여 1999년부터 2002년까지 경남 진주의 소나무재선충병 피해임지에서 죽은 소나무를 대상으로 조사하였다. 양지에서 솔수염하늘소 성충의 우화시기를 조사한 결과 4개년 평균 매년 5월 15일을 전후하여 우화하기 시작하였고, 50% 우화일은 6월 중순경이었다 우화 종료일은 7월 상순-하순으로 해에 따라 차이가 있었으며, 수컷의 50% 우화일은 암컷보다 해에 따라 1-4일이 빨랐다. 그러나 음지에서의 50% 우화일은 양지에서보다 17일이 늦어졌다. 2001년 2월에서 4월까지 벌채한 공시목으로부터 우화한 성충 중에서 동년에 우화한 1년 1세대 충의 비율은 97.6%이었고, 이듬해인 2002년에 우화한 2년 1세대 충의 비율은 2.4%이었다. 솔수염하늘소 성충은 암수 구분 없이 24시간 내내 우화하였지만, 오전 8시부터 12시 사이에 우화하는 성충의 비율이 32.3%로 가장 높았으며, 새벽 2시부터 오전 8시까지는 우화율이 낮았다. 번데기방에서 성충이 우화한 후 나무 밖으로 탈출하는 데 소요되는 시각은 68.0초이었다.