본 연구는 식물검역 분야에서 주요하게 사용되고 있는 메틸브로마이드 훈증제로 인해 발생하는 약해를 저감하기 위한 물질을 모델식물인 애기장대를 이용하여 스크리닝하였다. 사전연구를 통하여 메틸브로마이드 훈증제의 식물 독성 메커니즘으로 활성산소발생와 식물 성장 호르몬인 옥신의 식물체 내 분배억제효과가 발생하는 것을 바탕으로 하여, 약해 저감물질후보군으로 활성산소를 제거하는 역할을 하는 ROS scavenger 2종 (NAC, GSH)과 옥신을 훈증제 처리 전 애기장대에 처리한 후 약해의 저감 정도를 육안평가와 더불어 관련 유전자의 발현을 확인하였다. 연구 결과 메틸브로마이드에 의해 유도된 약해는 옥신보다는 활성산소를 저감시키는 물질후보군들에서 약해 저감효과가 나타났다. 이 중 GSH을 이용하여 농도구배하여 전처리하였을 때, 5 mM GSH 전처리 후 메틸브로마이드 훈증 시 약해 저감효과가 두드러졌다. GSH 전처리 시 식물체 내에 MBF1c와 HSP70 유전자 발현이 증가하는 것을 확인하였으며, 이는 메틸브로마이드 훈증으로 유도되는 약해를 방어하는 역할을 담당하였을 것이라고 평가된다. 따라서, 식물검역 훈증제 메틸브로마이드에 의해 발생하는 약해를 저감하는 데 GSH의 사용가능성을 평가하였으며, 이를 기반으로 다양한 식물체에 적용하여 수출입 시 약해로 인한 경제적 손실을 감소시킬 수 있기를 기대한다.

Spotted wing drosophila, Drosophila suzukii, causes damage on several fruits include strawberry in Korea. D. suzukii lays egg inside fruit surface, and this behavior makes D. suzukii hard to detect, so many countries designated D. suzukii as a quarantine pest. Recently, Australian government demand methyl bromide fumigation on Korean export strawberry to prevent D. suzukii invasion. In this study, we tested methyl bromide to control D. suzukii, and also tested separate and concurrent treatments of methyl bromide to evaluate phytotoxicity on strawberry. When 40 g/m3 of methyl bromide was treated for 3 hours, all stages of D. suzukii were completely controlled. When treated separate and concurrent with cold temperature treatments of methyl bromide, there’s no specific phytotoxicity on strawberry. This result indicates that separate and concurrent treatments of methyl bromide do not cause phytotoxic effect on strawberry and methyl bromide is effective to control D. suzukii.

To replace hazardous methyl bromide (MB) post-fumigation on imported fruits, due to insufficient ventilation process in industrial practice, alternative fumigation with liquid ethyl formate (EF) with N2 application, which is multi benefits to safe to workplace and environment, has been developed by APQA. Although EF was found to be shown proven efficacy to invasive external feeders such as mealybugs and scales on export and imported fruits and vegetables, there was still some conflicts to accept one of the phytosanitary disinfestation method somewhere because of on reliable and confirmative studies on between MB and EF in terms of efficacy to mealybugs on perishable commodities. In here, we evaluated comparative efficacy of EF and MB to target citrus mealybug, which was seems to be hard control pest, based on the current disinfestation guideline of them in Korea. The potential benefits of using liquid ethyl formate (EF) for future quarantine use could provide for safer workplace involved on and post-fumigation such as cold and packing storages, cost-effectiveness as well as meet the environmental friendly solution.

Stored grain pests can cause reduction of grain quantity, quality, commercial value and germination rate. Susceptibility of three fumigants, methyl bromide, ethyl formate and phosphine, were assessed on Tribolium castaneum, which is an important stored grain pest. On susceptible insects, LCT50 of phosphine was 0.654mg h/L for egg, 0.127mg h/L for late larvae, 0.105mg h/L for pupae and 0.048mg h/L for adult stage, respectively. LCT50 of methyl bromide was 33.193mg h/L for egg, 14.585mg h/L for late larvae, 8.616mg h/L for pupae and 11.967mg h/L for adult stage, respectively. LCT50 of ethyl formate were 25.165mg h/L for egg, 80.912mg h/L for late larvae, 176.326mg h/L for pupae and 68.578mg h/L for adult stage, respectively. On resistant insects, LCT50 of phosphine were 82.325mg h/L for egg, 33.315mg h/L for late larvae, 73.546mg h/L for pupae and 55.707mg h/L for adult stage, respectively. LCT50 of methyl bromide were 19.250mg h/L for egg, 43.413mg h/L for late larvae, 76.842mg h/L for pupae and 19.387mg h/L for adult stage, respectively. LCT50 of ethyl formate were 87.552mg h/L for egg, 113.457mg h/L for late larvae, 200.122mg h/L for pupae and 85.394mg h/L for adult stage, respectively.

우드펠렛은 가정용, 상업용, 산업용 등으로 사용되며 특히 화력발전소에서 석탄 대용으로 수입량이 급증하여 연간 약 2,400만톤 가량 수입되고 있는 상황이다. 우드펠렛 검역훈증제로 기존에는 메틸브로마이드(이하 MB)가 최근까지 사용되어져 왔으나, MB의 높은 흡착률과 우드펠렛의 과도한 수용비로 인해 최종가스농도 기준에 미치지 못하여 재투약하는 사례가 빈번히 발생해 문제가 되어져왔다. 이를 해결하기 위해 농림축산검역본부에서는 올해 초 MB와 포스핀을 병행으로 처리하는 방식의 소독처리기준을 신설하였다. 새로운 소독처리기준이 설정됨에 따라 배기시 안전한 배기시간 수준을 설정하기 위해 병행처리 후 수착과 탈착되는 가스농도를 조사하였다. 실내 훈증상에 우드펠렛을 채우고 약제 처리한 결과 각 훈증제의 TLV(Threshold Limit Value)-TWA(Time Weighted Average) 기준이하로 농도가 감소되는 배기시간은 25℃일 때 MB는 120시간, 포스핀은 6시간으로 측정되었고 15℃일 때 MB는 186시간, 포스핀은 19시간으로 측정되었다.

수출입 묘목류에 있어서 깍지벌레류는 주요한 해충으로 다양한 묘목류에서 검출되고 있다. 깍지벌레류 중 우리나라의 소나무에 피해를 주고 있는 소나무굴깍지벌레는 연 2회 발생하는 해충으로 1세대는 4월, 2세대는 8월에 발생하여 소나무 잎에 피해를 준다. 따라서 본 연구에서는 수출입 묘목류에서 검출되는 깍지벌레류의 소독효과에 대한 정보를 제공하기 위하여 포스핀과 에틸포메이트 그리고 메틸브로마이드를 이용하여 소나무굴깍지벌레를 대상으로 훈증효과를 검정하였다. 포스핀을 소나무굴깍지벌레 알을 대상으로 0.06 mg/L 이상 처리시 난부화억제율은 100%였으며, 에틸포메이트 처리의 경우 성충은 2.6 mg/L, 알은 7.4 mg/L에서 100% 살충활성을 보였다. 그리고 메틸브로마이드를 40 g/㎥으로 2시간 훈증처리시 소나무굴깍지벌레 성충은 100% 치사하였으며, 알의 경우 26.0 mg/L을 처리했을 때 100%부화억제 효과를 보였다.

The overall goal of this USDA-ARS research is to ensure the protection and quality of stored product foodstuffs. The results of this research directly enhance production, distribution, and safety of foodstuffs, promote and retain access of United States-grown crops to domestic and foreign markets, and protect the United States and trading partners from the agricultural, ecological, and economic threat posed by quarantine and invasive pests. In general, USDA-ARS research related to the fumigation of stored products focuses on the development of techniques to rapidly disinfest raw products of field pests, control pests in processed products amenable to re-infestation and microbial infection, and reduce reliance on fumigation as a stand-alone measure for postharvest disinfestations and disinfections. Specific research objectives include: comparative evaluation of alternative fumigants to methyl bromide in postharvest applications, development of novel technologies to reduce and eliminate atmospheric emissions from chambers used in postharvest fumigation, and design production strategies that allow for a more strategic postharvest use of methyl bromide and alternative fumigants. Recent research findings will be presented and discussed.