This study aimed to develop a new eco-friendly control method of B. tabaci using a trap plant treated with systemic insecticide. Due to high preference, tobacco plant was selected as a trap plant among solanaceous plants. Out of all 6 systemic insecticides, dinotefuran WG showed the highest mortality (> 97.3 %) against B. tabaci. The concentrations of dinotefuran in tobacco leaves after systemic treatment showed the sharp increase in the pesticide from 2 hrs until 48 hrs (2 d) and steady increase over 35 d. The mortality of B. tabaci in tobacco leaves was about 80% at 9 hrs after treatment and over 90% at 1, 2, 3, 6, 9, and 35 d after treatment. The number of B. tabaci was counted every week after dinotefuran-treated tobacco pots were placed in the tomato greenhouse cultivation. The density of the insects with 3 tobacco plants was app. 75% lower than the control (w/o tobacco plant).
식물의 이차대사산물은 곤충-식물 상호관계에서 중요한 역할을 한다. 식식성 곤충은 식물의 방어물질에 대처하는 다양한 전략을 가지고 있 다. 광식성 곤충은 넓은 범위의 다양한 식물들을 섭식하고 그 해독 기작도 보다 복잡한데, 이는 많은 종류의 식물유래 화합물에 반응하는 경향이 있 기 때문으로 보인다. 이와는 달리 협식성 곤충은 몇몇 유사한 식물에 국한되어 살아가며 보다 효율적인 적응 방식을 지니고 있을 것으로 여겨진다. 이러한 협식성 곤충의 적응은 식물의 방어물질에 대한 해독효소를 다량 생산하거나 방어물질 또는 그 대사산물을 격리하는 전략을 마련하였기 때문 으로 보인다. 담배나방은 담배와 고추 등 주로 가지과의 몇몇 식물만을 가해하는 협식성 곤충이다. 담배나방의 기주식물 적응성을 이해한다면, 이 해충에 의한 작물의 피해를 줄이는 방법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 담배나방과 같은 협식성 곤충의 생리, 생태, 진화를 연구하는 데에도 중요한 단서를 제공할 것이다. 본 종설에서는 담배나방의 기주식물 범위, 유충과 기주식물의 상호작용, 그리고 기주식물에서 특이적으로 나 오는 니코틴과 캡사이신에 대한 곤충의 반응과 해독 메카니즘을 중심으로, 지난 반세기 동안의 연구결과를 요약하고 앞으로의 전망을 제시하고자 한다.
폴리드나바이러스(polydnavirus: PDV)는 일부 내부기생봉에 공생하는 이중나선형 DNA 바이러스 분류군이다. Cotesia plutellae bracovirus (CpBV)는 프루텔고치벌(C. plutellae)에 공생하는 일종의 PDV이다. 프루텔고치벌은 어린 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 기 생한다. 기생 초기에 발현하는 CpBV-ELP1 유전자는 혈구세포에 세포독성을 발휘하면서 기주의 세포성 면역을 억제하여 기생에 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구는 이 유전자를 담배 식물에서 발현하여 해충에 대한 경구독성을 분석하는 데 목적을 두었다. 재조합 CpBV-ELP1 단백질 이 배큘로바이러스 발현시스템을 통해 합성되어 세포배양액에 분비되었다. 수거된 세포배양액은 일련의 단백질 분리과정(ammonium sulfate 단백질 분획, size exclusion 크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피)을 통해 CpBV-ELP1 단백질을 분리하는 데 이용되었다. 분리된 rCpBV-ELP1 단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua) 혈구에 대한 뚜렷한 세포독성을 보였다. CpBV-ELP1은 파밤나방 5령충에 대해서 혈강 주입하여 살충력을 나타냈고, 엽침지법을 이용하여 경구독성을 갖고 있는 것을 확인하였다. CpBV-ELP1 유전자를 CaMV 35S 유전자 프로모터 와 opaline synthase 유전자 전사종결신호를 갖는 pBI121 벡터에 클로닝하여 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 세균에 형질전환을 유도하였 다. 형질전환된 세균은 담배(Nicotiana tabacum Xanthi)잎에 감염하여 캘러스를 유도하게 하였고 이후 차세대(T1)를 확보하였다. T1 세대 담배 는 파밤나방에 대한 해충저항성을 갖고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 CpBV-ELP1 유전자가 형질전환작물을 통해 해충방제에 응용될 수 있 다는 것을 제시하고 있다.
담배나방의 알의 고추화 담배에서의 포장내 공간분포와 식물내 분포 특성을 조사하였다. 식물체 1주를 표본단위로 할 때 고추포장에서의 알의 공간분포는 집중분포 유형 (a=1.3915,b=1.1648)을 보였으나 담배포장에서는 균일분포 유형(a=1.6.35, b=0.6880)을 보였다. 알의 고추 부위별 빈도는 잎(76.2%), 과실(16.8%), 줄기(6.5%), 꽃(0.45)의 순서로 대부분 잎에 위치를 하였다. 잎에서는 70.1%가 잎의 앞면, 25.2%가 잎의 뒷면에 위치하였다. 담배의 경우도 대부분 잎에 위치하였으나, 잎 앞면과 잎 뒷면이 각각 33.7%와 66.3%로 잎뒷면에 더 많이 위치하였다.
1980년도부터 우리나라 Burley 종 잎담배산지에서 엽맥에 녹대병상 또는 괴저증상을 나타내는 새로운 병징이 관찰되기 시작하였다. 기주범위조사, 항혈청반응, 물리적성질조사, 복숭아혹진딧물에 의한 전염여부 및 바이러스 입자 관찰을 통해 이들은 서로 병징을 달리하는 PYY의 두가지 계통으로 밝혀졌다. 이 계통들은 잎담배포장에서 자연감염에 의해 나타난 주요병징에 따라 엽맥연대계통 (PVY-VB)과 엽맥괴저계통 (PVY-VN) 으로 명명하였다. PVY 항혈청과 이 계통들의 이병즙액을 반응시킨 결과 양성반응을 나타냈으며 그 반응에서는 두계통간의 차가 없었다. 이들과 병징이 유사한 tobacco etch virus 및 tobacco vein mottling virus 항혈청과의 반응에서는 음성반응을 나타냈다. 전자현미경에 의해 약 730 nm의 사상형 바이러스 입자가 관찰되었으며 그 형태와 크기에는 두 계통간 차가 없었다.
우리나라 잎담배에 발생하고 있는 바이러스의 종류와 감염상을 조사하기 위하여 전주지방에서 Burley종 (Burley-21) 20개체, 부천연초시험장 포장에시 황색종(Hicks) 20개체를 병징별로 채집하여 혈청학적인 방법에 의해 실시했다. 검정대상 바이러스는 Tobacco mosaic virus(TMV), Cucumber mosaic virus(CMV), Alfalfa mosaic virus (AMV), Potato virus X(PVX) 및 Potato virus Y(PVY)등 5종으로 TMV, AMV, CMV는 한천내확산법으로 PVX, PVY는 미량침강법으로 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 공시이병개체중에서 TMV, CMV, AMV, P X 및 PVY 등 5종의 바이러스가 검출되었다. 2. 조사된 40개체중 각 바이러스의 감염율은 AMV , CMV , TMVPVY, PVX의 순이었다. 3. Burley종에서는 TMV감염율이 로 황색종의 보다 현저히 낮았다. 4. 조사된 각 개체는 단독감염으로부터 2-4종의 바이러스로 다양하게 혼합감염을 나타냈으며 이 중 단독감염이 , 혼합감염이 이었다.
Leaf water and osmotic potential, chlorophyll content, photosynthetic rate, and electrolyte leakage were measured to evaluate tolerance to water stress in wild-type (WT) and transgenic tobacco plants (TR) expressing copper/zink superoxide dismutase (CuZnSOD) and ascorbate peroxidase (APX) in chloroplasts. Leaf water potential of both WT and TR plants decreased similarly under water stress condition. However, leaf osmotic potential of TR plants more negatively decreased in the process of dehydration, compared with WT plants, suggesting osmotic adjustment. Stomatal conductance (Gs) in WT plants markedly decreased from the Day 4 after withholding water, while that in TR plants retained relatively high values. Relatively low chlorophyll content and photosynthetic rate under water stress were shown in WT plants since 4th day after treatment. In particular, damage indicated by electrolyte leakage during water stress was higher in WT plants than in TR plants. On the other hand, SOD and APX activity was remarkably higher in TR plants. These results indicate that transgenic tobacco plants expressing copper/zink superoxide dismutase (CuZnSOD) and ascorbate peroxidase (APX) in chloroplasts improve tolerance to water stress.
중이온빔(20Ne)을 담배 식물체에 조사(irradiation)하여 식물체의 생장과 DNA의 변이에 미치는 영향을 검토하였다. 발아율과 초장은 조사선 량이 증가함에 따라 감소하였다. 반면 50Gy~10Gy의 저선량에서 추대와 개화가 촉진되어 발육은 오히려 촉진되었다. 총 100개의 primer를 이용하여 RAPD분석한 결과, 59개의 primer에서 총 336개의 DNA단편이 증폭되었고, 1개의 primer에서 중이온빔 조사처리구에서만 출현하는 DNA단편이 나타났다. AFLP분석 결과, 개체 특이적인 DNA단편은 나타난 반면 중이온빔 처리구 특이적인 DNA 단편은 관찰되지 않았다.
Development of shoot and root, leaf water potential and photosynthetic rate affected by water stress in early growing stage of tobacco were surveyed to interpret stress response in terms of plant physiological and agricultural aspects. The growth of shoot and root was highly suppressed by water stress and the difference in dry weight by rewatering was smaller in root than in shoot. The total root length was highly decreased by water stress and the lengths of root for water stress and non-stress were 74m and 84m, respectively, after rewatering. The root growth treated by water stress was increased between 2nd and 3rd day after treatment indicating that temporary water stress at early growing stage might have increased of root zone activity for early growth stage. The leaf water potentials were decreased to -7.63MPa, -9.47MPa, -11.89MPa, -13MPa at the 2nd, 3rd, 4th and 5th day by water stress. The relative water contents were 75%, 62% and 57% at the 3rd, 4th and 5th day after treatment. Photosynthesis was reduced largely by water stress. The photosynthetic rate after treatment at 2nd day and 3rd day was dropped to 18.15~mu mol. CO2 /m2 ㆍsec-1 and 9.35~mu mol. CO2 /m2 ㆍsec-1 . It was never recovered to the normal, even after rewatering. Stomatal conductance had been reduced since 2nd day after treatment and increased after rewatering.
담배엽 수량 구성 요인 중에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 엽면적이나 엽중을 용역하게 측정 할수 있는 방법을 모색코자 담배 생엽장×생엽폭의 값과 생엽면적, 건엽면적, 건엽중과의 관계 또는 생엽면적과 건엽면적, 건엽중과의 관계를 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중, 본엽의 생, 건엽장과 폭은 KB103이 가장 크고 KB101과 Burley21은 비슷하였다. 2. 중, 본엽의 생, 건엽면적과 생, 건엽중은 KB103 > Burley21 > KB101 순이었다. 3. 생엽장×생엽폭의 값과 생엽면적, 건엽면적, 건엽중과의 사이에는 1% 수준의 고도 유의성 관계가 3개 품종 중, 본엽에서 모두 인정되었다. 4. 생엽면적과 건엽면적, 건엽중과의 사이에는 1% 수준의 고도 유의성 관계가 3개 품종 중, 본엽에서도 모두 인정되었다.
담배 품종은 Burley 2001를 공시하여 휴간을 90, 105, 120cm로 하고 주간을 각각 30, 35, 40cm로하여 재식밀도 및 재식거리 Burley종의 수량 및 품종에 미치는 영향을 구명하여 알맞는 재식거리를 구하고자 시험하여 얻은 결과를 요약하면, 1. 간경 및 최대도 등 1주당 생장량은 소식할수록 컸고, 같은 재식밀도에서는 주간을 넓힌 처리에서 더 컸다. 2. 후기생육은 밀직할수록, 같은 재식밀도에서는 휴간을 넓힐수록 완만하였다. 또한 주당 엽면적, 단위 엽면적중은 소식할수록 증가하는 반면 엽면적수는 밀식할수록 증가하였다. 같은 재식밀도에서는 단면적, 단위 엽면적중, 엽면적지수 모두 주간을 넓힌 처리에서 증가하였다. 3. 수광율은 소식할수록 중ㆍ본엽에서 더 많아 품종과 정의 상관을 보였으며 착엽각도도 켰다. 동일 재식밀도에서는 주간을 좁히고 휴간을 넓힌 처리에서 주당 생장량이 적으므로 수광율은 증가했으나 착엽각은 좁아서 1주면적당 일사량 이용은 주간을 넓힌 처리보다 더 적을 것으로 본다. 4. 밀식할수록 수량은 증가했으나 품질과 내용성분은 저하였고, 이에 대금은 90 40 > 105 40cm로 2,700주/10a에서 많았고, 같은 재식밀도에서는 수량, 품종 대금 모두 휴간을 좁히고 주간을 넓힌 처리에서 증가했으나 처리간 유의성이 인정되지 않았다. 이상 결과에서 재식밀도는 2,400~2,700주/10a로 토양비옥도에 따라 가감해야 할 것이고 재식거리는 작업의 성력화를 위해 휴간을 다소 넓힌 105 35, 105 40cm로 재식함이 바람직할 것이다.무게와 호흡률 간의 상관계수는 유의성이 없었으며, 이 결과는 대두 종자의 호흡률은 종자의 무게와 직접적인 관련이 없는 것으로 사려된다. 또한 호흡율과 3일간의 초기 초장의 신장간에도 유의적인 상관이 없었다.밀접한 관계가 있는 것으로 보이며 일반적으로 노출된 괴경은 동계 저온에 의한 것보다는 건조에 의한 사멸을 촉진하는 요인이 큰 것으로 보여 진다. 단백질함량은 대, 소맥 전품종에서 처리에 의하여 수량이 감소할수록 높아졌다. (11) 대, 소맥 각품종의 각형질에 미치는 RH-531처리의 영향은 처리농도보다 처리시기에 더욱 지배되는 것으로 인정되었다.A4의 분자 구조와 유사한 것으로 보인다. 그리고 LDH에 대한 피루브산의 저해 실험 결과 35.22-43.47% 의 활성이 남았고, Kmpyr은 0.080-0.098 mM이고 골격근과 눈조직의 Vmax은 153.85와 35.09 units였다. 또한 B4 동위효소가 열에 대해 가장 안정하였고 C4 는 A4 보다 안정하였으며, 최적 pH는 6.5로 나타났다. 본 실험 결과 풀망둑은 저 산소 환경조건에 적응되어져 조직들의 동위효소들이 A4 와 B4 동위효소 사이의 특성을 나타냈고, 골격근과 눈 조직에서 피루브산에 대한 LDH의 친화력이 상당히 크므로 LDH가 혐기적 조건에서 효율적으로 기능을 하는 것으로 사료된다.5) and "Cleanliness of clothes & features" (p <0.05) of VIP ward were significantly higher than those of a ge