ATP-binding cassette (ABC) transporter는 다양한 기질을 세포 밖과 세포 안으로 수송하는 대표적인 수송단백질이다. 곤충에서 ABC transporter는 살충제에 대한 저항성을 발달시키는 중요한 역할을 한다. 현재까지 모델곤충인 초파리를 대상으로 ABC transporter의 살충제 교차저항성에 관한 연구는 많이 수행되어오지 않았다. 본 연구에서는 ABC transporter에 속하는 Mdr49A 유전자가 여섯 종류의 살충제에 보이는 교차저항성 기작을 형질전환 초파리를 이용하여 구명하였다. 초파리 91-R과 91-C 계통은 공통된 조상으로부터 유래되었으며 91-R은 60년 이상 DDT에 노출되었지만 91-C는 어떠한 살충제에도 노출되지 않고 유지되어 왔다. 91-R 계통의 MDR49A 단백질에서 유래된 3개의 아미노산 돌연변이를 형질전환 초파리에 과발현 시켰을 때 carbofuran에 대해서 2.0~6.7배 그리고 permethrin에 대해서 2.5~10.5배의 교차저항성을 나타낸 반면 다른 약제, abamectin, imidacloprid, methoxychlor, prothiofos에 대해서는 어떠한 교차저항성도 나타내지 않았다. 이상의 결과는 Mdr49A 유전자의 과발현과 더불어 3개의 아미노산 돌연변이는 두 개 약제, carbofuran과 permethrin에 대해 교차저항성 기능을 한다고 제시하고 있다.
Pyrethroid계 살충제인 cypermethrin과 carbamate계 살충제인 pirimicarb를 공시하여 실내 감수성계통 복숭아혹진닷물(Myzus persicae)을 인위적으로 루대도태한 후, 저항성 발달속도와 정도를 조사하고, 이들 저항성 계통의 타살충제에 대한 교차저항성 유무와 그 정도를 검토하였다. 저항성 발달속도는 cypermethrin 20세대 도태계통에서 도태전에 비하여 20.5차 증가하였으나, pirimicarb 20세대 도태계통에서는 3.2배 증가에 그쳐 살충제 종류에 따라 큰 차이를 보였다. Cypermethrin 도태계통은 acephate와 pirimicarb에 대해서 , pirimicarb 도태계통은 acephate와 cypermethrin에 대해서 교차저항성을 나타내었다. 그러나 cypermethrin, pirimicarb 도태계통은 demeton-S-methyl에 대해서 비교우저항성을 나타내었다.
Tetradifon에 저항성인 점박이응애(Tetranychus urticae) 계통을 얻기 위하여, 1995년 3월 경북 안동의 농가 사과원에서 채집한 월동성충을 실험실에서 Tetradifon으로 4개월 동안 누대 도태시켰다. 5회 도태시킨 계통(Td5계통; 저항성배수 371.8배)으로써 Tetradifon 저항성의 유전양식과 8종의 살란성 살비제에 대한 교차 저항성 정도를 生妹殘留法(wholeplant residual method)으로 검정하였다. $F_{1}$난(RS 교배; Td5female$\times$Smale, 또는 SR 교배; Sfemale$\times$Td5male)의 log농도-미부화율 선이 S계통 보다는 Td5계통에 치우쳐 있어 점박이 응애 난의 Tetradifon에 대한 저항성은 우성으로 유전된다고 할 수 있으며, 저항성의 우성도는 RS난이 0.998이고, SR난이 0.262이어서 이 저항성의 유전에는 세포질적인 요소 또는 어미의 영향이 있는 것으로 생각된다. 즉 RS 교배의 경우에는 완전우성으로, SR 교배의 경우에는 불완전우성으로 유전되는 것 같다. Td5 계통은 clofentezine . benzoximate . chlorfenson에 대해서 교차 저항성을 나타내었고, fenazaquin . pyridaben . flufenoxuron . tebufenpyrad . fenothiocarb 등에 대해서는 비교차저항성을 나타내었다.
본(本) 시험(試驗)은 OP계(系) 살충제 oxydemeton-methyl (Metasystox-R 25 Ec)을 공시(供試)하여 실내(室內) 감수성(感受性) 계통(系統)의 복숭아혹진딧물(green peach aphid, Myzus persicae)을 인위적으로 누대(累代) 도태(淘汰)하여 저항성(抵抗性) 발달(發達)을 유발(誘發)하고, 그들의 발달속도(發達速度)와 정도(程度), 타살충제와의 교차저항성(交叉抵抗性) 유무(有無) 및 그들 저항성(抵抗性) 감수성(感受性) 계통(系統)들의 esterase isozyme을 검토(檢討)하기 위하여 실시(實施)하였는데 본(本) 결과(結果)를 요약(要約)하면 아래와 같다. 1. Oxydemeton-methyl 에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성(抵抗性) 발달(發達)은 도태세대(淘汰世代)가 진행됨에 따라 크게 증대(增大)되었다. 2. Oxydemeton-methyl 20 세대(世代) 도태계통(淘汰系統)의 $LC_{50}$가(價)는 $214.4{\sim}360.0ppm$이었고 감수성계통(感受性系統)의 $LC_{50}$가(價)는 $0.6{\sim}1.0ppm$이었다. 3. Oxydemeton-methyl 20세대(世代) 도태계통(淘汰系統)의 복숭아혹진딧물은 oxydemeton-methyl 에 대하여 $355.5{\sim}359.9$배(倍)의 저항성(抵抗性)을 나타내었으며 도태(淘汰)에 전혀 관여되지 않은 타살충제들 중 cypermethrin 에 대해서는 고도(高度)의 교차저항성(交叉抵抗性)$(770.1{\sim}778.5)$배(倍)을 나타내었으나, acephate에 대해서는 낮은 교차저항성(交叉抵抗性)$(25.6{\sim}33.2)$배(倍)을, pirimicarb 에 대해서는 비교차저항성(非交叉抵抗性)$(3.4{\sim}3.6)$배(倍)을 나타내었다. 4. 검출(檢出)된 esterase isozyme 중 $Est.\;{\beta}-2$는 감수성(感受性) 계통(系統)에 비하여 oxydemeton-methyl 20세대(世代) 도태(淘汰) 저항성계통(抵抗性系統)에서 강하게 나타났다.
경남 김해의 장미재배지에서 채집한 점박이응애를 실험실에서 5년 동안 acequinocyl로 200회 이상 도태하여 성충에 대해 감수성계통과 비교하여 87.8배의 저항성계통을 얻었다. 점박이응애의 성충과 알에 대해 aceqyinocyl 저항성 계통의 유전과 8종 살비제에 대한 교차저항성 유무를 조사하였다. 감수성계통 수컷과 저항성계통 암컷을 상호교배($S(female){\times}R(male)$)하여 얻은 $F_1$ 알과 성충의 우성도는 각각 -0.75 -0.57로 불완전열성이었고, $R(female){\times}S(male)$의 교배에서 얻어진 $F_1$ 알과 성충의 우성도는 각각 0.81, 0.45로 불완전우성이었다. 이 저항성 점박이응애의 성충은 amitraz, bifenazate에 대해 각각 1.1, 0.9배로 비교차저항성을 나타내었으며, emamectin benzoate에 대해서는 0.08배로 역상관 교차저항성을 나타내었다. 알은 amitraz, milbemectin, spirodiclofen에 각각 37.7, 14.0, 26.2배로 교차저항성을 나타내었고, 특히 pyridaben은 6538.3배로 아주 높은 교차저항성을 나타내었다. 역상관 교차저항성을 나타내는 약제들은 abamectin, bifenazate, emamectin benzoate로서 알에 대해 각각 0.4, 0.3, 0.2배를 나타내었다.
Pyraclostrobin에 대해서 감수성균인 Colletotrichum acutatum s. lat. 20JDS8과 저항성인 20CDJ6을 사용하여, strobilurin계에 속하는 살균제와의 교차 저항성 여부와, 작용기작이 다른 살균제의 저항성균에 대한 작용 특성을 조사하였다. Pyraclostrobin 저항성 20CDJ6은 strobilurin계인 azoxystrobin, trifloxystrobin, kresoxim-methyl에 대해서도 저항성을 보여, 교차 저항성 관계가 있음을 알 수 있었다. 작용기작이 다른 모든 살균제는 감수성과 저항성균 모두의 균사 생장을 억제하였지만, 열매에서 병 방제 효과는 서로 달랐다. Isopyrazam의 20JDS8과 20CDJ6에 대한 병 방제효과는 매우 낮았으며, fluazinam은 열매에 상처를 내지 않고 예방적으로 처리하였을 때만 20JDS8과 20CDJ6에 대해서 91.9%와 88.1%의 방제 효과를 보였다. Tebuconazole과 prochloraz는 PDA 배지 상에서 20JDS8과 20CDJ6의 균사생장뿐만 아니라 고추 열매에서 병 발생도 효과적으로 억제하였다. 본 연구의 결과, pyraclostrobin에 대해서 저항성인 고추탄저병균은 strobilurin계의 다른 살균제와 교차 저항성을 보였다. 또한 pyraclostrobin 저항성균의 방제를 위한 대체 살균제로 작용기작이 다른 fluazinam, tebuconazole, prochloraz 등을 추천할 수 있을 것으로 생각한다. 다만, fluazinam은 병 발생 이전에 예방적으로 처리하여야만 효과를 얻을 수 있다.
바퀴에 대한 dichlorvos(DDVP) 약제로 11세대 누대 도태한 계통에 대한 저항성 유발정도, 교차저항성 및 효소활성을 조사한 결과는 반수치사농도 비교시 감수성에 비하여 8.58배 증가하였고 교차정항성은 chlorpyrifos, propowur, fenvalerate 와 permethrin 약제에서 각각 3.35, 4.09, 2.83 및 2.00배의 저항성을 보였으며 효소활성은 filter paper testdptjrka수성 대비 33%가 증가하였고 전기영동시험에서는 4개의 band인 esterase-1,2,4 및 7 band 가 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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