• 한국응용곤충학회지
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• 제45권3호
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• pp.241-259
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• 2006

폴리드나바이러스는 고치벌 및 맵시벌류에 공생하는 DNA 바이러스로 기주 염색체에 프로바이러스 형태로 존재한다. 이 바이러스의 복제는 기주 용발육시기에 난소받침 상피세포에서 시작되어 유리 바이러스 형태의 입자 구조를 이루게 된다. 바이러스 입자는 기주가 피기생체에 산란할 때 알과 함께 혈강으로 옮겨진다. 이 바이러스 게놈의 염기서열을 바탕으로 여러 폴리드나바이러스 유전자군이 동정되었으며, 이들의 생리적 기능도 알려지고 있다. 본 종설은 기생 생리적 견지에서 폴리드나바이러스 게놈을 특성화하고, 이를 토대로 생리 교란 유전자들을 응용할 수 있는 새로운 해충 방제 전략을 소개한다.

• 농약과학회지
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• 제12권3호
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• pp.283-290
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• 2008

베큘로바이러스는 일부 나비목 해충을 대상으로 방제하는 데 사용되고 있다. 그러나 화학농약에 비해 느린 살충효과 및 좁은 적용 해충으로 응용 범위에 한계를 갖고 있다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 곤충의 면역억제을 통해 바이러스 병원력을 제고시킬 수 있는 기술을 소개한다. 폴리드나바이러스는 일부 맵시벌 및 고치벌에 공생하는 곤충 DNA 바이러스 분류군이다. 프루텔고치벌(Cotesia plutellae) 유래 CpBV(Cotesia plutellae bracovirus)는 브라코바이러스에 속한 폴리드나바이러스로서 면역어제를 발휘하는 여러 유전자를 함유하고 있다. 이 가운데 7개의 CpBV유전자를 선발하고 이를 야생형Autographa California multiple nucleopolyhedrovirus(AcNPV)에 재조합하였다. 이들 재조합 베큘로바이러스를 이용하여 파밤나방(Spodoptera exigua)과 배추좀나방(Plutella xylostella)을 대상으로 생물 검정한 결과, 이들 대부분은 야생형의 바이러스와 유사하거나 우수한 살충력을 나타냈다. 특히 CpBV-ELP를 포함한 재조합 베큘로바이러스가 대조바이러스에 비해 살충시간을 약 2 일 이상단축시킴으로 가장 우수하였다. 이 재조합 베큘로바이러스는 농도에 따른 살충력증가와 배추를 가해하는 파밤나방을 대상으로 한 바이러스 살포 처리가 뚜렷한 방제효과를 나타내어 현장 적용 가능성을 제시하였다. 또한 본 연구는 이 재조합 바이러스의 살충력 제고 현상을 CpBV-ELP의 항바이러스 기작 억제라는 측면에서 고찰했다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제43권3호
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• pp.225-231
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• 2004

내부기생봉의 일종인 프루텔고치별(Cotesia plutellae)이 배추좀나방(Plutellae xylostella)을 대상으로 생물적 방제제로 이용되고 있다. 이 기생봉은 생식기관에 폴리드나바이러스를 공생시키고, 이 바이러스의 존재는 기생봉의 성공적 기생에 필수적이다. 본 연구는 암컷 프루텔고치벌 성장에 따라 플리드나바이러스의 복제시기를 결정하였으며, 또한 교미나 기주 요인에 따른 암컷의 생식 능력을 분석하였다. 기생봉은 $25^{\circ}C$ 발육조건에서 용화 2일째 겹눈과 날개와 같은 성충조직을 발달시키기 시작했으며, 5일째에는 촉각을 포함한 모든 성충조직이 발달되어 우화 직전 단계의 모습을 보였다. 프루텔고치벌 폴리드나바이러스에 대한 다클론성항체에 의한 면역블로팅 분석은 용화 4일째에서 바이러스 복제를 확인할 수 있었다. 바이러스 입자들은 용화 5일째 산란관 내부에서 투과전자현미경으로 관찰되었다. 우화후 난소소관의 길이는 변하지 않았지만, 독샘과 난소받침의 크기는 증가했다. 교미한 암컷은 $25^{\circ}C$에서 약 8일관 생존하였으며, 초기 4일동안 집중된($60\%$ 이상) 산란을 보였다. 미교미 암컷은 교미한 암컷에 비해 낮은 산란을 보였으며, 이 미수정난은 모두 수컷으로 발육하였다. 프루텔고치벌은 배추좀나방과 미국흰불나방(Hyphantria cunea)모두를 기생시킬 수 있었다. 그러나 배추좀나방에서 더 빠르고, 높은 기생율을 보였다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제43권3호
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• pp.217-223
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• 2004

폴리드나바이러스는 일부 내부기생봉의 공생 바이러스로서 기생봉 기생과정중 피기생자의 면역억제와 발육지연에 중요한 역할을 담당한다. 프루텔고치벌(Cotesia plutellae)유래 브라코바이러스(CpBV)는 피기생자의 발육을 교란시키는 주요 원인자로서 작용하는 폴리드나바이러스의 일종이다. 본 연구는 이 CpBV가 비자연기주에게도 발육교란을 유발할 수 있는 지 조사하였다. 이를 위해 프루텔고치별에 의해 기생되지 않는 비기주인 파밤나방(Spodoptera exigua)을 이용하였다. 이용된 CpBV는 프루델고치벌 난소받침(calyx)추출물에서 얻었다. 이 추출물은 CpBV항체에 대해서 뚜렷한 항원-항체반응성으로 CpBV 보유가 입증되었다. 고치벌 암컷 한 마리 CpBV 추출물을 후기 4령의 파밤나방 혈강내로 주입시켰다. CpBV 주입된 파밤나방 유충은 유충기간이 연장되고, 체중증가 가 억제되며, 궁극적으로 변태가 억제되었다. 이러한 CpBV의 발육억제 효과는 이 바이러스의 항체를 함께 주입하여 줌으로 해소되었다. 여기서 항체 단독으로는 파방나방 유충 발육에 아무런 영향을 주지 않았다. 이 결과는 CpBV가 공생 기생봉의 비기주체에 대해서 발육교란 효과를 줄 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제56권1호
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• pp.19-28
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• 2017

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 기생한다. 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 단백질이 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 프로모터와 opaline synthase 유전자 전사종결신호를 갖는 pBI121 벡터에 클로닝하여 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 세균에 형질전환을 유도하였다. 형질전환된 세균은 담배(Nicotiana tabacum Xanthi)잎에 감염하여 캘러스를 유도하게 하였고 이후 차세대(T1)를 확보하였다. T1 세대 담배는 파밤나방에 대한 해충저항성을 갖고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 CpBV-ELP1 유전자가 형질전환작물을 통해 해충방제에 응용될 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 농약과학회지
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• 제19권3호
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• pp.279-286
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• 2015

프루텔고치벌 브라코바이러스(CpBV)는 배추좀나방(Plutella xylostella)의 어린 유충에 기생하는 프루텔고치벌(Cotesia plutellae) 공생 폴리드나바이러스이다. 일부 CpBV 유전자들은 피기생체 유충의 면역반응을 낮추는 데 중요한 역할을 담당한다. 본 연구는 기주의 면역작용을 억제하는 CpBV 유전자를 이용하여 살충력이 높은 재조합 벡큘로바이러스를 개발하는 데 응용할 목적으로 수행되었다. 기보고 자료에 기초하여 CpBV-ELP1를 발현하는 재조합 벡큘로바이러스(AcMNPV-ELP1)를 선발하여 파밤나방(Spodoptera exigua) 충체에서 증식시켰다. 충체에서 증식된 재조합바이러스들은 파밤나방 유충 한 마리 당 $5{\times}10^{10}$ polyhedral inclusion body (PIB)를 생산하였다. 배양된 AcMNPV-ELP1은 파밤나방 유충에 높은 병원성을 보였다. 특히 파밤나방 1령과 노숙령기에 높은 살충력을 나타냈다. 파밤나방 유충이 가해하는 배추에 재조합 벡큘로바이러스($5{\times}10^6PIB/mL$)를 살포한 결과 처리 7일 후에 화학 농약인 테부페노자이드 보다 높은 방제효과(약 88%)를 나타냈다. 이 결과는 충체에서 대량배양된 AcMNPV-ELP1이 높은 병원성을 나타내 새로운 미생물방제제로 응용될 수 있음을 제시한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제45권1호
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• pp.15-24
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• 2006

프루텔고치벌(Cotesia plutellae)은 내부기생봉이고 kB억제자 (IkB)와 유사한 유전자가 이 기생봉의 절대 공생바이러스(C. plutellae bracovirus: CpBV) 게놈에서 발견되었다. 이 유전자의 발현 부위는 417 br의 크기이며 138개 아미노산 서열 정보를 포함하였다. 이 단백질은 4개의 ankyrin 반복영역을 지니고 있었으며, 알려진 다른 폴리드나바이러스 유래 IkB 유전자와 높은 상동성을 보였다. 초파리 Cactus 단백질을 통해 대상 기주 IkB와 비교하여 보면, IkB 신호수신영역이 부재하는 구조를 보여, CpBV-IkB는 NFkB 신호전달체계의 비가역적 억제 인자로 작용할 것으로 추정되었다. CpBV-IkB는 프루텔고치 벌에 기생된 배추좀나방에서만 발현되었다. 정량적 RT-PCR 방법으로 CpBV-IkB의 발현량을 조사하여 보면, 기생 첫날부터 발현을 보이기 시작하여 뚜렷한 발현량을 기생 전체 기간동안 유지하는 양상을 보였다. 이 CpBV-IkB의 기능 분석이 간접적으로 이뤄졌으며, 이 유전자 발현물이 대상 기주 항바이러스 억제 인자로 작용할 것이라는 가설을 제시하였다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제53권4호
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• pp.331-338
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• 2014

시스타틴(cystatin: CST)은 C1A류 시스테인 단백질분해효소에 대한 경쟁적 가역억제자로서 동식물류에서 파파인과 같은 캐셉신을 억제대상으로 작용하게 된다. 바이러스 유래 CST (CpBV-CST1)이 폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus)에서 동정되었다. 기존 연구는 이 유전자의 과발현이 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충의 면역 및 발육을 교란한다는 것을 보여 주었다. 본 연구는 이 유전자의 단백질 기능을 분석하기 위해 세균발현시스템을 이용하여 재조합단백질(rCpBV-CST1)을 형성하여 단백질분해효소에 대한 활성억제효과를 결정하고, 곤충의 면역과 발육에 대한 생리적 억제효과를 분석했다. 이 유전자 번역부위는 138 개 아미노산으로 약 15 kDa 크기의 단백질로 추정되었다. CpBV-CST1이 먼저 pGEX 발현벡터에 재조합되고, BL21 STAR (DE3) competent cells에 형질전환된 후 0.5 mM IPTG로 4 시간동안 과발현되었다. 분리된 재조합단백질은 파파인에 대한 뚜렷한 억제효과를 나타냈다. 이 재조합단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua)에 대해서 혈구소낭형성의 세포성 면역반응을 억제하고, 경구로 처리할 때 배추좀나방의 유충발육을 처리 농도에 비례하여 제한시켰다. 이상의 결과는 CpBV-CST1이 해충 밀도 억제에 응용될 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제54권1호
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• pp.7-15
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• 2015

폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus) 바이러스 게놈에 포함된 시스타틴(CpBV-CST1) 유전자의 과발현이 곤충의 면역 및 발육을 교란한다. 이 연구는 바이러스 유래 시스타틴의 생물적 기능의 심화 연구와 해충저항성 작물 개발을 위해 담배형질전환체를 구축하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 형질전환체를 대상으로 목표유전자의 발현분석과 곤충에 대한 발육억제에 대한 생물검정을 수행했다. 시스타틴 유전자를 pBI121 운반체에 재조합한 pBI121-CST를 제작하고, 이를 아그로박테리움(Agrobacterium tumefasciens) 세균 매개에 의한 담배 형질전환 및 재분화를 유도하여 약 92%의 높은 신초 재분화율을 나타냈다. 이들 재분화된 개체 가운데 담배 genomic DNA에 시스타틴 유전자가 삽입된 형질전환 추정 개체를 PCR 분석법으로 선발하였다. 다시 quantitative real-time PCR (qRT-PCR) 분석을 통해 이들 목표유전자의 발현을 분석하였다. qRT-PCR 결과는 형질전환 추정 개체가 비형질전환체에 비해 유전자 발현이 약 17 배 높게 나타나 형질전환계통에서 목표유전자가 안정적으로 발현되고 있음을 확인했다. 선발된 형질전환담배를 대상으로 갓 부화한 담배나방(Helicoverpa assulta) 1령 유충에 대한 살충효과를 확인하였다. 살충력에 있어서 형질전환계통간의 차이가 있었다. 특히 T9와 T12계통은 섭식 후 7 일차 조사에서 95% 이상의 살충효과를 보였다. 이상의 결과들은 CpBV-CST1이 해충저항성 작물 개발에 필요한 유용 유전자 자원으로서 활용될 수 있음을 제시하고 있다.