• 한국응용곤충학회지
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• 제59권4호
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• pp.341-348
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• 2020

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.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제43권4호
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• pp.185-191
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• 2000

Pest insect control is dependent on about 200 insecticides that work by relatively few mechanisms. The targets they disrupt are mostly involved in the nervous system, respiratory chain, growth and development, or the gut. The major nerve targets are: acetylcholinesterase for the organophosphates and methylcarbamates; the nicotinic acetylcholine receptor for the neonicotinoids; the $\gamma$-aminobutyric acid receptor for several chlorinated hydrocarbons and fipronil; the voltage-gated sodium channel for DDT and pyrethroids. Selection of resistant strains often confers cross-resistance to some or all other insecticides working at the same site. The toxicological properties of different compounds acting on the same target are increasingly considered together, summating the risk even though the compounds are of quite diverse chemical types. Continuing attention is also being given to secondary targets not involved in the primary mechanism of toxicity but instead in side effects that must be considered in the overall safety evaluation. Research on insecticide targets is important in learning to keep up with resistance and changing concepts and policies on safety. These relationships are illustrated by recent studies in the Environmental Chemistry and Toxicology Laboratory of the University of California at Berkeley.

• 한국응용곤충학회지
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• 제52권1호
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• pp.35-43
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• 2013

국내 배추좀나방(Plutella xylostella) 집단은 피레스로이드 농약에 대해서 저항성을 보이며, 이는 이 살충제의 작용점인 소듐이온채널 유전자의 돌연변이에 기인된다. 더욱이 배추좀나방은 대부분 상용화된 살충제에 대해서 저항성을 발달시킬 수 있다. 본 연구는 배추좀나방을 효과적으로 방제하기 위해 내부기생성 천적인 프루텔고치벌(Cotesia plutellae)과 미생물농약인 Bacillus thuringiensis의 혼합처리 기술을 개발하기 위해 수행되었다. 프루텔고치벌이 감수성과 저항성 배추좀나방에 대한 기생 선호성에 차등이 있는 지 조사하기 위해 다섯 개 서로 다른 집단에 대해서 살충제 감수성과 프루텔고치벌 기생성 차이를 비교하였다. 이들 배추좀나방 집단들은 피레스로이드, 유기인계, 네오니코틴계 및 곤충성장조절제를 포함하는 세 종류의 상용 살충제에 대한 약제 감수성에서 뚜렷한 차이를 보였다. 그러나 이들 집단들은 프루텔고치벌에 의한 기생률에서는 차이를 보이지 않았다. 더욱이 기생된 배추좀나방은 B. thuringiensis에 대해서 감수성이 증가되었다. 프루텔고치벌이 갖는 면역억제인자 가운데 바이러스 유래 ankyrin 유전자(vankyrin)를 비기생된 배추좀나방에 발현시켰다. Vankyrin의 발현은 배추좀나방 3령충의 B. thuringiensis에 대한 감수성을 현격하게 증가시켰다. 즉, 프루텔고치벌에 의해 야기된 면역저하가 B. thuringiensis의 살충력을 증가시켰다. 이러한 결과들은 프루텔고치벌과 미생물농약인 B. thuringiensis의 혼합처리가 살충제 저항성 배추좀나방을 효과적으로 방제할 수 있다고 제시하고 있다.

• 농약과학회지
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• 제7권4호
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• pp.288-295
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• 2003

유기인계 살충제인 chlorpyrifos에 대한 배추좀나방의 저항성 원인을 구명하기 위하여 저항성 인자로 알려진 두 가지 무독화 효소, esterases와 glutathione- S-trasferase(GST)의 활성과 작용점 효소인 acetylcholinesterase(AChE)의 insensitivity 정도를 측정하였다. 또한 chlorpyrifos와 작용점이 동일한 계통의 살충제에 대한 저항성 발달과의 상관관계를 조사하여 교차저항성 발달 특성을 검정하였다. 감수성 배추좀나방에 chlorpyrifos의 아치사량을 처리하여 160배의 저항성을 나타내도록 선발하여 실험에 사용하였다. 저항성 계통의 GST 활성은 감수성 계통의 GST 활성에 비하여 1.7배 높았으나, 감수성 계통과 저항성 계통간에 esterases 활성 차이는 없었다. 또한 chlorpyrifos의 작용점인 AChE insensitivity 측정결과 저항성 계통이 감수 성계통보다 11.6배 높았다. Chlorpyrifos 저항성 계통은 AChE을 저해하는 것으로 알려진 유기인계 및 카바 메이트계 살충제인 dichlorvos, dimethylvinphos, carbofuran에 대해서도 각각 33.6배, 17.6배, 18.7배의 insensitivity를 나타내었다. 그러나 동일한 작용점을 저해하는 phenthoate-oxon에 대해서는 1.7배의 낮은 insensitivity를 보였다. 또한 이들 약제들에 대한 교차저항성 발달정도를 측정한 결과, chlorpyrifos 저항성 계통은 dichlorvos, dimethylvinphos, carbofuran에 대하여도 각각 82배, 47배, 42배의 높은 교차저항성 발달을 나타내었으나, phenthoate에 대해서는 2.3배로 낮은 교차저항성 발달을 보여 작용점이 동일한 유사계열 약제들이라도 저항성을 유발하는 기작에는 서로 큰 차이가 있을 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 실험 결과 AChE insensitivity 와 저항성 발달비 간에는 정의상관관계$(r=0.9951^{**},\;p^{(0.01)}$를 보이는 것으로 나타났는데, 이는 유기인계 및 카바메이트계 살충제의 저항성 발달이 AChE에 대한 insensitivity 정도와 관련 있음을 시사하는 것이다. 본 연구의 결과를 통하여 chlorpyrifos에 대한 배추좀나방의 저항성 발달은 작용점인 AChE에 대한 약제의 insensitivity가 주 요인 중 하나이며, 무독화 효소 중 GST 활성증가가 부가적인 요인이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제36권2호
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• pp.172-178
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• 1997

파밤나방(Spodoptera exigua (Hubner))은 야외집단과 실내집단들간에 살충제 감수성에서 큰 변이를 보였다. 조사된 모든 약제에서 야외집단은 비선발 실내집단보다 높은 약제 저항능력을 보였다. 약제 선발된 실내집단은 선발 약제에 대해 저항능력을 높게 발현시켰다. 이러한 약제 저항능력의 변이가 아세틸콜린에스테라제와 에스테라제 활력 변이와 비교 분석되었다. 약제 저항능력이 높은 집단일수록 아세틸콜린에스테라제 활력이 낮아지고 에스테라제활력은 높아졌다. 아세틸콜린에스테라제의 Km(Michaelis-Menten constant)값은 약제저항능력이 높은 집단일수록 증가하는 것으로 기질에 대한 이 효소의 친화도가 낮아졌다. 이 효소의 효소활력 변이는 같은 집단일수록 증가하는 것으로 기질에 대한 이 효소의 친화도가 낮아졌다. 이 효소의 효소활력 변이는 같은 집단 내에서 발육단계에 따라 차이를 나타내어 2, 3, 4령충보다는 5령충에서 특히 Km값이 증가하였다. 파밤나방의 에스테라제는 6.5% 비변성조건의 겔에서 21개 밴드를 보였다. 이중 E2, E7, E8, E11, E16, E7 밴드들은 약제저항능력이 높은 집단일수록 발현 빈도수가 높았다. 이상의 결과는 파밤나방의 살충제 감수성변이에 해독효소활력증가와 작용점변환이 포함됨을 나타낸다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제53권2호
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• pp.149-156
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• 2014

2009~2011년 동안 국내 주요 배추 재배지 5개 지역(평창, 홍천, 봉화, 무주, 제주)에서 살충제에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 발달 정도를 조사하고, 야외 개체군에 적용 가능한 살충제 저항성 마커를 개발하기 위해 본 연구를 수행하였다. 조사된 5개 지역 개체군 모두 여러 살충제 종류에 대하여 다양한 저항성을 보였다. 다양한 저항성을 보인 5개 지역 야외 개체군으로부터 여라 살충제에 대하여 복합적으로 저항성을 보이는 복합저항성 계통(MR)을 선발하였고, 이 MR과 모든 지역 채집 개체군에 대해 등전점전기영동과 정량염기서열분석(quantitative sequencing, QS)을 통하여 에스터레이즈 과발현과 살충제 작용점 내 돌연변이를 확인하였다. MR을 포함한 모든 야외 개체군에서 에스터레이즈의 과발현과 아세틸콜린에스터레이즈 1 유전자(ace1)의 StoF 돌연변이를 확인할 수 있었다. 넉다운 저항성 돌연변이로 잘 알려진 파라 타입 나트륨 채널 유전자(para)의 LtoF 돌연변이는 모든 지역 채집 개체군은 물론 비펜스린에 대해 3,461배 저항성을 보이는 MR에서도 발견되지 않았다. 그 외에 MtoL 돌연변이를 발견하였는데, 생물검정 결과 저항성 수준과 돌연변이 발생 빈도가 일치하였다. 따라서 생물검정 대신, 이러한 분자 마커를 활용 한다면 더 효율적으로 살충제 저항성 평가가 가능할 것이다. 이러한 분자 마커들(ace1의 StoF, para의 MtoL)은 정량염기서열분석, PCR amplification of specific alleles (PASA) 등의 진단 방법에 쉽게 응용이 가능 하고, 이러한 방법은 야외 복숭아혹진딧물 저항성 관리에 적용이 가능 할 것이다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제38권1호
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• pp.53-57
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• 1999

파밤나방(Spodoptera exigua (Hiibner))의 살충제 감수성을 판별할 수 있는 간편한 진단 장치가 개발되어 야외 집단을 대상으로 판별능력을 시험했다. 이 진단장치의 기본설계원리는 에스테라제와 아세틸콜린에스테라제의 효소활력이 파밤나방의 살충제 감수성과 밀접한 관련성이 있음을 이용하였다. 네가지 형태의 진단장치(ED, EM, AD 및 AM)가 고안되었고 판별효소(E-에스테라제, A-아세틸콜린에스테라제)와 억제제(D-dichlorvos, M-monocrotophos)의 종류에 따라 분류되었다. 판별억제제의 농도는 각각 ED는 1mM, EM는 10mM, AD는 100mM 및 AM는 100mM이었다. 억제되지 않은 저항성 개체는 두 효소 모두에서 적색을 보이나 억제된 감수성 개체의 시료는 무색으로 나타난다. 한 개체의 파밤나방으로부터 채취된 혈액과 머리시료가 네가지 판별장치 검색장치에 한꺼번에 이용되었다. 검색장치의 실증검증을 위해 11개의 실내와 야외 집단들을 대상으로 살충제 감수성과 검색장치 판별력을 비교하였다. 이들 집단은 파밤나방 방제에 이용되고있는 3가지 살충제들(bifenthrin, methomyl, chlorpyrifos-methyl)에 대해 네 종류의 판별장치는 상이한 약제 감수성을 보였다. ED는 bifenthrin, AD는 methomyl 및 ED와 AM은 chlorpyrifos-methyl에 대하여 약제 감수변이를 판별하는 데는 각각 효과적이었다. 이상의 본 연구에서는 개발된 검색장치는 간편하고 신속하게 특정집단의 약제 저항성개체의 빈도수를 알려줌으로 효과적인 방제방법을 선정하는데 이용될 수 있다. 특히, 각 지역의 지도소에서 이 검색장치를 이용할 경우 객관적이고 합리적인 현장 농민에게 지도할 수 있겠다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제26권3호
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• pp.151-157
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• 1987

유기인계(有機燐系) 살충제(殺蟲劑) 도태저항성계통(淘汰抵抗性系統)(acephate, demeton-S-methyl) 복숭아혹진딧물(Myzus persicae Sul.)을 공시(供試), acephate, cypermethrin, demeton-S-methyl, pirimicarb 상호혼합(相互混合)의 연합독작용(連合毒作用)을 검토(檢討)하여 아래와 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. acephate 도태저항성계통(淘汰抵抗性系統)에 대(對)한 acephate: demeton-S-meyl 혼합(混合)에서는 1:1 혼합비(混合比)에서 최대(最大)의 협력효과(協力效果)를 나타내었다. 2. acephate 도태저항성계통(淘汰抵抗性系統)에 대(對)한 acephate: pirimicarb의 혼합(混合)에서는 유사작용(類似作用) 내지 독립작용(獨立作用)만 관찰되었을 뿐 협력작용(協力作用)은 관찰되지 못하였다. 3. acephate 도태저항성계통(淘汰抵抗性系統)에 대(對)한 acephate: cypermethrin의 혼합(混合)에서는 혼합비(混合比)에 관계(關系)없이 모두 길항작용(拮抗作用)을 나타내었다. 4. demeton-S-methyl 도태저항성계통(淘汰抵抗性系統)에 대(對)한 demeton-S-methyl: acephate, demeton-S-methyl: pirimicarb 혼합(混合)에서는 각각(各各) 2:3, 3:2 혼합비(混合比)에서 최대(最大)의 협력효과(協力效果)를 나타내었다. 5. demeton-S-methyl 도태저항성계통(淘汰抵抗性系統)에 대(對)한 demeton-S-methyl: cypermethrin의 혼합(混合)에서는 1:1 혼합비(混合比)에서 최대(最大)의 협력효과(協力效果)를 나타내었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제31권3호
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• pp.256-275
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• 1992

Insects are among the most important abiotic and biotic constraints to rice production. National rice research programs are in various stages in the development and implementation of integrated pest management (IPM) stratagies for rice insect control. Among the various control tactics, insect resistant cultivars are sought as the major tactic in rice IPM. Through the activities of interdisciplinary teams of scientists significant progress has been made in the development and release of insect resistant cultivars to farmers. Because of its compatibility with other control tactics insect resistance has proven to fit well into the IPM approach to rice insect control agents and minimize the need for insecticide applications. The development of biotypes which overcome the resistance in rice plants has been a significant constraint in the breeding of rice for resistance to insects. Most notable examples in Asia are the green leafhopper, Nephotettix virescens, brown planthopper, Nilaparvata lygens and the Asian rice gall midge, Orseolia oryzae. The current breeding stratege is to develop rice cultivars with durable resistance on which virulent biotypes cannot adapt. In spite of the significant progress made in the breeding of insect resistant cultivars there are still numerous important rice insect species for which host plant resistance as a control tactic has not been fully utilized. Advances in biotechnology provide promise of solving some of the problems that have limited the use of host plant resistance as a major tactic in the integrated management of rice insect pests.

• 농약과학회지
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• 제14권3호
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• pp.266-271
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• 2010

6종류의 살충제(유기인계인 monocrotophos, 항생물질계인 milbemectin, 피라졸계인 tebufenpyrad, 아유산에스텔계인 propargite, 유기염소계인 dicofol, 피레스계인 fenpropathrin)를 선발하여 사과원의 점박이응애에 대한 반수치사농도 조사하였다. 점박이응애는 충주, 군위, 소보 지역 과수원에서 채집하였다. Monocrotophos과 fenpropathrin은 저항성 발달로 인하여 효과가 없었으며, milbemectin, tebufenpyrad, dicofol, propargite는 점박이응애에 대해 효과를 보이고 있었다. 과수원 간 약제저항성 분포패턴은 같은 경향을 보이나 각 과수원 계통의 점박이응애는 서로 다른 군집에 속하였다.