Fenvalerate, cypermethrin, furathiocarb 및 prothiofos에 대해 각각 581, 18, 19, 11배의 저항성을 보인 진주계통과 fenvalerate와 furathiocarb에 대해 각각 38배와 9배의 저항성을 나타내고 있는 함양.서상계동을 bifenthrin과 prothiofos의 혼합조합으로 방제하기 위해 실내 엽침지법과 포장방제시험을 수행하였다. Bifenthrin 1EC와 prothiofos 50EC을 1:50으로 혼합하여 실내엽침지법으로 처리하였을 때 공력계수가 273.2로 최고점에 도달한 후 급격히 감소하는 양상을 보였다. 침지법에서 가장 효과적이었던 혼용비율의 조합을 함양.서상현지 농가에서 실증시험을 수행한 결과, 처리구에서 처리약량을 절반으로 줄였음에도 배추좀나방의 방제효과가 농가관행구와 마찬가지로 우수하였다. 또한 이 조합은 여러가지 대표적인 살충제에 대해 높은 저항성을 나타내고 있는 진주지역계통에 대해서도 합리적인 농약혼합으로 저항성문제에 적절히 대처할 수 있음을 보여주었다.
남부지방에서 배추좀나방은 각 태 모두 월동 가능하였다. 유아등에 의한 성충발생소장을 보면 5월, 6월 중순~7월 중순, 9월 하순~11월 상순에 발생량이 많았고, 7월 하순~9월 중순에는 적었다. Field-cage 조건하에서 연 발생세대수는 10~11이었고, 란에서 유화까지 7, 8월에는 11~18일, 6, 9월에는 19~23일, 4, 5, 10월에는 28~34일이었으며, 기타 기간에는 50~100여일 경과하였다. 성충수명은 여름에 4~11일, 봄 가을에는 7~17일이었고, 산란수는 50~240개로 봄 가을에 많으며 여름에는 적었다. Field-cage조건하에서 각 태별 기간은 7, 8월에 난이 2~3일, 유충은 7~8일, 용은 4~6일이며, 6, 9월에는 난이 4~5일, 유충은 9~12일, 용은 6~8일이고, 3, 4, 5, 10월에는 난이 6~18일, 유충이 13~20일, 용이 8~14일이며, 겨울동안은 난이 12~40일, 유충이 50~100일, 용은 20일정도 경과하였다.
배추좀나방(Plutella xylostella L.)의 효과적인 방제를 위해서 현재 상용화되고 있는 친환경 농자재인 Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki($30{\times}10^8\;cfu/mg$)와 Neem oil(0.5% azadirachtin)을 사용하였다. 두 약제를 추천농도로 처리했을 때 배추좀나방 1. 2령 유충에서 B. thuringiensis는 2일만에 100%의 사충률을 보였으며, Azadirachtin은 7일까지 지효적 효과를 보였다. 배추좀나방 1, 2, 3, 4령 유충에 대한 B. thuringiensis의 $LC_{50}$ 값은 각각 $2.8{\times}10^4$, $3.1{\times}10^4$, $3.4{\times}10^4$, $1.5{\times}10^5\;cfu/ml$이였으며, Azadirachtin은 2.7, 3.9, 4.7, 7.1 ppm이였다. B. thuringiensis와 Azadirachtin를 배추좀나방 성충에 처리하였을 경우에 산란수는 무처리와 비교하여 Azadirachtin 25 ppm에서 57.5개의 감소를 보였다. 또한 알의 부화율은 무처리와 비교하여 B. thuringiensis는 큰 차이가 없었고, Azadirachtin 50 ppm에서 45.4%의 부화율 감소를 나타냈다. 배추좀나방은 B. thuringiensis와 Azadirachtin을 혼합처리할 경우, 각각의 처리구에서 각각을 단독으로 처리하였을 때보다 높은 방제효과를 나타내었다. 포트시험의 경우에서도 B. thuringiensis와 Neem oil의 혼합처리 사용은 배추좀나방 알, 유충, 번데기, 성충의 친환경적인 방제에 효과를 나타냈다.
배추좀나방의 deltamethrin에 대한 약제 저항성 기작을 알기 위하여 에스테라제의 활성과 조성을 분석하였다. 0.1$\mu\textrm{g}$의 deltamethrin으로 매 세대 선발하였을 때 선발세대의 진행에 따라 배추좀나방 4령충의 약제감수성은 줄었고 에스테라제 활성을 증가했다. Deltamethrin으로 선발된 또는 선발되지 않은 서로 다른 배추좀나방 집단들의 약제감수성과 에스테라제 활성간에 높은 상관을 보였으며 이들 요인들간에 상관계수는 0.9918(P=0.0082)로 정상관을 보였다. 전기영동(6% gel)의 결과 17개의 에스테라제 밴드가 분리되었다. Deltamethrin에 대해 선발된 집단들은 비선발 집단에 비해 적은 숫자의 에스테라제 밴드를 보여주었다. 그러나 4개 밴드(E3, E4, E11, E12)는 deltamethrin 선발집단에서만 나타난 밴드였다.
배추나비고치벌(Cotesia glomerata L.)은 배추흰나비(Artogeia rapae L.)와 배추좀나방(Plutella xylostella L.) 유충을 공격하는 내부기생 천적으로, 여름배추를 주로 생산하는 고랭지 채소밭에서 배추흰나비와 배추좀나방을 동시에 생물적 방제하기 위한 천적자원으로서 활용 가능성이 높다. 배추나비고치벌에 대한 온도별 생육반응과 성비, 먹이에 따른 수명을 실험실내에서 조사한 결과, 배추나비고치벌의 알-유충 기간 및 번데기 기간은 20℃에서 각각 12.1 ± 2.1일, 6.4 ± 1.8일이었으며, 생육온도가 높아질수록 짧아지는 경향을 보였다. 이를 바탕으로 산출한 알-유충 및 번데기 시기의 발육영점온도는 각각 7.7℃, 8.5℃였다. 여러 상이한 온도에서 사육한 배추나비고치벌 우화성충의 암수를 조사한 결과, 15℃에서 61.0 ± 4.5%, 20℃에서 44.2 ± 1.0%, 25℃에서 39.0 ± 2.3%의 성비를 보여 온도가 낮아질수록 암컷의 발생률이 높아지는 경향을 보였다. 배추나비고치벌 성충에 10% 설탕액을 급여한 결과 수명은 20.4 ± 0.2일이었으며, 아무것도 급여하지 않은 경우는 3.6 ± 0.1일이었다. 실내 대량 사육을 통해 확보한 배추나비고치벌 성충을 2007년부터 2018년까지 매년 8월 초에 고랭지 배추밭에 방사하고 노지 기생률을 조사하였다. 그 결과 햇수가 지날수록 노지 기생률이 증가하는 것을 확인하였다(Y=0.2696X+2.8633, R2=0.3994). 가장 높은 기생률을 보인 연도는 2013년의 7.6%이었고, 가장 최근인 2018년에는 6.5%의 기생률을 나타내었다.
배추좀나방과 파밤나방에 대한 flupyrazofos의 작용기작을 구명하기 위하여 한국화학연구소에서 분양을 받아 실내에서 19세대 누대 사육한 배추좀나방과 포장에서 채집하여 실내에서 인공사료를 이용하여 25세대 누대 사육한 파밤나방을 대상으로 $^{14}C$-flupyrazofos를 처리하여 $^{14}C$-flupyrazofos를 검출하기에 적합한 용매와 두종간의 체벽 투과량을 조사하였다. 배추좀나방과 파밤나방 충체에 있는 $^{14}C$-flupyrazofos의 각 용매별 검출율은 hexane과 ethyl-acetate보다 acetone을 사용할 때 가장 높았다. flupyrazofos의 반수침투시간($PT_{50}$)은 배추좀나방에서는 0.731 시간(44분)이었고, 파밤나방에서는 0.504시간(30분)으로 나타나 배추좀나방보다 파밤나방에서 침투시간이 다소 빨랐고, 배설량도 배추좀나방보다 파밤나방에서 많았으며 배설되는 시간도 빨랐다.
벤질리덴아세톤은 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila의 배양액에서 유래된 물질이다. 벤질리덴아세톤은 아이코사노이드 생합성을 억제하여 곤충의 면역을 저하시키는 것으로 알려져 있으며, 이 물질을 미생물농약에 첨가하면 병원성의 제고 효과를 기대할 수 있다. 본 연구는 벤질리덴아세톤의 면역억제 능력을 제고시킬 목적으로 이 물질의 소수성을 낮추는 유도체를 화학 합성하였다. 수산기를 첨가한 두 가지 벤질리덴아세톤 유도체와 설탕이 부착된 벤질리덴아세톤 유도체가 각각 합성되었다. 이 유도체들은 모두 배추좀나방(Plutella xylostella)의 phospholipase $A_2$ ($PLA_2$)와 phenoloxidase (PO) 활성을 모두 억제하였으며, 이 가운데 벤질리덴아세톤이 가장 억제력이 높았다. 이러한 벤질리덴아세톤 유도체들을 각각 Bacillus thuringiensis (Bt) 생물농약과 혼합하면 미생물의 병원성을 증가시켰다. 벤질리덴아세톤은 또한 네 가지 식물병원성 진균의 성장을 억제시켰다. 그러나 이 물질의 유도체들(특히 설탕 중합체)의 병원균 성장 억제 능력은 일부 감소했다. 이러한 결과는 벤질리덴아세톤과 벤질리덴아세톤 유도체는 면역작용에 관여하는 $PLA_2$와 PO의 두 가지 효소 활성을 억제하며, 배추좀나방에 대한 Bt 병원성을 제고시켰으며, 식물병원성 진균에 대한 항균제로서의 개발 가능성을 제시하고 있다.
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.
국내 4개 지역으로부터 채집된 배추좀나방(Plutella xylostella)의 미토콘드리아 DNA중 COI 유전자 일부 (438 bp)의 염기서열을 결정, 유전적 다양도 및 유전자 이동정도를 파악함으로써 집단 유전적 구조 및 특성에 대하여 연구하였다. 총 21개체로부터 13개의 mtDNA haplotype을 얻었으며 이들의 변이는 0.3~1.4%로 다른 곤충을 대상으로 한 유사연구와 비슷한 크기를 나타내었으며 haplotype 다양도는 매우 높았다(평균 h=0.81). 지리적으로 먼 제주도의 개체군과 경남 김해 두 지역(11km 거리)의 개체군을 비교한 결과, 통계적으로 유의한 정도의 유전적 격리(p<0.05%)는 전혀 관찰되지 않았으며, 대신 상당한 정도의 세대당 암컷 이동률(Nm=2-30)을 보였다. 또한 GenBank에 등록된 하와이의 배추좀나방 haplotype은 본 연구에서 얻은 것들과 유전적으로 흡사하였다. 종합적으로, 국내 배추좀나방은 전체적으로는 많은 haplotype수에 기인한 적절한 크기의 유전적 분화율을 보유하고 있으며 국지적으로는 상당한 이동력에 의한 장거리 이동으로 개체군내 높은 haplotype 다양도를 보이며 동시에 지역간의 유전적 유사성을 나타낸다고 요약되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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