교미교란(mating disruption, MD) 기술이 사과에 피해를 주는 복숭아순나방(Grapholita molesta) 방제에 널리 사용되고 있다. 복숭아순나방과 복숭아순나방붙이를 동시에 교미교란(simultaneous MD, SMD)하는 기술이 최근에 개발되었다. 본 연구는 이 SMD 기술을 현장에 접목하는 데 필요한 요인들을 결정하기 위해 수행되었다. SMD 처리 농도를 결정하기 위해 각 처리 지점에 10 mg의 성페로몬을 여러 가지 밀도로 사과나무에 처리하였다. 처리된 세 농도 가운데 두 나무마다 하나의 SMD 처리가 비교적 안정적으로 MD 효과를 유지하였다. 이러한 SMD 효과는 왁스 및 polyethylene 제형 모두에서 나타났다. 두 사과나무마다 하나의 SMD 처리 농도로 3월 말에 1회 처리한 경우 수확기까지 복숭아순나방과 복숭아순나방붙이에 대해 효과적 교미교란을 유지시켰다. 인근 무처리 과수원에서 SMD 처리 과수원으로 이주하여 들어오는 교미된 암컷의 이입을 막기 위해 울타리 처리 기술이 적용되었다. 암컷 유인제를 개발하기 위해 6종류의 사과 과실 추출물에 포함된 화합물 가운데 terpinyl acetate (TA)가 선발되었다. 서로 다른 TA 농도 처리에서 0.05%가 성충 유인에 가장 효과적이었다. TA와 설탕을 혼합한 것을 암컷유살제(female attract-to-kill technique, FAKT)라 명명하였다. 사과 과수원 가장자리를 따라 6 m 간격으로 FAKT를 설치한 울타리 처리는 교미된 암컷을 포획하였고, 이들은 난황형성과정을 진행하고 있는 난모세포를 지니고 있었다. FAKT가 가미된 SMD 처리는 높은 MD 효율을 유지하는 것은 물론이고 SMD 단독 처리에 비해 신초 피해를 현격하게 줄였다.
사과에 피해를 주는 복숭아순나방(Grapholita molesta)을 방제하기 위해서 합성 성페로몬을 이용한 교미교란 처리 기술이 이용되고 있다. 그러나 비교적 작은 규모의 사과원들이 인근에 몰려있고 이들의 경영이 독자적인 국내 상황을 고려할 때 이러한 교미교란제 처리에 의존한 복숭아순나방 방제 효율성에 의구심을 갖게 한다. 이는 인근의 교미교란제를 처리하지 않은 지역에서 교미한 복숭아순나방 암컷의 유입 가능성이 있기 때문이다. 본 연구는 특정 교미교란제 처리 지역에 있어 교미교란 효과의 사각지대를 줄이고 교미한 암컷을 포획할 수 있는 테두리처리 기술을 개발하였다. 본 테두리처리 기술은 사과원 가장자리에 10 미터 간격으로 각각 교미교란제와 먹이트랩을 설치하면서 이러한 방제 효과를 거두려하였다. 교미교란제 처리와 더불어 태두리처리는 교미교란제만 처리한 포장에 비해 복숭아순나방에 의한 신초 및 과실에 미치는 피해를 뚜렷하게 줄일 수 있었다. 또한 본 연구는 이러한 교미교란제 처리의 효율을 높이기 위해 연중 처리 횟수를 결정하였다. 사과 재배 전체 기간을 통해 교미교란 효과를 유지하는 데 교미교란제 처리는 테두리처리와 함께 3월 말과 7월 초의 2회 처리가 필요하였다.
많은 해충이 과수의 다양한 조직을 가해하여 국내 과수산업을 위협하고 있다. 경제적으로 중요한 과수 해충의 방제는 일반적으로 화학 살충제에 의존하고 있다. 환경과 인류 건강에 미치는 살충제의 영향에 대한 우려가 증가함에 따라 환경 친화적인 해충방제 전략이 시급하게 필요한 실정이다. 과수 해충의 페로몬은 교미교란이나 대량포획과 같이 환경적으로 안전한 방제 체계를 끌어낼 수 있다. 본 종설은 과수 해충 51종에서 알려진 페로몬의 유형과 성분을 요약한다. 장님노린재과, 진딧물과, 깍지벌레과, 가루깍지벌레과, 풍뎅이과, 혹파리과 및 씨살이좀벌과에 속하는 14종과 나비목의 26종은 암컷이 성페로몬을 생산하여 수컷을 유인한다. 반대로 호리허리노린재과, 노린재과, 총채벌레과 및 하늘소과에 속하는 11종은 수컷이 집합페로몬을 생산하여 암컷과 수컷 모두를 유인한다. 향후 과수 해충 관리에서 페로몬과 다른 신호화학물질의 사용을 확대하기 위해서는 새로운 해충의 페로몬, 주요 해충의 카이로몬, 장기간 페로몬 방출용 교미교란제 및 대량포획을 위한 트랩 디자인과 트랩 설치에 관한 연구가 필요할 것으로 보인다.
복숭아순나방과 복숭아심식나방의 방제를 위해 교미교란제 MD-IKR (Isomate-KR)과 MD-CR (Confuser-R)의 효과를 무농약 유기재배 사과원에서 평가하였고 관행방제 사과원과 비교하였다. 2011년 칠곡지역의 복숭아순나방에 대한 두 종의 교미교란제에 대한 교미저해율은 99.8%였고, 상대적으로 청송지역의 교미저해율이 각각 99.8과 92.8%로 칠곡지역과 차이가 있었다. 2012년 칠곡지역의 교미저해율은 각각 92.4와 96.7%였다. 청송지역에서 교미저해율은 99.6%로 가장 높은 교미저해율을 보였다. 2011년 2012년의 복숭아심식나방에 대한 교미저해율은 두 교미교란제 모두 100%로 높게 나타났다. 두 교미교란제는 복숭아순나방과 복숭아심식나방이 방제효과에 대하여 무방제구 대비 방제효과가 월등하였고, 관행방제와 비교했을 때 통계적으로 유의성 없이 방제효과가 대등하였다. 두 종의 교미교란제와 관행재배구의 새순과 과실피해율은 무방제구 대비 유의성있는 방제효과를 보였다. 두 종의 교미교란제 간에는 효력의 차이가 없어 MD-IKR이 MD-CR을 충분히 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
CRISPR/Cas9 genome editing systems have been established in a broad range of eukaryotic species. Herein, we report the first method for genetic engineering in pyogo (shiitake) mushrooms (Lentinula edodes) using CRISPR/Cas9. For in vivo expression of guide RNAs (gRNAs) targeting the mating-type gene HD1 (LeA1), we identified an endogenous LeU6 promoter in the L. edodes genome. We constructed a plasmid containing the LeU6 and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (LeGPD) promoters to express the Cas9 protein. Among the eight gRNAs we tested, three successfully disrupted the LeA1 locus. Although the CRISPR-Cas9-induced alleles did not affect mating with compatible monokaryotic strains, disruption of the transcription levels of the downstream genes of LeHD1 and LeHD2 was detected. Based on this result, we present the first report of a simple and powerful genetic manipulation tool using the CRISPR/Cas9 toolbox for the scientifically and industrially important edible mushroom, L. edodes.
본 연구는 배 과원에서 과실과 신초 등에 피해를 주는 복숭아순나방과 사과애모무늬잎말이나방에 대한 교미교란제의 효과를 검토하기 위해 수행하였다. 2007년에 복숭아순나방은 4회의 발생 peak를 보였으나 처리에 따라 약간 다르게 나타났다. 관행방제의 경우 4월 중 하순에 가장 많은 수가 포획되었고, 6월 중순, 8월 중순, 9월 상.중순에 각각 발생 peak를 보였으나 무방제구의 경우, 4월 발생량은 미미하였다. 사과애모무늬잎말이나방도 4회의 발생 peak를 보였다. 교미교란제 처리구에서는 예찰트랩으로 거의 포획되지 않았고, 무방제구와 관행방제구에서는 유사하게 포획되었다. 배 과원 나방류의 피해는 2006년의 경우, 사과애모무늬잎말이나방에 대한 교미교란제 처리구와 관행방제구간에는 유의성이 있었으며, 특히 교미교란제처리구에 살충제 처리내용에 따라 8월의 피해엽율간에는 유의성이 달랐고, 복숭아순나방에 의한 신초와 수확한 과실에서도 유사한 결과를 보였다.
왁스형 페로몬 방출기를 제작하여 사과원에 발생하는 복숭아순나빙(Grapholita molesta) 밀도를 억제하기 위한 교미교란제로 응용하였다. 아울러 이 왁스형 교미교란제의 방제효과를 극대화하기 위해 본 연구는 처리량에 따른 복숭아순나방의 교미교란 효과를 비교 분석하였다. 이때 교미교란 효과를 모니터링 페로몬 트랩 및 먹이트랩에 유인되는 누적 성충 밀도의 감소 및 기주 식물의 피해로 분석한 결과 왁스형 교미교란제 처리량에 따라 상이하게 나타났다. 개발된 왁스형 교미교란제를 기준량(350평당 120 g)으로 처리한 결과, 현재 상용화되고 있는 교미교란제($Isomate^{(R)}$)와 뚜렷한 차이 없이 복숭아순나방 밀도 억제와 과실피해 감소효과를 나타냈다. 본 연구는 또한 교미교란 처리지역 가장 자리에 먹이트랩을 배치할 경우 비처리지역에서 유입되어 오는 교미한 암컷의 이동을 막는 효과가 있는 것으로 확인하였다. 이러한 결과들로 미뤄 왁스형 페로몬 방출기는 복숭아순나방 교미교란제로 응용될 수 있으며, 과수원 주변에 배치하는 먹이트랩과 혼용하는 경우 교미교란 효과를 증진시킬 수 있을 것으로 본다.
복숭아순나방(Grapholita molesta)은 핵과류과실에 일차 피해를 주는 해충이다. 이를 해결하기 위해 종합적병해충관리 [IPM]의 일환으로써 전세계적으로 교미교란제가 농가에 적용되고 있다. 왁스, 폴리에틸렌 튜브, 에어로졸 형태의 다양한 교미교란제가 상업화되었다. 이 연구에서는 복숭아순나방 성페로몬 방출기로써 에스테르왁스와 폴리프로필렌(PP)필름백을 구성하는 방출기를 기존의 파라핀 왁스와 폴리에틸렌(PE) 재질의 필름과 비교하여 페로몬의 방출거동을 분석했다. PE재질의 필름백은 성페로몬의 방출이 불규칙한 반면, PP필름백에서 성페로몬은 시간에 따라 일정하게 방출하는 패턴을 얻었다. 이러한 결과를 토대로 Japan 왁스_PP 필름 방출기(Japan_PP)를 제작하였고, 약 5개월 동안 복숭아과수원에 적용한 결과 98% 이상의 교미교란 효과가 검증되었다.
페로몬에 기반한 해충방제 기술은 페로몬이 동정되는 곤충의 수가 지수적으로 증가함에 따라 더욱 성공가능성이 높은 전략이 되고 있다. 이 연구는 애기유리나방, [Synanthedon tenuis (Butler) (Lepidoptera: Sesiidae)]의 성페로몬((Z, Z)-3, 13-octadecadien-1-ol.)에 의한 화학통신교란(pheromone-mediated chemical communication disruption, PCD)의 효과에 대한 것이다. 본 PCD법은 우리나라 전남 순천과 경남 진주의 2곳의 단감 과수원에서 2016년과 2017년에 총 4회 수행되었으며, PCD의 효과는 성페로몬 처리구와 무처리구에서의 평가용 트랩 포획수로 나타내었다. 성페로몬 처리구의 평가용 트랩에 유인된 수컷 성충수는 무처리구에 유인된 수보다 유의하게 적었으며, 유인수 감소효과는 95.2~100% (평균 98.8±1.2%)이었다. 이러한 결과로 볼 때 성페로몬에 기반한 애기유리나방의 방제가 가능할 것으로 판단된다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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