벼멸구는 촉각 기부의 등쪽으로 알모양의 24ㅐ의 겹눈을 가지고 있다. 벼멸구의 겹눈은 각각의 단안이 분리되어 있고, 각각의 낱눈이 단지 그들의 각막렌즈를 통해서만이 빛을 받는 연립상 겹눈이다. 각각의 낱눈은 큐티클성 각막렌즈와 그 안쪽에 수정체가 자리잡고 있다. 망막세포는 수정체 바로 아래쪽에 자리하며, 이들은 중심축쪽으로 감간소체들이 밀집결합되어 감간체를 형성한다. 감간체는 수정체 말단부분에서 시작되어 기저막에 까지 다달으며, 그 길이는 약 110~120${\mu}m$ 정도이다. 수정체는 4개로 구성된 한쌍의 1차색소세포에 의하여 둘러 쌓여 있으며 이것은 또한 부속색소세포에 의하여 둘러 쌓여 있다. 수정체의 기저부위는 망막세포에 의하여 일부가 둘러 쌓여 있고 망막세포의 내벽에서 발생한 감간소체들로 구성된 감간체와 닿아있다. 낱눈의 상층부분은 7개의 망막세포로 구성되어 있으나 3/4부분에서 8번째의 망막세포가 자리잡고 있다. 중앙부위에 위치하고 있는 감간체는 미세용 모들로 구성된 감간소체들로 구성되어 있는데, 이들 미세융모의 단면도는 6각형의 모양을 가지고 있다. 색소세포는 수정체를 감싸고 있는 1차색소세포, 기저막까지 닿아 있는 부속색소세포, 기저막 부위의 기저막색소세포 등 3가지의 색소세포들이 있다.
벼멸구에 대한 통일품종 (IR-667 계통)의 내충성징도와 그들이 벼멸구에 미치는 생물학적 영향을 비교검토 코자 본 실험을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 통일품종은 다른 한국장려품종에 비해 약간 내성을 보이나 감수성이었으며 식이 및 산란선호성이 높았다. 2. 저함성품종인 Mudgo, MGL-2, ASD-7 등은 식이 선호성이 매우 낮았으나 산란선호성은 오히려 높았다. 3. 감수성품종인 수원 214와 저항성품종인 ASD-7간에 벼멸구의 산란성은 각 품종 단독구에서는 수원 214에 많은 산란량을 보이나 두 품종 공동산란구에서는 ASD-7에 압도적으로 많은 산란을 보였다. 4. 감수성품종(T(N)-1, 수원 213-1, 수원 214)과 저항성품종(ASD-7, Mudgo)에서 사육한 벼멸구의 난기, 부화율은 차이가 없었으나 1) 약충기는 저항성품종에서 길고 감수성품종에서 짧았으며, 2) ② 부화율은 수원 213-1 $(100\%)$, 수원 214 $(96,8\%)$에서 매우 높았고 T(N)-1에서 $87.1\%$였으며 저항성품종에서는 $5-10\%$로 매우 낮았고 3) 성충암컷의 수명은 저항성품종에서 1일 이내로 매우 짧았으나 T(N)-1, 수원 213-1, 수원 214에서 각각 13.4일, 14.4일, 21.2일이었다. 4) 성충의 총 산란수는 수원 214와 수원 213-1에서 각각 4,913개, 4,068개로서 T(N)-1의 932개에 비해 매우 많았고 저항성품종에서는 산란하지 못하고 죽었다.
포장조건하에서 수잉기와 출수기에 벼멸구를 인위적으로 가해시킨 후 출수후 고사시기별로 수량수율을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 출수후 23일경에 고사된 벼는 무접종구에 비하여 등숙율은 $32.2\~37.5\%$ 현미천립중은$ 3.2\~3.5g$ 감소되었다. 2. 고사시기가 같아도 수잉기부터 가해구는 출수기부터 가해구보다 등숙율 현미천립중, 현미수량이 낮았다. 3. 고사된 벼의 감수율은 무접종에 비하여 고사시기에 따라 $24\~62\%$였으며 출수후 고사일수(X)와 수량(Y)간에는 다음과 같은 관계가 있었다. o 수잉기이후가해 : $\hat{Y}=10.145X-16.374(r=0.9726^{**})$ o 출수기이후가해 : $\hat{Y}=9.792X+26.936(r=0.8850^{**})$.
현재 우리나라 주요 벼 해충은 벼멸구(Nilaparvata lugens), 애멸구(Laodelphax striatellus), 끝동매미충 (Nephotetix cincticeps) 등 멸구류와 벼물바구미(Lissorhoptrus oryzophilus) 등이며, 약제에 대한 위 해충들의 약제 감수성을 모니터링한 결과 이미다클로프리드에 대해서만 일부 지역에서 68배의 높은 저항성을 보이고 있으며, 다른 약제에 대해서는 1979년 이래 지역에 따라 $0{\sim}20$배 정도의 같은 감수성을 보이고 있어 저항성의 계속적인 발달은 없었다. 끝동매미충은 기존 carbamates, organophosphorus, pyrethroid 계통의 살충제에 대해서는 1976년 이래 감수성 저하가 없어 저항성 발달을 인정할 수 없었으나, 벼물바구미의 대표적 약제인 fipronil 과 imidacloprid에 대해서는 두드러진 감수성 저하를 보였다. 벼물바구미는 1999년에서는 조사지역에서 높은 감수성을 보여 carbofuran, ethofenprox, fipronil, imidacloprid 등 시험약제 모두는 지역 계통에 관계없이 기준 약량의 4분의1 농도에서도 높은 살충력을 보였으나, 2002년에는 수원지역 계통이 carbofuran에 대해 현저한 감수성 저하 현상을 보였다.
도복과 관련된 주요 형질인 초장, 3절간장, 좌절중 등에 대한 QTL을 분석을 수행하였으며 도복과 벼멸구 저항성과의 연관 관계에 대한 QTL 및 유의성을 분석하였다. 1. 초장, 3절간장, 모멘트, 도복지수, 좌절중과 같은 도복관련 형질에 대한 QTL을 분석하여 총 13개의 유의성 있는 QTL이 6개의 염색체상에서 확인되었다. 2. 벼멸구 저항성과 주요 농업형질관련 QTL과의 연관관계를 분석한 바, 7번과 8번 염색체 상의 qBPR7, qBPR8은 각각 모멘트(qMo7)와 도복(q3rdin8) 관련 QTL에 연관되어 있었다. 3. Mapping 집단을 저항성 계통군과 감수성 계통군으로 나누어 8개 형질에 대한 차이를 조사한 바, 3절간장과 도복 지수에서 두 집단간에 유의성이 인정되었다. 4. 저항성을 가지는 계통은 간장 및 3절간장 등이 ‘삼강’의 영향으로 ‘낙동’에 비하여 짧은 경향이었으며 이는 신장과 관련된 도복성향에 있어 본 집단에서는 벼멸구 저항성이 강하게 연관이 되었다는 분석결과를 찾을 수 없었다.
본 연구에서는 관행의 교배육종과 DNA 마커를 이용한 MAS의 접목을 통하여 벼멸구 저항성과 관련된 단점을 보완하고, 효율적으로 도열병, 줄무늬잎마름병, 흰잎마름병, 벼멸구, 끝동매미충 저항성이 집적된 복합내병충성 우량계통을 육성하고자 수행하였다. 교배모본으로는 완전미율이 높고, 끝동매미충에 저항성인 '남평'과 단간이면서 흰잎마름병에 저항성인 '주남'을 반복친으로 사용하였고, 벼멸구저항성 유전자 Bph1을 가지고 있지만 간장이 크고 재배안전성이 미흡한 '밀양220호'를 공여친으로 사용하였다. 벼멸구 저항성 연관마커 RM28493을 이용하여 $BC_1F_1$ 및 $BC_2F_1$ 세대에서 MAS로 저항성 개체 선발과 여교잡을 수행하였으며, 복교잡 $F_1$ 세대에서 MAS를 통한 벼멸구 저항성이 고정된 계통을 선발하였다. 고세대 계통에서 생물검정을 통하여 흰잎마름병, 끝동매미충에 저항성인 계통을 선발하였다. MAS와 생물검정을 통해 도열병, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병, 벼멸구 및 끝동매미충에 저항성인 85개의 복합내병충성계통을 선발하였다. 복합내병충성 계통의 간장, 완전미율 및 수량은 각각 71~88 cm, 51~93%, 449~629 kg/10a 사이에 분포하였다. 복합내충성계통중 간장, 완전미율 및 수량이 남평벼와 비슷한 계통을 선발하여 '밀양265호'로 명명하였다. 최종적으로 본연구에서는 기존의 교배육종과 분자육종의 접목을 통하여 복합내병충성 우량계통을 육성하였으며, 이는 금후 유용교배모본으로 활용될 것으로 기대된다.
폿트에서 벼멸구 성충을 접종하고 buprofezin 처리시기를 달리하였을 때, 접종성충에 미치는 영향 및 약처리시기에 따른 벼멸구 밀도억제효과를 약처리당시의 연령구성과 관련하여 조사하였다. Buprofezin (7.0 g a.i./10 a)은 벼멸구 수컷에 대해서 영향을 미치지 않았으며 갓 우화한 벼멸구암컷에 대해서 수명과 산란수의 감소효과가 있었으나 우화후 3일 이상 경과한 성충의 수명이나 산란수에는 영향을 미치지 않았으며 buprofezin 처리당시의 유충군 밀도는 약처리후 급격히 저하되었다. Buprofezin의 벼멸구개체군 밀도억제효과는 처리약량이 높을수록, buprofezin 처리당시 buprofezin의 약효지속효과내에 노출된 유충군의 비율이 높을수록 좋았는데 buprofezin 7.0 g a.i./10 a 처리의 경우 적정처리시기는 접종 18일후부터 접종후 제1세대 성충이 출현하기 직전까지 약 10일간이었다.
멸구류 포식성 천적인 등검은황록장님노린재의 온도에 따른 벼멸구 알 공격능력과 기능반응의 변화를 20, 23, 26, 29, 32, $35^{\circ}C$ 등 6개 온도에서 검정하였다. 등검은 황록장님노린재는 산란된지 1일에서 4일된 이런시기의 벼멸구 알을 선호하였으며, 이중 3일된 벼멸구 알을 가장 선호하였다. 등검은황록장님노린재의 벼멸구 알에 대한 포식능력은 Holling의 제2형 기능반응의 Rogers(1972) 진정포식자 모형에 잘 부합되었다. 기능반응의 포식자 탐색율(a)은 $32^{\circ}C$까지는 온도가 높아짐에 따라 증가하는 경향이었으나 $35^{\circ}C$에서는 급격히 감소하였다. 그러나 처리시간(Th)은 온도가 높아짐에 따라 완만히 감소되었다. 등검은황록장님노린재의 벼멸구 알에 대한 온도별, 밀도별 공격위치의 선호성은 일반적으로 저밀도에서는 큰 차이가 없었으나 고밀도에서는 위쪽에 산란된 알을 더 선호하는 경향이었으며 특히 온도가 높아짐에따라 이러한 경향이 더욱 뚜렷이 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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