알기생봉(Trichogramma sp. Nabis101)의 저온 발육 휴지와 단기 저장 기술

김용균,허혜정,김근섭,함은혜,김지원,강성영,권기면,Kim, Yong-Gyun,Heo, Hye-Jung,Kim, Geun-Seob,Hahm, Eun-Hye,Kim, Ji-Won,Kang, Sung-Young,Kwon, Ki-Myeon 한국응용곤충학회 2009 한국응용곤충학회지 Vol.48 No.3

상용화된 Trichogramma sp. Nabis101은 알 기생봉으로 대상 기주 범위가 넓어 해충 방제용으로 농생태계에 방사되고 있다. 더욱이 최근에 미생물농약과 혼용 기술이 개발되어 이들의 적용 확대가 기대되고 있다. 그러나 아직 이 기생봉의 정확한 종 동정이 되어 있지 않다. 또한 비교적 불규칙적 수요에 대응하여 생존력과 기생 능력 차이 없이 기생봉을 저장할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 본 연구는 이 기생봉의 internal transcribed spacer (ITS)의 염기서열을 결정하였다. 이를 토대로 이 기생봉의 종 동정을 실시한 결과 T. brasiliensis와 가장 높은 유사성을 나타냈다. 이 기생봉의 저장은 기생 초기의 기주 알을 $10^{\circ}C$에서 보관하는 기술이 결정되었다. 이 조건에서 기생봉은 5주 동안 생존력, 성비, 수명 및 기생능력의 큰 저하 없이 유지될 수 있었다. A commercial egg parasitoid, Trichogramma sp. Nabis101, was released into agricultural cultivating areas in Korea due to its wide host spectrum against insect pests. Moreover, an application technique has been recently developed to enhance its control efficacy by mixture treatment with a microbial control agent. Despite its expansion of commercial availability, any genetic identification on this commercial strain was not determined. Also, to meet inconsistent demands from consumers, the live parasitoids need to be stored without significant loss of their survival and parasitic activity. This study determined nucleotide sequence of internal transcribed spacer (ITS) of the wasp species. The identified ITS sequences indicate that this wasp species is most similar to T brasiliensis. Optimal storage condition of this wasp required young parasitized stage at $10^{\circ}C$. Under these conditions, survival, sex ratio, longevity, and parasitic behavior were not much impaired for 5 weeks.

초음파 처리에 따른 파밤나방(Spodoptera exigua)의 발육 및 교미행동 교란 분석

김용균,손예림,박복리,Kim, Yong-Gyun,Son, Ye-Rim,Park, Bok-Ri 한국응용곤충학회 2012 한국응용곤충학회지 Vol.51 No.3

일부 고주파 음파 처리가 파밤나방(Spodoptera exigua)의 생리변화를 유발시킨다. 이 연구는 초음파(${\geq}$ 20 kHz) 처리가 파밤나방 유충 섭식, 용 발육 및 성충 교미행동에 미치는 영향을 분석하였다. 초음파 처리는 5령충의 섭식 활동을 억제시켰다. 특별히 30 kHz 또는 45 kHz 초음파 처리를 받은 유충은 50% 이상의 섭식활동이 감소하였다. 이러한 초음파 처리를 받은 유충은 혈장의 주요 영양물질 함량이 변동되었다. 혈장 단백질은 처리 초음파의 주파수 증가에 따라 감소하였다. 그러나 혈당은 처리 초음파의 주파수 증가에 따라 증가하였다. 지질 함량은 30 kHz 처리까지는 증가하다가 이후 감소하였다. 파밤나방 5령의 혈구, 지방체 및 표피세포의 세 조직은 스트레스 관련 유전자들인 세 종류의 열충격단백질과 apolipophorin III를 발현시켰다. 그러나 초음파를 처리할 경우 일부 스트레스 관련 유전자들의 발현을 크게 억제시켰다. 초음파 처리는 또한 용발육을 억제시켜, 용기간을 연장시키고 성충으로 우화를 현격하게 낮추었다. 끝으로 초음파 처리는 성충의 교미행동을 억제시켜 암컷의 산란력을 뚜렷하게 낮추었다. 이러한 결과는 초음파가 파밤나방의 생리적 스트레스로 작용하고 있다는 것을 제시하고 있다. Some high frequency sounds alter physiological processes of the beet armyworm, Spodoptera exigua. This study investigated the effect of ultrasound (${\geq}$ 20 kHz) on larval feeding, pupal development, and adult mating behavior of S. exigua. Ultrasound suppressed feeding behavior of fifth instar larvae, and 30 or 45 kHz treatment inhibited more than 50% of feeding activity. Larvae treated with ultrasound exhibited alterations in major nutrient compositions in the hemolymph plasma. Plasma protein levels decreased with an increase in ultrasound frequency. In contrast, sugar levels increased with an increase in ultrasound frequency. Lipid levels increased with an increase in ultrasound frequency up to 30 kHz and then decreased at treatments > 30 kHz. Hemocytes, the fat body, and epidermis expressed three heat shock proteins and apolipophorin III. Ultrasound treatment markedly inhibited expression of some stress-related genes. Ultrasound treatment also inhibited S. exigua pupal development by extending the pupal developmental period and preventing adult emergence. Last, ultrasound treatment significantly inhibited adult mating behavior, which resulted in a significant decrease in female fecundity. These results show that ultrasound is a physiological stress to S. exigua.

프루텔고치벌(Cotesia plutellae)의 촉각 감각기 분포와 편절제거가 기생력에 미치는 영향

김용균,박정아,Kim, Yong-Gyun,Park, Jung-A 한국응용곤충학회 2006 한국응용곤충학회지 Vol.45 No.3

프루텔고치벌(Cotesia plutellae)은 단독형 내부기생봉으로 배추좀나방(Plutella xylostella)을 기주로 생활한다. 이 기생봉이 배추좀나방을 탐색하고 기주의 발육상태 및 다른 생리 상태를 인식하는데 촉각은 매우 중요한 감각기관으로 작용할 것으로 주목 받아왔다. 본 연구는 이 기생봉의 촉각 구조를 주사전자현미경으로 관찰하고, 관찰된 감각기 종류와 밀도를 바탕으로 기생생리를 이해하고자 수행되었다. 촉각 전체 길이에서 암수간 차이가 없으며 모두 16개 편절마디를 가지고 있다. 감각기 구조는 크게 긴털형감각기, 센털형감각기 그리고 판상감각기로 나누어 밀도조사를 실시하였고, 대부분 감각기는 편절에 집중적으로 분포했다. 이 가운데 긴털형감각기가 암수 모두 약 87%를 차지하였다. 편절에서 긴틸형감각기와 판상감각기는 말단 부위에서 밀도가 감소하는 반면, 센털형감각기는 말단 부위로 갈수록 증가하여, 암컷의 경우 9번째 편절 마디 이후로 급격하게 밀도 증가를 보였다. 촉각 부위별 제거에 따른 기생에 미치는 효과를 분석한 결과 편절 후반부를 제거하면 기생능력을 완전히 상실하고, 말단 4개 편절 마디를 제거해도 불과 30% 이하의 낮은 기생율을 기록했다. 이상의 결과는 프루텔고치벌의 기생에 촉각의 중요성을 보여주었으며, 특히 센털형감각기가 기주 탐색에 밀접히 관여될 가능성을 제시하였다. A solitary endoparasitoid, Cotesia plutellae, parasitizes diamondback moth, Plutellae xylostella. It has been suggested that its antennae are a major sensory organ to search host and recognize host developmental and other physiological condition during parasitization. This research was performed to understand the parasitic behavior of C. plutellae by analyzing sensory types and their numbers on the antennae using scanning electron microscope. There was no significant difference in antennal length in both male and female C. plutellae, in which both sexes had 16 flagellomeres. Three different types of sensilla (trichoid, seta, and placodea sensilla) were located mostly on flagella and analyzed in their density on the different antennomeres. Trichoid sensillum was the major sensory type and showed about 87% density among all sensilla. Both trichoid and placodea types of sensilla exhibited even numbers on all flagellomeres with some decrease at terminal segments. In contrast, seta form of sensilla showed drastic increase in its density at distal part after 9th flagellomere. When distal half of flagellomeres were cut off, the C. plutellae could not parasitize host larvae. Even when only four distal flagellomeres were removed, the parasitism showed only 30%. These results indicate that C. plutellae antennae are required for parasitism and suggest that seta form of sensilla may play significant roles in recognizing host for parasitization.

프루텔고치벌 브라코바이러스(Cotesia plutellae Bracovirus) 유래 $I_{k}B$ 유전자 구조와 피기생 배추좀나방(Plutella xylostella) 체내 발현 패턴

김용균,배성우,Kim Yong-Gyun,Basio Neil A.,Ibrahim Ahmed M.A.,Bae Sung-Woo 한국응용곤충학회 2006 한국응용곤충학회지 Vol.45 No.1

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. Inhibitor kB (IkB)-like gene has been found in the genome of Cotesia plutellae bracovirus (CpBV), which is the obligatory symbiont of an endoparsitoid wasp, C. plutellae. The open reading frame of CpBV-IkB was 417 bp and encoded 138 amino acids. Four ankyrin repeat domains were found in CpBV-IkB, which shared high homology with other known polydnavirus IkBs. Considering a presumptive cellular IkB based on Drosophila Cactus, CpBV-IkB exhibited a truncated structure with deletion of signal-receiving domains, which suggested its irreversible inhibitory role in NFkB signal transduction pathway of the parasitized host in response to the wasp parasitization. CpBV-IkB was expressed only in the parasitized diamondback moth, Plutella flostella. Its expression was estimated by quantitative RT-PCR during parasitization period, showing a constitutive expression pattern from the first day of parasitization. An indirect functional analysis of CpBV-IkB was conducted and suggested a hypothesis of host antivirus inhibition.

폴리드나바이러스와 새로운 해충방제 전략

김용균,Kim, Yong-Gyun 한국응용곤충학회 2006 한국응용곤충학회지 Vol.45 No.3

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. Polydnavirus is a mutualistic DNA virus found in some braconid and ichneumonid wasps. Its genome is integrated into host chromosome as a provirus. Its replication occurs at ovarian calyx epithelium during host pupal stage to form episomal viral particles. The viral particles are delivered into hemocoel of the parasitized insect along with eggs during wasp oviposition. Several polydnaviral genomes, which are isolated from the episomal virus particles, have been sequenced and exhibit some gene families with speculative physiological functions. This review presents the viral characteristics in terms of Its parasitic physiology. For developing new insect pest control tactics, it also discusses several application strategies exploiting the viral genome to manipulate insect physiology.

국가재난관리시스템(1)

김용균,Kim, Yong-Gyun (사)한국토질및기초기술사회 2005 지반과 기술 Vol.2 No.1

국가재난관리시스템(3)

김용균,Kim, Yong-Gyun (사)한국토질및기초기술사회 2006 지반과 기술 Vol.3 No.1

먹이트랩을 이용한 복숭아순나방[Grapholita molesta (Busck)]의 교미교란제 효과 검정

김용균,배성우,최경희,이동혁,이순원,Kim, Yong-Gyun,Bae, Sung-Woo,Choi, Kyung-Hee,Lee, Dong-Hyuk,Lee, Soon-Won 한국응용곤충학회 2007 한국응용곤충학회지 Vol.46 No.2

본 연구는 복숭아순나방(Grapholita molesta (Busck))의 상용 교미교란제가 사과원에서 미치는 교미교란 효과를 분석하기 위해 먹이트랩으로 암컷을 채집하여 교미율을 결정하였다. 복숭아순나방 월동집단을 대상으로 세 종류의 교미교란제가 비교되었으며, 교미교란 효과는 수컷 유인력 감소, 신초피해 및 암컷 교미율을 상호 비교하였다. 야외 암컷은 테르피닐아세테이트 트랩에 수컷과 함께 유인되었다. 수컷의 정자주머니는 암컷의 교미낭과 유사한 크기를 가졌다. 교미교란제가 처리된 지역은 95% 이상의 수컷 유인력 저하를 나타냈으나, 사과의 신초 피해가 발생하였다. 한편 교미교란제가 처리된 지역에서 채집된 암컷의 교미율은 약 35% 이상을 나타내었다. 본 연구는 교미교란제 효능 분석에 수컷의 유인력 감소보다는 암컷의 교미율 판정이 보다 교미교란 효과를 작물피해로 연결시키는데 의미가 있다는 것을 보여주었다. This study was performed to estimate the efficacy of three commercial mating disruptors for the control of oriental fruit moth, Grapholita molesta (Busck), using a food-baited trap to collect field females. Mated female ratios estimated in the mating disruptor-treated areas were compared with the estimates of male trap captures, and both estimates were evaluated on the basis of crop damage measured by shoot tip damage caused by G. molesta. Both males and females were attracted to the food trap-baited with terpinyl acetate in apple orchard. Spermatophore of G. molesta was similar to female bursa copulatrix in size. Though there was more than 95% reduction in male trap captures indicating significant mating disruption, significant crop damage occurred on apple leaf buds, in which more than 35% of captured females were mated. This study demonstrates that assessment of the mated females would be more reasonable to represent the efficacy of mating disruptor(s) than the assessment of the male captures in G. molesta.

성페로몬을 이용한 복숭아순나방(Grapholita molesta) 모니터링에 영향을 주는 요인

김용균,정성채,배성우,권보원,윤향미,홍용표,Kim, Yong-Gyun,Jung, Sung-Chae,Bae, Sung-Woo,Kwon, Bo-Won,Yoon, Hyang-Mi,Hong, Yong-Pyo 한국응용곤충학회 2007 한국응용곤충학회지 Vol.46 No.3

복숭아순나방(Grapholita molesta)의 세 가지 성페로몬 성분(Z8-12:Ac, E8-12:Ac, Z8-12:OH)이 알려져 있으며, 이들은 상용화되어 해충집단 모니터링과 교미교란에 응용되고 있다. 그러나 이들 상용화 제품들을 살펴보면, 성페로몬 성분비 및 각 방출기에 들어있는 유효성분 량에서 있어서 상이했다. 본 연구는 성페로몬을 이용한 복숭아순나방 모니터링에 있어서 수컷 유인과 포획에 대한 변동을 줄 수 있는 요인들을 밝히고, 이들 요인의 최적화를 시도하였다. 이를 위해 성페로몬 성분비 및 함량, 유효방출기간 그리고 트랩 형태 및 설치높이를 분석하였다. 이상적 모니터링을 위해서는 높은 농도(96% 이상)의 Z8-12:Ac 성분이 효과적이었다. 그러나 방출기에 들어 있는 성페로몬 함량은 $0.01-1\;{\mu}g$ 농도에서 야외 설치 이후 90일 동안(6-9월) 차이가 없었다. 트랩은 델타형이 원뿔형 보다 효과적이었으며, 이 트랩의 위치는 과수의 수관부위가 수컷을 유인하는 데 이상적이었다. 이러한 이상적 모니터링 변수를 이용하여 정기적으로 화학농약살포가 이뤄지는 안동 지역의 사과농가에서 복숭아순나방을 모니터링한 결과, 4-5월에 있는 월동세대 이후 3-4회의 성충발생 피크를 감지할 수 있었다. Three active components (Z8-12:Ac, E8-12:Ac, and Z8-12:OH) are known in sex pheromone of the oriental fruit moth, Grapholita molesta, and have been commercially available to apply for population monitoring and mating disruption. However, there have been variation among commercial products in pheromone composition and amount impregnated in each pheromone releaser. This study was performed to optimize factors influencing on pheromone monitoring of G. molesta by analyzing pheromone composition/amount, effective period of releaser, and trap type/placement in apple trees. High purity of Z8-12:Ac component was effective to attract males, in which 96% or more of cis acetate isomer component appeared to be optimal composition. Pheromone amounts ($0.01-1\;{\mu}g$) impregnated in each rubber dispenser did not give significant effect on monitoring during 90 days from June to August. "Delta" trap was much more efficient than "cone" trap to collect males. Trap installation was another factor, in which placing traps at canopy level was much efficient than at trunk or ground levels. Pheromone trap monitoring with these optimal factors indicated three to four adult peaks from June to September in addition to high overwintering population from April to May in pesticide-applied orchards in Andong, Korea.

고주파 처리에 따른 파밤나방(Spodoptera exigua)의 생리적 스트레스의 생화학적 분석

김용균,손예림,서삼열,박복리,박정아,Kim, Yong-Gyun,Son, Ye-Rim,Seo, Sam-Yeol,Park, Bok-Ri,Park, Jung-A 한국응용곤충학회 2012 한국응용곤충학회지 Vol.51 No.3

고주파 처리는 파밤나방(Spodoptera exigua)의 생리변화를 유발시켜 섭식행동, 발육 및 면역반응의 변화를 초래한다. 본 연구는 이러한 고주파의 영향을 파밤나방의 생화학적 변화를 통해 분석했다. 고주파(5,000 Hz, 95 dB) 처리는 중장 상피세포의 단백질 합성과 분비를 억제시켰다. 또한 이 고주파 처리는 중장의 인지질분해(phospholipase $A_2$) 소화효소의 활성을 현격하게 억제시켰다. 고주파 처리는 세 종류의 열충격단백질과 지질운송단백질(apolipophorin III)의 유전자 발현을 변동시켰고 이러한 변화는 중장 조직에서 뚜렷했다. 혈림프 혈장에 존재하는 지질 및 유리당의 함량이 고주파 처리에 의해 현격하게 증가했다. 이러한 결과는 고주파 처리가 파밤나방의 체내 생화학적 변화를 유발시켜 생리적 교란을 유도하는 스트레스로 작용한다는 것을 제시하고 있다. High frequency sounds disrupt physiological processes, such as feeding behavior, development and immune responses of Spodoptera exigua. We analyzed high frequency sounds with respect to biochemical changes in S. exigua. High frequency sound (5,000 Hz, 95 dB) suppressed protein synthesis and secretion of midgut epithelium. It also significantly inhibited a digestive enzyme activity of phospholipase $A_2$. The gene expression of three different heat shock proteins and apolipophorin III was altered, particularly in midgut tissue in response to high frequency sound treatments. High frequency sound treatments significantly increased sugar and lipid levels in hemolymph plasma. These results suggest that high frequency sounds are a physiological stress that induces biochemical changes in S. exigua.