어리팥나방(Matsumuraeses falcana)의 발육과 생식에 미치는 온도의 영향

안정준,김은영,서보윤,정진교 한국응용곤충학회 2022 한국응용곤충학회지 Vol.61 No.3

The soybean podborer, Matsumuraeses falcana (Lepidoptera: Tortricidae), is one of important pests in soybean crop. In the purpose of forecasting population dynamics of M. falcana, we investigated the effects of temperature on development of each life stage, adult longevity and fecundity of Matsumuraeses falcana at seven constant temperatures of 10, 13, 19, 22, 25, 28, and 31°C. Eggs hatched successfully at all temperature subjected. M. falcana developed from egg hatching to adult emergence at the tested temperatures except 10, 13, and 31°C. The developmental period of each life stage and adult longevity of M. falcana decreased as temperature increased. The lower developmental threshold (LDT) and thermal constant (K) from egg hatching to adult emergence of M. falcana were estimated by linear regression as 10.2°C and 492.04DD, respectively. Lower and higher threshold temperature (TL and TH) were calculated by the Lobry-Rosso-Flandrois (LRF) and Sharpe-Schoolfield-Ikemoto (SSI) models. TL and TH from egg hatching to adult emergence using SSI model were 16.7°C and 29.1°C. Thermal windows, i.e., the range in temperature between the minimum and maximum rate of development, of M. falcana was 12.4°C. We constructed the adult oviposition model of M. falcana using adult survivorship and fecundity. Temperature-dependent immature development and adult oviposition models will help constructing the population model of M. falcana and developing the strategies of integrated pest management in soybean fields. 어리팥나방은 콩을 가해하는 Matsumuraeses속 해충으로 알려져 있다. 본 연구는 어리팥나방의 개체군동태를 예측하기 위하여 발육단계별 발육기간, 성충의 수명과 번식능력을 10, 13, 19, 22, 25, 28, 31°C 항온조건에서 조사하였다. 알은 조사된 모든 항온조건에서 부화하였고, 유충은 10, 13, 31°C를 제외한 온도조건에서 성공적으로 성충으로 발육하였다. 발육단계별 발육기간과 성충 수명은 온도가 상승할수록 감소하였다. 어리팥나방 발육단계별 발육영점온도와 유효적산일은 선형회귀방법을 이용하여 추정하였고 발육최저, 최고한계는 LRF와 SSI모델을 이용하여 계산하였다. 1령 유충 부화부터 성충출현까지의 발육영점온도와 유효적산일은 10.2°C와 492.04DD였다. SSI모델을 이용한 부화부터 성충출현 까지 발육최저 및 최고온도는 16.7°C과 29.1°C였고 이들간의 차이 즉 발육적정온도범위는 12.4°C였다. 온도와 관련된 어리팥나방 성충의 생존과 산란특성을 이용하여 산란모형을 작성하였다. 본 연구에서 제시한 온도발육모형과 산란모형은 어리팥나방의 개체군모형 작성과 콩 작물의 종합적인 해충군관리체계 확립에 기여할 것으로 보인다.

미토콘드리아 COI DNA 영역의 뉴클레오티드 차이를 이용한 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 어리팥나방(M. falcana)의 PCR 판별법

이효은,서보윤,정진교 한국응용곤충학회 2012 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.05

콩(Glycine max)과 팥(Vigna angularis) 등 콩과(Fabaceae) 작물 해충인 팥나방 (Matsumuraeses phaseoli)과 어리팥나방(M. falcana) (Lepidoptera: Tortricidae)은 형태적으로 매우 유사하여 종 구별이 힘든 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 PCR-SSP (PCR with Sequence Specific Primers) 방법으로 두 유사종을 빠르고 정확하게 구별할 수 있는 판별법을 찾고자 두 종의 미토콘드리아 시토크롬 옥시다아제 I (mtCOI) DNA 부분영역(439bp)의 염기서열을 해독하였다. 그리고 다른 나방 종의 mtCOI 염기서열과 함께 나열하여 비교한 후 팥나방과 어리팥나방에서 종 특이적으로 차이가 나는 단일 뉴클레오티드를 찾아 염기서열 특이 프라이머 조합을 만들고 PCR을 실시하였다. PCR 산물들을 전기영동 한 결과 어리팥나방은 245bp, 팥나방은 409bp와 245bp 사이즈의 밴드가 특이적으로 나타났으며 멸강나방과 왕담배나방에서는 밴드가 나오지 않았다. 이러한 결과로부터 본 연구에서 만든 염기서열 특이 프라이머 조합이 성페로몬트랩과 포장에서 잡힌 팥나방과 어리팥나방의 성충과 유충, 번데기의 종 구별을 위해 유용할 것으로 기대된다.

콩 포장에서 어리팥나방과 팥나방(나비목: 잎말이나방과)의 동시 발생과 시토크롬 c 산화효소 1 유전자 염기서열의 다형성

정진교,김은영,한태만 한국응용곤충학회 2022 한국응용곤충학회지 Vol.61 No.4

Leaf-rolling moths were collected from soybean fields and identified as Matsumuraeses falcana and Matsumuraeses phaseoli by comparison with laboratory-reared species based on the nucleotide sequence (658 bp) of the mitochondrial cytochrome c oxidase 1 subunit gene (COX1). Ten haplotypes with 0.15-0.46% genetic distance from each other in COX1 were found in 47 samples of M. falcana, in which haplotype A was dominant (approximately 70%). Only one type of COX1 was found in 30 samples of M. phaseoli, and its sequence showed 4.11-4.61% genetic distance from those of M. falcana. Amino acid sequences translated from COX1 were identical in all samples of both species, and they showed synonymous substitutions. Larvae of both species caused damage to soybean leaves and pods and co-occurred simultaneously in the field. The average density of M. falcana was 1.5 times higher than that of M. phaseoli. The results clearly indicate that soybean was the host plant for both species. In addition, Elodia flavipalpis (Diptera: Tachinidae) was found to be a larval parasitoid of Matsumuraeses sp. through identification of the COX1 gene. 미토콘드리아 시토크롬 c 산화효소 1 (COX1) 유전자 염기서열(658 bp)을 사용하여, 콩 포장에서 채집된 어리팥나방(Matsumuraeses falcana)과 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)의 종을 실험실 집단의 종들과 비교하여 동정하였다. COX1 염기서열 분석에서, 어리팥나방 47개체 로부터 10개의 하플로타입이 발견되었고, 종내 유전적 거리는 0.15~0.46%이었다. 이중 하프로타입 A형이 약 70%로 우점형이었다. 팥나방의 30개체로부터는 모두 동일한 하나의 서열만이 확인되었고, 어리팥나방과의 종간 유전적 거리는 4.11~4.61%이었다. 두 종의 COX1 염기서열을 번역한 아미노산 서열은 모두 동일하여 동의적 염기서열 변이(동의치환, 同義置換, synonymous substitution)를 확인할 수 있었다. 포장 조사에서 두 종의 유충이 콩의 잎과 꼬투리를 가해하였고, 한 포장에서 동시에 발생하였다. 전체 포장에서 어리팥나방의 평균 밀도는 팥나방보다 약 1.5 배 높았다. 이 결과는 콩이 두 종의 동일 기주임을 명백하게 제시하였다. 별도로 이 속의 유충 기생파리로서 Elodia flavipalpis (파리목: 기생파리과)가 발견되었고, COX1 서열로 동정되었다.

미토콘드리아 COI 영역의 뉴클레오티드 서열 차이를 이용한 팥나방과 어리팥나방의 PCR 판별법

서보윤,정진교,조점래,김용균,박창규,Seo, Bo Yoon,Jung, Jin Kyo,Cho, Jum Rae,Kim, Yonggyun,Park, Chang Gyu 한국응용곤충학회 2012 한국응용곤충학회지 Vol.51 No.4

The two closely related major leguminous crop pests in Korea, Matsumuraeses phaseoli and M. falcana (Lepidoptera: Tortricidae) have very similar morphological characters, which occasionally give rise to a failure in distinguishing between the two. In this study, we report an easy PCR-SSP method to distinguish between them, with a sequence specific primer set (P-SF2, F-SF3, and C-SR3) based on single nucleotide mismatch in 3' terminal base of a primer, which is found in the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I DNA (mtCOI). Through application of this method, each species may be clearly identified in terms of its PCR band size and pattern, only one band (245 bp) for M. falcana and one (409 bp) or two bands (409 bp & 245 bp) for M. phaseoli. 콩과(Fabaceae) 작물 해충인 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 어리팥나방(M. falcana) (나비목: 잎말이나방과)은 형태적으로 매우 유사하여 종 구별이 힘든 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 PCR-SSP(PCR with Sequence Specific Primers) 방법으로 두 종을 빠르고 정확하게 구별할 수 있는 판별법을 찾고자 두 종의 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 I(mtCOI) DNA 부분영역(439 bp)의 염기서열을 해독하였다. 그리고 다른 나방 종의 mtCOI 염기서열과 함께 나열하여 비교한 후 팥나방과 어리팥나방에서 종 특이적으로 차이가 나는 단일 뉴클레오티드를 프라이머의 3' 말단으로 하는 염기서열 특이 프라이머 조합을 만들었다. PCR 산물들을 전기영동 한 결과, 어리팥나방은 245 bp, 팥나방은 409 bp와 245 bp의 특이적 밴드 패턴을 보여 두 종을 구별할 수 있었다.

곤충 종 생식격리 과정에서의 성페로몬: 팥나방과 어리팥나방을 대상으로

정진규,조점래,서보윤,박창규,염기홍,최준열,최낙중,김용균 한국응용곤충학회 2013 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.04

곤충 종내 암수의 짝짓기 과정에서 통신물질로 사용되는 성페로몬은 종간 생식격리 과정을 매개하는 주요 요인 중의 하나이다. 종들 사이에 성페로몬을 구성하는 화합물 종류가 다르거나, 같은 것들을 사용하여도 그 조성이 서로 다른데, 이 결과로 종들 사이에 짝짓기 기회가 감소되어 종간 교잡이 억제된다. 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 이의 동속종으로 2005년 국내에 새로 기록된 어리팥나방(M. falcana)은 모두 콩과작물을 기주식물로 하면서 동소종이기도 하다. 이들의 성페로몬이 밝혀졌는데, 두 종 모두 (E)-8-dodecenyl acetate와 (E,E)-8,10-dodecadienyl acetate, (E,Z)-7,9-dodecadienyl acetate을 구성 물질들로 하고, 이들을 팥나방은 1:7:2, 어리팥나방은 1:1:1의 조성으로 사용하는 것이 추정되었다. 그런데, 합성화합물을 이용한 미끼로 각 종의 성페로몬트랩을 야외에 설치하면 한 종의 트랩에 다른 종이 같이 포획되었는데, 특히 팥나방 트랩에 더 많은 수의 어리팥나방이 포획되었다. 트랩에 처녀 성충을 미끼로 이용하여도 성페로몬 트랩과 유사한 결과를 보여 종간 교잡 가능성이 제기되었다. 그런데 인위적인 종간 교잡과 역교잡에서 1대 잡종의 모계가 팥나방인 경우에는 더 이상 자손이 생성되지 않았는데, 이 결과로 짝짓기 통신 과정에서의 오류에도 불구하고 두 종 사이에 생식격리가 일어나는 것으로 추정되었다. 또, 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 유전자의 염기서열에서의 차이처럼 두 종이 다른 유전적 구성을 가질 것이라고 추정되었다. 이상의 결과는 근연종 사이의 생식적 격리에는 성페로몬 이외에 다른 요인이 더 필요하고, 또 종특이적인 성페로몬이 농업적으로 쉽게 이용하기 어려운 예를 보였다.

팥나방과 어리팥나방 사이의 불명료한 생식격리

정진교,서보윤,박창규,조점래,염기홍 한국응용곤충학회 2011 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05

팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 어리팥나방(M. falcana)은 외부 형태로 쉽 게 구분할 수 없으나, 수컷 생식기 형태와 미토콘드리아 시토크롬 옥시다제 I 유전 자 염기서열에서의 차이가 보고되어 왔다. 또 두 종이 성페로몬으로 3개의 화합물 을 같이 사용하고 있으나, 그 조성은 서로 다른 것으로 보고되었다. 그러나 각 종에 대해 밝혀진 조성으로 제작된 합성 성페로몬 미끼를 이용하여, 야외에서 각 종을 트랩에 유인하고, 포획된 수컷들의 생식기 형태와 미토콘트리아 옥시다제 I 유전 자 표지로 종을 구분한 결과는, 각 곤충종의 트랩에 두 종이 동시에 유인되는 것을 보였다. 이 결과는 한편으로 성페로몬 조성이 각 종에 대해 완벽하게 밝혀지지 않 았을 가능성과, 다른 한편으로 야외에서 이들 두 종이 생식적으로 완전하게 분리 되어 있지 않았을 가능성을 나타내었다. 또 두 종의 교잡실험에서도 후대 세대가 생성될 수도 있음을 보였다. 따라서 본 연구에서는 각 종의 짝짓기 통신에 절대적 인 특이성이 있는가를 관찰하기 위해 처녀 암컷을 미끼로 이용하여 수컷을 포획하 는 시도를 하였다. 결과에서 어리팥나방 암컷 트랩에 잡힌 수컷들의 대부분은 어 리팥나방이었는데, 팥나방 암컷 트랩에 잡힌 수컷들에서는 팥나방 보다는 어리팥 나방의 수가 더 많았다. 미끼를 설치하지 않은 트랩에는 두 종 모두 포획되지 않아, 이 결과가 우연한 것이 아님을 보였는데, 결국 이 결과로 두 종 사이에 생식 격리 메커니즘이 완벽하게 작동하고 있지 않다고 추정하였다.

팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 어리팥나방(M. falcana)의 판별 분자마커

허혜정,손예림,서보윤,정진교,김용균,Heo, Hye-Jung,Son, Ye-Rim,Seo, Bo-Yoon,Jung, Jin-Kyo,Kim, Yong-Gyun 한국응용곤충학회 2009 한국응용곤충학회지 Vol.48 No.4

Two closely related species, the soybean podworm, Matsumuraeses phaseoli, and the podborer, M. falcana, gives differential economic damages on crops. It is difficult to discriminate these potential sympatric species by morphological characters. The goal of this study was to develop a discriminating molecular marker based on polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). A partial genomic fragment (500 bp) of mitochondrial cytochrome oxidase I (mtCOI) was sequenced in both species, in which restriction site by Rsa I was selected as a dichotomous marker. PCR-RFLP in the mtCOI region clearly discriminated both species. 팥나방(Matsumuraeses phaseoli)과 어리팥나방(M. falcana)은 유사한 종으로 작물에 상이한 피해를 주고 있다. 그러나 형태적 특징만으로 이 두 동소적 유사종을 쉽게 구분하기 어렵다. 본 연구는 이 두 종을 뚜렷하게 판별할 수 분자마커를 개발했다. 두 종의 시토크롬 옥시다아제-I의 부분(약 500 bp) 염기서열이 밝혀졌다. 이를 바탕으로 두 종을 구분하는데 이용될 수 있는 판별 제한효소인 Rsa I이 선발되었고 PCR-RFLP를 통해 입증되었다.