저항성 벼 품종에서 비래 벼멸구 집단의 생존율

최낙중,정진교,서보윤,최준열,강항원 한국응용곤충학회 2014 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.04

벼멸구(Nilaparvata lugens Stål)는 한국, 일본, 중국 등 동아시아 여러 국가에서 벼 생산에 막대한 지장을 주는 해충이며, 이를 방제하기 위한 대책의 하나로 저항성 벼 품종을 육성·이용해 오고 있다. 본 연구에서는 벼멸구 개체군의 생존율을 이용하여 저항성 벼 품종에 대한 벼멸구의 가해능력 변화를 알아보고자 하였다. 벼멸구에 감수성인 일품벼와 저항성 유전자를 가진 삼강벼(Bph1), Mudgo(Bph1), M63(Bph2), ASD7(Bph2), 가야벼(Bph1+α) 등 6개 품종을 대상으로 국립식량과학원에서 유지하고 있는 벼멸구 5개 개체군(1980년대, 2005년, 2007년, 2012년, 2013년 채집)에서 각각 10개체씩 접종한 뒤 벼멸구의 생존율을 조사하였다. 조사 결과, 1980년대에 비래한 벼멸구 개체군의 생존율이 가장 낮았고, 대체적으로 최근 비래한 개체군일수록 생존율이 높아지는 경향을 나타냈다. 1980년대 개체군과 2013년 개체군을 비교했을 때, 생존율의 차이는 최소 6%(Mudgo)에서 최대 70%(삼강벼)에 이르렀다. 이러한 결과로 볼 때, 최근 비래하는 벼멸구 개체군은 저항성 품종에 적응하여 과거의 벼멸구 개체군에 비해 기존의 저항성 벼 품종들을 가해할 수 있는 능력이 높아진 것으로 판단되므로 앞으로 대발생에 대한 주의가 필요할 것으로 생각된다.

우리나라 벼논에서 벼멸구선충(Agamermis unka)의 분포

이동운,조성래,추호렬,김형환 한국응용곤충학회 2002 한국응용곤충학회지 Vol.41 No.2

벼멸구선충(Agamermis unka)은 우리나라에서 벼멸구와 흰등멸구의 중요한 천적이다. 따라서 1992년부터 1998년까지 그리고 2001년 우리나라의 논에서 벼멸구선충의 분포를 조사하였다. 1992년부터 1998년까지 고성과 경상남도농업기술원, 남해, 통영의 예찰포에서 월동 벼멸구선충의 밀도를 조사한 결과 지역과 연도별로 차이가 있었다. 2001년 5개도 30개 시.군 예찰포를 대상으로 벼멸구선충의 월동 밀도를 조사한 결과, 전남의 장흥과 해남, 경남의 남해, 진주, 산청, 사천, 고성, 통영, 의령, 창원, 김해 지 역에서만 분포가 확인되었다. 그리고 경남 남해지 역 이 1,045마리/㎥로 밀도가 가장 높았고, 진주의 경상남도 농업기술원, 고성 예찰포에서는 각각 947마리와 395마리/㎥가 발견되어 다른 지역의 예찰포보다 높았다. 벼멸구선충의 밀도는 무방제구가 살균제처리나 살충제처리구에 비하여 높았으나 유의성은 없었다. 경남 지역 19개 시군의 예찰포에서 벼 수확 후의 벼멸구선충 밀도를 2001년 가을에 조사한 결과는 고성, 진주, 남해, 사천 지역에서만 분포가 확인되었는데, 밀도는 남해지역이 692마리/㎥로 가장 높았다. Agamermis unka, a mermithid parasite of brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens, is the most important natural enemy of BPH and white-backed planthopper (WBPH), Sogatella furcifera in Korea. Distribution of A. unka was investigated in Korean rice fields from 1992 to 1998 and in 2001. Overwintering population of A. unka in Gosung, Namhae, and Tongyoung from 1992 to 1998 was different depending on locality and year. In the survey of A. tanka distribution in the spring of 2001, A. unka was found only at Jangheung and Haenam in Jeonnam province and Namhae, Jinju, Sancheong, Sacheon, Gosung, Tongyoung, Uiryeong, Changwon, Gimhae, and the experimental field of Gyeongsangnamdo Agricultural Research and Extension Services at Jinju in Gyeongnam province out of 30 observed regions in 5 provinces. The number of A. unka was 1,045/㎥ at Namhae, 947/㎥ at the experimental field of Gyeongsangnamdo Agricultural Research and Extension Services, and 395/㎥ at Gosung. Density of A. unka at the rice paddies of Gyeongnam province after harvest in 2001 was higher at the rice fields of Namhae, Gosung, and the experimental field of Gyeongsangnamdo Agricultural Research and Extension Services. Although density of A. unka was higher in the pesticide-untreated plots than fungicide-treated or insecticide-treated plots of forecasting paddies, there were no significant differences. After rice harvest A. unka was found from the forecasting paddies of Gosung, Jinju, Namhae and Sacheon out of 19 observed localities in Gyeongnam province.

Imidacloprid 도태 벼멸구의 저항성 벼품종에 대한 생육 반응 조사

정인홍,전성욱,박부용,박세근,이상범,최낙중,이시우,이시혁,권덕호 한국응용곤충학회 2017 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.10

살충제 저항성 벼멸구의 벼멸구 저항성 벼 품종에 대한 생육 차이를 조사하기 위하여, 2015년 채집한 벼멸구를갖지고 Imidacloprid 약제도태를 실시하여 저항성 벼멸구 계통을 수립하였다. 도태 벼멸구 계통의 추천농도에서의살충력은 살충활성을 감수성 계통(100% 살충력) 비하여 현저히 낮았으며(2.7%), 저항성비는 17.76이었다. Imidacloprid저항성 벼멸구 계통의 9종 살충제에 대한 살충활성을 비교하여 dinotefuran을 제외한 네오니코티노이드계 살충제(acetamiprid, clothianidin, thiamethoxam, thiacloprid)에서는 교차저항성을 확인하였고, 카바메이트계, 피레스로이드계,설폭사민계에는 저항성이 없음을 확인할 수 있었다. Imidacloprid 저항성 벼멸구 계통의 벼멸구 저항성 벼품종인친농(bph2유전자)과 감수성 벼품종인 추청벼에서의 생육의 차이를 조사한 결과 도태계통을 저항성 벼품종에서사육한 처리구에서 기타 처리구에 비하여 1령약충기가 1일정도 빨랐으며, 산란수, 순증가율(R0), 내적자연증강율(rm),배수기간(Dt)에서 유의하게 차이를 보여주었다.

Fenobucarb 및 Carbofuran의 저항성 벼멸구 체벽 투과량과 체내 대사에 관한 연구

朴亨萬,李泳得,崔承允 한국응용곤충학회 1991 한국응용곤충학회지 Vol.30 No.1

벼멸구의 살충제 저항성 기구를 구명하고자 fenobucarb와 carbofuran으로 벼멸구를 18세대 이상 누대 선발하여 얻어진 저항성 벼멸구를 대상으로 저항성 기루를 조사하였으며, 얻어진 결과 중 살충제의 체벽 투과량, 대사 및 대사산무렝 대하여 보고하고자 한다. Fenobucarb및 carbofuran은 처리 1시간 이내에 처리된 양의 50%이상이 벼멸구 체벽을 투과하였고, 계통별 체벽 투과량 차이는 크지 않았으나, 저항성 계통에서 적었으며, 배설된 양도 처리 3시간 이후 저항성 계통에서 증가하여 5시간 후에는 감수성 계통에 비해 각각 1.9배, 1.6배가 많았다. 벼멸구 체내에서는 두 살충제 모두 감수성 계통에 비하여 저항성 계통에서 2시간 정도 빠르게 분해되었다. 벼멸구 homogenate를 이용하여 대사산물을 조사한 결과 fenbucarb의 주 대사산물은 OSBP(o-sec-butyl phenol)이고, crbofuran의 주 대사산물은 3-ketocarbofuran phenol이었으며, 대사산물량은 저항성 계통에서 2배 정도 증가하였다. 주 대사산물인 OSBP 및 3-ketocarbofuran phenol의 감수성 벼멸구에 대한 반수치사약량은 100/g 이상으로 독성이 없었다. 살충제의 빠른 분해대사는 벼멸구의 주요한 저항성 기구중 하나인 것으로 나타났다. Cuticular penetration and detoxication as mechanisms of resistance to the carbamate insecticides in fenobucarb-selected() and carbofuran-selected() strains of the brown planthopper (N. lugens Stal) were investigated. Rates of penetration were not significantly different in the susceptible and resistant strains. However, total amount of excretion of the and strains were much larger than that of the susceptible strain. Fenovucarb and carbofuran were in vivo metabolizd much faster in the strain than in the susceptible strain. OSBP(o-sec-butyl phenol) and 3-ketocarbofuran phenol were invitro the major metabolites of fenobucarb and carbofuran in the brown planthopper, respectively. Total amount of the two major metabolites were produced abotu 2 times larger in the and strains compared to the susceptible strain. OSBP and 3-ketocarbofuran phenol were not so toxic to the brown planthopper ( >100 /g hopper). Based on our data, detoxication plays a large role in resistance to fenobucarb and carbofuran in the resistant strain of BPH, although several resistance factors maybe involved.

멸구과 8종의 ITS2 DNA 염기서열 비교 분석과 고리매개등온증폭법(LAMP)을 이용한 벼멸구 특이 진단법

서보윤,박창규,고영호,정진교,조점래,강찬영,Seo, Bo Yoon,Park, Chang Gyu,Koh, Young-Ho,Jung, Jin Kyo,Cho, Jumrae,Kang, Chanyeong 한국응용곤충학회 2017 한국응용곤충학회지 Vol.56 No.4

멸구과(Delphacidae) 8종의 internal transcribed spacer 2 (ITS2) DNA 염기서열로 종간 차이 추정값을 비교하고 분자계통수를 추론하였다. ITS2 DNA 염기서열 길이는 종(species)마다 550 bp (흰등멸구)에서 699 bp (겨풀멸구)까지 차이를 보였다. 같은 Nilaparvata 속의 겨풀멸구와 벼멸구붙이 사이의 염기서열 차이 추정값($d{\pm}S.E.$)은 $0.001{\pm}0.001$로 가장 낮았으며, 사슴멸구와 일본멸구 사이는 $0.579{\pm}0.021$로 가장 높았다. 벼멸구와 다른 멸구류들과의 종간 염기서열 차이 추정값은 $0.056{\pm}0.008$ (겨풀멸구)에서부터 $0.548{\pm}0.021$ (일본멸구)로 구분되었다. 반면, Neighbor-joining 방법으로 추론된 분자계통수에서는 겨풀멸구와 벼멸구붙이를 제외하고 나머지 멸구류들은 독립된 다른 그룹으로 분지되었다. 벼멸구의 ITS2 염기서열을 참고하여 벼멸구 특이 고리매개등온증폭(loop-mediated isothermal amplification, LAMP) 프라이머 4 세트(BPH-38, BPH-38-1, BPH-207 및 BPH-92)를 제작하였다. 이들 각각을 벼멸구, 흰등멸구 및 애멸구의 게놈 DNA와 $65^{\circ}C$에서 60분간 반응시켰을 때, 벼멸구 시료에서만 증폭 산물들이 관찰되었다. BPH-92 LAMP 프라이머 세트로 $65^{\circ}C$에서 벼멸구 DNA의 양(0.1 ng, 1 ng, 10 ng, 100 ng)과 반응시간(20분, 30분, 40분, 60분)을 달리하여 형광반응을 관찰하였을 때, 20분과 30분 반응에서는 100 ng 까지에서도 발광여부 구별이 어려웠다. 그러나 40분 반응에서는 10 ng 이상에서, 60분 반응에서는 0.1 ng 이상에서 발광여부가 명확히 구별되었다. Estimates of evolutionary sequence divergence and inference of a phylogenetic tree for eight delphacid planthopper species were based on the full-length nucleotide sequence of the internal transcribed spacer 2 (ITS2) region. Size of the ITS2 DNA sequence varied from 550 bp in Sogatella furcifera to 699 bp in Nilaparvata muiri. Nucleotide sequence distance ($d{\pm}S.E.$) was lowest between N. muiri and N. bakeri ($0.001{\pm}0.001$), and highest between Ecdelphax cervina and Stenocranus matsumurai ($0.579{\pm}0.021$). Sequence distance between N. lugens and other planthoppers ranged from $0.056{\pm}0.008$ (N. muiri) to $0.548{\pm}0.021$ (S. matsumurai). In the neighbor-joining phylogenetic tree, all planthoppers were clustered separately into a species group, except N. muiri and N. bakeri. The ITS2 nucleotide sequence of N. lugens was used to design four loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primer sets (BPH-38, BPH-38-1, BPH-207, and BPH-92) for N. lugens species-specific detection. After the LAMP reaction of three rice planthoppers, N. lugens, S. furcifera, and Laodelphax striatellus, with the four LAMP primer sets for 60 min at $65^{\circ}C$, LAMP products were observed in the genomic DNA of N. lugens only. In the BPH-92 LAMP primer set, the fluorescence relative to that of the negative control differed according to the amount of DNA (0.1 ng, 10 ng, and 100 ng) and incubation duration (20 min, 30 min, 40 min, and 60 min). At $65^{\circ}C$ incubation, the difference was clearly observed after 40 min with 10 ng and100 ng, but with a 60-min incubation period, the minimum DNA needed was 0.1 ng. However, there was little difference in fluorescence among all DNA amounts tested with 20 or 30 min incubations.

EPG파형과 벼멸구 섭식행동

서보윤,권윤희,정진교,김길하 한국응용곤충학회 2008 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.05

본 연구에서는 벼를 흡즙하는 벼멸구 (Nilaparvata lugens, 매미목)의 섭식행동을 EPG (Electrical Penetration Graph) 기법과 감로분비 여부, 식물조직 절편 관찰을 통해 분석하였다. EPG 파형은 모양과 주파수에 따라 np, P, path, X, S, sPh, Ph 파형으로 구분하였는데, Ph파형에서 감로가 주기적으로 분비되는 것이 관찰되었다. 여과지에 받은 감로는 닌히드린 시약에 발색반응을 보여 Ph파형이 벼멸구가 벼 체관부를 흡즙하는 것을 나타낸다고 추정되었다. 벼 조직 내 벼멸구 구침의 도달경로를 알기 위하여, EPG 파형을 보면서 상기 파형들이 나타날 때 벼멸구 구침을 레이저빔으로 절단하였다. 벼멸구 구침을 포함하고 있는 벼 조직을 TEM 시료로 제작한 후 염색하여 광학현미경으로 관찰한 결과, X파형에서는 구침이 물관부 근처에, S와 sPh 파형에서는 체관부 근처에, Ph파형에서는 체관부에 도달되어 있었다. 이상의 결과로부터 X파형은 벼 물관부 및 그 근처에 벼멸구가 구침을 찔러넣었을 때, Ph파형은 체관부를 흡즙할 때 나타나는 파형으로 분류되었다. 한편, S와 sPh파형은 항상 Ph파형 앞에 나타나는 파형으로 벼멸구가 체관부를 섭식하기 위한 필수적인 단계이며 세포벽 파괴 및 침 분비와 관련이 있는 것으로 추정되었다.

Microsatellite marker분석에 의한 베트남내 지역별 벼멸구(Nilaparvata lugens)의 유전적 유연관계

민수정,박정규,송유한 한국응용곤충학회 2008 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.10

베트남내 지역별로 채집된 벼멸구의 유연관계 및 개체간의 다양성을 Micro-satellite marker를 이용하여 조사하였다. 벼의 주요해충인 벼멸구(Nilaparvata lugens)는 벼를 직접 흡즙하여 피해를 줄 뿐만 아니라 2차적으로 벼에 virus병을 매개하여 벼 재배지에 심한 피해를 주고 있다. 상세한 지역 간에 유전적 변이를 확인하기 위해 베트남의 네 지역, Haipong, Ha Tay, Can Tho, Cuu long에서 채집한 벼멸구를 마이크로새털라이트 마커를 이용하여 유전적 다양성을 분석하였다. 5개의 위치(18, 27, 65, 67, 76)를 기준으로 분석한 결과, Haipong과 Ha Tay, 그리고 Can Tho와 Cuu long 지역이 각각 유전적으로 비슷할 것으로 나타났다. 이는 북쪽과 남쪽은 지리적으로 멀기 때문에 유전적 교류가 적게 일어나고, 남북의 각 지역 간에는 개체군의 이동이 보다 쉽게 발생하기 때문으로 생각된다. 이러한 정보는 베트남 지역 간에 벼멸구의 이동과 분산의 근원과 경로를 파악하는데 중요한 기초자료가 될 것으로 생각된다. 또한 비래하는 벼멸구의 근원지와 이동 경로를 분석하여 예찰함으로서 벼 재배지에 벼멸구 대발생 피해를 최소화 할 수 있을 것이다. 더 정확한 결과를 위해서는 더 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.

2013년도 벼멸구 발생 동향 및 약제방제효과 조사 결과

이상계,김준란,지창우,김양표,최낙중,최병렬,박홍현,김광호,박창규,서보윤 한국응용곤충학회 2013 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.10

벼에 치명적인 피해를 주는 벼멸구는 매년 중국으로부터 비래해오는 벼의 중요 한 해충으로 2013년에는 2005년 이래로 가장 많은 발생을 보였다. 농촌진흥청 벼 해충 중앙예찰단이 2013년 7월 29~31일까지 충남 청양 등 4개 도 19개 시․ 군에서 논 342필지를 대상으로 벼멸구의 발생현황을 조사한 결과 192필지에서 발생하여 56.1%의 평균 발생필지율을 보였으며, 이중 방제가 필요한 필지율은 14.3%(49필 지)로 나타났다. 이는 2012년 평균 발생필지율 1.9%보다 약 30배 정도 높고 요방제 필지율 1.0% 보다 14배 이상 높았다. 2013년 8월 30일 현재 전국적으로 벼 고사 피 해(Hopper burn)를 받은 지역은 전북, 전남, 경북, 경남 등 4개도 17개 시군이였으 며, 경북 상주, 성주, 칠곡, 예천, 전북 남원, 순창 등 내륙지역에서도 피해가 많이 발 생하였다. 2013년도에 발생한 벼멸구를 대상으로 주요 약제의 방제효과를 조사하 기 위하여 전남 해남지역에서 벼멸구 성충을 채집하여 페노브카브 유제(50%) 등 10약제를 가지고 추천농도로 살포하여 24∼72시간 후 감수성계통 벼멸구와 살충 효과를 비교 조사한 결과 페노뷰카브유제, 에토펜프록스유제, 디노테퓨란수화제 등이 살충효과가 높았으며 중국에서 사용중인 약제는 살충효과가 낮았는데 이는 중국에서 사용하는 약제에 대해서 저항성이 발달한 벼멸구가 우리나라로 비래해 왔기 때문인 것으로 추정된다.

Buprofezin 25% WP의 처리시기와 벼멸구(Nilaparvata lugens Stal) 밀도억제효과

배윤환,이준호,현재선 한국응용곤충학회 1992 한국응용곤충학회지 Vol.31 No.4

These studies were conducted to investigate the biological effects of buprofezin 25% WP on the adult of the brown planthopper (BPH) and its control effects on the BPH population, when buprofezin was treated on different days after the introduction of the BPH adult to the potted rice. Also age structures of the BPH population at the time of buprofezin treatment were observed. The results were as follows: Buprofezin (7.0 g a.i./l0 a) could reduce the longevity and fecundity of the newly emerged female but did not affect the biology of older female, and it did not affect the biology of the male. The larval densities at the time of buprofezin treatment was reduced to nearly zero after treatment. The higher the residual effect and the proportion of larvae at the time of buprofezin treatment were, the higher its con¬trol effect on the BPH population was. In case of buprofezin 7.0 g a.i./l0a treatment, the time interval of treatment that could show the highest control effect was about 10 days (from 18 days after the adult introduction to the adult emergence days of next generation). 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.

Microsatellite marker를 이용한 한국의 지역별 벼멸구(Nilaparvata lugens) 유연관계 검토

민수정,박정규,송유한 한국응용곤충학회 2009 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.05

벼멸구(Nilaparvata lugens)는 한국에서 월동하지 못하고 이주해 오는 종으로 서, 매년 한국의 벼 재배에 큰 손실을 주고 있다. 한국의 지역별로 채집된 벼 멸구의 유전적 변이 및 다양성을 알아보고자 마이크로새털라이트를 이용하여 실험을 수행하였다. 한국의 다섯 지역, 곤양, 광양, 진주, 남해, 남원에서 벼멸구를 각각 채집하 였고, 마이크로새털라이트 5개의 위치(18, 27, 65, 67, 76)를 기준으로 분석하 였다. 그 결과, 3개의 위치(27, 65, 67)에서 높은 유의성을 확인할 수 있었고, 한국의 벼멸구 개체 간에도 유전적으로 차이가 있음을 알 수 있었다. 마이크로새털라이트 마커를 이용한 방법은 벼멸구의 근원지 및 이동을 결 정하기 위한 실질적인 방법이 될 것으로 생각되며, 이러한 방법을 통해 비래 해충인 벼멸구의 개체군 다양성을 분석함으로서 발생 근원지와 이동경로를 파악할 수 있을 것으로 생각된다.