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문제 정의
- 본 실험은 디코폴에 감수성 인 계통과 처항성인 계통의 교배조합을 만들고 각 조합외 자손들의 적합도를 Wolbachia 감염에 따라 미니장미를 기주로 분석함으로써 점박이응애 개체군에서의 적합도 변화에 따른 저항성 유전자 빈도 변화의 가능성을 추정하고 이 결과를 장미화원에 실용적으로 적용할 수 있는 기초자료를 수집하고자 수행되었다.
- (Helle, 1965; Dennehy and Granett, 1984). 살충제에대한 저항성 관리는 해충 개체군내 약제 저항성 유전자의 빈도롤 효과척으로 조절함으로서 저항성 발달올 억제 또는 지 연시키는데 그 목적 이 있다. 따라서 저항성 유전자형 (genotype) 에 따른 적합도의 차이는 저항성 발달에 큰 영향을 미칠 수 있게 된다.
제안 방법
- PCR 반응액 4 以롤 0.7% agarose gel 상에서 전기 영 동한 후, ethidium bromide로 염 색 하여 증폭 산물의 존재롤 확인하였다.
- e称沥ac/iz'a/ZsZDNA의 증폭은 MJ Research thermal controller (Watertown, MA)를 사용하여 , 94℃ 1 분, 55℃ 1 분, 72℃ 3분의 조건으로 1회 반복하고 94℃ 15초, 55℃ 1분, 72℃ 3분의 조건에서 35회 반복하였다. PCR 반응액 4 以롤 0.
- 각 교배조합에서 출생한 개체들을 25± 0.5℃, 상대습도 6。±10%, 광주기 16: 8(명 : 암)로조정된 항온기내에서 보관하면서 발육 상황을 12시간 간격으로 조사하였다. 우화한 성충은 성올 감별하여 암컷과 수컷의 발육을 조사하였다.
- 여부는 0?奴/以특이 적 인 primer 조합을 사용하여 ftsZ 유전자 일부의 층폭 산물(730 bp)의 존재 여부에 의하여 결정하였다(Primerl: 5r-GAT CCG TAT GCC GAT TGC AGA GCT TG-3'과 Primer2: 5'-AAT TCG CCA TGA GTA TTC ACT TGG CT-3'). 점박이응애 10마리(암컷 5마리, 수컷 5마리)를 microtube에 넣고 마쇄 한 후, 50 μ1의 5% Chelex solution과 1 pl의 Proteinase-K(20mg/ml)를 넣은 후 10초 동안 진탕 혼합(vortex)하였다.
- 암)로 조정 된 항온기에 보관하면서 조사되 었다. 각 교배조합별 산란수, 성충수명, 난사망율, 우화성충 수와 성비(암컷 자손/전체 자손)를 동일한 환경 조건에서 24시간 간격 으로 王사하였다. 매 조사시살아있는 응애쌍은 계속해서 새 장미엽으로 옮겨주면서 암컷이 사망할 때까지 지속적으로 조사하였다.
- 각 교배조합별 산란수, 성충수명, 난사망율, 우화성충 수와 성비(암컷 자손/전체 자손)를 동일한 환경 조건에서 24시간 간격 으로 王사하였다. 매 조사시살아있는 응애쌍은 계속해서 새 장미엽으로 옮겨주면서 암컷이 사망할 때까지 지속적으로 조사하였다. 각 교배조합별 반복奇는 32쌍에서 84쌍으로 구성되 었다.
- vaLLive Wire')를 기주로 하여 조사되었다. 실험시작전 미니장미에 abamectin (상품명: 올스타(경농), 1.8% 유제)을 살포하여 미니장미에 존재하는 모든응애류와 진딧물류를 제 거하였다. 장미 엽 상태가 점박이응애에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 모든실험은 동일한 나이와 크기의 미니장미엽에서 수행되었다.
- 5℃, 상대습도 6。±10%, 광주기 16: 8(명 : 암)로조정된 항온기내에서 보관하면서 발육 상황을 12시간 간격으로 조사하였다. 우화한 성충은 성올 감별하여 암컷과 수컷의 발육을 조사하였다. 초사 개체수는 교배조합에 따라 차이가 있었으나 최소 40마리 이상이었다.
- 8% 유제)을 살포하여 미니장미에 존재하는 모든응애류와 진딧물류를 제 거하였다. 장미 엽 상태가 점박이응애에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 모든실험은 동일한 나이와 크기의 미니장미엽에서 수행되었다.
- 점박이응애 10마리(암컷 5마리, 수컷 5마리)를 microtube에 넣고 마쇄 한 후, 50 μ1의 5% Chelex solution과 1 pl의 Proteinase-K(20mg/ml)를 넣은 후 10초 동안 진탕 혼합(vortex)하였다. 이를 37℃에서 30분동안 보관하고 다시 잘 섞은 후, 15,000 g에서 2분동안 원심분리하였다.
대상 데이터
- 각 교배조합에서 교미한 점박이응애 암컷 1마리롤 장미엽에서 1시간 동안 산란을 유도한 후 각 잎에 알 1개만을 남기고 나머지 알과 성충을 모두 제거하였다.따라서 발육 조사는 동일한 연령으로 구성된 네 가지 교배조합의 차대 자손을 대상으로 수행되었다. 각 교배조합에서 출생한 개체들을 25± 0.
- 본 실험에 사용된 점박이응애 디코폴 감수성 계통(SS)과 저항성계통(RR)은 농업과학기술원 작물 보호 부 농업해충과에서 1998년 분양 받아 고려대학교 개체군 생태학 실험실에서 강낭콩(尸/MseWizs vulgaris L.)을 기주로 하여 온도 25±1.0℃, 상대습도 60±10%, 광주기 16:8(명 :암)의 조건에서 각각 별개의 사육시설에서 유지되었다.SS계통은 농약 도태 없이 유지하였으며, RR계통은 디코폴 LC% 수준으로 지속적으로 도태시켜 일정 수준의 저항성을 유지하였다.
- 점박이 응애 적 합도는 미 니 장미 (Rosa hybrida Hort. vaLLive Wire')를 기주로 하여 조사되었다. 실험시작전 미니장미에 abamectin (상품명: 올스타(경농), 1.
- R우R, 과 S우S舎은 각각 RR계통과 SS계통을 의미하며, S우R, 와 R우&는 RR계통과 SS계통을 상호교배 (reciprocal crossing)하여 만들어 졌다. 페트리접시(직경 5.5 cm)에 물에 젖은 탈지면을깔고 4개의 미니장미엽을 뒷면이 위로 향하게 한후 서로 겹치지 않도록 배열한 실험장을 준비하였다. 각 교배조합에서 교미한 점박이응애 암컷 1마리롤 장미엽에서 1시간 동안 산란을 유도한 후 각 잎에 알 1개만을 남기고 나머지 알과 성충을 모두 제거하였다.
데이터처리
- 생존 곡선 분석은 PROC LIFETEST롤 이용하여 분석하였고, 각 표본 평균간의 비교는 분산분석(PROC GLM)과 t-검정 (PROC TTEST)을 이용하여 분석하였다(SAS Institute, 1994).
이론/모형
- 각 교배조합(R우*, S早S私 S우R® 및 R우S&)별 내적 자연증가율⑺과 이의 표준오차는 각각 최우추정법 (maximum likelihood method) (Pielou, 1969)과 Jackknife 방법으로 추정하였다(Meyer, 1986). 생존 곡선 분석은 PROC LIFETEST롤 이용하여 분석하였고, 각 표본 평균간의 비교는 분산분석(PROC GLM)과 t-검정 (PROC TTEST)을 이용하여 분석하였다(SAS Institute, 1994).
성능/효과
- 05) (Table 1). R우S&교배조합의 암컷자손 총 발육일수는 1L07일로 다른 교배조합의 암컷보다 유의하게 길었다(P<0.05). 감수성계통(S우S &)자손의 암컷과 수컷의 발육기간 차이는유의하지 않았지만 저항성계통(R우R 8)은 암컷이 수컷보다 길었다(尸<0.
- S우S, 와 S우R&교배조합 암컷의 총산란수와 산란 기간은 R아瞞와 R우異조합 암컷에 비하여 유의하게 많고 길었다(산란기 간: F= 12.45; dfe 3, 1.44; FC0.01, 총산란수: F= 15.02; df =3, 147; FC0.01) (Table 2). 특히 所仿ac如a에 감염된 감수성 수컷과 저항성 암컷을 교배한 R우以의 난치사율과 성비(암컷 수/전체 수)는 다른 교배조합의 값들과 비교하여 높은 난치사율(F = 7.
- 允sZPCR 결과, 감수성 계통에서 730 bp부근에서 밴드가 관찰되었고 에 감염된 것으로 확인되었고 저항성계통은 0初淑泌论에 감염되지 않은 것으로 밝혀졌다(Fig. 1). V%仍ac/na의 점박이응애에 대한 영향은 단방향성으로 알려져 있어 (Breeuwer, 1997) 저항성계통과 감수성계통 및 두 계통의 교배조합 간 Wolbachiae 영향평가가 가능하였다.
- 각 교비)조합(R우R$, S早S$, S우Ra 및 R우Se)에서출생한 성충의 생존곡선은 암컷과 수컷으로 나누어생존 분석(survival analysis)을 실시한 결과 교배조합간 생존곡선 차이가 통계적으로 유의하였다(암컷: *2 = 17.68; #=3; FC0.05; 수컷: 泌 = 3.88; df= 1; FC0.05) (Fig. 2). 성충의 평균수명은 교배조합에 상관없이 수컷의 수명이 암컷보다 길었다.
- 05). 결론적으로 점박이응애 성충의 생존율은 교배조합간 및 성에 따라 상이하고, 특히 성충 평균수명은 수컷형질에 의해 영향을 받을 수 있음을 보여주고 있다.
- 교배조합간 점박이응애 암컷과 수컷의 발육일수를 조사한 결과, 수컷의 발육일수는 계통간 차이가없었으나(F>0.05), 암컷은 교배조합간 발육일수 차이가 유의하였다(PC0.05) (Table 1). R우S&교배조합의 암컷자손 총 발육일수는 1L07일로 다른 교배조합의 암컷보다 유의하게 길었다(P<0.
- 본 실험결과 점박이응애 계통간 적합도는 저항성관련 요인과 阮仍a爾fa감염에 의한 세포질 불화합성 요인이 서로 상호작용을 하고 있음을 보여 주고있다. 실험에 이용한 응애중 감수성계통은 0初湘c/ua에 감염되어 저항성계통과는 차이가 있는것으로 조사되었다(Fig.
- 1997). 본 실험에서 R 早 교배조합의 난치사율이 S 우R 仑교배합보다 매우 높고 또한 성비가 수컷으로 편중된 결과(Table 1, 2)는 전형적인 Wb奴ic磁에 의한 세포질 불화합성을 양상을 보여주고 있다. 하지만 본 실험결과와 S우! 瞞교배조합간 발육기 간, 성충수명 및 산란수도 영향을 받는 것으로 조사되어 Breeuwer (1997)가 보고한 결과와 상이하였다.
- 2). 성충의 평균수명은 교배조합에 상관없이 수컷의 수명이 암컷보다 길었다. 이러한 결과는 수컷 평균수명 조사시 실험장을 이탈하여 익사한 개체를 포함하지 않았기 때문인 것으로 사료된다.
- 이에 따른 치사는 점박이응애 평균수명과 관련이 없어 결과분석에는 포함시키지 않았다. 수컷간 평균수명올 비교 해보면 감수성이 저항성보다 길었다(PC0.05) (Table 1). 암컷 교배조합중 저항성 수컷과 교배된 조합(R우R&S오RQ의 수명 이 감수성 수컷과 교배된 조합(S早S$, R우$$)보다 유의하게 길었다(戶<0.
- 05) (Table 1). 암컷 교배조합중 저항성 수컷과 교배된 조합(R우R&S오RQ의 수명 이 감수성 수컷과 교배된 조합(S早S$, R우$$)보다 유의하게 길었다(戶<0.05). 결론적으로 점박이응애 성충의 생존율은 교배조합간 및 성에 따라 상이하고, 특히 성충 평균수명은 수컷형질에 의해 영향을 받을 수 있음을 보여주고 있다.
- 2). 저항성관련 적합도는 감수성계통이 발육, 수명, 산란수, 산란기간 둥 적합도에 관계되는 요소들이 저항성계통에 비해 유의한차이를 보여 저항성 계통보다 적합도가 높음을 보여 주었다(Table 1, 2). 이러한 결과는 風泌ac枷에의한 세포질 불화성에는 영향을 받지 않게 되는데그 이유는 ㎛仍ac/zia의 영향은 단방향성으로 진행되기 때문이다(Breeuwer, 1997).
후속연구
- 하지만 본 실험결과와 S우! 瞞교배조합간 발육기 간, 성충수명 및 산란수도 영향을 받는 것으로 조사되어 Breeuwer (1997)가 보고한 결과와 상이하였다. 이는 0初况“"nN에 의한 세포질 불화합성과 저항성관련 요인들이 서로 복합적으로 작용하여 발생된 결과라고 사료되며 이를 설명하기 위하여서는 더욱 진전된 연구가 요구된다.
- 저항성 유전자형에 따른 阮化ac/zH 감염 이 점박이응애 적합도에 미치는 영향을 정확하게 구명하면 저항성 발현 및 발달을 더욱 사실적으로 예측할 수 있는 기본 토대가 마련될 수 있으며, 또한 이를 기본으로 효율적인 저항성 관리를 수행할 수 있을 것이다. 본 실험은 디코폴에 감수성 인 계통과 처항성인 계통의 교배조합을 만들고 각 조합외 자손들의 적합도를 Wolbachia 감염에 따라 미니장미를 기주로 분석함으로써 점박이응애 개체군에서의 적합도 변화에 따른 저항성 유전자 빈도 변화의 가능성을 추정하고 이 결과를 장미화원에 실용적으로 적용할 수 있는 기초자료를 수집하고자 수행되었다.
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