Imidacloprid에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 발달 및 교차저항성 Resistance development and cross-resistance of green peach aphid, Myzus persicae (Homoptera : Aphididae), to imidacloprid원문보기
Imidacloprid에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 관리기술을 개발하고자 저항성모니터링, 인위도태에 의한 저항성 발달양상과 교차저항성 연구를 수행하였다. 고령지 배추 재배지 5개 채집지역 중 홍천(화촌)과 횡성(둔내)에서 채집한 복숭아혹진딧물의 약제저항성비는 각각 37.2배, 16.5배로 높은 경향을 보였다. Imidacloprid 수화제에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 발달 양상은 20회도태 까지는 저항성이 서서히 발달하다가 25세대 이후 급속하게 발달하였다. Imidacloprid 저항성계통 복숭아혹진딧물은 유기인계(4종), 카바메이트계(3종), 혼합제 농약(4종)에 대해 교차저항성 정도는 낮았으나(교차저항성비 10이하), 카바메이트계 중 pirimicarb (487.8배)와 그리고 합성피레스로이드계인 deltamethrin(14.9), flucythrinate(12.9), halothrin(15.9)는 교차저항성비가 10을 약간 상회하는 정도의 교차저항성을 보였다. Imidaclopid와 같은 neonicotinoid인 acetamiprid(143.0배)에 대해서는 교차저항성이 매우 높았다.
Imidacloprid에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 관리기술을 개발하고자 저항성모니터링, 인위도태에 의한 저항성 발달양상과 교차저항성 연구를 수행하였다. 고령지 배추 재배지 5개 채집지역 중 홍천(화촌)과 횡성(둔내)에서 채집한 복숭아혹진딧물의 약제저항성비는 각각 37.2배, 16.5배로 높은 경향을 보였다. Imidacloprid 수화제에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 발달 양상은 20회도태 까지는 저항성이 서서히 발달하다가 25세대 이후 급속하게 발달하였다. Imidacloprid 저항성계통 복숭아혹진딧물은 유기인계(4종), 카바메이트계(3종), 혼합제 농약(4종)에 대해 교차저항성 정도는 낮았으나(교차저항성비 10이하), 카바메이트계 중 pirimicarb (487.8배)와 그리고 합성피레스로이드계인 deltamethrin(14.9), flucythrinate(12.9), halothrin(15.9)는 교차저항성비가 10을 약간 상회하는 정도의 교차저항성을 보였다. Imidaclopid와 같은 neonicotinoid인 acetamiprid(143.0배)에 대해서는 교차저항성이 매우 높았다.
Studies on the resistance monitoring of green peach ahpid, Myzus persicae, its development pattern by artificial selection with imidacloprid and cross-resistance were carried out to develope resistance management strategy. Resistance ratios of M. persicae collected at Hwachon and Dunnae among 5 loca...
Studies on the resistance monitoring of green peach ahpid, Myzus persicae, its development pattern by artificial selection with imidacloprid and cross-resistance were carried out to develope resistance management strategy. Resistance ratios of M. persicae collected at Hwachon and Dunnae among 5 locations in alpine cultivation area appeared to be high as 37.2 and 16.5, respectively. Resistance of aphid to imidacloprid developed slowly up to 20 time selection, and after that it grew quickly. Imidacloprid-resistant aphid strain showed low cross-resistance ratios(<10) to most of organophosphates, carbamates, and mixed insecticides except pirimicarb(487.8), but high ratios to acetamiprid(143.0) which is one of the neonicotinoids like imidacloprid, and pyrethroids such as deltamethrin(14.9), flucythrinate(12.9) and halothrin(15.9).
Studies on the resistance monitoring of green peach ahpid, Myzus persicae, its development pattern by artificial selection with imidacloprid and cross-resistance were carried out to develope resistance management strategy. Resistance ratios of M. persicae collected at Hwachon and Dunnae among 5 locations in alpine cultivation area appeared to be high as 37.2 and 16.5, respectively. Resistance of aphid to imidacloprid developed slowly up to 20 time selection, and after that it grew quickly. Imidacloprid-resistant aphid strain showed low cross-resistance ratios(<10) to most of organophosphates, carbamates, and mixed insecticides except pirimicarb(487.8), but high ratios to acetamiprid(143.0) which is one of the neonicotinoids like imidacloprid, and pyrethroids such as deltamethrin(14.9), flucythrinate(12.9) and halothrin(15.9).
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문제 정의
따라서 본 연구는 국내 복숭아혹진딧물의 imidacloprid 에 대한 저항성 발달정도를 파악하기 위하여 야외개체군에 대한 저항성을 모니터링 하였으며, 대체 약제를 선발하기 위하여 인위적으로 도태하여 만든 imida cloprid 저항성 계통을 사용하여 다른 약제와의 교차 저항성을 조사하였다.
제안 방법
Imidacloprid로 25회 인위도태하여 저항성이 발달 된 복숭아혹진딧물 계통에 대한 20종의 약제(표 1)의 반수 치사 농도를 앞서 설명한 엽침지처리법으로 조사하였으며, 저항성 계통의 반수치사농도를 감수성 계통의 반수 치사 농도로 나눈 비율(저항성비)로 살충제간 교차 저항성 정도를 비교하였다.
♦시험곤충 : 약제저항성 모니터링을 위하여 1998 년 고랭지 채소 재배지역인 강원도 평창(용평, 도암), 홍천(화촌), 횡성(둔내)과 시설재배지가 많은 경상북도 성주의 배주에 서식하는 복숭아혹진딧물을 채집하여 실내에서 배추(삼진)로 누대 사육하였으며, 약제 처리는 채집 후 2개월 이내에 수행하였다.
♦시험방법 : 복숭아혹진딧물의 약제에 대한 저항성을 높이기 위해 실내에서 누대사육 중인 감수성 계통을 imidacloprid 수화제로 70%의 살충율이 나타나는 농도 수준으로 도태하였다. 도태과정 중 저항성이 증대하여 살충율이 낮아졌을 경우 도태농도 수준을 높였으며, 도태 5, 10, 15, 20, 25회마다 반수 치사 농도를 구하여 실내 감수성계통과 비교하여 저항성 발달 정도를 조사하였다.
수준으로 도태하였다. 도태과정 중 저항성이 증대하여 살충율이 낮아졌을 경우 도태농도 수준을 높였으며, 도태 5, 10, 15, 20, 25회마다 반수 치사 농도를 구하여 실내 감수성계통과 비교하여 저항성 발달 정도를 조사하였다.
그 위에 진딧물 무시성충을 붓으로 20마리씩 3개의 샤레에 접종하였으며, 처리된 진딧물은 광조건이 16L:8D로 조절된 항온기 내(25°C)에 보관하였다. 사충율은 약제처리 후 48시간에 해부현미경하에서 조사하였고 조사된 성적은 probit 분석 (Finny, 1963)에 의해 반수치사농도를 구하였다.
이론/모형
생물검정은 FA。(1980)에서 제시한 진딧물저항성 검정법을 변형시킨 leaf-dipping법으로 실시하였다. imidacloprid 10% 수화제를 증류수에 일정농도로 희석하고 그 약액에 정식 20일된 배추잎 중간부분을 지름 6cm로 잘라 30 초간 침지 한 후 I〜2시간 동안 음건시켰으며, 직경 6cm의 샤레에 증류수로 적신 여과지를 깔고 음건한배추잎을 넣었다.
성능/효과
유형, 3) 수십세대 도태 이후부터 저항성이 발달하는 유형의 3가지형으로 구분하였다. 이러한 현상에 대해 Georghiou와 Taylor (1977)는 살충제의 화학적 특성, 도태압, 저항성 유전자의 수, 유전자의 우성도, 환경저항, 살충제의 작용특성, 곤충의 특성에 의하여 지배되어 나타난다고 하였다.
강원도 일원의 4개지역과 성주에서 채집한 복숭아혹진딧물을 imidacloprid에 대한 저항성을 조사한 결과 (표 2), 조사지역 중 홍천 화촌과 횡성 둔내에 채집한 계통에서 저항성비가 각각 37.2, 16.5배를 보여 이미 저항성이 발달하였음을 알 수 있었으며, 그 외의 지역에서도 저항성이 발달되었다고 볼 수는 없지만 위두 지역에서 저항성 발달이 있는 것으로 미루어 볼 때 저항성이 발달되는 도중에 있을 것으로 생각된다.
Elbert 등(1996)은 복숭아혹진딧물을 imidacloprid로 90세대 도태하였을 경우에 39배의 저항성을 보인다고 하였으나 저자들의 연구에서는 236배의 저항성 비를 보이고 있어, 이는 저항성 유전자의 농축에 의한 저항성 발달로 생각된다. 따라서, 위의 시험결과를 종합하면 우리나라에서 imidacloprid 에 대한 진딧물의 저항성 발달 가능성이 높다고 판단된다.
3과 같다. 복숭아혹진딧물의 저항성 발달 양상은 초기에는 저항성이 서서히 발달하다가 25회 도태 후에 급속하게 증가하는 현상을 보였다. 이는 도태 전해 충의 집단에 저항성 유전자가 있으며, 있다면 얼마나 있는지에 따라 발달 패턴은 다르게 나타난다.
본 실험에서 ChE의 저해제인 유기인계나 카바메이트계에 대해 교차저항성이 낮고, 같은 네오니코티노이드계의 농약인 acetamiprid에 대해 높은 저항성을 보이고 있는 것은 약제의 구조와 작용기작의 유사성에서 기인하는 것이라 생각된다. Zhimuou 등(1997) 도 permethrin, 유기인겨), 카바메이트계에 대한 저항성 계통 독일바퀴와 피레스로이드계, abamectin에 대한 저항성 계통 집파리의 imidacloprid 에 대한 교차 저항성을 조사하였으나 저항성 정도는 낮게 나타났다고 하였으며, Diehr 등(1991)은 ethyl-parathion, pirimicarb 및 cypermthrin 등에 대하여 각각 125, 25, 125배의 복합 저항성을 보이는 복숭아혹진딧물의 imidacloprid에대한 교차저항성은 아주 낮았다고 보고하였다.
또한 acephate는 저항성 발달이 대체적으로 느리게 나타났으며(최 등, 1986), oxydemeton-methyl은 20세대 도태 후 357배나 증가되었다고 하였다. 위들의 결과를 보면 복숭아 혹진딧물의 pirimiccarb에 대한 저항성 발달은 최초의 도태 전 집단에 저항성 유전자가 없어 저항성 발달이되지 않았으며, 3.2배의 저항성 증가는 도태에 의한 내성 증가로 판단되며, cypermethrin이나 acephate에 대한 저항성의 경우 저항성으로도 볼 수 있지만, 매우 사용 약량이 적은 경우 내성에 의해서도 저항성 비가 높아 질 수 있을 것으로 여겨진다. Elbert 등(1996)은 복숭아혹진딧물을 imidacloprid로 90세대 도태하였을 경우에 39배의 저항성을 보인다고 하였으나 저자들의 연구에서는 236배의 저항성 비를 보이고 있어, 이는 저항성 유전자의 농축에 의한 저항성 발달로 생각된다.
이상의 결과로 진딧물의 방제에 주로 사용되고 있는 imidacloprid에 대해 복숭아혹진딧물의 저항성 발달이 우려되므로 이러한 복숭아혹진딧물의 저항성 관리 방법은 IPM에 의한 적기 농약 사용으로 농약의 사용 횟수를 줄이고, 살충 작용 기작이나 약제의 화학적 구조가 상이하여 교차저항성을 보이지 않는 농약을 교호 살포하는 것이다. 이렇게 함으로써 농약의 진딧물에 대한 도태압을 낮춰 약제저항성 발달을 지연시키고 이미 발달된 저항성을 약화시켜 약효를 보존함으로써 안전한 농산물의 생산과 환경 보호에 기여할 수 있으리라 기대된다.
표에서 보는 바와 같이 acetylcholinesterase를 저해하는 유기인계와 카바메이트계 약제 중 acephate(1.2), monocrotophos(0.7), demetone-s-methyl(2.4), prothiofos (2.2), furathiocarb(2.3), methomyl(1.4), benfuracarb(4.0)에 대하여 교차저항성 정도는 낮았으나 pirimicarb 수화제에 대하여 487.8배의 높은 교차저항성을 보였다.
피 레 스로이 드계의 deltamethrin, flucythrinate, halo- thrin 등에는 교차저항성이 13배 이상으로 상대적으로 높은 교차저항성을 보였으나, esfenvalerate에는 3.2배로 교차저항성 정도가 낮았다. 같은 네오니코티노이드계인 acetamiprid에 대해서도 교차저항성이 143.
피레스로이드계에 대하여는 구조가 상이하더라도 교차 저항성이 높은 것은 작용기작이 유사하기 때문인 것으로 추측되는데, 소수의 저항성인자에 의하여 여러 종류의 살충제에 대해 저항성이 유발될 수 있음(Plapp, 1984)을 감안할 때 해충의 저항성기작과 살충제의 분자구조를 관련지어 좀더 깊이 있는 연구가 이루어져야 할 것으로 본다. 한편, imidacloprid 저항성 진딧물이 acetamiprid에 대해 높은 저항성을 보이고 있는 것은 네오니코티노이드계의 농약들은 같은 구조와 작용기작의 유사성에서 기인하는 것이라 생각되며 imiacloprid에 대해 저항성이 발현된 해충의 방제에 같은 계통의 농약 사용은 방제효과가 저조할 것으로 추즉된다.
후속연구
이러한 현상에 대해 Georghiou와 Taylor (1977)는 살충제의 화학적 특성, 도태압, 저항성 유전자의 수, 유전자의 우성도, 환경저항, 살충제의 작용특성, 곤충의 특성에 의하여 지배되어 나타난다고 하였다. Imidacloprid의 저항성 발달은 후기에 급속하게 진전되는 제 3의 유형으로 더욱 도태를 진행하였을 때 더 높은 저항성 발달이 예측되어 저항성관리에 주의가 요구되며, 교차저항성을 보이지 않는 약제로 교호 사용할 경우 약제의 사용 기간연장이 가능하리라 여겨진다.
이러한 해충의 약제에 대한 저항성 발달을 억제하며, 안전하고 안정된 농산물의 생산을 위해서는 농약을 사용하지 않고 농산물을 생산방법이 제일 바람직하다. 그러나 이러한 농산물 생산방법은 현재 불가능하므로 될 수 있는 한 농약의 약효를 보존하고 좀 더 효율적인 농약 사용방법을 개발하여 .농약 사용량을 줄이는 것이 최선의 길이다.
살포하는 것이다. 이렇게 함으로써 농약의 진딧물에 대한 도태압을 낮춰 약제저항성 발달을 지연시키고 이미 발달된 저항성을 약화시켜 약효를 보존함으로써 안전한 농산물의 생산과 환경 보호에 기여할 수 있으리라 기대된다.
따라서 imidacloprid로 도태한 저항성계통은 AChE의 저해제인 유기인계나 카바메이트계에 대하여는 상이한 구조를 가져 교차저항성을 보이지 않았으나(표 4), pirimicarb 에 대해서는 높은 교차저항성을 보인 것은 두 약제의 같은 piridinyl 구조에 의한 것으로 추측된다. 피레스로이드계에 대하여는 구조가 상이하더라도 교차 저항성이 높은 것은 작용기작이 유사하기 때문인 것으로 추측되는데, 소수의 저항성인자에 의하여 여러 종류의 살충제에 대해 저항성이 유발될 수 있음(Plapp, 1984)을 감안할 때 해충의 저항성기작과 살충제의 분자구조를 관련지어 좀더 깊이 있는 연구가 이루어져야 할 것으로 본다. 한편, imidacloprid 저항성 진딧물이 acetamiprid에 대해 높은 저항성을 보이고 있는 것은 네오니코티노이드계의 농약들은 같은 구조와 작용기작의 유사성에서 기인하는 것이라 생각되며 imiacloprid에 대해 저항성이 발현된 해충의 방제에 같은 계통의 농약 사용은 방제효과가 저조할 것으로 추즉된다.
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