한국산 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 성분의 조성과 배합비율별 유인력 Composition of the Aggregation Pheromone Components of Korean Bean Bug and Attractiveness of Different Blends원문보기
Male adults of bean bug, Riptortus clavatus Thunberg (Heteroptera: Alydidae), release aggregation pheromone (AP) attracting both sexes of adult and nymphs, which its egg parasite, Ooencyrtus nezarae (Hymenoptera: Encyrtidae) exploits the pheromone to find host. The AP consists of three components; (...
Male adults of bean bug, Riptortus clavatus Thunberg (Heteroptera: Alydidae), release aggregation pheromone (AP) attracting both sexes of adult and nymphs, which its egg parasite, Ooencyrtus nezarae (Hymenoptera: Encyrtidae) exploits the pheromone to find host. The AP consists of three components; (E)-2-hexenyl (Z)-3-hexenoate (E2HZ3H), (E)-2-hexenyl (E)-2-hexenoate (E2HE2H), and tetradecyl isobutyrate (TI). We analyzed composition of the pheromone components of bean bugs from different geo graphical locations of Korea and Japan. The attractiveness of different blends of AP components to R. clavatus was also tested in the fields in Jinju, Korea and in Kumamoto, Japan. Composition ratios (E2HZ3H: E2HE2H:TI) of the AP of Jinju and Iksan populations were 1:1.4:0.2 and 1:0.8:0.2, and those of Tsukuba and Kumamoto populations were 1:2.8:0.2 and 1:1.5:0.1, respectively. In field tests, traps baited with ratio of 1:1:1 (E2HZ3H:E2HE2H:TI=16.7:16.7:16.7mg/rubber septum) and 1:1:0.5(E2HZ3H:E2HE2H:TI= 20:20:10mg/rubber septum) attracted significantly greater number of adult bugs than that of 1:5:1 (E2HZ3H:E2HE2H:TI=7.1:35.7:7.1mg/rubber septum).
Male adults of bean bug, Riptortus clavatus Thunberg (Heteroptera: Alydidae), release aggregation pheromone (AP) attracting both sexes of adult and nymphs, which its egg parasite, Ooencyrtus nezarae (Hymenoptera: Encyrtidae) exploits the pheromone to find host. The AP consists of three components; (E)-2-hexenyl (Z)-3-hexenoate (E2HZ3H), (E)-2-hexenyl (E)-2-hexenoate (E2HE2H), and tetradecyl isobutyrate (TI). We analyzed composition of the pheromone components of bean bugs from different geo graphical locations of Korea and Japan. The attractiveness of different blends of AP components to R. clavatus was also tested in the fields in Jinju, Korea and in Kumamoto, Japan. Composition ratios (E2HZ3H: E2HE2H:TI) of the AP of Jinju and Iksan populations were 1:1.4:0.2 and 1:0.8:0.2, and those of Tsukuba and Kumamoto populations were 1:2.8:0.2 and 1:1.5:0.1, respectively. In field tests, traps baited with ratio of 1:1:1 (E2HZ3H:E2HE2H:TI=16.7:16.7:16.7mg/rubber septum) and 1:1:0.5(E2HZ3H:E2HE2H:TI= 20:20:10mg/rubber septum) attracted significantly greater number of adult bugs than that of 1:5:1 (E2HZ3H:E2HE2H:TI=7.1:35.7:7.1mg/rubber septum).
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제안 방법
선진리 콩 포장에서 실시하였다. Carrier로는 13 mm 고무격막(Sigma-Aldrich, Germany)을 사용하여 고무 격막 당 집합페로몬 총량이 50 mg이 되게 하였다 E가1Z3H: E2HE2H:TI의 배합비율을 1:1:1(16.7:16.7:!6.7 mg), 1:5:1 (7.1:35.7:7.1 mg), 3:5:1(16.7:27.8:5.5 mg), 5:5:1(22.7: 22.7:4.5 mg), 7:5:1(26.9:19.2:3.8 mg)로 하였으며, 헥산에 침지한 고무격막을 대조구로 사용하였다 각 배합 비율별로 3개의 트랩(3반복)을 사용하였고, 트랩은 물고기 트랩(14x24 cm)을 사용하여 지상에서 높이 1 m, 트랩의 간격은 13 m로 설치하였다, 3일 간격으로 트랩에 유인된 수를 조사하였고, 트랩의 위치에 의한 유인효과의 차이를 배제하기 위하여 매 조사시마다 동일 반복 내에서 트랩의 위치를 완전임의로 재배치하였다. 집합페로몬 루어는 6 일 간격으로 교체하였다.
의 콩포장 주변에서 실시하였다. E2HZ3H:E2HE2H: TI의 배합비율을 1:1:1, 1:5:1로 하였으며, 고무격막 당각 성분량은 상기의 2차실험과 같았고, 헥산에 침지한 고무 격막을 대조구로 사용하였다 각 배합비율별로 3개의 끈끈이트랩(3반복)을 사용하였고, 지상에서 높이 1 m, 트랩의 간격은 약 20 m로 설치하였다 5일 간격으로 트랩에 유인된 수를 조사하였고, 매 조사시마다 동일 반복 내에서 트랩의 위치를 완전임의로 재배치하였다. 집합페로몬 루어는 트랩설치 후 10일째에 교체하였다.
1 및 본문 참조), 2004년 8월 2일부터 10월 25일까지 1차 실험과 동일한 장소에서 2차 실험을 실시하였다. E2HZ3H:E2HE2H:TI의 배합 비율(페로몬 성분은 총 50 mg)을 1:1:0.5(20:20:10 mg), 1:1:1, 1:5:1 로 하였고, 10마리의 수컷성충과 헥산에 침지한 고무 격막을 대조구로 사용하였다. 트랩설치 후 7일 간격으로 유인 수를 조사하고 루어를 교체하였다.
001 농도로 희석하였다. 각 농도별 희석액을 비극성인 Rtx-225 (ID 0.25 mm x 60 m, RESTEK, US A) 와 극성인 DB・WAX 컬럼 (ID 0.25 mm x 30 m, Agilent Technologies, USA.)을 사용하여 gas chromatography (GC-17A, Shimadzu, Japan)로 정량 분석하였다. 각 컬럼 사용 시의 GC조건은 다음과 같았다 Rtx-225 컬럼; 오븐 온도는 80℃ 에서 2분 유지 후 150C 까지 분당 15℃씩 상승 후 1분간 유지, 200℃까지 분당 10℃씩 상승 후 3분간 유지, 210℃까지 분당 5℃씩 상승 후 9분간 유지, 운반기체는 He, 주입구온도는 200℃, 검출기는 FID, 검출기 온도는 200℃; DB-WAX 컬러 오븐 온도는 5(rc 에서 1분 유지 후 210℃ 까지 분당 10℃ 식 상승 후 15분 유지, 운반기체는 He, 주입구 온도는 250℃, 검출기는 FID, 검출기 온도는 250℃, 세 화합물 공히 0.
)을 사용하여 gas chromatography (GC-17A, Shimadzu, Japan)로 정량 분석하였다. 각 컬럼 사용 시의 GC조건은 다음과 같았다 Rtx-225 컬럼; 오븐 온도는 80℃ 에서 2분 유지 후 150C 까지 분당 15℃씩 상승 후 1분간 유지, 200℃까지 분당 10℃씩 상승 후 3분간 유지, 210℃까지 분당 5℃씩 상승 후 9분간 유지, 운반기체는 He, 주입구온도는 200℃, 검출기는 FID, 검출기 온도는 200℃; DB-WAX 컬러 오븐 온도는 5(rc 에서 1분 유지 후 210℃ 까지 분당 10℃ 식 상승 후 15분 유지, 운반기체는 He, 주입구 온도는 250℃, 검출기는 FID, 검출기 온도는 250℃, 세 화합물 공히 0.001, 0.005, 0.01, 0.05 uil/ml의 농도에서 각 화합물의 머무름 시간을 결정하였고 GC-gram 상의 면적과 농도로 정량곡선을 작성하였다.
그러나 아직까지 이 종의 집합페로몬의 조성성분의 지리적 변이에 관한 연구 결과는 찾아볼 수가 없다 또한 우리나라 톱다리개미허리노린재의 집합페로몬 조성 성분에 대한 분석이 없이 일본계통에 대해서 보고된 E2HZ3H: E2HE2H:TI = 1:5:1로 배합된 합성집합페로몬을 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 한국의 익산과 진주, 일본의 Tsukuba와 Kumamoto 개체군의 집합페로몬 성분의 조성비를 조사하였고, 이 분석 결과를 토대로 페로몬 성분의 배합비율별 유인력을 우리나라의 진주와 일본의 Kumamoto 야외 포장에서 실험하였다.
40-80%)에서 대두와 땅콩<2:1 비율)을 지름 50 mm 크기의 페트리디쉬에담아 공급해 주면서 사육하였다. 바이엘 병(12 ml)에 2차 증류수를 담고 지름 90 mm 필터페이퍼(Advantec, Japan) 를 말아서 꽂아주어 노린재가 물을 흡즙하도록 하였다 먹이와 증류수는 2일마다 교체해 주었다 실험곤충을 누대 사육 하였을 때 발■생하는 실험충의 활력저하를 막기 위하여 매년 비정기적으로 포충망이나 페로몬 트랩으로 채집한 야외성충을 실내계통에 보충해 주었다 사육 상자는 지름 13 mm 플라스틱 원형 사육통(Topaz, Korea)을사용하였으며 환기를 위하여 뚜껑에 5 cm2 크기의 구멍을 낸 후 망사를 붙여주었다 사육통을 교체해 줄 때 노린재의 분비물을 쉽게 제거하기 위하여 사육통 바닥 너비의 종이를 깔아주었고 사육통 안에서 개체 간에 격리된 공간을 제공해 주기 위하여 3 cm정도 넓이의 직사각형 종이를 계단 형으로 접어 넣어주었다.
99이상이었다. 이 정량곡선을 이용하여 각 지역계통의페로몬량을 계산하였고, E2HZ3H의 분비량을 기준으로 하여 각 성분의 조성비율을 구하였다.
일본의 Kumamoto 계통은 2002년 8월 19일부터 21 일까-지 Kyushu-Okinawa National Agricultural Research Center의 대두 포장에서 포충망으로 채집한 것을 사용하였고, Tsukuba 계통은 2002년 8월 30일 National Agricultural Research Center의 곤충생태실험실에서 누대 사육 중인 충을 사용하였다 우리나라의 진주계통은 경상대학교 곤충화학생태학 실험실에서 사육중인 충을, 익산계통은 호남농업연구소 식물환경과에서 사육중인 충을 사용하여 2002년 9월 30일에 집합페로몬을 추출하였다 각 계통별로 수컷성충 10마리를 헥산 10 ml에 침지한 후 그 추출물을 GC 분석하였다.
진주계통 톱다리개미허리노린재의 집합페로몬 세 성분의 조성비를 토대로 페로몬 루어를 제조하여 야외의 콩 포장에서 유인력 실험을 실시하였다. 2003년도에 경남 사천시 콩 포장에서 실시된 유인력 실험에서 E가1Z3H: E2HE2H:TI의 조성비가 1:1:1일 때의 암컷과 수컷의 유인 수가 1:5:1일 때의 유인수보다 많았지만 배합비율 간 통계적 차이는 없었다(Fig.
5(20:20:10 mg), 1:1:1, 1:5:1 로 하였고, 10마리의 수컷성충과 헥산에 침지한 고무 격막을 대조구로 사용하였다. 트랩설치 후 7일 간격으로 유인 수를 조사하고 루어를 교체하였다.
합성한 세 가지 회합물을 헥산 용액에 0.5, 0.1, 0.05, 0.01, 0.005, 0.001 농도로 희석하였다. 각 농도별 희석액을 비극성인 Rtx-225 (ID 0.
대상 데이터
1차 실험: 2003년 7월 31일부터 8월 12일까지 경남 사천시 선진리 콩 포장에서 실시하였다. Carrier로는 13 mm 고무격막(Sigma-Aldrich, Germany)을 사용하여 고무 격막 당 집합페로몬 총량이 50 mg이 되게 하였다 E가1Z3H: E2HE2H:TI의 배합비율을 1:1:1(16.
2001년 4월 이후에 야외에서 채집한 톱다리개미허리노린재를 실험실(25±2℃, 16L:8D, R.H. 40-80%)에서 대두와 땅콩<2:1 비율)을 지름 50 mm 크기의 페트리디쉬에담아 공급해 주면서 사육하였다. 바이엘 병(12 ml)에 2차 증류수를 담고 지름 90 mm 필터페이퍼(Advantec, Japan) 를 말아서 꽂아주어 노린재가 물을 흡즙하도록 하였다 먹이와 증류수는 2일마다 교체해 주었다 실험곤충을 누대 사육 하였을 때 발■생하는 실험충의 활력저하를 막기 위하여 매년 비정기적으로 포충망이나 페로몬 트랩으로 채집한 야외성충을 실내계통에 보충해 주었다 사육 상자는 지름 13 mm 플라스틱 원형 사육통(Topaz, Korea)을사용하였으며 환기를 위하여 뚜껑에 5 cm2 크기의 구멍을 낸 후 망사를 붙여주었다 사육통을 교체해 줄 때 노린재의 분비물을 쉽게 제거하기 위하여 사육통 바닥 너비의 종이를 깔아주었고 사육통 안에서 개체 간에 격리된 공간을 제공해 주기 위하여 3 cm정도 넓이의 직사각형 종이를 계단 형으로 접어 넣어주었다.
2005년 9월 27일부터 10월 17일까지 일본 Kumamoto 에 있는 Kyushu-Okinawa National Agricultural Research Centex.의 콩포장 주변에서 실시하였다.
E2HZ3H:E2HE2H:TI의 조성비를 1:1:1과 1:5:1로 배합한 루어의 일본계통 톱다리개미허리노린재에 대한 유인력을 Kyushu-Okinawa National Agricultural Research Centei의 시험포장에서 실험하였는데, 암수 성충과 약충에 대한 유인력에 차이가 없었다(Fig. 4).
본 연구에서 사용한 집합페로몬은 경상대학교 유기.천연물화학 연구실에서 합성한 것으로서, 세 성분의 합성 방법과 분광학적, 물리·화학적 자료는 Huh et al.
데이터처리
배합비율별 유인수를 log(x+l)로 변환하여 분산분석 하고, Tukey's Studentized Range (HSD) Test (a=0.05) (SAS Institute Inc. 1998)를 이용하여 평균 간 유의성을 검정하였다.
성능/효과
1). DB-WAX로 분석(진주계통 n=84, 익산계통 n=3)한 결과에서는 E2HZ3H의 검출량이 각각 3.8 曲과 2.5 蛇이었고, E2HE2H의 검출량이 각각 3.2 曲과 2.1 曲으로서 컬럼의 종류에 관계없이 두 계통에서 E가IZ3H 와 E2HE2H의 양이 비슷하였다 그러나 일본의 Tsukuba 와 Kumamoto 계통은 Rtx-225로 분석(각각 n=3)한 결과에서 E2HZ3H의 검출량이 각각 2.8 曲과 6.2 ug이었乂 E2HE2H의 검출량이 각각 8.2 瞄과 9.1 曲으로서 E2HZ3H 에 비해 E2HE2H가 높게 나타났으며, DB-WAX로 분석 (각각 n=3)한 결과에서도 E2HE2H의 검출량이 E2HZ3H 보다 높게 나타났다(Fig. 1).
2). 또한 2004년도에 2003년도와 같은 장소에서 배합비율별 유인력을 실험한 결과(Fig. 3), E2HZ3H:E2HE2H:TI의 조성비가 1:1:05와 1:1:1일 때의 유인 수는 암컷과 수컷 모두 차이가 없었다 그러나 암컷의 경우에는 상기의 두 배합비율일 때의 유인수가 1:5:1 일 때의 유인수보다 많았으며, 수컷의 경우에도 유인 수가 많았지만 통계적 차이는 없었다 또한 1:5:1의 비율은 암수 공히 생충 트랩과 유인력의 차이가 없었다. 따라서 우리나라에서는 E2HZ3H:E2HE2H:TI의 조성비가 1:1: 0.
그러나 이들은 E2HZ3H, E2HE2H, TI의 세 성분을 1:5:1이 아닌 다른 비율로 배합하여 유인력을 검정하지는 않았다. 이러한 결과로 볼 때 우리나라에서 톱다리개미허리노린재의 발생예찰이나 대량유인에 의한 방제를 위해서는 E2HZ3H, E2HE2H, TI의 세 성분을 1:1:1(16.7: 16.7:16.7 mg)이나 1:1:0.5(20:20:10 mg)의 비율로 배합하여 페로몬 루어를 만드는 것이 적절할 것으로 생각된다. 나아가서 세 성분 중에서 E2HZ3H의 합성비용이 가장높으므로 경제적인 측면에서 1:1:1의 배합비율이 실용적일 것으로 생각된다.
지역간 분비변이를 보면 E2H方H를 기준으로 한 E2H方H: E2HE2H:MI의 조성비율은 진주계통과 익산계통이 각각 1:1.4:0.4, 1:080.2로 비슷하였고, 일본의 Tsukuba 계통과 Kumamoto계통이 각각 128:02 1:1.5: 0.1 로서, 일본 Tsukuba계통의 E2HE2H의 비율이 우리나라 계통보다 높은 것으로 나타났다(Fig. 1). Leal et al.
톱다리개미허리노린재의 한국계통과 일본계 통의 집합페로몬 분비변이에 대한 결과를 토대로 합성된 페로몬 성분을 여러가지 비율로 배합하여 경남 사천의 야외개체군에 대한 유인력을 검토한 결과 E2HZ3H:E2HE2H: TI를 1:1:1이나 1:1:0.5로 배합한 것이 1:5:1로 배합한 것보다 유인력이 더 좋았다(Fig. 3). 그러나 Mitsutani et al.
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