EPN 저항성 배추좀나방에 대한 IGR계 약제 Bistrifluron의 살충활성과 세 가지 협력제에 의한 살충활성 증진 효과 Insecticidal Activities and Synergism of Bistrifluron Against EPN-Resistant Strain of Diamondback Moth, Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae)원문보기
EPN-저항성 배추좀나방에 대한 chitin 생합성저해제인 bistrifluron의 발육단계별 살충활성, 성충수명 및 산란수에 미치는 영향을 조사하였다. 알에 대한 부화억제율은 추천농도(50 ppm)에서 낮았지만, 부화유충의 치사율이 50-60%를 나타내었고, 두 계통간에는 차이가 없었다 영기별 살충효과는 감수성 계통과 저항성 계통 모두에 효과가 있었다. 하지만 계통간에 차이는 크지 않았다. 번데기에 처리시 우화억제율은 거의 없었으며, 또 성충의 수명과 산란수에도 영향을 미치지 않았다. 성충에 처리했을 때 50 ppm농도에서 성충수명과 산란수는 감소하였지만 두계통간에 차이는 없었다. EPN저항성계통에 대한 bistrifluron과 협력제 piperonyl butoxide(microsomal oxidase inhibitor)와 polyoxin B(chitin synthetase inhibitor)는 각각 137.7배와 73.1배로 높은 협력작용을 나타내었다.
EPN-저항성 배추좀나방에 대한 chitin 생합성저해제인 bistrifluron의 발육단계별 살충활성, 성충수명 및 산란수에 미치는 영향을 조사하였다. 알에 대한 부화억제율은 추천농도(50 ppm)에서 낮았지만, 부화유충의 치사율이 50-60%를 나타내었고, 두 계통간에는 차이가 없었다 영기별 살충효과는 감수성 계통과 저항성 계통 모두에 효과가 있었다. 하지만 계통간에 차이는 크지 않았다. 번데기에 처리시 우화억제율은 거의 없었으며, 또 성충의 수명과 산란수에도 영향을 미치지 않았다. 성충에 처리했을 때 50 ppm농도에서 성충수명과 산란수는 감소하였지만 두계통간에 차이는 없었다. EPN저항성계통에 대한 bistrifluron과 협력제 piperonyl butoxide(microsomal oxidase inhibitor)와 polyoxin B(chitin synthetase inhibitor)는 각각 137.7배와 73.1배로 높은 협력작용을 나타내었다.
EPN-resistant diamondback moth were tested the developmental characteristics, longevity, fecundity and synergistic effect with synergists when treated with the bistrifluron, an inhibitor of chitin synthesis. Inhibition rate of egg hatch was below at the recommended concentration (50 ppm) to the EPN-...
EPN-resistant diamondback moth were tested the developmental characteristics, longevity, fecundity and synergistic effect with synergists when treated with the bistrifluron, an inhibitor of chitin synthesis. Inhibition rate of egg hatch was below at the recommended concentration (50 ppm) to the EPN-resistant strain than EPN-non selected strain, however, mortality within 24hr after hatching was showed as 50-60%. They did not show the difference between two strains. Mortality of larval instars were showed effective to two strains with no difference. Inhibition rate of emergence did not show any effect when treated with pupae. Moreover, they did not affect to the longevity and fecundity. When bistrifluron was treated at 50 ppm to the adult, however, longevity and fecundity was decreased with no difference between two strains. Bistrifluron to the EPN-resistant strain showed synergistic effect as high as 137.7 and 73.1 folds with synergist such as PBO (microsomal oxidase inhibitor) and polyoxin B (chitin synthetase inhibitor), respectively.
EPN-resistant diamondback moth were tested the developmental characteristics, longevity, fecundity and synergistic effect with synergists when treated with the bistrifluron, an inhibitor of chitin synthesis. Inhibition rate of egg hatch was below at the recommended concentration (50 ppm) to the EPN-resistant strain than EPN-non selected strain, however, mortality within 24hr after hatching was showed as 50-60%. They did not show the difference between two strains. Mortality of larval instars were showed effective to two strains with no difference. Inhibition rate of emergence did not show any effect when treated with pupae. Moreover, they did not affect to the longevity and fecundity. When bistrifluron was treated at 50 ppm to the adult, however, longevity and fecundity was decreased with no difference between two strains. Bistrifluron to the EPN-resistant strain showed synergistic effect as high as 137.7 and 73.1 folds with synergist such as PBO (microsomal oxidase inhibitor) and polyoxin B (chitin synthetase inhibitor), respectively.
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문제 정의
것이다. 따라서 본 실험에서는 유기인계 살충제로 발달시킨 배추좀나방의 저항성이 다른 살충제, 특히 IGR계 살충제의 살충활성에 어떻게 영향을 주는지 알아보고자 하였다.
본 연구는 EPN저항성 배추좀나방에 대한 bistrifluron의 발육단계별 살충효과와 번데기 및 성충 처리 시 산란전기간, 성충수명, 난소발육, 산란수 그리고 부화율을 조사하였다. 또한 저항성을 낮추기 위하여 협력제(piperonyl butoxide, tripenyl phosphate, polyoxin B)를 첨가하여 협력효과를 비교하였다.
제안 방법
IGR계 약제인 bistrifluron을 협력제인 PBO(piperonyl butoxide), TPP(triphenyl phosphate), polyoxin B 등과 각각 l:5(v:v)로 된 용액으로 만들어 배추잎을 약 30초간 침지한 후 배추좀나방 3령충을 접종하고 bistrifluron과의 협력효과를 검정하였다. 실험은 농도당 20마리씩 3반복으로 수행하였다.
건조한 잎은 습도조절을 위해 물에 적신 면솜과 필터 페이퍼를 깐 디쉬(10x4 cm)에 방치하면서 알은 약 처리 후 부화억제율과 부화후 24시간 내 살충율을 조사하였다.
또한 저항성을 낮추기 위하여 협력제(piperonyl butoxide, tripenyl phosphate, polyoxin B)를 첨가하여 협력효과를 비교하였다.
사육용 아크릴상자 내에서 배추좀나방 성충을 넣고 배추 유묘에 24시간 동안 산란을 받은 후 배추잎을 각 농도별(100, 50, 10, 1 ppm) 소정 약액에 30초간 침지한 후 상온에서 건조시켰다. 건조한 잎은 습도조절을 위해 물에 적신 면솜과 필터 페이퍼를 깐 디쉬(10x4 cm)에 방치하면서 알은 약 처리 후 부화억제율과 부화후 24시간 내 살충율을 조사하였다.
분리하여 아크릴 케이지에 놓아두었다. 성충이 되는 기간을 기록하고 암컷과 수컷을 각각 한 쌍씩 준비해 놓은 8x10 cm 크기의 유산지를 삼면을 테이프로 붙인 뒤 충을 접종한 후에 남은 한 면을 클립으로 밀봉하였다. 성충의 먹이로는 sucrose 10%용액을 솜에 적셔서 공급하고, 그 안에 충을 접종하였다.
이들에 대한 다음 단계의 탈피시 각각의 반수치사농도(LCso)와 상대독성을 조사하였다. 시험은 모두 3반복으로 실시하였다.
검정하였다. 실험은 농도당 20마리씩 3반복으로 수행하였다.
접종 후 산란전기간, 성충수명 및 산란수를 조사하였다. 실험은 농도당 20쌍씩 3반복으로 수행하였다.
접종 후 산란전기간, 성충수명 및 산란수를 조사하였다. 실험은 농도당 20쌍씩 3반복으로 수행하였다.
약제 처리한 잎을 먹이로 공급하기 위하여 시험약액에 배추 잎을 직경 3 cm의 엽편으로 잘라 30초간 침적한 후 상온에서 충분히 건조시킨 후 플라스틱 페트리디쉬(직경 3x1 cm)에 넣고 EPN에 감수성과 저항성계통인 배추좀나방 1, 3, 5령 유충을 각각 10마리 이상씩 접종하였다. 이들에 대한 다음 단계의 탈피시 각각의 반수치사농도(LCso)와 상대독성을 조사하였다.
용화된 번데기를 암컷과 수컷으로 분리하여 아크릴 케이지에 놓아두었다. 우화한 지 24시간 이내의 성충에 해당 농도의 약제를 스프레이 하는데, 이때 위쪽과 바닥이 모두 뚫린 플라스틱 컵에 망사를 씌워 충에 약액이 골고루 충분히 묻도록 하였다.
용화된 지 24시간 이내의 번데기를 거즈(5x5 cm)에 쌓아 해당 농도의 약액(50, 10, 1 ppm)에 30초간 침지시킨 다음 필터 페이퍼에 올려놓고 상온에서 완전히 건조 시킨 후 약액이 건조된 번데기를 현미경을 통해 암컷과 수컷을 구분하여 따로 분리하여 아크릴 케이지에 놓아두었다. 성충이 되는 기간을 기록하고 암컷과 수컷을 각각 한 쌍씩 준비해 놓은 8x10 cm 크기의 유산지를 삼면을 테이프로 붙인 뒤 충을 접종한 후에 남은 한 면을 클립으로 밀봉하였다.
놓아두었다. 우화한 지 24시간 이내의 성충에 해당 농도의 약제를 스프레이 하는데, 이때 위쪽과 바닥이 모두 뚫린 플라스틱 컵에 망사를 씌워 충에 약액이 골고루 충분히 묻도록 하였다. 약액에 젖은 충이 완전히 건조된 후 암컷과 수컷, 한 쌍씩 준비해 놓은 유산지에 접종하였다.
유충을 각각 10마리 이상씩 접종하였다. 이들에 대한 다음 단계의 탈피시 각각의 반수치사농도(LCso)와 상대독성을 조사하였다. 시험은 모두 3반복으로 실시하였다.
약액에 젖은 충이 완전히 건조된 후 암컷과 수컷, 한 쌍씩 준비해 놓은 유산지에 접종하였다. 접종 후 산란전기 간, 성충수명, 산란수를 조사하였다. 실험은 농도당 20쌍씩 3 반복으로 수행하였다.
성충의 먹이로는 sucrose 10%용액을 솜에 적셔서 공급하고, 그 안에 충을 접종하였다. 접종 후 산란전기간, 성충수명 및 산란수를 조사하였다. 실험은 농도당 20쌍씩 3반복으로 수행하였다.
대상 데이터
저항성계통은 2005년 10월 충북 괴산군에서 채집한 배추좀나방 3령유충기에 유기인계 살충제인 EPN을 일주일 주기로 20-30% 살충률을 나타내는 농도수준에서 3년간 살포하여 저항성계통을 선발하였다. EPN저항성계통 배추좀나방은 감수성계통에 비하여 약 321배의 저항성이 발달한 저항성계통을 이용하였다(Table 1). 두 계통은 온실에서 재배하는 배추유묘를 공급하였고 아크릴 상자(30 X 30 X 30 cm)에 넣어서 사육하였다.
도태 약제로 사용한 EPN(O-ethyl O-4-nitrophenyl phenyl- phosphonothioate; 45% 유제)과 IGR약제인 bistrifluron ({1 -[2-chloro-3, 5-bis(trifluromethyl)phenyl]-3-(2, 6-difluo robenzoyl)urea); 10% 유제)은 시판되고 있는 제품을 사용하였다. 협 력제로 사용한 piperonyl butoxide(PBO, 90%)와 tripenyl phosphate(TPP, 98%)는 Sigma-Aldrich(St.
약제 감수성계통 배추좀나방은 1999년 한국화학연구원에서 분양받아 살충제에 대한 노출없이 충북대학교 식물의학과 곤충독성학실험실 내에서 누대 사육하며 실험에 사용하였다. 저항성계통은 2005년 10월 충북 괴산군에서 채집한 배추좀나방 3령유충기에 유기인계 살충제인 EPN을 일주일 주기로 20-30% 살충률을 나타내는 농도수준에서 3년간 살포하여 저항성계통을 선발하였다.
협 력제로 사용한 piperonyl butoxide(PBO, 90%)와 tripenyl phosphate(TPP, 98%)는 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA), 그리고 polyoxin B(10% 수화제)는 시판되고 있는 제품을 사용하였다.
데이터처리
a) Means followed by the same letter are not significantly different at P=0.05 by Tukey's Studentized Range Test (SAS Institute, 2003).
b) In a column, means followed by the same letters are not significantly different at P=0.05 by Tukey's Studentized Rang Test (SAS Institute. 2003).
구하여 분석하였다. 또 산란전기간, 성충수명, 산란수 및 차세대의 부화율에 대한 결과는 SAS를 이용하여 Tukey's Studentized Range Test로 비교하였다(SAS institute, 2003).
이론/모형
살충효과 비교는 Finney(1971)의 probit분석법으로 반수치사농도(LC50)를 구하여 분석하였다. 또 산란전기간, 성충수명, 산란수 및 차세대의 부화율에 대한 결과는 SAS를 이용하여 Tukey's Studentized Range Test로 비교하였다(SAS institute, 2003).
성능/효과
Bistrifluron 단독으로 처리하여 얻은 반수치사농도(LC50) 기준으로 각각의 PBO, Polyoxin B를 1:5로 혼합 처리 후 얻은 협력효과는 감수성계통에서 70.6, 211.8배, 저항성계통에서도 137.7, 73.1 배의 높은 협력효과를 얻었다. 하지만 TPP는 감수성계통에서 6.
산란수에 대한 조사결과는 Table 4와 같다. EPN 저항성과 감수성의 배추좀나방의 번데기는 bistrifluron의 농도(50, 10, 1 ppm)에 상관없이 산란전기간이 각각 2.3-3.0, 2.6~2.8 일 정도였으며, 성충수명도 각각 17.0~18.8일과 16.4-19.3일로 나타났다. 산란수에 있어서도 154.
and Philogene, 1993). 따라서 EPN-저항성계통은 MO의 활성으로 저항성이 발달한 것으로 생각되며, PBO가 MO의 활성을 저해함으로써 높은 협력효과를 나타낸 것으로 판단된다.
, 1992). 본 실험에서 bistrifluron이 감수성계통 유충과 EPN에 저항성계통 유충간에 13~ 1.8배의 낮은 교차저항성을 나타내었다. 이는 EPN과 bistrifluron이 다른 계통의 화합물로 그 작용기작이 서로 상이하여 유기인계 약제에 저항성이 발달한 배추좀나방에 bistrifluron이 효과적인 것으로 생각되며 대체약제로 이용이 가능할 것으로 판단된다.
후속연구
8배의 낮은 교차저항성을 나타내었다. 이는 EPN과 bistrifluron이 다른 계통의 화합물로 그 작용기작이 서로 상이하여 유기인계 약제에 저항성이 발달한 배추좀나방에 bistrifluron이 효과적인 것으로 생각되며 대체약제로 이용이 가능할 것으로 판단된다.
이는 polyoxin B는 키틴 생합성 저해제로서 대사과정의 효소의 역할을 저해하는 것으로 알려진 반면 같은 키틴 생합성 저해제라도 BPU계의 bistriflurone 표피에서 키틴이 형성되고 축적되는 경로를 방해하는 기작(Hajjar and Casida, 1979)을 갖고 있어서 혼합처리시 상호보완적으로 작용하여 높은 협 력작용을 나타낸 것으로 생각된다. 현재로는 협력작용의 원인을 추론할 뿐이며, 금후 명확한 작용기작 연구로 새로운 협력제 개발에 정보를 제공해야할 것이다.
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