선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 실험은 꼬마배나무이가 배나무 잎을 섭식할 때 나타내는 섭식행동을 EPG 기술을 이용하여 관찰하고 섭식행동 패턴을 분석하여, 꼬마배나무이의 효과적인 방제를 위하여 작용기작이 서로 다른 계통의 약제를 사용하였을 경우에 나타나는 꼬마배나무이의 섭식행동에 있어서의 차이를 비교·분석하여 약제에 대한 영향을 알아보기 위해 수행하였다.
제안 방법
- 1시간대별로 나누어서 섭식을 하지 않은 시간(Np), 식물체 침투에 소요한 시간(PA+PB), 유조직을 침투하는데 소요한 시간(PC1+PC2), 체관부를 섭식하는데 소요한 시간(PD+PE1+PE2), 물관부를 섭식하는데 소요한 시간(PG)를 나누어 꼬마배나무이의 섭식행동에 소요되는 시간의 비율을 비교 분석하였다.
- 약제에 대한 반응 실험은 약제가 꼬마배나무이의 섭식에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해서 EPG 기록 실험 과정에서 물 대신 농도별 약제를 희석한 희석액 300 ml을 넣어 잎자루를 1시간동안 침지 한 후 EPG기록에 이용하였다. EPG 기록은 5시간 동안 기록 하였으며, 꼬마배나무이와 배나무 잎을 각각 새로운 것으로 교체하여 10반복 수행 후 분석하였다.
- Electrical Penetration Graph (EPG) 기록은 Seo 등(2007, 2009a, b)의 방법을 응용하여 실시하였다. 배나무 잎의 잎자루를 300 ml의 물이 담긴 가지 달린 삼각플라스크에 끝부분을 자른 잎자루를 고정시킨 후 물에 침지하여 사용하였다.
- 310102, SPL, Korea)에 넣었고 검정시간은 EPG 기록 시간과 같은 5시간과 24시간, 48시간 검정하여 사충율을 조사하였다. 각 약제 농도별로 3반복 수행하였다.
- 선발된 5가지 약제는 각각 carbamate계통의 살충제인 benfuracarb, pyridincarboxamid 계통의 flonicamid, neonicotinoid계통의 imidacloprid, pyrethroid계통의 deltamethrin, 유기인계 계통의 fenitrothion이다. 각 약제의 처리는 농도를 달리하여 저농도 및 추천농도와 고농도 등 3단계로 나누었으며, 저농도는 추천농도의 1/3배, 추천농도는 2011년도 농약사용지침서에 표기된 추천농도이며, 고농도는 추천농도의 3배로 희석하여 사용하였다.
- 간접처리에 사용된 약제와 농도는 직접처리한 방법과 같고 배나무 잎의 잎자루 끝부분을 해부용 칼(Surgical Blade, FEATHER®, Japan)을 이용해 잘라 각 농도별 약제에 1시간 침지 후 농도별 약제 2 ml이 들어있는 뚜껑을 제거한 2 ml microcentrifuge tube (MCT-200, AXYGEN, USA)에 잎자루를 넣고 파라필름 (Laboratory Sealing Film, Whatman, UK)으로 약제가 새어나오지 않도록 sealing하여 준비하고 꼬마배나무이 10마리를 CO2가스로 마취시킨 후 insect breeding dish (No.310102, SPL, Korea)에 준비된 배나무잎과 함께 넣어 주었다.
- 기주 식물에 수분 공급을 위해 배나무 잎을 탈지면으로 감싸 물에 적셔 먹이로 공급하여 insect breeding dish (No.310102, SPL, Korea)에 넣었고 검정시간은 EPG 기록 시간과 같은 5시간과 24시간, 48시간 검정하여 사충율을 조사하였다. 각 약제 농도별로 3반복 수행하였다.
- 먼저 직접 분무처리의 경우, 사용된 약제와 약제의 농도는 Table 1과 같았고 꼬마배나무이 10마리를 CO2가스로 마취시킨 후 spray tower (Burkard, UK)를 이용하여 약제 1 ml을 충체에 고루 살포하였다. 기주 식물에 수분 공급을 위해 배나무 잎을 탈지면으로 감싸 물에 적셔 먹이로 공급하여 insect breeding dish (No.310102, SPL, Korea)에 넣었고 검정시간은 EPG 기록 시간과 같은 5시간과 24시간, 48시간 검정하여 사충율을 조사하였다. 각 약제 농도별로 3반복 수행하였다.
- 꼬마배나무이가 각 농도별로 약제가 처리된 배나무 잎을 섭식하였을 때 나타나는 섭식 패턴을 다른 파형으로 변화되는 경향과 횟수를 기록하여 약제 간 차이가 나타나는지 비교하였다.
- 4 software로 기록을 저장하고 분석하였다. 분석할 때에는 결과에서 볼 수 있듯이 파형을 Park et al. (2016)이 분류한 9개의 섭식패턴을 기초로 하여 분석하였다.
- 약제를 꼬마배나무이에 직접분무처리 한 경우와 약제를 배나무 잎에 분무하여 꼬마배나무이를 접종했을 경우의 간접처리 방식으로 나누어 그 차이를 알아보았다. 먼저 직접 분무처리의 경우, 사용된 약제와 약제의 농도는 Table 1과 같았고 꼬마배나무이 10마리를 CO2가스로 마취시킨 후 spray tower (Burkard, UK)를 이용하여 약제 1 ml을 충체에 고루 살포하였다.
- 약제에 대한 반응 실험은 약제가 꼬마배나무이의 섭식에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해서 EPG 기록 실험 과정에서 물 대신 농도별 약제를 희석한 희석액 300 ml을 넣어 잎자루를 1시간동안 침지 한 후 EPG기록에 이용하였다. EPG 기록은 5시간 동안 기록 하였으며, 꼬마배나무이와 배나무 잎을 각각 새로운 것으로 교체하여 10반복 수행 후 분석하였다.
대상 데이터
- 대전시 유성구에 위치한 배과원에서 채집한 꼬마배나무이를 포트(φ20 × 25 cm)에 심겨진 배나무 묘목(품종: 신고)에서 사육하면서 실험에 사용하였고, 사육과 실험환경조건은 25 ± 1°C, RH 50-60%, 16L:8D를 유지하였다.
- 배나무 잎의 잎자루를 300 ml의 물이 담긴 가지 달린 삼각플라스크에 끝부분을 자른 잎자루를 고정시킨 후 물에 침지하여 사용하였다. 배나무 잎은 묘목에 있는 신초에서 8번째 잎을 사용하였다. EPG 파형을 PROBE 3.
- 본 실험에서 사용한 약제는 5가지이며, 살충효과를 보이는데 서로 다른 작용기작을 나타내는 단일 유효성분을 선발하여 사용하였다(Table 1). 선발된 5가지 약제는 각각 carbamate계통의 살충제인 benfuracarb, pyridincarboxamid 계통의 flonicamid, neonicotinoid계통의 imidacloprid, pyrethroid계통의 deltamethrin, 유기인계 계통의 fenitrothion이다.
- 본 연구에서 선발하여 사용된 각 약제는 침투이행성 특성을 가지는 약제들로서 소화중독과 접촉독에 의해서 살충효과를 가지며 acetylcholinesterase (AChE)를 억제하여 살충기작을 나타내는 carbamate계통의 살충제인 benfuracarb (Fukuto 1990)와 접촉독과 소화중독에 의해서 살충효과를 가지며 acetylcholine receptor (nAChR)에 작용하여 살충효과를 나타내는 neonicotinoid계통의 imidacloprid (Tomizawa and Casida 2005), 식물체에 구침이 침투하지 못해 굶게 되어 살충 효과가 나타나는 pyridincarboxamid계통의 살충제인 flonicamid (Morita et al. 2007), 비침투이행성으로특성을 가지는 약제들로서 접촉독과 소화중독을 일으키며 활동 전위를 생성시키는 Na+이온이 유입되는 통로에 이상을 일으켜 과다한 신경자극으로 인하여 살충효과를 나타내는 pyrethroid계통의 살충제인 deltamethrin (Narahashi 1971), 그리고 소화중독과 접촉독에 의해서 살충효과를 가지고 광범위하게 적용할 수 있는 acetylcholinesterase (AChE)를 억제하여 살충기작을 나타내는 유기인계 살충제인 fenitrothion (Fukuto 1990)을 사용하였다.
데이터처리
- Values represent by mean ± SD, *P<0.05, **P<0.01; Completely randomized one-way analysis of variance, ANOVA, Post Hoc Tests by Duncan in SPSS version 18.0.
- 각 농도별 약제를 처리한 처리구와 무처리구는 총 5시간 동안 10회 반복 실험을 수행하였고, EPG기록결과 나타난 결과와 약제에 대한 반응 실험 결과는 SPSS (PASW Statistics 18.0) 일원배치분산분석을 통해 각 기록 결과 간 p>0.05 범위에서 유의성 검정을 수행하였으며, DUNCAN분석을 통해 약제 간 유의차를 확인하였다.
성능/효과
- EPG 기록 결과 5가지 약제는 무처리구에 비해서 꼬마배나무이가 섭식 하지 않는 시간(Np)이 길게 나타났으며, 기준량의 1/3배, 기준량, 기준량의 3배의 농도를 처리한 처리구 모두에서 약제 중 가장 섭식하지 않은 시간이 길었던 약제는 benfuracarb로 나타났다(Table 2).
- 기준량의 농도와 기준량의 3배 농도의 약제에 침지 시킨 경우에 무처리구를 포함한 처리구에서 통계적으로 차이가 나타나지 않았다. 간접처리 24시간 후 기준량의 1/3배 농도에 침지하여 실험한 결과, 처리구간에 통계적 유의성을 보였으며 deltamethrin의 살충률이 가장 높게 나타났다. 나머지 약제는 control에 비하여 높은 살충률을 보였다.
- 기준량의 3배의 농도로 처리한 경우 benfuracarb가 살충률이 가장 높게 나타났고, 다음으로 imidacloplid가 높게 나타났다. 간접처리 48시간 후 살충률 조사 결과, 기준량의 1/3배 농도로 처리한 경우 imidacloprid 가 가장 높은 살충률을 보였으며 약제 간 통계적 유의성을 보였다. 기준량의 농도로 처리한 경우 처리구와 무처리구를 포함하여 통계적 유의성은 없었다.
- Imidacloprid를 제외한 나머지 약제 간 차이는 없었다. 기준량의 3배의 농도로 분무한 처리구에서는 약제 간유의성이 없었고, fenitrothion이 90%이상의 살충률을 나타냈다. 직접처리 48시간 후에는 기준량의 1/3배 농도로 분무한 처리구에서는 약제 간 차이가 있었고, imidacloprid, flonicamid, fenitrothion이 80%이상의 살충률을 보였다.
- 기준량의 농도로 처리한 경우 deltamethrin의 살충률이 가장 높게 나타났고 benfuracarb, imidacloprid와 fenitrothion과도 차이를 보였다. 기준량의 3배의 농도로 처리한 경우 benfuracarb가 살충률이 가장 높게 나타났고, 다음으로 imidacloplid가 높게 나타났다. 간접처리 48시간 후 살충률 조사 결과, 기준량의 1/3배 농도로 처리한 경우 imidacloprid 가 가장 높은 살충률을 보였으며 약제 간 통계적 유의성을 보였다.
- 기준량의 농도로 처리한 경우 처리구와 무처리구를 포함하여 통계적 유의성은 없었다. 기준량의 3배의 농도로 처리한 경우에는 처리구, 무처리구 모두 통계적 유의성을 보였다(Table 15).
- 약제가 충체에 직접 닿게 분무 처리한 직접처리 5시간 후에 살충률을 조사한 결과, 기준량의 1/3배 농도로 분무한 처리구에서 imidacloprid와 flonicamid가 20% 이상의 살충률이 나타났다. 기준량의 농도로 분무한 처리구는 약제간 유의성을 보였고, imidacloprid가 살충률이 가장 높게 나타났다. 기준량의 3배 농도로 처리한 처리구는 약제 간 차이는 보였지만, 통계적으로 유의성이 없었다.
- 꼬마배나무이가 섭식을 시도한 총 횟수(Total number of probe)의 경우 저농도와 추천농도에서는 약제 간 차이를 확인하였지만 고농도의 경우 약제간 차이점이 나타나지 않았다. 꼬마배나무의 첫 물관부 섭식 시간(Time to the first xylem feeding)은 저농도와 추천 농도에서는 무처리구와 처리구간 차이와 약제 간 차이가 나타나지 않았지만 고농도에서는 차이가 나타났으며 제일 먼저 물관부 섭식 시도한 처리구는 flonicamid로 나타났다. 꼬마배나무이의 물관부 섭식 총 횟수(Number of xylem phase)는 저농도에서는 처리구와 무처리구간 차이가 나타나지 않았고, 추천농도에서는 침투이행성 약제와 비침투이행성 약제 간 차이가 나타났다.
- 꼬마배나무이가 식물체 표면에 구침을 침투(PA)시키는데 필요한 시간은 imidacloprid와 flonicamid를 제외한 나머지 약제는 무처리구와 큰 차이를 보이지 않았고, flonicamid는 기준량 이상의 농도로 처리하였을 경우 식물체에 침투할 때 소요하는 시간이 길어지며, 5가지 약제 중 imidacloprid가 다른 약제에 비해서 더 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다(Table 3). 또한 꼬마배나무이가 식물체에 침투시 타액을 분비하여 나타나는 파형(PB)이 지속되는 시간은 무처리구에 비해서 약제에 영향을 받아 약제를 처리한 처리구에서 더 짧게 나타났지만, 약제 간 차이점은 나타나지 않았다(Table 4).
- 꼬마배나무의 첫 물관부 섭식 시간(Time to the first xylem feeding)은 저농도와 추천 농도에서는 무처리구와 처리구간 차이와 약제 간 차이가 나타나지 않았지만 고농도에서는 차이가 나타났으며 제일 먼저 물관부 섭식 시도한 처리구는 flonicamid로 나타났다. 꼬마배나무이의 물관부 섭식 총 횟수(Number of xylem phase)는 저농도에서는 처리구와 무처리구간 차이가 나타나지 않았고, 추천농도에서는 침투이행성 약제와 비침투이행성 약제 간 차이가 나타났다. 고농도에서는 benfuracarb가 물관부 섭식을 가장 저해 하는 것으로 나타났다(Table 11).
- 꼬마배나무이의 첫 체관부 섭식 시간(Time to the first phloem feeding)은 약제 처리 시에 체관부 섭식을 시도하는 빈도가 적으며 약제를 처리하였을 경우 섭식을 시도하는 시간의 차이는 크게 나타나지 않았다(Table 12). 꼬마배나무이의 체관부 섭식 총 횟수(Number of phloem phase)는 약제를 처리하였을 때는 체관부 섭식 횟수가 무처리구에 비하여 낮게 나타났다(Table 13).
- 꼬마배나무이가 식물체 표면에 구침을 침투(PA)시키는데 필요한 시간은 imidacloprid와 flonicamid를 제외한 나머지 약제는 무처리구와 큰 차이를 보이지 않았고, flonicamid는 기준량 이상의 농도로 처리하였을 경우 식물체에 침투할 때 소요하는 시간이 길어지며, 5가지 약제 중 imidacloprid가 다른 약제에 비해서 더 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다(Table 3). 또한 꼬마배나무이가 식물체에 침투시 타액을 분비하여 나타나는 파형(PB)이 지속되는 시간은 무처리구에 비해서 약제에 영향을 받아 약제를 처리한 처리구에서 더 짧게 나타났지만, 약제 간 차이점은 나타나지 않았다(Table 4).
- 약제가 충체에 직접 닿게 분무 처리한 직접처리 5시간 후에 살충률을 조사한 결과, 기준량의 1/3배 농도로 분무한 처리구에서 imidacloprid와 flonicamid가 20% 이상의 살충률이 나타났다. 기준량의 농도로 분무한 처리구는 약제간 유의성을 보였고, imidacloprid가 살충률이 가장 높게 나타났다.
- 약제에 잎자루를 침지하여 식물체 내에 약제가 유입되도록 처리한 간접처리 5시간 후 살충률 조사 결과, deltamethrin, fenitrothion이 다른 약제에 비해서 높은 살충률을 보였다. 기준량의 농도와 기준량의 3배 농도의 약제에 침지 시킨 경우에 무처리구를 포함한 처리구에서 통계적으로 차이가 나타나지 않았다.
- 위의 기록결과를 바탕으로 다른 요인들을 분석한 결과, 꼬마배나무이의 첫 탐침 시간(Time to the first probe)은 무처리구와 처리구간의 차이를 발견 할 수 없었고, 약제 간 차이 또한 나타나지 않았다. 꼬마배나무이가 섭식을 시도한 총 횟수(Total number of probe)의 경우 저농도와 추천농도에서는 약제 간 차이를 확인하였지만 고농도의 경우 약제간 차이점이 나타나지 않았다.
- 작용 기작이 다른 5가지 계통의 약제인 benfuracarb, imidacloprid, flonicamid, deltamethrin, fenitrothion를 처리 하였을 경우에 꼬마배나무이에 미치는 영향을 평가한 결과, 정상적인 상태에서 섭식행동과 살충제 처리에 의한 비정상적인 조건 아래서의 섭식행동의 차이를 EPG 기술을 이용하여 확인할 수 있었다. Knaust and Poehling (1994)이 보고한 꼬마배나무이와 같은 흡즙형 곤충인 복숭아혹진딧물에 대한 imidacloprid의 영향에 관한 연구 결과에서 imidacloprid가 살충 효과보다는 기피효과가 더 크다고 보고하였지만, 본 실험에서는 높은 살충률은 아니지만 간접처리 실험 결과 다른 약제에 비해서 소화중독에 의해 높은 살충률을 나타냈다.
- 작용기작이 다른 5가지 살충제에 대한 직접적, 간접적인 약효 실험 결과는 약제 간 살충률은 큰 차이를 나타내지 않았지만, EPG 기록 분석 결과에서는 약제 간 차이를 발견할 수 있었다. 정상적인 상태에서 섭식하는 꼬마배나무이에 비하여 살충제에 영향을 받아 체관부를 섭식하는데 소요하는 시간이 더 짧게 나타났고 체관부 섭식으로 나타나는 섭식행동 패턴 출현 양상에도 정상적인 상태에서 섭식하는 꼬마배나무이보다 낮은 빈도로 나타났으며, 고농도의 경우 체관부 섭식을 저해하는 것을 확인하였다.
- 작용기작이 다른 5가지 살충제에 대한 직접적, 간접적인 약효 실험 결과는 약제 간 살충률은 큰 차이를 나타내지 않았지만, EPG 기록 분석 결과에서는 약제 간 차이를 발견할 수 있었다. 정상적인 상태에서 섭식하는 꼬마배나무이에 비하여 살충제에 영향을 받아 체관부를 섭식하는데 소요하는 시간이 더 짧게 나타났고 체관부 섭식으로 나타나는 섭식행동 패턴 출현 양상에도 정상적인 상태에서 섭식하는 꼬마배나무이보다 낮은 빈도로 나타났으며, 고농도의 경우 체관부 섭식을 저해하는 것을 확인하였다.
- 기준량의 3배 농도로 처리한 처리구는 약제 간 차이는 보였지만, 통계적으로 유의성이 없었다. 직접처리 24시간 후 살충률 조사 결과, 기준량의 1/3배 농도로 분무하였을 때 flonicamid와 fenitrothion이 70% 이상의 살충률로 가장 높게 나타났고, 약제 간 유의성을 보였다. 기준량의 농도로 분무한 처리구에서는 imidacloprid가 90% 이상의 살충률이 나타났다.
- 기준량의 3배의 농도로 분무한 처리구에서는 약제 간유의성이 없었고, fenitrothion이 90%이상의 살충률을 나타냈다. 직접처리 48시간 후에는 기준량의 1/3배 농도로 분무한 처리구에서는 약제 간 차이가 있었고, imidacloprid, flonicamid, fenitrothion이 80%이상의 살충률을 보였다. 기준량 농도와 기준량의 3배 농도로 처리한 처리구에서는 무처리구와 차이는 있었지만 약제 간 통계적 유의성은 없었다 (Table 14).
- 체관부 섭식을 시작할 때 짧은 시간 나타나는 파형(PD)은 기준량의 1/3배인 저농도에서는 무처리구와 처리구 간에 차이점이 나타나지 않고, 기준량으로 처리하여 EPG 기록한 결과도 무처리구와 처리구 간의 차이가 나타났지만 약제 간 차이는 나타나지 않았다. 기준량의 3배인 고농도로 처리하여 기록한 결과 무처리구와 처리구 사이에 차이점과 약제 간 차이가 나타났지만 통계적으로 유의성은 없었다(Table 7).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.