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복숭아혹진딧물(Myzus persicae) 약충에 대한 에틸포메이트 훈증 독성의 생화학적 메커니즘
Biochemical mechanisms of fumigant toxicity by ethyl formate towards Myzus persicae nymphs 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.60 no.3, 2017년, pp.271 - 277  

김경남 (School of Applied Biosciences, Kyungpook National University) ,  이병호 (Department of Plant Medicine, Gyeongsang National University) ,  박정선 (Plant Quarantine Technology Center, Animal and Plant Quarantine Agency (APQA)) ,  양정오 (Plant Quarantine Technology Center, Animal and Plant Quarantine Agency (APQA)) ,  이성은 (School of Applied Biosciences, Kyungpook National University)

초록
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에틸포메이트는 해충을 방제하기 위한 훈증제로서 사용되어 왔다. 그러나 농산업에서 해충을 박멸하기 위하여 사용된 이 물질이 일으키는 훈증독성의 작용점에 대해서는 많은 연구가 수행되지 않았다. 본 연구에서 저자들은 복숭아혹진딧물 약충에 에틸포메이트를 훈증 처리 하였을 때 추측 가능한 작용점들을 제시하였다. 에틸포메이트 훈증 처리 후 복숭아혹진딧물 약충에 대한 생화학 및 분자적 수준에서의 변화를 측정하였다. Cytochrome c oxidase (COX)의 활성은 에틸포메이트 훈증 처리된 복숭아혹진딧물 약충에서 약 2배 이상 증가하였다. Acetylcholinesterase (AChE)의 경우 에틸포메이트의 훈증 처리 농도가 증가됨과 함께 유전자 발현이 감소되었다. 이 두 발견은 COX와 AChE가 주요한 에틸포메이트 훈증독성의 작용점임을 시사하였다. 이 결과들과 함께 MALDI-TOF MS/MS를 이용하여 지질대사체를 분석한 후 2배 이상 증감을 보인 9종 인지질들을 동정하였고 이들이 세포막 조성에 변화를 유발함을 밝혔다. 결론적으로 복숭아혹진딧물 약충에 대한 에틸포메이트의 훈증독성은 COX 활성 변화, AChE 발현 변화, 그리고 인지질의 생성 변화에 기인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ethyl formate has been used for the control of insect pests by fumigation. However, there were not many reports to show its target site of fumigant toxicity on insect pests since its first use in the agricultural industry. In the present study, we showed the presumable target sites of ethyl formate ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 이러한 생화화적 작용점에 대한 영향을 실제 훈증 처리 조건에서 확인한 바 없으며 에틸포메이트의 작용점이 이 효소에 국한되는지에 대해서도 정확한 연구가 진행된 바 없다. 따라서 작용점인 COX 효소의 훈증 시 변화 양상과 이 효소 외에 다른 작용점이 더 존재하는지를 본 연구에서 구명하고자 하였다.
  • 본 연구를 통하여 에틸포메이트를 처리한 후 복숭아혹진딧물 약충 내 생화학적인 변화 양상과 지질대사체의 생성 변화를 분석하여 보다 효율적인 방제가를 얻으며 에틸포메이트에 대한 저항성유발 억제 방법을 확립하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
훈증제란 무엇인가? 훈증제의 사용은 곡물의 저장뿐만 아니라 다양한 농업제품의 수출입에 관계하여 일정온도 및 압력 하에서 대상해충을 박멸하는데 사용하는 약제이다(Kim 등, 2016; Lee 등, 2017). 이들의 사용으로 인하여 훈증 대상 해충에 대한 강력한 방제효과와 함께 훈증 물품의 대한 품질 저하가 나타나지 않아야 한다(Austel 등, 2017).
에틸포메이트의 특성은? 천연 유래 훈증제 중 가장 널리 활용되는 물질 중 하나가 에틸포메이트(Ethyl formate)다(Yang 등, 2016). 에틸포메이트는 에탄올과 포름산이 반응하여 생성되는 물질이며 과일 향이 나는 특성을 지녔다. 이들의 존재는 식물계에서 쉽게 발견된다(Yamashita 등, 1977).
훈증제가 갖고 있어야 하는 특성은? 훈증제의 사용은 곡물의 저장뿐만 아니라 다양한 농업제품의 수출입에 관계하여 일정온도 및 압력 하에서 대상해충을 박멸하는데 사용하는 약제이다(Kim 등, 2016; Lee 등, 2017). 이들의 사용으로 인하여 훈증 대상 해충에 대한 강력한 방제효과와 함께 훈증 물품의 대한 품질 저하가 나타나지 않아야 한다(Austel 등, 2017). 더불어 인축독성이 발견되지 않아야 하고 작업자의 건강에 영향을 미치지 않아야 한다(Nagami 등, 2017). 이러한 이유로 새로운 훈증약제의 개발이 보다 더 안전하다고 여겨지는 천연물에 집중되고 있다.
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참고문헌 (16)

  1. Austel N, Schubert J, Gadau S, Jungnickel H, Budnik LT, Luch A (2017) Influence of fumigants on sunflower seeds: Characteristics of fumigant desorption and changes in volatile profiles. J Hazard Mater 337: 138-147 

  2. Bass C, Puinean AM, Andrews M, Cutler P, Daniels M, Elias J, Paul VL, Crossthwaite AJ, Denholm I LM, Foster SP, Lind R, Williamson MS, Slater R (2011) Mutation of a nicotinic acetylcholine receptor b subunit is associated with resistance to neonicotinoid insecticides in the aphid Myzus persicae. BMC Neuroscience 12: 51 

  3. Haritos VS, Dojchinov G (2003) Cytochrome c oxidase inhibition in the rice weevil Sitophilus oryzae (L.) by formate, the toxic metabolite of volatile alkyl formates. Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol 136: 135-142 

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  6. Lee BH, Yang JO, Beckett S, Ren Y (2017) Preliminary trials of the ethanedinitrile fumigation of logs for eradication of Bursaphelenchus xylophilus and its vector insect Monochamus alternatus. Pest Manag Sci 73: 1446-1452 

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