초록 ▼

1. 제1세부과제 : 담배가루이 B, Q type 검정 방법 비교, 선발
○ 기존의 생물 검정법인 PCR(중합효소연쇄반응)을 이용하여 담배가루이의 생태형 분류
○ 농민 수준의 담배가루이 생태형에 따른 약제 반응성을 이용한 간이 검정법 개발
○ 기존의 간이검정법과 새로 개발한 간이 검정법 간의 효율성 검증
○ 식물체 유래 물질을 이용한 담배가루이 살충활성 검정 및 간이검정법 적용여부 검증
2. 제2세부과제 : 담배가루이 B, Q type의 방제 체계 개발
○ 담배가루이 생태형간 증식속도 비교를

1. 제1세부과제 : 담배가루이 B, Q type 검정 방법 비교, 선발
○ 기존의 생물 검정법인 PCR(중합효소연쇄반응)을 이용하여 담배가루이의 생태형 분류
○ 농민 수준의 담배가루이 생태형에 따른 약제 반응성을 이용한 간이 검정법 개발
○ 기존의 간이검정법과 새로 개발한 간이 검정법 간의 효율성 검증
○ 식물체 유래 물질을 이용한 담배가루이 살충활성 검정 및 간이검정법 적용여부 검증
2. 제2세부과제 : 담배가루이 B, Q type의 방제 체계 개발
○ 담배가루이 생태형간 증식속도 비교를 위하여 선박약제를 아약량 처리하여 담배가루이 B, Q type의 증식속도 조사
○ 담배가루이 생태형간 경쟁관계 규명을 위한 생배형별 격리와 공존시 약제처리에 의한 경쟁관계 파악
3. 제1협동과제 : 담배가루이 B, Q type의 식물유래 방제제 개발
○ 식물 정유의 담배가루이 약제 저항성 계통인 Q type에 대한 실내 훈증활성을 통한 10종 후보군 도출
○ 선발된 10종 식물체 정유의 B, Q type에 대한 접촉활성 검증
○ 선발된 10종 식물체 정유들의 작용기작 특성 구명
○ 효과가 가장 우수한 식물체들의 물질분리 및 활성 검정
○ 선발 식물 추출물을 유효성분으로 한 제형 제조 및 약효/약해 시험 (포트검정)

Abstract ▼

The sweetpotato whitefly, Bemisia tabaci (Gennadius), is one of the most important cosmopolitan insect pests of many agricultural and horticultural crops in both greenhouses and field (Oliveira, 2001). This insect species causes 20?100% yield losses directly by phloem feeding and indirectly by trans

The sweetpotato whitefly, Bemisia tabaci (Gennadius), is one of the most important cosmopolitan insect pests of many agricultural and horticultural crops in both greenhouses and field (Oliveira, 2001). This insect species causes 20?100% yield losses directly by phloem feeding and indirectly by transmitting numerous plant-pathogenic viruses (Czosnek, 2002; Jones, 2003) and depositing massive quantities of honeydew which serves as a substrate for fungal infections (Byrne, 1991). Currently, 24 biotypes have been reported by using various method including esterase, random amplified polymorphic DNA (RAPD) marker, mitochondrial 16S and cytochrome oxidase I (COI) (Frohlich, 1999; Perring, 2001). Especially, two polyphagous biotypes B and Q have attracted substantial attention because of their rapid, global spread, and resistance development to a range of insecticides, such as organophosphates, carbamates, pyrethroids, neonicotinoids and insect growth regulators (Roditakis, 2005).
Control of B. tabaci population has been provided principally by the use of conventional insecticides. This insect species has a high tendency to develop resistance to insecticides, including neonicotinoids and insect growth regulators (Brown et al., 1995; Horowitz et al., 2002; Nauen, 2002; Roditakis, 2005). Furthermore, B. tabaci dwells on back sides of crop leaves, not easily reached by conventional spraying of insecticides. Increasing public concern for the environmental effects of pesticides, groundwater contamination, human health effects, and undesirable effects on nontarget organisms (Brown, 1978; Hayes and Laws, 1991) becomes more critical on repeated or continued applications of conventional insecticides. Therefore, B. tabaci has been the target of an integrated pest management (IPM) program in which natural enemies and selective insect control agents are key components in greenhouses. The use of organophosphorus and carbamate insecticides will likely be reduced in the near future in the United States (US) by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) as re-registration under the 1996 Food Quality and Protection Act (US EPA, 2010) occurs. Re-registration also occurs under the Commission Regulation (EC) No 1048/2005 in the European Union (Anonymous, 2005) and under the Agrochemicals control act in South Korea (Anonymous, 2010). Decreasing efficacy and increasing concern over adverse effects of the currently available insecticides indicate the need for the development of selective B. tabaci control alternatives, particularly those with fumigant action for easier application in greenhouses, where ventilation of air can be easily controlled, because formulations such as powder are usually less effective and are difficult to reach deep harborages.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 8
• 목 차 ... 12
• CONTENTS ... 17
• 제 1 장 서 론 ... 21
• 1절 연구개발의 필요성 ... 21
• 2절 연구개발의 목적 ... 23
• 1. 연구개발의 최종 목적 ... 23
• 2. 세부과제별 연차별 연구개발의 목표 ... 23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 24
• 1절 국외 연구현황 ... 24
• 2절 국내 연구현황 ... 25
• 3절 국내외 연구현황 비교 ... 26
• 1. 국내외의 연구수행 기관 현황 ... 26
• 2. 국내외 연구현황 비교 및 필요 연구 분야 ... 26
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 27
• 1절 제1세부과제 : 담배가루이 B 및 Q 생태형의 간이 검정법 개발 ... 27
• 1. 담배가루이 채집 및 B와 Q 생태형 동정 ... 27
• 가. 재료 및 방법 ... 27
• (1) 재료 ... 27
• (가) 실험곤충 ... 27
• (나) 시약 ... 27
• (2) 기기 ... 27
• (3) 방법 ... 27
• (가) 담배가루이로부터 genomic DNA의 분리 ... 27
• (나) PCR을 이용한 담배가루이 유전자의 증폭 ... 29
• (다) pGEM-T easy Vector로 subcloning 및 sequence 분석 ... 29
• 나. 결과 및 고찰 ... 30
• (1) PCR 방법을 이용한 담배가루이 B 및 Q 생태형 동정 ... 30
• (2) PCR 검정법의 고찰 ... 30
• (가) 담배가루이 특이적 primer 의 선발 ... 30
• (나) 담배가루이로부터 고순도 genomic DNA 추출 ... 32
• (다) 담배가루이 동시 진단을 위한 PCR 방법 개발 ... 32
• 2. 담배가루이 B 및 Q 생태형에 대한 살충활성 검정방법 비교 및 선발 ... 33
• 가. 재료 및 방법 ... 33
• ⑴ 재료 ... 33
• (가) 시약 ... 33
• (나) 시험 분무제형 ... 34
• (다) 식물정유와 한방식물체 조추출물 ... 34
• (2) 기기분석 ... 34
• (3) 기체크로마토그래피(GC) ... 34
• (4) 기체크로마토그래프-질량분석법(GC-MS) ... 36
• (5) 천궁 (Cnidium officinale) 근경(rhizome)의 살충활성본체의 분리 및 동정 ... 36
• (6) 생물검정 ... 38
• (가) 분무처리(spray bioassay) ... 38
• (나) 잎침지 처리(leaf-dip bioassay) ... 38
• (7) 데이터 분석 ... 38
• 나. 결과 및 고찰 ... 39
• (1) 시험 분부제형의 유효성 ... 39
• (2) 멜리사 정유(melissa oil) 및 사보리 정유(savory oil)의 구성성분 ... 41
• (3) 담배가루이 B 및 Q 생태형 암컷 성충에 대한 멜리사와 사보리 정유 성분의 훈증활성 ... 43
• (4) 담배가루이(B. tabaci) 성충 B, Q type에 대한 한방식물체의 접촉 독성 검정 ... 46
• (가) 담배가루이(B. tabaci) 성충 Q type에 대한 한방식물체의 살충활성 스크리닝 ... 46
• (나) 천궁 (Cnidium officinale) 근경(rhizome) 분획 층의 살충활성 ... 47
• (다) 천궁 근경의 살충활성본체의 분리 및 동정 ... 50
• (라) 천궁 근경 유래 화합물의 살충활성 ... 54
• 3. 간이 생물검정법의 표준화 및 제품화 ... 57
• 가. 재료 및 방법 ... 57
• (1) 살충제를 이용한 생물검정 진단키트 개발 ... 57
• (가) 약제 반응성을 이용한 담배가루이 B 및 Q 생태형 구별 ... 57
• 나. 결과 및 고찰 ... 58
• (1) 약제 반응성을 이용한 담배가루이 B 및 Q 생태형 동정 ... 58
• (2) 식물체유래 물질을 이용한 생물검정 진단키트 개발 ... 60
• 2절 제2세부과제 : 담배가루이 B, Q Type의 방제 체계 개발 ... 61
• 1. 담배가루이 B, Q Type 및 담배가루이 천적인 지중해이리응애 약제 감수성 평가 ... 61
• 가. 재료 및 방법 ... 61
• (1) 재료 ... 61
• (가) 공시재료 ... 61
• (나) 시험 약제 ... 61
• (2) 방법 ... 61
• (가) 담배가루이 B, Q type의 발육단계 별 약효 시험 ... 61
• (나) 지중해이리응애 약제 반응 분석 ... 62
• 나. 결과 및 고찰 ... 63
• (1) 담배가루이 B, Q Type의 약제 감수성 평가 ... 63
• (2) 지중해이리응애 약제 반응 ... 68
• 2. 담배가루이 생태형 구분 분자 표지 마커 이용 기술 개발 ... 70
• 가. 재료 및 방법 ... 70
• (1) 재료 ... 70
• (가) 공시재료 ... 70
• (2) 방법 ... 70
• (가) Mitochondrial DNA extraction ... 70
• (나) Polymerase chain reaction ... 70
• 나. 결과 및 고찰 ... 73
• (1) 담배가루이 16S RNA 염기서열 분석 ... 73
• (2) PCR을 활용한 담배가루이 B와 Q type의 계통 분석 ... 73
• (3) 담배가루이 B와 Q type 동정 확인 PCR ... 74
• 3. 담배가루이 다발생 보고 지역에서 생물형별 발생 패턴 연구 ... 76
• 가. 재료 및 방법 ... 76
• (1) 재료 ... 76
• (가) 조사 장소 ... 76
• (2) 방법 ... 76
• (가) 다발생 보고지역의 담배가루이 B, Q type의 모니터링 ... 76
• 나. 결과 및 고찰 ... 77
• (1) 다발생 보고지역의 담배가루이 생물형 판별 ... 77
• 4. 담배가루이와 온실가루이가 혼재하여 발생하는 경우 발생 패턴 연구 ... 79
• 가. 재료 및 방법 ... 79
• (1) 재료 ... 79
• (가) 조사 장소 ... 79
• (2) 방법 ... 79
• (가) 담배가루이와 온실가루이 모니터링 ... 79
• 나. 결과 및 고찰 ... 80
• (1) 담배가루이와 온실가루이 발생 패턴 및 담배가루이 동정 ... 80
• 5. 담배가루이 B, Q type의 증식 패턴 및 아약량 약제 처리 후 경쟁 관계 ... 81
• 가. 재료 및 방법 ... 81
• (1) 재료 ... 81
• (가) 공시재료 ... 81
• (2) 방법 ... 81
• (가) 담배가루이 B, Q type의 증식 패턴 ... 81
• (나) 담배가루이 B, Q type의 선별된 약제 아약량 처리 ... 82
• 나. 결과 및 고찰 ... 82
• (1) 온실 내 담배가루이 B, Q type의 증식 패턴 ... 82
• 6. 담배가루이 방제 체계 개발 ... 84
• 가. 재료 및 방법 ... 84
• (1) 재료 ... 84
• (가) 시험장소 ... 84
• (2) 방법 ... 84
• (가) 담배가루이 발생 시기별 방제 선정 시험 ... 84
• (나) 교호살포를 통한 저항성 관리 ... 84
• 나. 결과 및 고찰 ... 84
• (1) 담배가루이 발생 시기별 방제 선정 시험 ... 84
• (2) 교호살포를 통한 저항성 관리 ... 84
• 3절 제1협동과제 : 담배가루이 B, Q Type의 식물유래 방제제 개발 ... 87
• 1. 연구 내용 ... 87
• 가. 연구 수행 방법 ... 87
• (1) 담배가루이 채집 및 사육 ... 87
• (2) 실내 생물 검정 ... 87
• (가) 훈증처리(vapor-phase mortality bioassay) ... 87
• (3) 살충활성 식물 정유의 주 물질분리 및 탐색 ... 91
• (4) 정유의 분리 정제 ... 91
• (가) Origanum oil의 분리 정제 ... 91
• (나) Clove bud oil의 분리 정제 ... 92
• (다) Savory oil의 분리 정제 ... 93
• (라) Thyme white oil의 분리 정제 ... 93
• (마) Catnip oil의 분리 정제 ... 94
• (5) 제형제조 ... 94
• (6) 제형에 대한 활성 검정 (포트 시험) ... 95
• (7) 후보 정유 및 최종 선발된 제형에 대한 약해시험 ... 95
• (8) 최종선발 제형의 알과 약충에 대한 활성 검정 ... 95
• (9) 최종선발 제형의 온실 시험 ... 96
• (10) 선발 제형의 독성 시험 ... 96
• (가) 급성경구 독성시험 ... 96
• (나) 급성경피 독성시험 ... 96
• (다) 어독성 시험 ... 97
• (11) 선발 제형의 안정성 시험 ... 97
• (12) 자료 분석 ... 98
• 나. 결과 및 고찰 ... 98
• (1) 훈증 독성 시험 ... 98
• (2) 선발 정유의 담배가루이 B, Q Type에 대한 접촉독성 실험 ... 100
• (3) 작용 기작 ... 103
• (4) 살충활성 식물 오일의 주 물질 분리 및 탐색 ... 104
• (5) 제형에 대한 활성검정(포트시험) ... 105
• (6) 후보 정유 및 최종 선발된 제형에 대한 약해시험 ... 106
• (7) 최종선발 제형의 알과 약충에 대한 활성 검정 ... 107
• (8) 최종선발 제형의 온실 시험 ... 107
• (9) 선발 제형의 독성시험 ... 108
• (10) 선발 제형의 안정성 시험 ... 110
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도 ... 114
• 1절 목표대비 대외달성도 ... 114
• 2절 정량적 성과 ... 115
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 116
• 1절 연구결과 활용계획 ... 116
• 1. 담배가루이 약제 반응성을 이용한 생물형 구별 키트 제작 ... 116
• 2. 담배가루이 방제용 식물성 살충제 : 특허출원 2건 (2010년) ... 116
• 3. 담배가루이 방제용 기화성 식물성 농약제형개발 : 제품 1건 (2010년) ... 116
• 4. 기술이전을 통한 산업체활용 (2011년)-시제품 개발 ... 116
• 5. 식물 유래 방제제 개발 ... 116
• 6. 시제품 개발 및 농가 홍보 ... 117
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 118
• 제 7 장 참고문헌 ... 121