KR100953761B1 - 노린재류의 화학적 통신작용 검정용 생체트랩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노린재의 체내에서 방출되는 휘발성 물질에 의해 유인된 노린재의 종류를 조사하여 노린재의 화학적 통신작용의 유무와 통신화합물의 종류, 기능 및 작용시기를 효과적으로 검정하여 궁극적으로 노린재의 친환경적 예찰 및 관리를 위한 실용적인 페로몬의 조기개발에 있다. 본 발명은 두과, 화본과 및 과수류의 열매를 흡즙하여 양적 및 질적으로 심각한 피해를 야기하는 노린재를 친환경적으로 관리하는 데 유용하게 이용되는 통신화합물 즉, 페로몬의 조기개발에 필요한 통신화합물의 종류, 기능 및 작용시기에 관한 중요한 정보를 노린재의 생성충(生成蟲)을 이용한 생체(生體)트랩을 활용하여 효과적으로 확보함으로써 최종적으로 노린재 페르몬의 조기개발에 기여함을 목적으로 한다.

도 1의 생체트랩(trap)은 포획용 트랩(1)과 생성충 사육상자(2)로 이루어지고, 직사각형 육면체로 구성되었다. 투명재질의 생체트랩은 내부로 유인된 노린재를 용이하게 관찰할 수 있으며, 생체트랩의 사용기간 중 기상조건에 따라 트랩 내부의 온도 변화를 억제하기 위하여 통풍성을 고려한 망사를 적절히 사용하였으며, 강우시 트랩내로 유입된 물의 배수를 위해 트랩바닥에 배수구를 마련하였다.

도 5의 사육상자(2)는 살아있는 노린재의 성충을 사육하는 상자로서 노린재가 정상적으로 생존해 갈 수 있도록 투명성과 통풍성을 고려한 투명재질과 망사로 제작되었으며, 두류종자와 물을 공급하는 장치를 포함하고 있다. 우화(羽化)한 노린재의 성충을 암컷과 수컷을 구분하여 동성의 노린재 성충을 약 10~20마리 사육상자(2)에 넣어 사육한다. 생체트랩의 노린재는 우화 후 경과일수에 따라 노린재의 정보전달 및 배우행동의 필요성에 따라 자신 몸에서 통신화합물을 외부로 방출하게 되고, 농작물 재배포장 및 실험실에서 이를 인식한 동종 및 이종의 노린재류 및 천적 등이 생체트랩내로 유인된다. 따라서 생체트랩 내에 유인된 곤충의 종 및 성별을 조사하여 생체트랩으로 사용한 노린재의 성별과 비교 검토해 보면 통신화합물의 종류와 기능 및 작용시기 등을 알 수 있게 된다.

노린재, 생체트랩, 유인력, 종내 및 종간작용, 생물검정

Description

노린재류의 화학적 통신작용 검정용 생체트랩{Attraction trap of stink bugs using live stink bugs for determination of chemical communication reaction within intra and intra species of stink bugs}

곤충의 통신화합물 개발은 크게 휘발성 유인물질의 분리, 동정, 조제 및 합성과정과 잠재적 유인물질을 이용하여 대상곤충에 대한 유인력을 평가하는 생물검정과정을 거치게 된다. 핵산을 이용하여 대상곤충으로부터 조 추출액을 만들고, 이것을 GC-EAD와 GC-MS 등과 같은 정밀한 분석기기를 이용하여 대상곤충의 행동변화를 야기할 가능성이 있는 잠재적 유인물질 즉, 통신화합물을 조제하게 된다. 이렇게 준비된 통신화합물이 대상곤충에 대해 유인력을 갖는지 아니면 기피효과 등을 갖는지의 평가는 실내 및 포장에서 생물검정을 통해서 최종적으로 평가하게 된다. 실내검정은 대체로 풍동장치(wind-tunnel)법과 Y-tube olfactometer법을 이용하여 검정물질에 대한 대상곤충의 행동학적 반응을 정밀하게 검정할 수 있다. 실내의 생물검정에서 긍정적인 유인반응을 나타내었다 하더라도 최종적인 판단은 포장에서 유인반응을 통해서 통신화합물의 종류, 기능 및 실용화 가능성을 판단하게 된다. 따라서 대상곤충으로부터 직접 분리한 물질, 또는 조제 및 합성한 물질이 아닌 살 아있는 노린재의 생성충을 유인물질로 이용하는 노린재의 생체트랩을 이용한 노린재의 화학적 통신작용의 검정은 대상곤충의 통신화합물 개발에 대한 결정적 정보를 조기에 확보할 수 있다. 본 발명의 생체트랩에 유인된 곤충의 종류를 성별로 구분하여 보면 대상곤충이 방출하는 통신화합물의 종류, 기능 및 작용시기를 농작물 재배현장에서 매우 빠르고 효과적으로 평가할 수 있어 결과적으로 대상곤충의 실용적인 통신화합물 즉, 페로몬과 이종감응물질의 조기개발에 크게 기여할 수 있다.

통신화합물 즉, 페르몬을 이용한 곤충의 정보전달은 생태계 내에서 대상곤충의 정확한 발생 예찰과 밀도추정, 교미교란 및 대량포획 등으로 농업현장에서 유용하게 이용할 수 있어 오늘날 환경친화적 해충방제 수단으로 크게 각광받는 분야이다. 곤충의 통신화합물은 모든 곤충에서 적용되는 것이 아니라 대체로 나비목, 노린재목, 딱정벌레목 및 벌목 등의 제한된 곤충에서 종내 및 종간의 중요한 정보전달 수단으로 작용하여 휘발성 통신화합물 즉, 페로몬의 방출자와 수용자 간에 매우 독특한 행동변화를 일으키는 개체간의 정보교환 방법이다. 특정 곤충에 있어 통신화합물의 방출유무 진단과 개체로부터 방출된 휘발성 통신화합물을 수용하여 행동학적으로 반응하는 동종 및 이종 개체간의 행동학적 및 생리학적 반응양상의 검정은 생태학 및 물질분석의 화학적인 고도의 정밀한 분석을 요구한다. 노린재의 생성충을 이용한 생체트랩에 의한 노린재의 화학적 통신작용의 검정은 농작물의 재배포장에서 대상곤충의 다발생기에 직접 검정하는 것으로서, 노린재의 종내 및 종간에 작용하는 화학적 통신작용의 유무를 매우 효과적으로 검정할 수 있다. 따라서 노린재의 생체트랩에 유인된 곤충의 종류 및 성별을 조사하면 노린재의 화학적 통신작용의 종류와 기능 및 작용시기에 관한 매우 중요한 정보를 효과적으로 확보할 수 있어 대상곤충의 통신화합물 즉, 페로몬 및 이종감응물질의 조기개발에 크게 기여할 수 있다.

본 발명은 농작물 재배포장에서 대상곤충의 다발생기에 살아있는 대상곤충을 미끼로 이용하여 대상곤충이 트랩 내의 사육상자에서 살아가면서 휘발성 통신물질을 방출하여 동종 및 이종에 대한 유인력을 검정하는 생체트랩으로서, 대상곤충의 페로몬 조기개발을 위한 실용적인 실험자료를 영농현장에서 매우 효과적으로 확보할 수 있다. 따라서 노린재의 생체트랩을 이용한 곤충의 화학적 통신작용의 검정은 실용적인 차원에서 대상곤충의 종내의 정보전달에 관여하는 페로몬의 개발뿐만 아니라 종간의 정보전달에 관여하는 카이로몬 등과 같은 이종감응물질의 개발에도 적극적으로 이용할 수 있어 결과적으로 곤충의 통신화합물의 조기개발에 이용할 수 있다.

본 발명의 노린재류의 생채트랩을 사용하여 첫째, 동종의 노린재 간에 작용하는 통신화합물의 종류 및 기능을 효과적으로 검정할 수 있다. 노린재의 종류와 성별을 구별하여 생체트랩 내에 주입한 후 대상곤충의 농작물 발생포장에 설치해 두면 생체트랩 내에 주입한 살아있는 노린재가 휘발성 통신물질을 방출하면, 이 휘발성 통신물질을 인식한 동종의 수용자가 생체트랩으로 유인된다. 생체트랩에 유인된 동종 노린재의 성별과 발육단계를 조사하면 노린재의 통신화합물의 종류와 기능 및 그 실용성을 판단할 수 있는 데이터를 얻을 수 있다. 둘째, 이종의 노린재 간에 작용하는 통신화합물의 종류 및 기능을 효과적으로 검정할 수 있으며, 생체트랩 내 에 살아 있는 노린재가 휘발성 통신물질을 방출하면, 이것을 인식한 이종의 수용자가 생체트랩으로 유인된다. 유인된 이종 노린재의 성별과 발육단계를 조사하면 노린재의 통신화합물의 종류와 기능 및 그 실용성을 판단할 수 있는 데이터를 얻을 수 있다. 셋째, 생체트랩 내에 살아있는 노린재의 성별 및 우화 후 경과일수 등에 따른 통신화합물의 방출 유무 및 방출에 따른 동종 및 이종 곤충의 유인량을 분석하면 노린재의 성별에 따른 우화 후 어느 시기에 어떤 종류의 통신화합물을 방출하게 되는지를 알 수 있게 됨으로써 이러한 단계의 노린재를 중심으로 생태학적 행동양상 및 생리화학적 물질특성을 더욱 체계적으로 분석하면 생체트랩 내에 주입한 노린재가 방출하는 통신화합물의 종류, 기능 및 작용에 관한 정보를 효과적으로 확보할 수 있다. 넷째, 생체트랩은 노린재류의 통신화합물 작용 유무 검정뿐만 아니라 나비목, 딱정벌레목, 벌목 등의 타 곤충에 있어 화학적 통신작용의 검정에도 용이하게 적용할 수 있다. 여기에는 대상곤충의 종내 및 종간적용에 미치는 상호작용도 더불어 조사할 수 있다, 특히 대상곤충의 천적에 미치는 유인작용과 기피작용을 검토하여 유인효과로 작용하는 것은 카이로몬으로, 기피효과로 작용으로 것은 기피제 등으로 개발하여 노린재류를 포함한 대상곤충의 천적의 친환경 관리기술로 사용할 수 있다.

본 발명 생체트랩의 구성은 유인곤충 포획용 트랩(1)과 생성충의 사육상자(2)로 구성되어 있다. 포획용 트랩(1)은 직사각형의 상자로서 좌,우측 면은 각각 트랩 안쪽으로 곤충을 유인하기 적합하게 사각뿔(3)을 형성하고 사각뿔의 꼭지점 부분은 정사각형의 유인구(4)를 형성한다. 재질은 생체트랩 내부를 관찰할 수 있는 필름, 아크릴, 플라스틱 등의 투명한 합성수지 제품과, 트랩 내의 공기유통과 온도를 조절을 위하여 금속제 또는 합성수지로 된 망사를 사용한다. 포획용 트랩의 사각뿔(3)의 각 면은 통신화합물의 감응을 위하여 일정 간격으로 구멍(5)을 천공한다. 포획용 트랩(1)의 앞면과 천장에는 각각 미닫이문(6)(6')을 둔다. 미닫이문의 한쪽에는 문고리(7)(7')를 형성하고 그 반대쪽에는 손잡이(8)(8')를 둔다. 전면의 미닫이문(6)은 중앙부를 천공하고 천공된 부분은 망사(31)를 부착하여 트랩 내의 공기유통과 온도를 조절하는 기능을 한다. 포획용 트랩(1)의 천정과 후면에도 각각 망사(32)(33)를 부착하여 공기유통과 온도를 조절하는 기능을 하도록 한다. 포획용 트랩(1)의 바닥면은 생성충 사육상자(2)를 지지하는 지지대(9)와 배수구(10)를 구성하고 배수구에는 망사(11)를 설치하여 강우시 트랩(1)내 바닥에 물이 고이지 않도록 한다. 포획용 트랩(1)의 천정 외부의 네모서리에는 각각 고리(12)(12')(12") (12"')를 설치하여 포획용 트랩(1)을 임의의 장소에 걸을 수 있도록 한다.

생성충 사육상자(2)는 우화한 노린재의 성충을 암컷과 수컷으로 구분하여 동성의 노린재 10~20 마리의 생성충을 넣어 사육한다. 생성충은 사육상자(2) 내에서 먹이와 물을 섭취하면서 휘발성 통신물질을 방출하고 이를 인식한 동종 및 이종의 노린재류 및 천적 등이 포획용 트랩(1) 내로 유인된다. 사육상자(2)의 각 면은 생성충이 최적의 환경에서 사육할 수 있도록 투명성과 통풍성을 부여한다. 투명성의 재질로는 필름, 아크릴, 플라스틱 등의 투명한 합성수지 등이 사용되고, 외부와의 공기 유통과 온도조절 기능을 하도록 천정과 측면에 환기구(21)(22)를 두고 환기구에는 망사를 부착한다. 전면은 미닫이문(23)을 두어 생성충의 출입구 기능을 한다. 미닫이문(23)에는 망사를 부착하여 통풍이 되도록 하고 손잡이(25)도 설치한다. 천정의 우측에는 솜을 내장하고 뚜껑(29)이 부착된 물통(26)을 설치하여 생성충이 수분을 흡수하도록 한다. 바닥면 내부에는 바닥 환기구(30)와 모이통(27)을 만들어 대두, 땅콩 등을 담아둔다. 바닥 외부면의 4각 모서리는 각각 받침돌기(28)를 두어 생성충 사육상자(2)가 강우시에 물에 잠기지 않도록 한다.

<실시예 1>

포획용 트랩(1)은 55×22×22㎝의 직사각형의 상자로 투명 아크릴로 제작한다. 미닫이문은 15.5×15.5㎝의 앞면 미닫이문(6)과 12×15.5㎝의 천장 미닫이문(6')을 설치한다. 양 측면은 안쪽으로 12㎝ 깊이의 사각뿔(3)을 형성하고, 사각뿔의 꼭지점 부분은 정사각형의 1×1㎝의 유인구(4)를 형성하고, 각 면에는 일정한 간격으로 76개의 구멍(5)을 천공한다. 미닫이문의 한쪽에는 문고리(7)(7')를 형성하고 그 반대쪽에는 손잡이(8)(8')를 둔다. 앞면의 미닫이문(6)은 중앙부를 천공하고 천공된 부분은 철망(31)을 부착한다. 포획용 트랩(1)의 천장과 후면에도 각각 철망(32)(33)을 부착하여 공기유통과 온도를 조절하는 기능을 하도록 한다. 포획용 트랩(1)의 바닥면은 생성충 사육상자(2)를 지지하는 지지대(9)와 3㎝지름의 배수구(10)를 4개를 설치하고 배수구에는 스텐레스스틸로 된 철망(11)을 부착한다. 포획용 트랩(1)의 외부천장의 네모서리에는 각각 고리(12)(12")(12"')(12"")를 설치하여 포획용 트랩(1)을 제작한다.

<실시예 2>

사육상자(2)는 15×12.5×12.5㎝의 직사각형의 상자로 투명 아크릴로 제작한다. 각 면은 생성충이 최적의 환경에서 사육할 수 있도록 투명성과 스틸철망으로 통풍성을 부여한다. 천장과 측면은 7×8.5㎝, 9×9㎝의 철망 환기구(21)(22)를 둔다. 전면은 12×8㎝의 철망 미닫이문(23)을 두어 생성충의 출입구 기능을 한다. 천장 우측에는 50㎖용량, 길이 12㎝, 지름 2.8㎝의 솜이 내장된 물통(26)을 설치하여 생성충이 수분을 흡수하도록 한다. 바닥면 내부 각 모서리에 4×4㎝의 모이통(27)을 만들어 대두, 땅콩 등을 담아둔다. 바닥면의 먹이통에는 2㎜의 구멍(34) 12개를 천공하여 물이 빠지도록 하고 지름 5㎝의 철망 환기구(30)를 둔다. 바닥면 외부 4각 모서리는 각각 받침돌기(28)를 구비한 생성충 사육상자(2)를 제작한다.

<실시예 3>

본 발명의 생체트랩을 콩포장과 참깨포장에 설치하고 표 1과 같이 노린재 성충을 주입하여 생체트랩에 유인된 종류별 노린재 유인수에 의해 노린재의 종내 및 종간 상호작용 검정하였다.

노린재 생체트랩을 이용한 노린재의 종내 및 종간 상호작용 검정

생체트랩용 주입노린재		생체트랩에 유인된 노린재 종류별 유인수(마리)/생채트랩
		톱다리개미허리 노린재		가로줄노린재		썩덩나무노린재		알락수염노린재		풀색노린재
노린재별	성별	암컷	수컷	암컷	수컷	암컷	수컷	암컷	수컷	암컷	수컷
톱다리 개미허리 노린재	암컷 수컷	1 91	10 71	1 10	3 0	0 0	0 1	0 0	0 0	0 0	0 0
가로줄 노린재	암컷 수컷	0 0	0 2	0 9	3 2	0 0	2 0	0 0	0 0	0 0	0 0
썩덩나무 노린재	암컷 수컷	2 0	3 1	2 1	0 3	1 4	4 1	1 0	0 0	0 0	0 0
알락수염 노린재`	암컷 수컷	0 4	0 2	2 0	1 3	0 1	0 0	0 7	0 5	0 0	0 0
풀색 노린재	암컷 수컷	1 0	0 0	0 0	0 0	0 0	0 1	0 0	0 0	0 3	0 3

※조사기간; 톱다리, 썩덩나무, 알락수염노린재(8/23~11/11), 가로줄(8/23~10/31), 풀색노린재(9/24~11/11)

본 발명의 생체트랩은 노린재류의 통신화합물 작용 유무의 검정뿐만 아니라 나비목, 딱정벌레목, 벌목 등의 타 곤충에 있어 화학적 통신작용의 검정에도 용이하게 적용할 수 있다. 여기에는 대상곤충의 종내 및 종간작용에 미치는 상호작용도 더불어 조사할 수 있으며, 특히 대상곤충의 천적에 미치는 유인작용과 기피작용을 검토하여 유인효과로 작용하는 것은 카이로몬으로, 기피효과로 작용으로 것은 기피제 등으로 개발하여 노린재류를 포함한 대상곤충에 대한 천적을 이용한 친환경 관리기술로 사용할 수 있다.

도 1은 생체트랩의 분해 사시도 이고,

도 2는 유인된 곤충을 포집하는 포획용 트랩의 사시도 이고,

도 3은 포획용 트랩의 미닫이문을 분리한 사시도 이고,

도 4는 생체트랩을 절개한 정면도 이고,

도 5는 우화한 암컷 및 수컷성충을 분리하여 생성충을 사육하는 사육상자이고,

도 6은 생성충 사육상자의 바닥면을 나타낸 사시도이다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 생체트랩은 포획용 트랩(1)과 사육상자(2)로 구성된 것으로서, 포획용 트랩(1)은 직사각형으로 포획용 트랩(1)의 좌,우측 면에는 구멍(5)이 천공된 사각뿔(3)을 형성하고, 사각뿔의 꼭지점 부분에 유인구(4)를 두고, 포획용 트랩(1)의 앞면과 천장에는 각각 미닫이문(6)(6')을 형성하고, 포획용 트랩(1)의 바닥면은 사육상자(2)를 지지하는 지지대(9)와 배수구(10)를 구성하며, 포획용 트랩(1)의 지지대(9)에 부착된 사육상자(2)는 직사각형의 육면체로서 천장 우측에 물통(26)을 설치하고, 바닥면에 모이통(27), 환기구(30) 및 밭침돌기(28)가 구성된 것을 특징으로 하는 생체트랩.
6. 농작물 재배포장에서 대상곤충의 다발생기에 살아있는 대상곤충을 미끼로 이용하여 대상곤충이 청구항 5항의 생체트랩의 사육상자에 살아가면서 휘발성 통신물질을 방출하여 동종 및 이종에 대한 통신화합물의 종류 및 기능을 검정하는 방법.
7. 삭제

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