KR101307626B1 - Method of Controlling Spodoptera exigua Using Stress Sound - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스트레스 음파를 이용한 해충 방제방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 해충의 살충제 감수성을 높이기 위해 살충제와 함께 100~5,000Hz의 음파를 처리하는 것을 포함하는 스트레스 음파를 이용한 시설재배지 해충의 방제방법이 제공된다. 또한, 본 발명에서는 스트레스 음파를 이용하여 섭식량, 우화율, 증식율, 산란율 등을 저하시키는, 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 파밤나방(Spodoptera exigua) 각각의 방제방법이 제공된다. 본 발명은 기존 화학적 방제방법 또는 생물학적 방제방법에 스트레스 음파처리를 병용하여 효과를 크게 향상시킴으로써 환경오염을 가중시키지 않고 약제저항성의 문제가 없으면서도 시설재배지 해충을 효과적으로 관리할 수 있는 방제방법으로 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 스트레스 음파 처리만으로 시설재배지 해충을 효과적으로 관리할 수 있어 환경오염이 없는 새로운 방제법으로 이용될 수 있다. The present invention relates to a pest control method using stress sound waves. In the present invention, there is provided a method for controlling plant cultivation pests using stress sound waves, including treating sound waves at 100 to 5,000 Hz with insecticides in order to increase the insecticide sensitivity of the pests. In addition, in the present invention, the control method of each of the American leaf oyster ( Liriomyza trifolii ), peach aphid ( Myzus persicae ), scaboptera moth ( Spodoptera exigua ), which reduces the feeding amount , allegory rate, proliferation rate, egg laying rate, etc. using stress sound waves. Is provided. The present invention can be used as a control method that can effectively manage the plant cultivation pests without increasing the environmental pollution by increasing the effects of stress sonic treatment in combination with the existing chemical control method or biological control method without increasing the environmental pollution. Can be. In addition, the present invention can effectively manage the plant cultivation pests only by stress sound wave treatment can be used as a new control method without environmental pollution.

Description

스트레스 음파를 이용한 파밤나방의 방제방법 {Method of Controlling Spodoptera exigua Using Stress Sound} Method for Control of Pabam Moth Using Stress Sound Waves {Method of Controlling Spodoptera exigua Using Stress Sound}

본 발명은 해충 방제방법에 관한 것으로, 특히 스트레스 음파를 이용한 파밤나방의 방제방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pest control method, and more particularly to a control method of pabam moth using stress sound waves.

소리를 이용한 통신은 냄새통신과 유사하게 접촉 또는 시각에 비해 이용범위가 비교적 넓고 산란의 다양성 및 장애물 처리능력에서 우수한 반면, 자극원 탐지능력이 떨어지고 에너지 비용이 높은 단점을 갖는다(Alcock, 1979). 소리통신을 이용하는 매미류 및 귀뚜라미류를 제외하고도 나방류 유충이 내는 찰각소리신호(Brown et al., 2006), 나방류 수컷의 초음파 휘파람소리(Nakano et al., 2009), 일부 노린재류가 이용하는 진동음(Cokl et al., 2007) 및 멸구류의 마찰음 등 다양한 곤충 종류에서 소리신호가 나타나고 있다. 주변 매체를 두드리는 진동음을 제외하고 나타나는 곤충의 소리는 비교적 적은 체구에서 발생되기에 저주파 보다는 수 백~수 천 Hz의 주파수 범위가 가장 흔하다(Michelsen and Nocke, 1974). 이렇게 발생된 곤충의 소리는 종내 교미용, 경보용, 천적으로부터 회피용 및 영역선호용으로 사용된다.Similar to odor communication, sound communication has a relatively wide range of use and superiority in scattering diversity and obstacle handling capability compared to contact or vision, but has a weak point of detecting stimulus sources and high energy cost (Alcock, 1979). In addition to cicadas and crickets that use sound communication, the noise signal of moth larvae (Brown et al ., 2006), the ultrasonic whistling of moth males (Nakano et al ., 2009), and the vibration sound of some stink bugs ( Cokl et al ., 2007) and sound signals are present in various insect species, such as friction sounds of extinct species. Except for the vibrational sound that strikes the surrounding medium, insect sounds are more common in relatively small body sizes, with frequency ranges of hundreds to thousands of Hz rather than low frequencies (Michelsen and Nocke, 1974). The sound of insects thus produced is used for intramural mating, warning, avoiding natural enemies, and for zone preference.

스트레스 음파에 대한 연구는 척추동물을 중심으로 연구되었다. 급성 스트레스음파에 대해서는 스트레스성 무통각증(antinociception)을 유발하는 반면, 장시간 스트레스 음파노출에 대해서는 반대로 만성통증(fibromyalgin) 또는 류마티스관절염을 유발한다(Khasar et al., 2005). 이러한 원인으로서 실험용 쥐에게 스트레스 음파를 처리하면 뇌에 존재하고 신경전달물질의 합성을 전달하는 트립토판 수산화효소(tryptophan hydroxylase)의 활성을 제고시켰다(Singh et al., 1990; Corley et al., 1992). 곤충에 있어서도 박쥐가 내는 초음파는 밤나방류의 회피행동을 유발하는 스트레스 음파로 작용할 수 있고, 이러한 스트레스는 곤충의 신경계에 존재하는 아세틸콜린 에스테라아제의 활성 변이와 연관되어 있다(Zha et al., 2008).
The study of stress sound waves focused on vertebrates. Acute stress waves induce stressant anociception, while long-term stress sound exposure induces chronic pain (fibromyalgin) or rheumatoid arthritis (Khasar et al ., 2005). For this reason, treatment of stress sound waves in experimental rats enhanced the activity of tryptophan hydroxylase, which is present in the brain and delivers the synthesis of neurotransmitters (Singh et al., 1990; Corley et al ., 1992). . In insects, the ultrasonic waves produced by bats can act as stress sound waves that induce evasive behavior of chestnut moths, and these stresses are associated with the activity variation of acetylcholine esterase in the insect nervous system (Zha et al ., 2008). .

아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii)는 미국 플로리다 지역이 원산지로 알려져 있으며, 1970년대 이후로 전 세계에 퍼져나가 우리나라 작물에 까지 피해를 주게 되었다(Parrella, 1987; Han et al., 1996). 이 해충의 피해는 유충이 엽육 조직에 터널을 형성하면서 식해 하는 것과 성충의 흡즙흔에 의한 잎 피해로 나눌 수 있다(Parrella and Keil, 1984). 이러한 작물체 잎에 대한 아메리카잎굴파리의 피해는 광합성 저하를 유발하고, 작물체의 상품성을 떨어뜨려 경제적 손실을 일으키게 된다(Trumble et al., 1985). 시설재배지를 중심으로 발생하는 아메리카잎굴파리는 비교적 고온에 잘 적응하는 해충으로 7-8월에 최대 성충 포획량을 보이며, 겨울철에도 온실 내에서 세대를 형성하게 된다(Park et al., 2000, 2001). 알에서 성충까지 25℃에서 발육기간은 거베라의 경우 16.3일, 토마토의 경우 12.3일로서 연중 다세대를 발생시켜 피해는 물론이고 살충제에 대한 저항성 발달이 우려되고 있다(Bethke et al., 1987; Moon et al., 2002). Liriomyza trifolii is known as the native of Florida in the United States, and has spread around the world since the 1970s, causing damage to Korean crops (Parrella, 1987; Han et al., 1996). The damage of this pest can be divided into larvae cooling by forming tunnels in the lobular tissue and leaf damage caused by adult suckers (Parrella and Keil, 1984). The damage of American leaf oysters to these crop leaves causes photosynthesis deterioration and lowers the marketability of the crops, causing economic losses (Trumble et al., 1985). American leaf oyster flies, which occur mainly in facility cultivation, are the most suitable insects to adapt to high temperatures, with maximum adult catches in July and August, and generation in greenhouses even in winter (Park et al., 2000, 2001). . From egg to adult, the development period at 25 ° C is 16.3 days for gerbera and 12.3 days for tomato, causing multiple generations throughout the year, causing concern about the development of resistance to insecticides as well as damage (Bethke et al., 1987; Moon et. al., 2002).

복숭아혹진딧물(Myzus persicae)은 과수 및 채소를 가해하는 해충으로서, 유충과 성충은 복숭아나무, 살구나무, 자두나무, 벚나무 등의 잎과 새 가지에 기생해 즙액을 빨아먹으며 식물바이러스병을 옮겨 2차적인 해를 입힌다. 연 10여 회 발생하며 복숭아나무 등의 겨울눈 부근에서 알로 월동한다. 봄에 알에서 깨어난 간모(幹母)는 늦가을까지 단위생식을 계속한다. 5월부터는 유시충이 나타나 이것이 무, 배추, 양배추, 고추, 감자 등의 여름 숙주로 전환하면서 피해를 입힌다. 무당벌레류, 꽃등에류, 풀잠자리류, 기생벌 등이 천적이며, 한국, 일본, 중국, 인도, 유럽, 미국 등지에 분포한다. Peach aphid ( Myzus persicae ) is a pest that infests fruits and vegetables. Larvae and adults live on leaves and new branches of peach trees, apricots, plums, cherry trees, etc. Causes minor harm. Occurs 10 times a year and winters as eggs near peach trees and winter snow. Ganmo, awakened from the egg in the spring, continues to unity until late autumn. From May, larvae appear and cause damage by switching to summer hosts such as radish, cabbage, cabbage, pepper, and potatoes. Ladybugs, flowers, dragonflies and parasitic bees are natural enemies and are distributed in Korea, Japan, China, India, Europe and the United States.

파밤나방(Spodoptera exigua)은 농업 주요 해충으로 문제가 되고 있다. 화학적 방제법인 화학농약의 사용은 환경적으로 피해를 주고 있고 있으며, 약해 문제 또한 발생해 방제에 많은 어려움을 있는 실정이다. 그래서 나온 것이 생물적 방제법인데, 많은 농업관계자들이 관심을 갖고 꾸준히 연구를 진행하고 있다. 그러나 생물적 방제법은 화학적 방제법과는 달리 장시간이 요구되므로, 농업 종사자들로부터는 큰 호응을 얻지 못하고 있으며, 또한 약제 저항성을 보여 효과적인 방제에 어려움이 있다.
Spodoptera exigua is a major agricultural pest problem. The use of chemical pesticides, which are chemical control methods, is environmentally damaging, and the problem of weakness is also caused, and there are many difficulties in control. The result is biological control, which many farmers are interested in and continue to study. However, since biological control methods require a long time unlike chemical control methods, they do not get a great response from agricultural workers, and also have difficulty in effective control due to drug resistance.

[참고자료][References]

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Cokl A, ZoroviC M, Millar JG. 2007. Vibrational communication along plants by the stink bugs Nezara viridula and Murgantia histrionica. Beh. Proc. 75: 40-54.Cokl A, ZoroviC M, Millar JG. 2007. Vibrational communication along plants by the stink bugs Nezara viridula and Murgantia histrionica . Beh. Proc. 75: 40-54.

Cokl A, ZoroviC M, ZuniC A, Virant-Dobexlet M. 2005. Tuning of host plants with vibratory songs of Nezara viridula L. (Heteroptera: Pentatomidae). J. Exp. Biol. 208: 1481-1488. Cokl A, ZoroviC M, ZuniC A, Virant-Dobexlet M. 2005. Tuning of host plants with vibratory songs of Nezara viridula L. (Heteroptera: Pentatomidae). J. Exp. Biol. 208: 1481-1488.

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Khasar SG, Green PG, Leine JD. 2005. Repeated sound stress enhances inflammatory pain in the rat. Pain 116: 79-86.Khasar SG, Green PG, Leine JD. 2005. Repeated sound stress enhances inflammatory pain in the rat. Pain 116: 79-86.

Nakano R, Takahashi T, Fuji T, Skals N, Surlykke A, Ishikawa Y. 2009. Moths are not silent, but whisper ultrasonic courtship songs. J. Exp. Biol. 212: 4072-4078.Nakano R, Takahashi T, Fuji T, Skals N, Surlykke A, Ishikawa Y. 2009. Moths are not silent, but whisper ultrasonic courtship songs. J. Exp. Biol. 212: 4072-4078.

Singh VB, Corley KC, Phan TH, Boadle-Biber MC. 1990. Increases in the activity of tryptophan hydroxylase from rat cortex and midbrain in response to acute or repeated sound stress are blocked by adrenalectomy and restored by dexamethasone treatment. Brain res. 516: 66-76.Singh VB, Corley KC, Phan TH, Boadle-Biber MC. 1990. Increases in the activity of tryptophan hydroxylase from rat cortex and midbrain in response to acute or repeated sound stress are blocked by adrenalectomy and restored by dexamethasone treatment. Brain res. 516: 66-76.

Zha YP, Xu F, Chen QC, Lei CL. 2008. Effect of ultrasound on acetylcholinesterase activity in Helicoverpa armigera (Lepidoptere : Noctuidae). Can. Entomol. 140:563-568.
Zha YP, Xu F, Chen QC, Lei CL. 2008. Effect of ultrasound on acetylcholinesterase activity in Helicoverpa armigera (Lepidoptere: Noctuidae). Can. Entomol. 140: 563-568.

아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 파밤나방(Spodoptera exigua) 등과 같은 시설재배지 해충들은 번식능력과 약제저항성 그리고 시설재배지 조건의 안전 농산물 생산에 부합하기 위해 효과적이면서도 비화학적인 해충관리 기술이 요구되고 있다.American Leaf Oyster Fly ( Liriomyza) trifolii ), Peach aphid ( Myzus persicae , Parrot ( Spodoptera) Plant cultivation pests, such as exigua ), require effective and non-chemical pest management techniques to meet their reproductive capacity, drug resistance and production of safe produce under conditions of plant cultivation.

본 발명은 시설재배지 해충에 대해 스트레스 음파를 이용하여 기존 방제방법의 효과를 향상시키고 부작용을 줄이는 새로운 방제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a new control method using stress sound waves against facility cultivation pests to improve the effectiveness of existing control methods and reduce side effects.

또한, 본 발명은 스트레스 음파를 이용하여 섭식량, 우화율, 증식율, 산란율 등을 저하시켜 시설재배지 해충, 특히 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae) 및 파밤나방(Spodoptera exigua)을 효과적으로 방제하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, the present invention lowers the feeding amount , allegory rate, proliferation rate, egg laying rate, etc. using stress sound waves to control plant cultivation pests, in particular, American leaf oyster ( Liriomyza trifolii ), peach aphid ( Myzus persicae ) and pajamoth moth ( Spodoptera exigua ) It is an object of the present invention to provide a method for effectively controlling.

본 발명에서는, In the present invention,

아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 파밤나방(Spodoptera exigua) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 시설재배지 해충을 방제하기 위한 방법으로서, 상기 해충의 살충제 감수성을 높이기 위해 살충제와 함께 100~5,000 Hz의 음파를 처리하는 것을 포함하는 스트레스 음파를 이용한 해충 방제방법이 제공된다. 상기 살충제는 화학적 살충제와 생물학적 살충제를 모두 포함한다. 상기 살충제가 화학적 살충제일 경우 바람직하게는 2,000~5,000 Hz의 음파를 처리하며, 상기 해충은 특히 파밤나방을 포함한다. 생물학적 살충제일 경우도 바람직하게는 2,000~5,000 Hz의 음파를 처리하며, 상기 해충이 파밤나방일 경우 특히 바람직하게는 상기 생물학적 살충제는 비티(Bacillus thuringiensis)를 포함한다. A method for controlling pests of any one or more plant cultivated plants selected from American leaf oyster flies ( Liriomyza trifolii ), peach aphid ( Myzus persicae ), and parrot moth ( Spodoptera exigua ). There is provided a pest control method using stress sound waves, including processing sound waves at 5,000 Hz. The pesticides include both chemical pesticides and biological pesticides. If the pesticide is a chemical pesticide, it preferably treats sound waves of 2,000 to 5,000 Hz, and the pests in particular include pabam moths. In the case of biological pesticides, the sonic waves are preferably treated at 2,000 to 5,000 Hz, and the pesticides include Bacillus thuringiensis .

또한 본 발명에서는, In the present invention,

100~5,000 Hz의 음파를 처리하여 섭식량, 우화율, 산란율 중 어느 하나 이상을 저하시키는 것을 포함하는 스트레스 음파를 이용한 아메리카잎굴파리의 방제방법이 제공된다. Provided is a method for controlling American leaf oyster flies using stress sound waves, which includes treating a sound wave of 100 to 5,000 Hz to lower any one or more of feeding amount, allegory rate and scattering rate.

또한 본 발명에서는, In the present invention,

100~5,000 Hz의 음파를 처리하여 발육 또는 증식율을 저하시키는 것을 포함하는 스트레스 음파를 이용한 복숭아혹진딧물의 방제방법이 제공된다. Provided are methods for controlling peach aphids using stress sound waves, including treating sound waves at 100 to 5,000 Hz, thereby reducing development or growth rates.

또한 본 발명에서는, In the present invention,

100~5,000 Hz의 음파를 처리하여 섭식량, 소화효소활성, 면역력 중 어느 하나 이상을 저하시키는 것을 포함하는 스트레스 음파를 이용한 파밤나방의 방제방법이 제공된다.
Provided is a method for controlling Pabam moths using stress sound waves, including the treatment of 100-5,000 Hz sound waves to lower one or more of feeding, digestive enzyme activity, and immunity.

본 발명에 따르면 스트레스 음파를 이용하여 아메리카잎굴파리, 복숭아혹진딧물, 파밤나방 등과 같은 시설재배지 해충들을 환경오염을 가중시키지 않고 약제저항성의 문제가 없으면서도 효과적으로 관리할 수 있다. 특히 본 발명은 기존의 화학적 방제법 또는 생물학적 방제법에 스트레스 음파를 병용하여 방제효과를 상승시킴으로써 기존 화학약제의 사용량을 감소시켜 화학약제에 기인한 부작용을 감소시킬 수 있다. 또한 친환경적인 장점에도 불구하고 화학약제에 비해 효과가 떨어져 사용이 저조하던 비티(Bt) 등의 생물학적 약제의 효과를 상승시킴으로써 생물학적 방제의 활발한 이용을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명은 스트레스 음파 처리만으로 섭식량, 우화율, 증식율, 산란율 등을 저하시켜 시설재배지 해충을 효과적으로 관리할 수 있으므로, 환경오염이 없는 새로운 방제법으로 활용될 수 있다.
According to the present invention, the use of stress sound waves can effectively manage facility cultivation pests such as American leaf oyster flies, peach aphids, and chestnut moths without increasing the environmental pollution and without the problem of drug resistance. In particular, the present invention can reduce the amount of side effects due to the chemical agent by reducing the amount of the conventional chemical agent by increasing the control effect by using the stress sound waves in combination with the conventional chemical control method or biological control method. In addition, despite the environmentally friendly advantages, the effective use of biological control can be promoted by increasing the effectiveness of biological agents such as Bt, which is less effective than chemicals and is less used. In addition, the present invention can effectively manage the plant cultivation pests by lowering the feeding amount, allegory rate, proliferation rate, spawning rate and the like only by stress sound treatment, it can be utilized as a new control method without environmental pollution.

도 1은 스트레스 음파처리에 따른 아메리카잎굴파리 유충의 섭식량 변화에 대한 결과로, 도 1a는 진동이 섭식량에 미치는 영향이며, 도 1b는 5,000 Hz에서 24시간 음파처리가 미치는 영향이다. 이미지 분석 프로그램으로 섭식 갱도 길이를 측정하였다. 각 처리는 10회 반복하였다. 표준편차 막대기 위에 표기된 서로 다른 문자들은 유의성(Type I error = 0.05, LSD 검정) 수준에서 통계적으로 평균간 차이가 있는 것을 의미하며, 이하 동일하다.
도 2는 아메리카잎굴파리의 우화에 대한 스트레스 음파의 효과로, 주파수별로 우화될 때까지 음파에 노출시킨 후 우화율과 우화에 소요된 기간을 측정하였다. 도 2a는 우화율이며, 도 2b는 우화기간이다.
도 3은 음파처리가 아메리카잎굴파리의 하루 중 우화활동에 미치는 영향을 평가한 것이다.
도 4a는 산란이 잎의 엽경에 가까운 부위와 먼 부위 중 어디에서 주로 일어나는 지를 조사한 것이며, 도 4b는 서로 다른 주파수의 음파로 25℃에서 5일간 처리했을 때 암컷 한 마리 당 산란 개수를 측정한 것이다. 시험에는 10마리 이상의 암컷을 사용했다.
도 5는 아메리카잎굴파리의 번데기 단백질에 95 dB, 5,000 Hz의 음파를 24시간 처리한 후 단백질 변화를 이차원 전기영동으로 측정한 것이다. 원과 세모표시는 음파처리구와 대조구 각각의 특정 단백질을 가리킨다. 각 처리에는 약 200마리 이상의 번데기로부터 추출된 약 200 μg의 단백질이 사용되었다.
도 6은 스트레스음파가 아메리카잎굴파리의 살충제 감수성에 미치는 효과를 분석한 것이다. 도 6a는 스피노사드(spinosad)의 처리량에 따른 살충율이며, 6b는 음파가 살충력에 미치는 효과이다. 음파는 서로 다른 주파수로 각각 처리되었고, 시험에는 10마리의 유충이 사용되었다. 시험은 3반복으로 실시되었으며, 살충율은 처리 5일 후에 측정되었다.
도 7은 스트레스음파가 복숭아혹진딧물 약충의 발육에 미치는 효과로, 갓 알에서 깨어난 약충(nymph)을 25℃, 95 dB의 조건으로 다양한 주파수의 음파로 처리하여 성충(adult)이 되기까지의 시간(일수)을 측정하였다. 처리는 3반복으로 실시하였으며, 각 처리에는 10마리의 개체를 사용하였다.
도 8은 다양한 주파수의 음파가 복숭아혹진딧물 암컷의 증식력에 미치는 효과로, 성충 암컷을 95 dB로 다양한 음파에 노출시킨 후 25℃에서 5일간의 처리기간 동안의 산란 수를 측정하였다. 처리는 3반복으로 실시하였으며, 각 처리에는 10마리의 개체를 사용하였다.
도 9는 스트레스음파 처리에 따른 복숭아혹진딧물의 단백질 변화를 측정한 것이다. 도 9a는 복숭아혹진딧물을 처리군과 무처리 대조군으로 나누어 처리군은 24시간 동안 95 dB, 5,000 Hz의 음파를 처리한 후 단백질 변화를 이차원 전기영동으로 측정한 것이며, 원과 세모표시는 음파처리구와 대조구 각각의 특정 스팟(spots)을 가리킨다. 도 9b는 총 단백 spots(N=53)에 대한 단백 발현 패턴의 벤다이어그램(Venn diagram)이다.
도 10은 스트레스음파가 복숭아혹진딧물의 살충제 감수성에 미치는 효과를 분석한 것이다. 도 10a는 음파처리 없이 이미다클로프리드( imidacloprid)의 처리량에 따른 살충율이며, 10b는 반수치사 약량에서 음파가 살충제 감수성 증가에 미치는 효과이다. 시험은 3반복으로 실시되었으며, 각 시험에는 10마리의 유충이 사용되었다.
도 11은 음파가 파밤나방의 소화에 미치는 효과로, 도 11a는 다양한 주파수의 음파를 95 dB로 24시간, 25℃에서 파밤나방 5령충에 처리했을 때의 섭식행동이다. 중국 배추(chinese cabbage)가 급이에 제공되었다. 각 처리에는 10마리의 유충을 사용하였으며, 처리는 3반복으로 실시되었다. 도 11b는 스트레스음파가 소화효소활성에 미치는 영향으로, 5,000 Hz로 처리한 후 유충의 중장(midgut)을 적출, 분리하여 상피세포(cell)와 루멘(lumen) 내 PLA2 활성을 측정하였다. 각 처리는 5개의 분리된 중장을 사용하였으며, 처리는 3반복으로 실시되었다.
도 12는 음파처리(95dB, 5,000 Hz, 24h)가 파밤나방 5령충의 중장 소화액의 단백질에 미치는 영향을 평가한 결과이다. 세모 표시는 대조군과 처리군 각각의 특정 luminal proteins이다. 각 처리에는 50마리의 유충 조직으로부터 추출된 약 200 μg의 단백질이 사용되었다.
도 13은 파밤나방 5령충의 면역반응에 음파처리(95dB, 5,000 Hz, 24h)가 미치는 효과로, 도 13a는 25℃에서 8시간 동안 음파를 처리한 처리구와 무처리 대조구에 대장균(Escherichia coli) 5.0x104을 처리한 후 형성된 소낭을 측정한 것이다. 각 처리에는 유충 10마리를 사용하였다. 도 13b는 음파처리 후 혈구세포와 혈장에 존재하는 PLA2 활성을 분석한 것이다. 각 처리는 유충 5마리를 사용하였으며, 처리는 3반복으로 실시되었다.
도 14는 다양한 음파처리가 두 가지 살충제에 대한 파밤나방의 감수성에 미치는 효과를 분석한 것이다. 유충을 62.5 ppm의 펜발러레이트(fenvalerate) 또는 125 ppm의 비티(Bacillus thuringensis)로 처리한 후 다양한 주파수의 음파에 노출시켰다. 각 처리는 유충 5마리를 사용하였으며, 처리는 3반복으로 실시되었다. 살충력은 처리 5일 후 측정되었다.
1 is a result of the change in feeding amount of the American leaf oyster fly larva according to the stress sound processing, Figure 1a is the effect of the vibration on the feeding amount, Figure 1b is the effect of 24 hours sonic treatment at 5,000 Hz. The feeding tunnel length was measured by an image analysis program. Each treatment was repeated 10 times. The different letters on the standard deviation bar mean that there is a statistical difference between means at the significance (Type I error = 0.05, LSD test) level, which is the same below.
Figure 2 is the effect of the stress sound waves on the allegory of the American leaf oyster flies, after the exposure to the sound waves until the allegory by frequency was measured the fable rate and the duration of the fable. Fig. 2A is the allegorical rate and Fig. 2B is the allegorical period.
Figure 3 is an evaluation of the effect of the sonic treatment on the allegorical activity of American leaf oyster flies.
Figure 4a is to investigate whether the spawning occurs mainly in the near or distant part of the leaf of the leaf, Figure 4b is a measure of the number of spawning per female when treated at 25 ℃ for 5 days with sound waves of different frequencies . Ten or more females were used for the test.
FIG. 5 is a two-dimensional electrophoresis of protein changes after treatment with 95 dB, 5,000 Hz sound waves in chrysalis protein of American leaf oyster flies. Circles and triangles indicate specific proteins in the sonic and control groups. Each treatment used about 200 μg of protein extracted from more than 200 pupa.
Figure 6 analyzes the effect of stress sound on the insecticide susceptibility of American leaf oyster flies. Figure 6a is the insecticide rate according to the throughput of the spinosad (spinosad), 6b is the effect of sound waves on the insecticide. The sound waves were each treated at different frequencies and 10 larvae were used in the test. The test was conducted in three replicates and the insecticide rate was measured 5 days after treatment.
Figure 7 is the effect of stress sound on the development of peach aphid nymphs, nymphs waking up from the egg (25 °, 25 ℃, 95 dB conditions of various frequencies so that the treatment until the adult (adult) The number of days was measured. Treatments were carried out in three replicates, and 10 individuals were used for each treatment.
FIG. 8 shows the effect of sound waves of various frequencies on the proliferative capacity of female peach aphids. After the adult females were exposed to various sound waves at 95 dB, the number of scattered eggs during 25 days of treatment was measured. Treatments were carried out in three replicates, and 10 individuals were used for each treatment.
9 is a measure of protein changes in peach aphids under stress sound treatment. Figure 9a is divided into peach aphids treated group and untreated control group treated with 95 dB, 5,000 Hz sound waves for 24 hours after the protein change was measured by two-dimensional electrophoresis, circle and triangular display is a sound wave treatment Points to specific spots in the and controls respectively. 9B is a Venn diagram of protein expression patterns for total protein spots (N = 53).
Figure 10 analyzes the effect of stress sound on the insecticide susceptibility of peach aphids. Figure 10a is the insecticidal rate according to the throughput of imidacloprid without sonication, 10b is the effect of the sound waves on the insecticide susceptibility increase in the semi-numerical dose. The test was repeated in three replicates, with 10 larvae used in each test.
Figure 11 is the effect of the sound waves on the digestion of the night chestnut moth, Figure 11a is a feeding behavior when the sound waves of various frequencies at 95 ℃ for 24 hours, treated with 5 night insects at 25 ℃. Chinese cabbage was provided for the feed. Ten larvae were used for each treatment, and the treatment was repeated three times. 11b shows the effect of stress sound on digestive enzyme activity. After treatment at 5,000 Hz, the midgut of the larvae was extracted and separated to measure PLA 2 activity in epithelial cells and lumens. Each treatment used 5 separate medium lengths, and the treatment was performed in three replicates.
12 is a result of evaluating the effect of sonication (95dB, 5,000 Hz, 24h) on the protein of the medium intestinal digestive juice of five chestnut moth. The triangle marks are specific luminal proteins in the control and treatment groups. Each treatment used about 200 μg of protein extracted from 50 larval tissues.
FIG. 13 shows the effect of sonication (95dB, 5,000 Hz, 24h) on the immune response of Pabamung moth nymphs. FIG. 13A shows Escherichia coli in the treated and untreated controls treated with sound waves at 25 ° C. for 8 hours. The vesicles formed after treatment with 5.0 × 10 4 were measured. Ten larvae were used for each treatment. Figure 13b analyzes the PLA 2 activity present in blood cells and plasma after sonication. Each treatment used 5 larvae and the treatment was performed in three replicates.
FIG. 14 analyzes the effects of various sonic treatments on the susceptibility of Pabam moths to two insecticides. Larvae were treated with 62.5 ppm fenvalerate or 125 ppm Bacillus thuringensis and then exposed to sound waves of various frequencies. Each treatment used 5 larvae and the treatment was performed in three replicates. Pesticides were measured 5 days after treatment.

본 발명에서는, 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 파밤나방(Spodoptera exigua)을 대상으로 스트레스 음파에 대한 생리과정의 교란효과를 규명하였다. In the present invention, the disturbance effect of the physiological process on stress sound waves was investigated in the American leaf oyster flies ( Liriomyza trifolii ), peach aphid ( Myzus persicae ), and night beetroot ( Spodoptera exigua ).

본 발명에서는, 먼저 스트레스 음파를 이용한 아메리카잎굴파리의 생존력억제를 밝히고자 이들의 생리적 변화를 분석하였다. 다양한 화학적 및 물리적 자극원에 대해서 반응하는 감각기 구조가 아메리카잎굴파리 성충 촉각에서 분석되어 음파와 같은 세로파 자극원에 반응하는 센털형 및 발 모양감각기의 존재를 제시하였다(Shin et al., 2006). 따라서 다양한 주파수의 음파를 아메리카잎굴파리에 처리하고 나타나는 유충섭식, 용 발달 및 성충 산란 행동을 대상으로 그 효과를 규명하였다. 또한 음파에 따른 체내 생리적 변화는 2차원 전기영동을 통해 발현 단백질 패턴 양식을 비교하였다. 끝으로 스트레스음파 처리에 따른 생존력 억제가 살충제 감수성 제고로 나타나는지를 분석하였다.In the present invention, first to analyze the physiological changes of the leaves to suppress the viability of the American leaf oyster fly using stress sound waves. Sensory structures that respond to various chemical and physical stimuli were analyzed at the adult tactile sensation, suggesting the presence of centroid and foot sensations in response to longitudinal stimuli such as sound waves (Shin et al., 2006). . Therefore, the effects of larvae feeding, dragon development and adult spawning behaviors on the treatment of sound waves of various frequencies in American leaf dens were investigated. In addition, the physiological changes in the body according to sound waves were compared with the expression protein pattern patterns through two-dimensional electrophoresis. Finally, it was analyzed whether the suppression of viability caused by stress sound treatment was shown to improve the insecticide susceptibility.

또한, 본 발명에서는 복숭아혹진딧물(Myzus persicae)을 대상으로 다양한 주파수의 음파를 처리하여 나타나는 생리적 변화를 분석하였다. 소리의 세기를 일정하게 유지하고 0~5,000 Hz의 주파수 소리를 진딧물 전체 발육단계에 노출시켰다. 이후 초래되는 약충 발육 속도 및 성충의 번식력을 분석하였다. 또한 스트레스 음파에 대한 진딧물의 반응정도를 2차원 전기영동을 이용하여 전체 단백질 패턴 분석을 실시하였다. 끝으로 이 스트레스 음파가 살충제의 감수성에 미치는 효과를 분석하였다. In addition, the present invention analyzed the physiological changes appearing by processing sound waves of various frequencies in the peach aphid ( Myzus persicae ). The intensity of the sound was kept constant and frequency sounds from 0 to 5,000 Hz were exposed to the entire aphid development stage. The resulting nymph development rate and adult fertility were analyzed. In addition, the whole protein pattern analysis of the aphid response to stress sound waves was performed by using two-dimensional electrophoresis. Finally, the effect of this stress sound wave on the susceptibility of insecticides was analyzed.

또한, 본 발명에서는 음파처리가 파밤나방의 소화와 면역 작용에 영향을 미치는지를 분석하였다. 소화효소 및 소화관 내에 단백질 분석을 통해 스트레스 음파에 따른 파밤나방의 생리적 변화를 분석하였으며, 면역에 대한 영향을 소낭형성 및 이를 유발하는 인지질분해효소 활성분석을 통해 수행하였다. 그리고 이러한 스트레스 음파 노출에 따라 파밤나방이 살충제에 대해서 감수성 변화가 있는지 분석하였다.
In addition, the present invention analyzed whether sonic treatment affects the digestion and immune action of pabam moth. We analyzed the physiological changes of Pabam moth according to stress sound waves through protein analysis in digestive enzymes and digestive tract, and the effect on immunity was analyzed through vesicle formation and phosphatase activity analysis. In addition, this study analyzed whether there was a change in susceptibility to insecticides by the chestnut moth.

아메리카잎굴파리 유충의 섭식갱도 길이를 통해 섭식량을 분석하였을 때 유충의 먹이 활동은 스트레스 음파에 의해 먹이 활동이 현격하게 줄어들었다. 음파처리는 번데기 기간을 늘리고 우화를 억제했다. 또한 이차원 전기영동의 결과는 스트레스 음파 처리(5,000 Hz)가 번데기의 단백질 패턴 변화를 일으키는 것으로 나타났다. 또한 암컷 산란도 음파처리에 의해 억제되었다. 그러나 성충의 주광성 행동은 스트레스 음파에 영향을 받지 않았다. 이러한 스트레스 음파는 아메리카잎굴파리의 살충제에 대한 감수성을 제고시켰다. 서로 다른 주파수에 따른 복숭아혹진딧물은 음파 주파수의 상승에 따라 유충에서 성충까지의 발육기간이 지연되고, 암컷의 증식이 감소되었다. 또한 5,000 Hz의 음파에서 처리한 진딧물은 이차원 전기영동을 이용하면 체내의 단백질이 변화하는 것을 알 수 있었다. 2,000 Hz 이상의 음파에서 이미다클로프리드 약제에 대한 감수성 제고효과를 나타냈다. 다양한 주파수의 음파는 파밤나방의 성충 산란율에는 효과를 주지 못했으나, 100~5,000 Hz 주파수에서는 유충의 섭식량과 소화효소 활성을 저하시켰다. 이러한 스트레스 음파 처리는 중장 내강에 존재하는 단백질패턴을 교란시켰다는 것이 이차원 전기영동분석에서 나타났다. 5,000 Hz의 주파수에서 유충은 세균에 대해 면역반응인 소낭형성이 억제되었고 혈구와 혈장에서 PLA2 활성이 감소되었다. 또한 이 스트레스 음파로 처리된 유충은 살충제에 대한 감수성이 높아졌다. 본 발명은 곤충에 대한 스트레스 음파가 존재하고, 이러한 스트래스 음파가 해충을 방제하는 데 이용될 수 있다는 것을 확인하였다.
When feeding was analyzed through the feeding shaft length of American leaf larvae, larvae's feeding activity was significantly reduced by stress sound waves. Acoustic treatment prolonged the chrysalis period and suppressed allegory. The results of two-dimensional electrophoresis showed that stress sonication (5,000 Hz) caused changes in the protein pattern of pupa. Female scattering was also suppressed by sonication. However, adult daylight behavior was not affected by stress sound waves. These stress waves increased the susceptibility to insecticides of American leaf dens. Peach aphids with different frequencies delayed the development period from larvae to adult with increasing sonic frequency, and decreased female proliferation. In addition, aphids treated at 5,000 Hz sound waves showed changes in the protein in the body using two-dimensional electrophoresis. In the sound waves above 2,000 Hz, the sensitivity of the imidacloprid drug was improved. Sound waves of various frequencies had no effect on adult egg-laying rates of Pabam moths, but at 100-5,000 Hz frequencies reduced larval feeding and digestive enzyme activity. Two-dimensional electrophoresis showed that stress sound treatment disrupted protein patterns in the midgut lumen. At the frequency of 5,000 Hz, the larvae suppressed vesicle formation, an immune response to bacteria, and reduced PLA2 activity in blood cells and plasma. In addition, the caterpillars treated with the stress sound waves are more susceptible to insecticides. The present invention has confirmed that stress sound waves for insects are present and that such sound waves can be used to control pests.

[실시예][Example]

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, these embodiments are only for describing the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

Ⅰ. 아메리카잎굴파리에 대한 스트레스음파의 생리교란과 방제효과Ⅰ. Physiological Disturbance and Control Effects of Stress Sound Waves on American Leaf Oyster Flies

재료 및 방법Materials and methods

1. 아메리카잎굴파리 사육 1. Breeding American Leaf Oyster Flies

아메리카잎굴파리는 농촌진흥청 연구소 농업과학기술연구원 생물부 산업곤충과에서 분양받았다. 전 사육기간 동안 온도 25±1℃, 상대습도 60±10%, 광주기 16:8 h (L:D)의 조건에서 유지되었다. 기주 식물로 강낭콩을 이용하였다.
The American Leaf Oyster Fly was distributed by the Department of Industrial Insects, Department of Biology, National Institute of Agricultural Science and Technology, RDA. During the entire breeding period, the temperature was maintained at a temperature of 25 ± 1 ° C., a relative humidity of 60 ± 10%, and a photoperiod of 16: 8 h (L: D). Kidney beans were used as host plants.

2. 음파처리2. Sound wave processing

그린테코(주)로부터 제공받은 음파기기는 데시벨 측정기, 음파처리구(45×90 cm), 음파송출기로 구성되어 있다. 아메리카잎굴파리는 실내온도 25℃에서 주파수는 95 dB로 고정하고 0, 100, 315, 630, 1000, 2000 그리고 5,000 Hz의 음파에서 24시간을 노출시켜 생리변화를 관찰하였다.
The sound wave equipment provided by Green Teco Co., Ltd. consists of a decibel measuring instrument, a sound wave processing tool (45 × 90 cm), and a sound wave transmitter. American leaf oyster flies were observed at physiological changes at room temperature of 25 ° C with a frequency of 95 dB and exposure for 24 hours in sound waves of 0, 100, 315, 630, 1000, 2000 and 5,000 Hz.

3. 우화 검정 3. Fable Black

아메리카잎굴파리 번데기를 각각 10마리씩 3반복으로 각 100, 315, 630, 1,000, 2,000, 5,000 Hz의 주파수별로 24시간 노출 시키고 일정 시간동안 번데기가 깨어나는 시기를 조사하였다.
Ten leaves of American leaf oyster flies were repeated three times, each at 100, 315, 630, 1,000, 2,000, and 5,000 Hz for 24 hours, and the time period for the pupa to wake up for a certain period of time was investigated.

4. 산란력 검정4. Scattering force test

아메리카잎굴파리 성충을 각각 25마리 씩 산란통을 만들어 넣어두고 강낭콩 잎에 파굴이 보이기 시작하면 강낭콩 잎을 기부와 말단의 중간 부분을 나누어 산란위치를 알아보고 갱도가 시작한 곳을 점으로 나타내고 기부 말단으로 나누어 기록하였다.
25 eggs of adult leaf oyster flies are placed in the spawning container, and when the oysters begin to show on the kidney beans, the kidney leaves are divided into the middle and the end of the kidney. Recorded.

5. 이차원 전기영동 분석5. Two-dimensional Electrophoresis Analysis

이차원 전기영동은 IEF(Isoelectric focusing)과 Ettan IPGphor II IEF System (GE Healthcare, Uppsala, Sweden)을 이용해 분석했으며, 단백질량은 300 μg, Running조건은 총 18시간 동안으로 100 V에서 1시간 처리, 500 V에서 1시간, 다시 1 kV에서 1시간, 2 kV에서 2시간 4 kV에서 2시간, 6 kV에서 1시간, 8kV에서 8시간으로 총 8단계로 구성되어 있다.
Two-dimensional electrophoresis was analyzed using IEF (Isoelectric focusing) and Ettan IPGphor II IEF System (GE Healthcare, Uppsala, Sweden), protein content of 300 μg, running conditions for a total of 18 hours, 1 hour treatment at 100 V, 500 It consists of 8 steps: 1 hour at V, 1 hour at 1 kV, 2 hours at 2 kV, 2 hours at 4 kV, 1 hour at 6 kV, and 8 hours at 8 kV.

6. 살충제 생물검정6. Insecticide Bioassay

아메리카잎굴파리 유충을 대상으로 가해 잎을 살충제에 침지하여 살충력을 분석하였다. 사용된 살충제는 스피노사드입상수화제 (Dongbang Agro, Seoul, Korea)로 시판되는 제형을 물에 희석하였다. 아메리카잎굴파리 유충이 가해하고 있는 강낭콩 잎을 각각 10마리당 3반복으로 농도별 250, 125, 62.5, 31.25, 15.625, 7.8125 ppm 처리 후 반수치사량 (LC50)을 구하여 적정 농도 15.625 ppm을 아메리카잎굴파리 유충 각 10마리씩 3반복으로 처리하였다. 처리 후 매일 잎이 마르지 않도록 습도를 유지시켜 주고 5일 동안 관찰 후 최종 살충률을 조사하였다.
The insecticides were analyzed by immersing the leaves in insecticides. Pesticides used were diluted in water with a formulation commercially available as Spinosad granulating agent (Dongbang Agro, Seoul, Korea). Repeated treatment of kidney bean leaves added to American leaf oyster fly larva with three repetitions of 10, 250, 125, 62.5, 31.25, 15.625 and 7.8125 ppm for each concentration to obtain a half dose (LC 50 ). Each 10 animals were treated in three replicates. After treatment, the leaves were kept dry every day and the final pesticide rate was examined after observation for 5 days.

7. 통계처리7. Statistical Processing

시험 결과는 백분율 자료로서 arcsine 변환 후 SAS의 PROC GLM (SAS Institute, 1989)을 이용하여 ANOVA 분석을 실시하였다. 반수치사량 (LC50)은 PROBIT 분석법 (Raymond, 1985)을 이용하여 산출하였다. Sigma Plot 8.0을 이용하여 그래프화하였다.
The test result was a percentage data, and after the arcsine conversion, ANOVA analysis was performed using SAS 'PROC GLM (SAS Institute, 1989). Half dose (LC 50 ) was calculated using the PROBIT method (Raymond, 1985). Graphed using Sigma Plot 8.0.

결과result

1. 스트레스 음파처리에 따른 유충 섭식량 변화1. Changes in Caterpillar Feeding Levels According to Stress Sonication

다양한 주파수의 음파처리에 따른 아메리카잎굴파리 유충의 섭식량 차이를 조사하였다. 섭식량은 유충의 잎 내부의 섭식 갱도 길이를 측정하여 나타냈다. 일반적으로 정지잎에 비해 흔들리는 잎에서 이러한 섭식량은 감소했다(도 1a). 이러한 현상은 스트레스음파에 따른 잎의 진동에 유충의 섭식량이 영향을 받을 수 있다는 것을 의미했다. 다양한 주파수에 노출되었을 때 아메리카 잎굴파리의 섭식량은 현격한 차이를 보여, 5,000 Hz 이상의 음파에서 대조구에 비해 섭식량의 차이를 나타냈다(도 1b).
This study was conducted to investigate the difference in feeding amount of larvae of American leaf oysters according to sonication at various frequencies. The feeding amount was indicated by measuring the feeding tunnel length inside the leaf of the larva. In general, the amount of feeding decreased in swaying leaves compared to stationary leaves (FIG. 1A). This phenomenon meant that the larvae's feeding could be affected by the vibration of the leaves due to stress sound waves. When exposed to various frequencies, the feeding amount of American leaf oyster flies showed a significant difference, showing a difference in feeding amount compared to the control in the sound wave of 5,000 Hz or more (FIG. 1B).

2. 아메리카잎굴파리의 우화 및 산란행동에 대한 스트레스 음파 효과2. The Effect of Stress Sound Waves on Allegory and Scattering Behavior of American Leaf Oyster Flies

일반적으로 우화율은 약 90%로 높지만, 음파처리에 따라 우화율이 낮아져, 1,000 Hz이상에서는 대조구에 비해 현격하게 낮은 우화율을 나타났다(도 2a). 또한 우화기간에도 스트레스 음파는 영향을 주어 주파수가 증가함에 따라 우화 발육기간이 지연되는 효과를 나타냈다(도 2b).In general, the allegory rate is high as about 90%, but the allegory rate is lowered according to the sonic treatment, and markedly lower than the control group at 1,000 Hz or more (FIG. 2A). In addition, stress sound waves were also affected during the fable period, and as the frequency was increased, the fable development period was delayed (FIG. 2B).

다양한 음파처리를 통한 아메리카잎굴파리의 우화 활동에 미치는 효과를 검정하였는데, 아메리카잎굴파리의 우화는 낮기간 동안에만 일어나는 일일 리듬성을 보였다(도 3). The effects on the allegorical activity of American leaf oyster flies through various sonic treatments were tested. The allegory of American leaf oyster flies showed daily rhythm that occurred only during the daytime (FIG. 3).

스트레스음파는 아메리카잎굴파리의 산란행동에 영향을 주었다(도 4). 잎의 엽경에 가깝게 산란한 것으로 나타났으며(도 4a), 하루 중 아메리카잎굴파리 암컷 한 마리가 약 3개의 알을 산란하는데 스트레스음파의 주파수가 증가함에 따라 감소하였다(도 4b). 5,000 Hz 노출시에는 2개 이하의 산란수를 기록했다.
Stress sound influenced the scattering behavior of American leaf dens (FIG. 4). It was found to be close to the leaf foliage of the leaves (Fig. 4a), and one female American Leaf Oyster flies about three eggs per day and decreased as the frequency of stress sound increased (Fig. 4b). Up to 2 scattering numbers were recorded at 5,000 Hz exposure.

3. 스트레스음파에 따른 아메리카잎굴파리의 단백질 변화3. Protein Changes in American Leaf Oyster Flies According to Stress Sound Waves

음파에 따른 아메리카잎굴파리의 생체 변화를 알아보기 위해 비교적 감수성이 높았던 번데기에서 5,000 Hz의 음파를 처리하고 대조구에 비해 변화되는 단백질을 이차원 전기영동으로 측정하였다(도 5). 대조구에서 총 25개의 단백질이 검출되었으며, 처리구에서는 이보다 적은 8개가 나타났다. 음파처리에 따른 특이적 단백질이 검출되었다.
In order to examine the bio-influence of the American leaf oyster flies according to the sound waves, 5,000 Hz was treated in the pupa, which was relatively sensitive, and the protein changed compared to the control was measured by two-dimensional electrophoresis (FIG. 5). A total of 25 proteins were detected in the control, and less than eight in the treatment. Specific proteins following sonication were detected.

4. 스트레스 음파 처리에 따른 살충제 감수성 변화4. Changes in insecticide susceptibility according to stress sound treatment

스트레스음파가 아메리카잎굴파리의 살충제 감수성에 미치는 효과가 분석되었다(도 6a 및 b). 유충에 대해 잎침지법으로 분석되었을 때 스피노사드 살충제의 15.62 ppm에서 반수치사약량을 나타냈다(도 6a). 이 반수치사약량을 기본으로 다양한 음파에 노출 시켰을 때 아메리카잎굴파리는 음파주파수에 비례하여 살충제 감수성이 높아졌다(도 6b).
The effect of stress sound on insecticide susceptibility of American leaf oyster flies was analyzed (FIGS. 6a and b). When larvae were analyzed by leaf immersion, they showed a half dose at 15.62 ppm of the spinosad insecticide (FIG. 6A). When exposed to various sound waves based on this half-quantity dose, the American leaf oyster flies increased the insecticide susceptibility in proportion to the sound frequency (Fig. 6b).

고찰Review

음파처리에 따른 아메리카잎굴파리의 생리적 변화가 본 발명에서 분석되었다. 유충의 섭식행동에 대해서 서로 다른 주파수의 음파가 미치는 영향이 조사되었다. 섭식 갱도의 길이로 분석된 섭식량은 음파의 주파수에 비례하여 감소하였다. 진동에 따른 섭식량 저하와 비교하여 아메리카잎굴파리는 외부 물리적 요동에 따라 섭식활동이 저해되었다고 볼 수 있다. 아메리카잎굴파리의 엽육 가해는 작물체 생산에 영향을 미쳐 1마리의 유충 가해에 의해 피해 잎의 광합성이 43% 줄 수 있다고 보고되었다(Trumble, 1990). 또, 아메리카잎굴파리는 새로 나온 잎 보다는 다 자란 잎에 가해가 높아 (Chaadler and Gilstray, 1986) 피해의 심각성 및 상품적 가치 훼손이 우려되고 있다. 따라서 음파처리에 따른 섭식량 저하는 이 해충의 방제에 직접적 효과를 줄 수 있다. 또, 본 발명의 실험 결과는 엽육 속에 있는 유충이 이러한 음파를 감지한다는 것을 나타내고 있다.Physiological changes of American leaf oyster flies according to sonication were analyzed in the present invention. The effects of sound waves of different frequencies on the feeding behavior of larvae were investigated. The amount of feeding analyzed by the length of feeding tunnel decreased in proportion to the frequency of sound waves. Compared to the lowering of feeding due to vibrations, American leaf oyster flies can be regarded as inhibited by external physical fluctuations. It has been reported that leaf percussion of American leaf oyster flies affects crop production, resulting in 43% photosynthesis of damaged leaves by one larvae (Trumble, 1990). In addition, American leaf oyster flies are more damaging to mature leaves than new ones (Chaadler and Gilstray, 1986). Therefore, the decrease in feeding amount by sonication can have a direct effect on the control of this pest. In addition, the experimental results of the present invention indicate that the larvae in the leaf flesh detects these sound waves.

음파처리는 용 발육을 크게 저하시켰다. 용기간을 연장시키고 우화율을 낮추었다. 음파처리를 받은 용의 체내 단백질 패턴도 무처리에 비교하여 상이한 것으로 나타나 아메리카잎굴파리의 용도 음파를 직간접적으로 감지하였다는 것을 나타내었다. 척추동물의 경우 스트레스 음파는 트립토판 수산화효소(tryptophan hydroxylase)의 활성을 변화시켜 신경계 신경전달물질인 세로포닌의 분비량을 변화시킨다고 보고되어 있다(Singh et al., 1990). 본 발명에서 보여준 용 발육 지연 및 우화율 저하는 호르몬 신호 변화로 유추해 볼 수 있다. 즉, 유약호르몬의 이상 분비 또는 엑디스테로이드의 분비 저하는 용 발육의 지연 및 우화저하를 조절할 수 있다. Acoustic treatment significantly degraded the development of the dragon. The container was extended and the allegory rate was lowered. The somatic protein patterns of dragons were also different compared to no treatment, indicating that the use of American leaf oyster flies was detected directly or indirectly. In vertebrates, stress sound is reported to alter the secretion of the neurotransmitter serotonin by altering the activity of tryptophan hydroxylase (Singh et al., 1990). In the present invention, the growth retardation and allegory lowering rate can be inferred as a change in hormonal signal. That is, abnormal secretion of glaze hormone or lowering of excisteroid can be controlled to delay the development of the dragon and lower the allegory.

성충시기에 스트레스 음파는 암컷의 산란력에 억제효과를 나타냈다. 아메리카잎굴파리가 광식성이지만 선호하는 기주가 있다는 증거가 있어(Wei et al., 2000), 감각기 수준의 산란 촉각 구조를 살펴보면 화학 및 물리적 신호에 반응하는 다양한 감각기 구조가 관찰되었다(Shin et al., 2006). 따라서 스트레스 음파는 암컷 아메리카잎굴파리의 산란 선호성 및 행동에 음파감지 감각기를 통해 음성적으로 영향을 주었을 것으로 사료된다.During adulthood, stress sound had an inhibitory effect on female spawning power. There is evidence that the American Leaf Oyster flies are photogenic but have a preferred host (Wei et al., 2000) .Sensory level scattering tactile structures have observed various sensory structures that respond to chemical and physical signals (Shin et al. , 2006). Therefore, stress sound waves may have a negative effect on the scattering preference and behavior of female American leaf oyster flies.

이상의 스트레스 음파가 아메리카잎굴파리에 미치는 생리적 변화는 응용적으로 살충제 감수성 제고 효과를 기대하였고, 본 발명에서는 스피노사드에 대해서 그 상승 효과가 입증되었다. 이러한 스트레스 음파의 살충제 감수성 제고 효과는 약제의 작용점인 니코틴 아세틸콜린 수용체(Nicotinic acetylcholine receptor)에 대한 영향은 물론이고 약제 대사 작용의 억제 등으로 추론해볼 수 있다. 본 발명은 특정 음파가 아메리카잎굴파리의 발육에 스트레스로 작용할 수 있다는 것을 제시한다. 또한 이러한 스트레스 음파를 이용하여 직접 또는 협력 방제 수단으로 이용이 가능하다는 것을 보여준다.
The physiological changes of the above stress sound waves on American leaf oyster flies were expected to enhance the insecticide susceptibility, and synergistic effects were demonstrated for spinosad in the present invention. Pesticide-sensitive effects of stress sound waves can be inferred from the effect of nicotineic acetylcholine receptor (Nicotinic acetylcholine receptor), as well as the inhibition of drug metabolism. The present invention suggests that certain sound waves can act as stress in the development of American leaf oyster flies. It also shows that these stress waves can be used directly or as a cooperative control.

Ⅱ. 복숭아혹진딧물에 대한 스트레스음파의 생리교란과 방제효과Ⅱ. Physiological Disturbance and Control Effects of Stress Sound Waves against Peach Aphids

재료 및 방법Materials and methods

1. 복숭아혹진딧물 사육1. Peach aphid breeding

복숭아혹진딧물은 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 분양을 받아 실험실내에서 배추 잎을 기주로 하여 누대 사육하였다. 사육조건은 25±1℃, 광주기 16:8h (L:D)조건에서 사육하였다.
Peach aphids were distributed by the National Institute of Horticultural & Herbal Sciences, Rural Development Administration, and raised in the lab. Breeding conditions were raised at 25 ± 1 ℃, photoperiod 16: 8 h (L: D) conditions.

2. 음파 처리2. Sound wave treatment

그린테코(주)로부터 제공받은 음파기기는 데시벨 측정기, 음파처리구(45×90 cm), 음파송출기로 구성되어 있다. 복숭아혹진딧물은 10마리 3반복으로 실험이 진행되었으며, 실내온도 25℃에서 주파수는 95 dB로 고정하고, 0, 100, 315, 630, 1000, 2000 그리고 5,000 Hz의 음파에서 24시간을 노출시켜 생리변화를 관찰하였다.
The sound wave equipment provided by Green Teco Co., Ltd. consists of a decibel measuring instrument, a sound wave processing tool (45 × 90 cm), and a sound wave transmitter. The peach aphid was tested in 10 repetitions of 10 animals, and the frequency was fixed at 95 dB at room temperature of 25 ° C. Change was observed.

3. 약충 발육조사3. Insect development

복숭아혹진딧물 약충을 10마리씩 3반복으로 샬레에 나눠 담고 0, 100, 315, 630, 1000, 2000, 5000 Hz의 각 주파수별로 누출 시켜주면서 일정시간 배추 잎을 교체하며 성충까지 발육기간을 조사하였다.
Peach aphid nymphs were divided into three repetitions of 10 birds in the chalet and leaked at each frequency of 0, 100, 315, 630, 1000, 2000, and 5000 Hz.

4. 이차원 전기영동분석4. Two-dimensional Electrophoresis Analysis

이차원 전기영동은 Isoelectric focusing(IEF)과 Ettan IPGphor II IEF System (GE Healthcare, Uppsala, Sweden)을 이용해 분석했으며, 단백질량은 300 μg, Running조건은 100 V에서 1시간 처리 후 500 V에서 1시간, 다시 1 kV에서 1시간, 2 kV에서 2시간 4 kV에서 2시간, 6 kV에서 1시간, 8kV에서 8시간, 총 18시간동안 처리 후 분석했다.
Two-dimensional electrophoresis was analyzed using Isoelectric focusing (IEF) and Ettan IPGphor II IEF System (GE Healthcare, Uppsala, Sweden), protein content of 300 μg, running condition at 100 V for 1 hour, and then 1 hour at 500 V. After 1 hour at 1 kV, 2 hours at 2 kV, 2 hours at 4 kV, 1 hour at 6 kV, 8 hours at 8 kV, and analyzed for 18 hours.

5. 살충제 생물 검정5. Insecticide Bioassay

각 농도별로 희석하여 현탁액을 제조하였다. 이 현탁액에 배추 잎(1 cm2)을 10분간 침지시킨 후 여과지가 깔린 용기에서 5분간 건조시켰다. 각 배추 잎에 복숭아혹진딧물 약충을 10마리씩 3반복으로 처리하였으며, 주파수별(0, 100, 315, 630, 1000, 2000, 5000 Hz)로 노출을 시켜주면서 5일까지 생존율을 조사하였다.
The suspension was prepared by diluting at each concentration. Cabbage leaves (1 cm 2 ) were immersed in this suspension for 10 minutes, and then dried in a container covered with filter paper for 5 minutes. Each leaf of Chinese cabbage was treated with three repetitions of 10 peach aphid nymphs, and the survival rate was examined up to 5 days by exposure to frequency (0, 100, 315, 630, 1000, 2000, 5000 Hz).

6. 통계분석6. Statistical Analysis

시험결과는 백분율을 자료로서 arcsine 변환 후 SAS의 PROC GLM (SAS Institute, 1989)을 이용하여 ANOVA분석을 실시하였다. 반수치사량 (LC50)은 PROBIT 분석법(Raymond, 1985)을 이용하여 산출하였다. Sigma Plot 8.0을 이용하여 그래프 화 하였다.
The test results were ANOVA analysis using SAS PROC GLM (SAS Institute, 1989) after arcsine conversion as a percentage data. Half dose (LC 50 ) was calculated using PROBIT analysis (Raymond, 1985). Sigma Plot 8.0 was used to graph.

결과 및 고찰Results and Discussion

1. 스트레스 음파의 약충 발육에 미치는 효과1. Effect of stress sound waves on nymph development

다양한 음파주파수(0~5,000 Hz)를 진딧물 약충에 처리한 결과 발육에 영향을 주었다(도 7). 음파의 처리 주파수가 증가함에 따라 성충까지의 발육기간이 지연되었다. 이러한 지연효과는 630 Hz이상의 주파수에서 대조구에 비해 뚜렷하게 나타났다. 또한 이러한 스트레스 음파는 복숭아혹진딧물의 증식율에도 영향을 주어 2,000 Hz이상의 주파수에서는 대조구에 비해 현저히 낮은 증식율을 기록했다(도 8).
Various sonic frequencies (0 to 5,000 Hz) were treated with aphid nymphs and affected the development (FIG. 7). As the processing frequency of sound waves increased, the developmental period to adult was delayed. This delay was more pronounced than the control at frequencies above 630 Hz. In addition, these stress sound waves also affect the growth rate of peach aphids, recording a significantly lower growth rate than the control at a frequency of 2,000 Hz or more (Fig. 8).

2. 스트레스 음파처리에 따른 단백질 변화2. Protein changes due to stress sonication

스트레스 음파가 복숭아혹진딧물의 체내 변화에 미치는 영향을 조사하기 위해 5,000 Hz의 음파를 처리하고 대조구와 비교하였다(도 9a 및 b). 단백질분석은 이차원 전기영동을 이용하였으며, 대조구의 경우 총 83개의 단백질이 검출된 반면 음파처리구는 이보다 적은 80개의 단백질이 나타났다. 특히 음파처리구는 특이적 단백질이 나타났다.
To investigate the effect of stress sound waves on the body changes of peach aphids, 5,000 Hz sound waves were treated and compared with the control (FIGS. 9A and B). Protein analysis was performed using two-dimensional electrophoresis. In the control group, a total of 83 proteins were detected, whereas the sonic treatment group showed fewer than 80 proteins. In particular, sonication treatment showed a specific protein.

3. 스트레스 음파처리에 따른 살충제 감수성 변화3. Changes in insecticide susceptibility according to stress sound treatment

스트레스 음파에 대한 복숭아혹진딧물의 발육 저하효과는 살충제에 대한 감수성 제고를 일으킬 수 있다는 가설을 검정하였다(도 10a 및 b). 이미다클로프리드 살충제에 대해서 복숭아혹진딧물은 125 ppm (75.77 < LC < 148.41)의 반수치사약량을 나타냈다. 이 반수치사약량을 이용하여 음파처리효과를 검정하였다. 음파처리에 대해 5,000 Hz 이상의 음파로 복숭아혹진딧물의 살충제 감수성을 현격하게 제고시켰다.
The hypothesis that the effect of lowering the development of peach or aphids on stress sound waves may increase the susceptibility to insecticides (Figs. 10a and b). For imidacloprid insecticides, peach aphids showed a half dose of 125 ppm (75.77 <LC <148.41). This semi-numeric dose was used to test the sonic effect. Acoustic susceptibility to peach aphids was significantly enhanced with sound waves above 5,000 Hz for sonication.

Ⅲ. 파밤나방에 대한 스트레스음파의 생리교란과 방제효과Ⅲ. Physiological Disturbance and Control Effects of Stress Sound Waves on Parkan Moths

재료 및 방법Materials and methods

1. 파밤나방사육1.Bamboo Moth Breeding

인공사료 (Gho et al., 1991)로 파밤나방 유충은 사육하였다. 성충은 모두 10% 설탕물을 공급받았다. 전 사육기간 동안 온도 25±1℃, 상대습도 60±10%, 광주기 16:8h (L:D)의 조건에서 유지되었다. 성충의 먹이로 10%의 설탕물을 산란상자에 공급하였다.
The artificial beetle (Gho et al., 1991) was used to raise the beetle moth larvae. All adults received 10% sugar water. During the entire breeding period, the temperature was maintained at 25 ± 1 ℃, relative humidity 60 ± 10%, and photoperiod 16: 8h (L: D). As a food for adults, 10% sugar water was supplied to the laying box.

2. 음파처리2. Sound wave processing

그린테코(주)로부터 제공받은 음파기기는 데시벨 측정기, 음파처리구(45×90 cm), 음파송출기로 구성되어 있다. 파밤나방은 실내온도 25℃에서 주파수는 95 dB로 고정하고 0, 100, 315, 630, 1,000, 2,000 그리고 5,000 Hz의 음파에서 24시간을 노출시켜 생리변화를 관찰하였다.
The sound wave equipment provided by Green Teco Co., Ltd. consists of a decibel measuring instrument, a sound wave processing tool (45 × 90 cm), and a sound wave transmitter. Pabam moth was observed at physiological changes at room temperature of 25 ° C with a frequency of 95 dB and exposure for 24 hours in sound waves of 0, 100, 315, 630, 1,000, 2,000 and 5,000 Hz.

3. 음파처리에 따른 섭식량 검정3. Feeding test according to sound wave treatment

파밤나방 5령충을 대상으로 주파수는 95 dB로 고정하고 0, 100, 315, 630, 1,000, 2,000 그리고 5,000 Hz의 음파에서 24시간을 노출시켜 섭식량을 조사하였다.
The insects were examined at 5 h of insects with a fixed frequency of 95 dB and exposed for 24 hours in sound waves of 0, 100, 315, 630, 1,000, 2,000 and 5,000 Hz.

4. PLA4. PLA 22 효소 활성 측정 Enzyme activity measurement

파밤나방의 중장을 추출하여 소화관표피와 소화관내 물질을 분리하여 PLA2를 측정하였다. PLA2 측정시 10% 소혈청알부민(bovine serum albumin) 20㎕, 50mM Tris-HCl buffer (pH 7.0) 1946㎕, 1M CaCl2 12㎕ 를 넣고 각각의 분리한 소화관표피와 소화관내 물질을 20㎕ 를 넣어 혼합 하였다. 2㎕ 의 pyrene labeled [1-hexadecanoyl-2-(1-pyrenedecanoyl)-sn-glycerol-3- phosphatidyl choline]을 넣은 후 10분 동안 반응시켰다. 분광형광계를 이용하여 PLA2 활성 측정하였다.
The medium intestine of the chestnut moth was extracted, PLA 2 was measured by separating the digestive tract epidermis and the material in the digestive tract. When measuring PLA 2 , add 20 µl of 10% bovine serum albumin, 1946 µl of 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.0), and 12 µl of 1M CaCl 2 . Put and mix. 2 μl of pyrene labeled [1-hexadecanoyl-2- (1-pyrenedecanoyl) -sn-glycerol-3-phosphatidyl choline] was added and allowed to react for 10 minutes. PLA 2 activity was measured using a spectrofluorometer.

5. 소낭형성 반응 분석5. Analysis of follicular response

5령충 2일이 되는 파밤나방 유충을 각각 5마리씩(3반복) 5,000 Hz 스트레스 음파에 24시간 노출시켰다. 음파에 노출시킨 파밤나방을 병원성 곰팡이인 B. bassiana 포자를 분리한 후 5㎕ (105 cfu/㎖) 주사 하였다. 음파에 노출시키지 않은 파밤나방은 8시간 후 바로 관찰을 하고 같은 온도 습도의 조건에서 유지하였다. 24시간 노출시켰던 파밤나방은 8시간동안 음파에 노출을 시킨 후 관찰하였다.
Five-day-old two-day-old night beetle larvae were exposed to five (3 repeated) 5,000 Hz stress waves for 24 hours. Pambal moths exposed to sound waves were injected with 5 μl (10 5 cfu / ml) after separating pathogenic fungus B. bassiana spores. The Pabamung moth not exposed to sound waves was observed immediately after 8 hours and maintained under the same temperature and humidity conditions. Pabamung moths exposed for 24 hours were observed after exposure to sound waves for 8 hours.

6. 살충제 생물검정6. Insecticide Bioassay

화학농약의 제품성분은 펜발러레이트(fenvalerate)와 생물농약의 제품성분은 Bt로서 각 농도별로 희석하여 현탁액을 제조하였다. 이 현탁액에 배추잎(1cm2)을 10분간 침지시킨 후 여과지가 깔려진 용기에서 5분간 건조시켰다. 각 배추잎에 파밤나방 3령충을 10마리씩 3반복으로 처리하였으며, 매일 24시간 주기로 5일 동안 생존수를 계수하였다. 대조구는 살균수로 상기와 동일하게 처리하였다.
The product components of chemical pesticides were fenvalerate and the biological ingredients of Bt were diluted to each concentration to prepare a suspension. Cabbage leaves (1 cm 2 ) were immersed in this suspension for 10 minutes and dried in a container covered with filter paper for 5 minutes. Three cabbage leaves were treated with three repetitions of three insects of green chestnut moth, and the number of survivors was counted for 5 days in a 24-hour cycle every day. The control was treated in the same manner as above with sterile water.

7. 이차원 전기영동 분석7. Two-Dimensional Electrophoresis Analysis

이차원 전기영동은 Isoelectric focusing (IEF)과 Ettan IPGphor II IEF System (GE Healthcare, Uppsala, Sweden)을 이용해 분석했으며, 단백질량은 300 μg, Running조건은 총 18시간 동안으로 100 V에서 1시간 처리, 500 V에서 1시간, 다시 1 kV에서 1시간, 2 kV에서 2시간 4 kV에서 2시간, 6 kV에서 1시간, 8kV에서 8시간으로 총 8단계로 구성되어 있다.
Two-dimensional electrophoresis was analyzed using Isoelectric focusing (IEF) and Ettan IPGphor II IEF System (GE Healthcare, Uppsala, Sweden) .The protein content was 300 μg and running conditions for 18 hours in total, 1 hour treatment at 100 V, 500 It consists of 8 steps: 1 hour at V, 1 hour at 1 kV, 2 hours at 2 kV, 2 hours at 4 kV, 1 hour at 6 kV, and 8 hours at 8 kV.

8. 자료분석8. Data Analysis

시험 결과는 백분율 자료로서 arcsine 변환 후 SAS의 PROC GLM (SAS Institute, 1989)을 이용하여 ANOVA 분석을 실시하였다. 반수치사량 (LC50)은 PROBIT 분석법(Raymond, 1985)을 이용하여 산출하였다. Sigma Plot8.0을 이용하여 그래프 화 하였다.
The test result was a percentage data, and after the arcsine conversion, ANOVA analysis was performed using SAS 'PROC GLM (SAS Institute, 1989). Half dose (LC 50 ) was calculated using PROBIT analysis (Raymond, 1985). Sigma Plot 8.0 was used to graph.

결과result

1. 스트레스 음파 탐색 1. Stress sound wave search

파밤나방 발육과 면역 반응에 영향을 주는 스트레스 음파를 결정하기 위해 0~5,000 Hz 범위의 음파는 95 dB 크기로 처리하였다. 파밤나방 알에 처리한 결과 음파 주파수에 따라 부화율에 영향을 미치지 않았다. 그러나 파밤나방 3령충 대상으로 24시간 동안 서로 다른 음파에 노출한 결과 모든 주파수의 음파에서 섭식량 저하를 유발시켰다(도 11a).
In order to determine stress sound waves that influence the development of PABAM moth and the immune response, sound waves ranging from 0 to 5,000 Hz were processed to 95 dB. Treatment with pabam moth eggs did not affect hatching rate according to sonic frequency. However, as a result of exposure to different sound waves for 24 hours in the three insects of Pabam moth, the feeding rate was induced in the sound waves of all frequencies (Fig. 11a).

2. 스트레스 음파가 소화효소활성에 미치는 영향2. Effect of Stress Sound Wave on Digestive Enzyme Activity

파밤나방 5령충을 대상으로 5,000 Hz에서 24시간 노출 후 소화관을 적출하고 중장내 PLA2효소 활성을 분석했다(도 11b). 이때 대조구에 비해 중장세포에 존재하는 중장내 PLA2의 활성은 음파처리에 따라 변화가 없으나, 중장 내강에 존재하는 PLA2의 활성을 음파 처리에 따라 감소하였다. 중장 내강에 존재하는 단백질의 종류를 2차원 전기영동으로 분리해서 음파처리에 따른 효과를 비교했다. 음파처리에 따라 특이적 단백질이 나타났고, 또한 대조구에 존재했던 단백질이 발현되지 않았다(도 12).
Digestive tracts were harvested after 24 hours exposure at 5,000 Hz for 5 night insects in Pabam moths and analyzed for medium intestinal PLA 2 enzyme activity (FIG. 11b). At this time, the activity of the intestinal PLA 2 present in the mesenteric cells was not changed by sonication, but the activity of PLA 2 in the intestinal lumen was reduced by sonication. Two-dimensional electrophoresis of proteins in the midgut lumen was used to compare the effects of sonication. The sonication showed a specific protein and also did not express the protein present in the control (FIG. 12).

3. 스트레스 음파가 면역작용에 미치는 영향3. The effect of stress sound waves on immunity

파밤나방 5령충에 5,000 Hz 음파를 24시간 처리한 후 세포성 면역반응을 분석하기 위해 E.coli를 혈장에 주입하였다(도 13). 대조구에 경우 약 35개의 소낭이 혈강에 나타난 반면 음파처리후로 불과 약 10개의 소낭이 형성되어 현격하게 줄어드는 세포성 면역 반응을 나타냈다(도 13a). 이러한 소낭형성의 반응 차이를 알아보기 위해 혈구세포와 혈장에 존재하는 PLA2 활성에 있어서 혈구나 혈장 모두에서 대조구에 비해 현격하게 낮은 활성을 보였다(도 13b).
E. coli was injected into plasma to analyze cellular immune responses after 24 hours treatment with 5,000 Hz sonication in Pabam moth worms (FIG. 13). In the control group, about 35 vesicles appeared in the blood cavity, while only about 10 vesicles formed after sonication showed a markedly reduced cellular immune response (FIG. 13A). In order to determine the response difference of the vesicle formation, PLA 2 activity in blood cells and plasma showed significantly lower activity in both blood and plasma than the control (FIG. 13B).

4. 스트레스 음파가 살충제 감수성에 미치는 영향4. Effect of stress sound waves on insecticide susceptibility

스트레스 음파에 따라 나타난 소화 및 면역생리 저하는 살충제에 대한 감수성 저하로 이어질 수 있다는 가설에 따라 작용 기작이 상이한 화학농약(fenvalerate)과 생물농약(Bt)처리에 따른 감수성 변화를 조사하였다(도 14). 화학농약의 경우 5,000 Hz 처리에서 대조구에 비해 높고 감수성 저하를 보이는 반면, 생물농약의 경우 2,000 Hz이상에서 감수성 저하를 보였다.
In accordance with the hypothesis that digestion and immunophysiological degradation caused by stress sound waves may lead to a decrease in sensitivity to insecticides, changes in susceptibility due to treatment with different chemical pesticides (fenvalerate) and biopesticides (Bt) were investigated (FIG. 14). . Chemical pesticides showed higher sensitivity and lower sensitivity at 5,000 Hz than control, whereas biopesticides showed lower sensitivity than 2,000 Hz.

고찰Review

본 발명에서는 파밤나방의 소화 및 면역 생리 작용에 대해서 서로 다른 주파수의 음파 처리 효과를 분석했다. 파밤나방 5령충을 95 dB 세기의 음파에서 100~5,000 Hz 주파수 모두 섭식활동을 억제시켰다. 동일한 주파수에서 다양한 음파 세기의 검정이 필요하지만, 이 결과는 파밤나방이 음파처리에 대해서 생리적 변화를 보았다는 것이다. 특별히 가장 높은 주파수인 5,000 Hz를 처리하였을 때 중장세포와 중장내강에 존재하는 소화 효소 가운데 하나인 PLA2의 인지질 분해 능력이 저하되었다. PLA2는 주로 세포막에 존재하는 인지질을 분해하여 지방산과 리소인지질(lysophospholipid)로 분해시킨다(Valentin and lambeau,2000). 유리된 지방산은 영향분으로 흡수되고 리소인지질은 다른 지질 분해효소에 의해 분해된다. 한편, 곤충은 다른 동물과 달리 특별히 분화된 쓸개즙을 분비하지 않아 비누화 물질인 리소인지질이 쓸개즙의 역할을 담당하여 지질 소화에 관여한다고 추정되고 있다(Stanley, 2000). 따라서 PLA2 활성 저하는 전체적 지질 산화작용 저하를 초래할 수 있다. 직접적인 예로서 파밤나방 중장에 존재하는 PLA2를 특이적 억제자로 억제한 경우 유충의 발육 저하 및 사망을 초래했다(Kim and Kim, 2010). 따라서 본 발명의 결과는 음파가 파밤나방 소화생리에 악영향을 주는 스트레스로 작용할 수 있음을 보여주고 있다.In the present invention, the effects of sonic treatment at different frequencies on the digestive and immunophysiological effects of Pabam moths were analyzed. The 5 night insects of Pabam moth inhibited feeding activity at frequencies between 100 and 5,000 Hz in 95 dB intensity sound waves. Although tests of varying sonic intensities at the same frequency are required, the result is that Pabam moths have seen physiological changes in sonication. In particular, the treatment of the highest frequency, 5,000 Hz, decreased the phospholipid degradation ability of PLA 2 , one of the digestive enzymes present in the mesenteric and mesenteric lumen. PLA 2 mainly degrades phospholipids present in cell membranes and breaks them down into fatty acids and lysophospholipids (Valentin and lambeau, 2000). Free fatty acids are absorbed into the effect and lysophospholipids are broken down by other lipolytic enzymes. On the other hand, unlike other animals, it is estimated that lysophospholipid, a saponified substance, plays a role of bile juice and is involved in lipid digestion because it does not secrete specially differentiated bile juice (Stanley, 2000). Thus, degradation of PLA 2 activity may lead to a decrease in overall lipid oxidation. As a direct example, the inhibition of PLA 2 in the midgut of Pabam moth as a specific inhibitor resulted in larval growth and death (Kim and Kim, 2010). Therefore, the results of the present invention shows that the sound waves can act as a stress that adversely affects the physiological digestion of Pabam moth.

이러한 스트레스 음파는 파밤나방의 면역 작용을 억제시켰다. 음파를 처리하는 조건에서 파밤나방은 세균 침입에 대해서 음파 처리 없는 대조구에 비해 현격하게 낮은 소낭형성능력을 보았다. 이러한 파밤나방의 혈구 소낭형성은 면역 존재 물질이고, 아이코사노이드에 의존한다(Park and Kim, 2000). 아이코사노이드는 탄소수 20개의 불포화지방산으로 인지질에서 PLA2 의 작용으로 아라키도닉산이 유리되면 다양한 산화효소를 통해 다양한 아이코사노이드를 생합성 하게 된다(Balsinde et al., 2002). 스트레스 음파는 파밤나방 혈구의 PLA2 활성을 억제시켰다. 즉, 스트레스음파는 아이코사노이드 생합성을 억제시킨 결과를 초래했으며, 이에 따라 이 물질에 의존적인 소낭형성 능력이 저하되었을 것으로 생각되었다.These stress waves suppressed the immune activity of pabam moths. Under sonic conditions, Pabam moth showed significantly lower follicle formation ability against bacterial invasion than control without sonic treatment. Hemocytic vesicle formation of these pabam moths is an immune entity and depends on the icosanoids (Park and Kim, 2000). Aicosanoids are polyunsaturated fatty acids with 20 carbon atoms, and the action of PLA 2 in phospholipids results in the biosynthesis of a variety of icosanoids through various oxidases (Balsinde et al., 2002). Stress sound waves inhibited PLA 2 activity of Pabam moth blood cells. In other words, stress sound resulted in the suppression of the icosanoid biosynthesis, which is thought to reduce the ability of vesicle formation dependent on the substance.

스트레스 음파에 따라 파밤나방 소화 및 면역 생리작용의 저하는 이 해충의 생존력에 영향을 주었을 것이고, 또한 살충제와 같은 외부 물질에 대한 방어능력이 떨어지는 결과를 초래할 수 있다. 이를 증명하기 위해 신경독작용을 보이는 펜발러레이트와 살충 농약인 비티(Bt)를 처리해서 파밤나방의 살충제 감수성을 분석하였을 때 모두 감수성이 증가하는 결과를 초래하였다. 펜발러레이트는 피레스로이드 살충제로서, 체내 또는 단일산화효소(monoxygenase)에 의해 극성을 높여 체외로 방출시키는 저항 능력을 파밤나방이 보유하고 있다. 본 발명에서는 분석되지 않았지만 음파처리에 따른 펜발러레이트에 대한 감수성 증가는 스트레스 음파가 파밤나방의 단일 산화효소의 합성을 저해시켰을 가능성을 내포하고 있다. 또는 Bt에 대한 감수성 증가는 앞에서 기술한 스트레스 음파처리에 따른 파밤나방의 면역저하와 연관이 있는 것으로 판단된다. 파밤나방에 대한 PLA2 억제 인자를 이용한 면역 저하는 Bt의 살충력 제고를 초래했다(Kim and Kim, 2008).Under stressed sound waves, the degradation of pabam moth digestion and immune physiology may have influenced the viability of this pest and may also result in poor defenses against foreign substances such as insecticides. In order to prove this, the treatment of the insecticide susceptibility of Pabam moth was treated with penvalorate and the insecticide pesticide BT, which showed neurotoxic effects, which resulted in an increase in susceptibility. Fenvalerate is a pyrethroid insecticide, and Pabam moth possesses the ability to be released into the body by increasing its polarity by the body or monooxygenase. Although not analyzed in the present invention, the increase in susceptibility to penvalorate following sonication implies that stress sound waves inhibited the synthesis of single oxidase of Pabam moth. Alternatively, the increased sensitivity to Bt may be related to the immunodeficiency of Pabam moth due to the stress sonication described above. PLA 2 for Pabam Lowering immunity with inhibitory factors resulted in increased Bt insecticide (Kim and Kim, 2008).

이상의 결과는 파밤나방에 대해 일정한 음파는 일시적 스트레스로 작용할 수 있으며, 이러한 스트레스 음파는 궁극적으로 파밤나방의 외부 저항력을 악화시켜 살충제의 효과를 제고시키는 협력제로 기능한다는 것을 보여준다.
The above results show that a certain sound wave may act as a temporary stress against pabam moth, and this stress sound wave ultimately exacerbates the external resistance of pabam moth, thus acting as a cooperative agent to enhance the effectiveness of the insecticide.

본 발명은 기존 화학적 방제방법 또는 생물학적 방제방법에 스트레스 음파처리를 병용하여 방제효과를 상승시킴으로써 환경오염을 가중시키지 않고 약제저항성의 문제가 없으면서도 시설재배지 해충을 효과적으로 관리할 수 있는 방제방법으로 이용될 수 있다. 특히 본 발명은 기존 화학약제의 사용량을 감소시켜 화학약제에 기인한 부작용을 감소시키는 방제법으로 이용될 수 있고, 또한 생물학적 약제의 효과를 상승시켜 생물학적 방제법의 이용을 크게 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 스트레스 음파 처리만으로 시설재배지 해충을 효과적으로 관리할 수 있으므로 환경오염이 없는 새로운 방제법으로 이용될 수 있다. The present invention can be used as a control method that can effectively manage the plant cultivation pests without increasing the environmental pollution by increasing the control effect by using the stress sound wave treatment combined with the existing chemical control method or biological control method. Can be. In particular, the present invention can be used as a control method for reducing the side effects due to the chemical agent by reducing the amount of the existing chemical agent, and can increase the use of the biological control method by increasing the effectiveness of the biological agent. In addition, the present invention can effectively manage the plant cultivation pests only by stress sound wave treatment can be used as a new control method without environmental pollution.

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 펜발러레이트(fenvalerate)와 함께 5,000 Hz의 음파를 처리하는 것을 포함하는 스트레스 음파를 이용한 파밤나방의 방제방법.A method for controlling Pabam moths using stress sound waves, including treatment of 5,000 Hz sound waves with fenvalerate. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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