페로몬 생합성기작 구명 및 생리응용 방제기술 개발
과제구분 기관고유 수행시기 전반기
연구과제 및 세부과제명 연구분야 수행기간 연구실 책임자

천적 및 유용곤충 이용기술 개발

 작물보호 ’17~’24 환경농업연구과 윤승환

페로몬 생합성기작 구명 및 생리응용 방제기술 개발

 작물보호 ’22~’24 환경농업연구과 윤승환
색인용어

페로몬, 곤충생리, 총채벌레, 신경호르몬, 수용체
 
□ 연구 목표
총채벌레는 세계적으로 분포하며 광식성 해충으로 다양한 작물에서 큰 피해를 주며 잎, 꽃, 눈, 잎집 등 식물의 전 부위에 서식하고 온실, 정원 및 노지 등 다양한 환경에서 발생한다. 대부분의 총채벌레는 흡즙 및 바이러스 매개를 통해 작물에 큰 피해를 주며 해충 종합적방제 체계를 파괴시킬 수 있는 강력한 해충이다(Morse & Hoddle, 2006; Demirozer et al., 2012; Mouden et al., 2017). 특히 꽃노랑총채벌레는 전 세계적으로 농작물에 심각한 피해를 주는 중요한 해충으로 산란, 섭식에 의한 피해 뿐만 아니라 토마토위조반점바이러스(TSWV)를 매개하여 경제적으로도 중요한 해충이다. 최근 꽃노랑총채벌레의 게놈 분석을 통한 화학 및 시각신호 수용, 기주식물의 탐색, 면역생리 등 곤충의 생리적 기능의 접근을 통해 방제효율을 높이고자 하는 연구가 수행되고 있다(Rotenberg et al., 2020).
페로몬은 동종의 다른 개체로 특정한 고정행동을 유발하는 냄새 통신물질로 곤충생존에 중요한 역할을 수행하며(Karlson and Lüshcer, 1959; Murmu et al., 2020; Park, 2022) 동종의 동물끼리 의사소통에 사용되는 화학적신호로써, 체외 분비성 물질이며 성페로몬, 집합페로몬, 경보페로몬, 계급분화페로몬 등 행동과 생리를 조절하는 여러종류가 존재 한다(Yang, 2022). 페로몬은 종특이성이 강하고, 적은 양으로 효과적인 활성을 나타내며 다른 생물에 독성이 없는 특징으로 친환경 해충방제제로 널리 사용되고 있으며 국내에선 과수의 나방류와 노린재류 해충 발생예찰과 방제수단으로 널리 활용되고 있다(Yang, 2022). 페로몬은 곤충의 체내에서 합성이 이루어 지며 페로몬 합성은 곤충신경호르몬에 의하여 조절된다.
곤충신경호르몬(신경펩타이드;Neuropeptide)은 곤충의 신경세포에서 분비되는 곤충 호르몬에 큰 그룹을 가진다(Jurenka, 2015). 이는 곤충의 전 발육단계에서 섭식, 소화, 배설, 순환, 번식, 탈피/변태, 지방체 항상성 등 생존에 필요한 다양한 생리적 기능과 행동을 조절하는데 관여하고 있다(Caers et al., 2012; Yeoh et al., 2017; Nassel and Zandawala, 2019) 이 중 신경호르몬 일종인 PRXamide(NH2) 펩타이드가 있으며 카르복실기 끝에 PRXamide(X, 다양한 아미노산)라는 공통 아미노산 서열을 가진다(Jurenka, 2015). 곤충의 PRXamide 신경호르몬은 다양한 생물학적 기능에 관여하며 호르몬의 구조와 기능에 따라 3가지로 분류된다. Pyrokinin(PK)계열 호르몬은 페로몬 생합성 활성화 신경펩타이드(pheromone biosynthesis activating neuropeptide; PBAN) 및 휴먼 호르몬(diapause hormone, DH, trpPK), 카파(CAPA)펩타이드 호르몬, 탈피촉진 호르몬(ecdysis trigger hormone, ETH)이 있다(Choi, 2021). 각 신경호르몬은 G-단백질 결합 수용체(GPCRs)와 결합하며(Choi, 2021), 곤충의 생리적인 과정에 관여된 부분은 해충방제를 위한 표적으로 활용할 수 있다.
본 연구는 꽃노랑총채벌레의 페로몬 물질과 페로몬생합성에 관련된 생리활성 펩타이드의 특성 구명을 통해 곤충생리를 응용한 새로운 방제기술을 개발하고자 수행하였다.
 
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