1. 과 업 명 : 저곡해충에 대한 신규 훈증물질 활용 및 포스핀 저항성 진단 바이오마커 개발

2. 현황 및 문제점

  (국외 현황) 전 세계적으로 저곡해충 방제를 위해 메틸브로마이드(Methyl bromide, MB)와 포스핀(Phosphine, PH3)이 지속적으로 사용되었으나, MB는 오존층 파괴물질로서 환경문제와 중독의 안전성 문제가 발생함에 따라 퇴출되어, 현재 저곡해충방제에 포스핀 훈증제만 사용되고 있어 포스핀 저항성 해충 발생이 높은 실정

  (국내 현황) 메틸브로마이드의 대표 대체 훈증제인 포스핀은 식물검역훈증제 뿐만 아니라 저장곡물 해충 방제 목적으로 사용 중이며, 특히 국내 저곡보관창고에서 사용할 수 있는 훈증제 종류가 제한적이고, 지속적인 사용으로 인하여 포스핀 저항성 개체(감수성 대비 10배 수준)가 확인되고 있는 실정

  ❍ 포스핀 저항을 진단하기 위한 방법으로 FAO No. 16 test, 생물검정법, Dihydrolipoamide dehydrogenase(DLD) 유전자 내 mutation을 이용하는 방법 등이 있으나 진단법마다 상이한 결과를 보이기도 하며, 감수성 대비 50~100배 수준의 강한 포스핀 저항성 개체를 선별할 수 있는 유전자 마커만이 상용화되어 있는 실정

  ❍ MB 사용금지에 따른 대체 훈증제(에틸포메이트 등)는 신선농산물에는 효과적이나 저장곡물 등에는 효과가 만족스럽지 못하여 효과적인 저곡해충 방제용 신규 훈증물질의 개발 시급

  (문제점) 포스핀 훈증제 저항성 해충에 대한 저항성 판별을 위한 바이오마커 및 저항성을 억제하기 위하여 다양한 훈증제의 특징을 파악하고 처리 방법의 적절한 개선을 통하여 훈증효과를 증대할 수 있는 기술 개발, 새로운 훈증물질의 발굴 및 효과적인 처리방법 개발 필요

3. 과업목표

  저항성 저곡해충에 대한 Carbonyl sulfide(COS)의 작용기작 연구

  ❍ 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 COS 훈증 효과 검정

  ❍ 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 COS의 저항성 저감 작용 기작 구명

  ❍ 저항성 저곡해충에 대한 Carbonyl sulfide(COS)의 작용기작 구명

  신규 천연 훈증물질 Methyl benzoate(MBe)의 소독 현장적용
  ❍ 신규 천연 훈증물질 Methyl benzoate(MBe)와 그 유도체 2종에 대한 훈증 효과 검증

  ❍ MBe와 그 유도체 2종을 이용한 기존 훈증제와의 훈증 상승효과 평가 및 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 훈증효과 검증

  ❍ 신규 천연 훈증물질 MBe를 활용한 소독규모에 따른 소독효과 분석 및 현장 적용 및 메뉴얼 제작

  포스핀 저항성 진단 바이오마커 개발
  ❍ 저곡해충의 포스핀 저항성 메커니즘 기반 바이오마커 후보 선별

  ❍ 국내 저곡창고 내 포스핀 저항성 모니터링을 통한 바이오마커 검증 및 제작

  ❍ 포스핀 저항성 메커니즘 기반 포스핀 저항성 진단 바이오마커 사용법 제안

4. 과업기간  ※ 장기계속계약

  1차년도 (계약일 ~ '23. 11.15.)

  2차년도 (‘24.1.1 ~ '24. 11.15.)

  3차년도 (‘25.1.1 ~ '25. 11.15.)

5. 주요과업내용 
  1차년도 

  ❍ 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 Carbonyl sulfide(COS) 훈증 효과 검정

   ­ 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 COS 처리에 따른 표현형 확인

   ­ 문헌조사 및 생물검정 결과를 바탕으로 하는 작용기작 예측 

  ❍ 신규 천연 훈증물질 Methyl benzoate(MBe)와 그 유도체 2종에 대한 훈증 효과 검증

   ­ MBe 및 그 유도체 2종의 검역해충 10종에 대한 훈증효과(살충, 발달 및 생식율 제어) 분석

   ­ MBe 및 그 유도체 2종에 대한 가스 분석 조건 확립

  ❍ 저곡해충의 포스핀 저항성 메커니즘 기반 바이오마커 후보 선별

   ­ 저곡해충 거짓쌀도둑거저리 등을 이용한 포스핀 저항성 메커니즘 연구

  2차년도 
  ❍ 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 COS의 저항성 저감 작용 기작 구명

   ­ 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 COS 처리 후 표적유전자 탐색

     ※ COS 처리에 따른 유전자 발현 양상 분석

     ※ RNAi 및 형질전환 초파리를 이용한 COS 표적유전자 기능 구명

  ❍ MBe와 그 유도체 2종을 이용한 기존 훈증제와의 훈증 상승효과 평가 및 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 훈증효과 검증

   ­ 포스핀 저항성 해충에 대한 MBe 및 그 유도체의 훈증 효과 분석

   ­ MBe 및 유도체와 기존 훈증제의 혼용처리에 대한 훈증 상승 효과 정량적 분석

  ❍ 국내 저곡창고 내 포스핀 저항성 모니터링을 통한 바이오마커 검증 및 제작

   ­ 국내 저곡창고 내 포스핀 저항 저곡해충 모니터링 및 포스핀 저항 DNA mutation정보 확보

   ­ 국내 저곡해충에 대한 포스핀 저항성 진단 최적 바이오마커 선별

  3차년도 

  ❍ 저항성 저곡해충에 대한 COS의 작용기작 구명

   ­ 해독/신경 단백질 활성 저해 관계 연구

     ※ COS 처리에 따른 포스핀 저항성 저곡해충의 단백질 활성 검정

  ❍ MBe를 활용한 현장 적용 및 메뉴얼 제작

   ­ MBe를 활용한 소독현장의 규모(대)에 따른 소독효과 분석

   ­ 검역현장에 대한 훈증 적용 기술 개발 및 메뉴얼 제작

  ❍ 포스핀 저항성 메커니즘 기반 포스핀 저항성 진단 바이오마커 사용법 제안

   ­ 포스핀 저항성 DNA 및 바이오마커 국내 저곡해충에 적용 및 평가

   ­ 포스핀 저항성 진단 바이오마커 사용법 제안

6. 기대성과 및 활용분야
  기존 훈증제 저항성 해충에 대한 소독효과 증대

  ❍ 기존 훈증제의 단점을 보완하여 원활한 해충방제 가능

  포스핀 저항성 저곡해충에 대한 COS 감수성 확인 및 작용기작 분석을 통한 대체 훈증제 현장적용 가이드라인 제시

  ❍ COS 작용기작 연구를 통해 신규 다른 훈증 물질의 작용기작 예측

  다양한 해충에 대한 MBe의 훈증효과 자료 확보 및 신규 천연 훈증제로서 MBe의 검역현장 활용

  ❍ 훈증효과 증대를 위한 MBe와 기존 훈증제의 혼용처리 기술 개발로 국내 검역해충의 친환경 훈증 소독기술 개선 및 소독효과 증대

  포스핀 저항성 발달 메커니즘 연구를 통한 저항성 진단 바이오마커 개발

  ❍ 포스핀 저항성 저곡해충에 대한 감수성 확인 및 작용기작 분석을 통한 신규훈증제 및 저항성 저감물질의 최적 소독기법 개발 및 현장적용 가이드라인 작성

7. 계약방법 : 일반경쟁입찰(협상에 의한 계약)

  당해 연도의 예산 범위 안에서 단년도 연구과제를 수행하며, 연구용역사업관리규정 제19조(연구용역비 지급절차)에 따라 대금 지급

8. 소요예산(총액) : 1,050,000천원/3년 (350,000천원/년, 장기계속계약)

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