전남대 석사과정쟁, 소나무 해충 방제 효소 규명 (그림)

[톡톡뉴스] 전남대학교 석사과정생이 산림해충 ‘솔수염하늘소’의 성장에 관여하는 키틴분해효소 기능을 규명해 방제 효과를 높이는 연구 결과를 발표해 화제가 되고 있다.

전남대 산림자원학과 이영서 석사과정생(지도교수 노미영)은 곤충이 탈피하는 동안 키틴성 표피를 분해하는 키틴분해효소(chitinase) 유전자들을 발굴하고, 그 기능을 규명하는 논문을 발표했다.

솔수염하늘소는 건강한 소나무에 소나무재선충을 매개해 소나무가 고사에 이르게 하는 등 산림에 많은 피해를 주고 있는 해충이다.

곤충은 성충이 되기까지 표피를 분해하고 새로운 표피를 생성하는 탈피 과정을 거친다. 이때 기존의 표피에 존재하는 키틴을 분해하는데 키틴분해효소가 중요한 역할을 한다.

해당 연구에서는 유전자 침묵 기반 기능 연구를 통해 솔수염하늘소에서 키틴분해효소 유전자들을 감소시키면 유충이 번데기로, 번데기가 성충으로 탈피하지 못하고 100% 치사하는 것을 확인했다.

또, 투과전자현미경을 이용하여 표피의 초미세구조를 분석한 결과 키틴분해효소 유전자가 감소되면, 키틴성 표피가 정상적으로 분해되지 못하는 것을 확인했다. 따라서, 이들 키틴분해효소들이 표피 분해에 관여하며 솔수염하늘소가 다음 발달 단계로 정상적인 탈피를 하는데 중요한 기능이 있다는 것을 규명했다.

이처럼 키틴분해효소와 같은 탈피에 중요한 효소를 활용해 솔수염하늘소가 성충으로 성장하지 못하게 한다면, 친환경적이며 효과적인 새로운 해충 방제 전략으로 활용될 수 있다.

이 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 지역대학우수과학자지원사업을 지원 받아 연구를 수행하였다. 곤충 표피의 초미세구조 분석은 전남대학교 공동실험실습관의 생물용 저전압투과전자현미경(Bio-TEM)을 활용하였다.

연구 논문은 곤충학 분야의 저명한 국제학술지인 Pesticide Biochemistry and Physiology(영향력지수 4.7, 곤충학 분야 상위 6.5%) 8월호에 실렸다.

*논문원제: Functional importance of groups I and II chitinases in cuticle chitin turnover during molting in a wood-boring beetle, Monochamus alternatus
Pesticide Biochemistry and Physiology. 194:105496 (2023)