자닮

중국 강서성 농업대학 곤충학과의 Fangsen Xue가 이끄는 연구진은 양배추벌레(Colaphellus bwringi, 딱정벌레목)의 휴면유기에 관여하는 광주기가 일주기성 리듬과 관련이 있는지 측정 및 분석하였다고, “Journal of Insect Physiology” 2004년 5월호에 발표하였다.

이 벌레는 중국 장시성(江西省)의 십자화과 식물에 심각한 해충이며, 성충 상태로 땅속에서 월동을 하며 연중 봄과 가을, 두 번에 걸쳐 노지에 대발생한다.

이 벌레는 단일종(short-day species)이지만, 온도에도 매우 의존적으로 반응하는 특징이 있어서 광주기에 관계 없이 온도가 20'C 이하로 내려가면 성충은 휴면에 들어가고, 고온에서는 아무리 장일조건(휴면조건)을 주어도 휴면 유기가 잘 이루어지지 않으며, 단일 조건에서 휴면타파를 유도하려고 해도 20'C보다는 높은 온도여야 한다.

연구진은 이 벌레의 휴면유기에 광주기 시간을 측정하기 위하여 연구를 수행하였다. 암기가 12시간이 넘으면 모두 휴면에 들어가고, 12시간보다 짧으면 휴면에 들어갔다. 결국 암기의 기간이 휴면을 결정하는 주요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 암기 중간에 빛을 주는 암기간섭 실험의 경우 2시간 빛을 쬐어줄 경우 휴면이 나타난 반면, 반대로 명기 중간에 암기를 넣어 주는 실험의 경우 2시간 암기로는 휴면유도가 이루어지지 않았다. 반면에 단암조건(LD 16:8)과 장암조건(LD 12:12)으로 실험한 결과, 모든 암기정보가 축적된다는 것을 확인하였다.

Nanda-Hamner 실험을 통해 휴면유기가 24시간의 일주기에 3번 약해지는 결과가 나타나는 것을 확인하였다. 반면 Bunsow 실험을 통해 불을 끝 후 8시간과 켠 후 8시간에 각각 휴면유기가 약해지는 결과가 나타나 24시간 주기와는 상관이 없다는 결과가 나왔다.

이러한 결과를 바탕으로 연구진은 양배추벌레의 광주기 시계에 일주기진동계(circadian oscillatory system)가 일부 관여하지만, 광주기 시간 측정에 있어서는 제한적인 역할만을 수행하는 것으로 보인다고 결론지었다.

<참고>

일반적으로 곤충을 비롯한 많은 동물은 장일과 단일을 구별할 수 있는 특징이 있으며, 이를 광주기성이라는 개념으로 설명하고 있다. 휴면유기의 광주기성 또한 많은 곤충에서 연구가 되었으며, 광주기성 시계에 대한 설명을 위해 다양한 모델이 제시되고 있다.

가장 흔히 사용되는 일주기진동(circadian oscillation) 모델의 광주기시간은 Nanda-Hamner 프로토콜과 Bunsow 프로토콜 두 가지 종류의 실험으로 측정된다. Nanda-Hamner 프로토콜은 명기를 고정하고 암기를 조절하는 방식이고, Bunsow 프로토콜은 암기 중간에 명기를 잠깐씩 삽입하는 실험 방식이다. 어떠한 방식으로든 약 24시간을 주기로 휴면이 유기되거나 타파된다면, 이는 일주기성이 존재한다고 말할 수 있다. 반면, 24시간 주기성을 보이지 않는다면 모래시계 모델 혹은 기타 모델로 설명될 수 있다.

<대표저자>

Fangsen Xue

Fax: +0086-791-3814107.

E-mail address: fangsen@nc.jx.cn

등록날짜 2004/05/12 출판일 20040501

정보출처 Journal of Insect Physiology 50: 373-381 (2004년 5월호) kisti.

운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2004.05.14 18:04

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