Development of Rapid Detection System for Small Hive Beetle (Aethina tumida) by using Ultra-Rapid PCR

초고속 유전자 증폭법을 이용한 벌집꼬마밑빠진벌레 (Aethina tumida)의 신속한 검출 기법 개발

For the Rapid detection of small hive beetle (SHB; Aethina tumida) and for the mass-survey against SHB invasion, SHB-specific ultra-rapid PCR system was developed. Three different pairs of Aethina tumida-specific primers were deduced from cytochrome oxidase subunit I (COI) gene in mitochondrial DNA of SHB. Using optimized SHB-specific ultra-rapid PCR, $2.1{\times}10^1$ molecules of COI gene belonged to SHB could be detected specifically and quantitatively within 18 minutes 40 seconds. For the purpose of the application in apiary field, a DNA extraction method from bee debris was separatedly developed. When $10^5$ SHB-specific COI molecules (1/1000 body of SHB larvae) are existed in 1g of bee debris, it could be verified inner 10 minutes as qualitative and quantitative manner. SHB-specific ultra-rapid PCR we proposed would be expected to apply widely, either in apiary field or laboratory, for the rapid detections and the control against SHB-invasion.

벌집꼬마밑빠진벌레 (Small hive beetle; SHB; Aethina tumida)의 신속검출과 대량 조사를 위하여 SHB 특이 초고속 유전자 증폭법을 개발하였다. 3쌍의 Aethina tumida-특이 유전자 증폭용 프라이머들은 벌집꼬마밑빠진벌레의 미토콘드리아 유전체 중 cytochrome oxidase subunit I (COI) 유전자에 근거하여 선발하였다. 최적화된 초고속 PCR은 $2.1{\times}10^1$ 분자의 작은벌집딱정벌레 COI 유전자를 18분 40초만에 특이적으로 그리고 정량적으로 검출할 수 있었다. 양봉현장의 적용을 위하여, 봉변으로부터 쉽게 DNA를 추출하는 방법을 고안하였으며, 봉변 1g 중 $10^5$ 분자의 벌집꼬마밑빠진벌레 COI 유전자가 존재할 경우(1/1000의 SHB 유충 사체), 10분 이내에 벌집꼬마밑빠진벌레의 존재와 분자적 정량을 마칠 수 있었다. 제안하는 이 실험법이 양봉현장에 널리 적용되어, 벌통 내 벌집꼬마밑빠진벌레의 침입여부 판단, 증식의 수준, 그리고 침입지역의 파악 및 제어에 활용되기를 기대한다.