해충의 저항성

생리적 저항성은 해충이 살충제나 병원균과 같은 외부 물질을 체내에서 생화학적 또는 생리학적 과정을 통해 무력화시키거나 배출하는 능력이 증가한 것을 말한다. 이는 해충 저항성 중 가장 흔하고 잘 연구된 형태로, 주로 살충제에 대한 저항성을 설명할 때 사용된다. 생리적 저항성은 해충의 몸속에서 일어나는 변화에 기반하기 때문에, 행동적 저항성이나 생태적 저항성과 구분된다.

생리적 저항성의 주요 메커니즘으로는 표적 부위 변이와 대사적 해독 작용 증가가 있다. 표적 부위 변이는 살충제가 작용해야 하는 체내 표적 단백질의 구조가 변이되어 살충제가 제대로 결합하지 못하게 되는 현상이다. 예를 들어, 일부 곤충은 신경계의 아세틸콜린에스테라아제 효소에 변이가 생겨 유기인계 살충제의 효과를 약화시킨다. 대사적 해독 작용 증가는 해충의 체내에서 해독 효소의 활성이 증가하거나 양이 많아져 살충제를 더 빠르고 효율적으로 무해한 물질로 분해하는 경우이다. 시토크롬 P450 효소계, 카복시에스테라아제, 글루타티온 S-트랜스퍼라아제 등이 대표적인 해독 효소군이다.

이러한 생리적 변화는 해충 개체군 내에 원래부터 존재하던 유전적 변이에 의해 발생하며, 살충제의 반복적이고 과도한 사용이라는 강한 선택 압력 하에서 저항성을 가진 개체만이 살아남아 번식함으로써 그 빈도가 급격히 증가한다. 결과적으로, 동일한 종류의 살충제를 계속 사용할수록 저항성 해충 개체군이 우점하게 되어 농약의 효과가 현저히 떨어지게 된다. 이는 농업에서의 작물 보호와 공중보건 분야에서의 말라리아 모기 구제 등에 심각한 문제를 일으킨다.

따라서 생리적 저항성의 메커니즘을 이해하는 것은 효과적인 저항성 관리 프로그램을 설계하는 데 필수적이다. 이를 바탕으로 서로 다른 작용 기전을 가진 살충제를 교대로 사용하거나 혼용하는 전략, 또는 종합적 해충 관리 접근법을 통해 저항성의 발달 속도를 늦출 수 있다.

행동적 저항성은 해충이 특정 살충제나 위험 요소를 감지하고, 이를 회피하거나 노출을 최소화하는 행동 패턴의 변화를 통해 생존율을 높이는 현상을 말한다. 이는 해충이 화학적 농약에 대한 내성을 획득하는 생리적 저항성과 구분되는 개념으로, 학습이나 본능에 기반한 행동 변화가 핵심이다. 예를 들어, 모기가 살충제가 처리된 모기장을 피해 다른 경로로 실내로 침입하거나, 진딧물이 약제가 분무된 식물 부위를 기피하는 행동이 여기에 해당한다.

이러한 저항성은 해충이 감각 기관을 통해 위험 신호를 인지하고, 이를 회피하는 방향으로 행동을 수정함으로써 발현된다. 곤충의 경우 후각을 통한 화학 물질 탐지나 접촉 감각이 주요 수단이 된다. 행동 변화는 단순한 회피에서부터 먹이 탐색 시간, 산란 장소 선택, 은신처 변경에 이르기까지 다양하게 나타난다. 이는 개체의 생존을 도와 해당 행동 특성을 가진 유전자가 다음 세대로 전달될 가능성을 높여, 결국 개체군 수준에서 저항성이 진화하는 결과를 낳는다.

행동적 저항성은 저항성 관리에 있어 복잡한 과제를 제기한다. 해충이 약제를 회피하면 실제로는 생리적 내성이 없더라도 살충 효과가 현저히 떨어지기 때문이다. 따라서 효과적인 해충 관리를 위해서는 단일 약제의 반복 사용을 피하고, 해충의 행동 패턴을 교란할 수 있는 물리적 방법(예: 유인 트랩, 차단 장치)이나 생물적 방제 등을 통합 해충 관리 전략에 결합하는 것이 중요하다.

생태적 저항성은 해충이 살충제나 다른 제어 수단에 노출되는 것을 줄이는 생태학적 특성이나 행동 패턴을 통해 저항성을 나타내는 현상이다. 이는 개체의 생리적 변화보다는 개체군 수준의 생태적 특성 변화에 기반한다. 대표적인 예로는 살충제가 도달하기 어려운 은신처를 이용하거나, 살포 시간대를 피해 활동하는 회피 행동, 또는 번식 장소를 변경하는 생태적 적응이 포함된다.

예를 들어, 일부 해충은 농약이 집중적으로 살포되는 작물의 특정 부위를 피해 다른 부위에서 서식하거나, 야간에만 활동하여 낮 시간대의 약제 살포를 회피할 수 있다. 또한, 일차 기주 식물 대신 다른 식물을 선호하는 기주 전환 행동도 생태적 저항성의 한 형태로 볼 수 있다. 이러한 적응은 해충이 제어 약제에 직접적으로 노출되는 빈도와 강도를 감소시켜, 개체군 전체의 생존율을 높이는 결과를 낳는다.

이러한 저항성은 통합 해충 관리 전략을 설계할 때 중요한 고려 사항이 된다. 단일한 살포 방법이나 시기에 의존하면 해충이 쉽게 생태적 회피 전략을 진화시킬 수 있기 때문이다. 따라서 작물 순환, 간작, 적절한 살포 시기 조절, 다양한 제어 방법의 병용 등은 생태적 저항성의 발달을 지연시키는 데 기여할 수 있다. 생태적 저항성에 대한 이해는 해충 개체군 생태학 연구와 더불어 지속 가능한 농업을 위한 실질적인 관리 전략 수립의 기초가 된다.

표적 부위 변이는 해충이 살충제나 항생제와 같은 물질의 작용 지점, 즉 표적 부위 자체를 변화시켜 저항성을 획득하는 메커니즘이다. 이는 저항성 발생 메커니즘 중 생리적 저항성에 해당하는 주요 경로 중 하나로, 약물이 정상적으로 결합하여 생리적 기능을 방해하지 못하도록 한다.

이러한 변이는 주로 단백질을 구성하는 아미노산 서열의 돌연변이에 의해 발생한다. 예를 들어, 신경계의 아세틸콜린에스테라제 효소에 작용하는 유기인계 살충제의 경우, 효소 활성 부위의 아미노산이 변이되면 살충제가 효소에 결합하는 친화력이 크게 감소한다. 이로 인해 살충제는 표적 효소를 억제하지 못하고 해충은 정상적인 신경 신호 전달을 유지하며 생존할 수 있게 된다. 초파리나 바퀴벌레 등에서 이러한 저항성 사례가 보고되었다.

표적 부위 변이에 의한 저항성은 특정 약제 계급에 대해 매우 높은 수준의 저항성을 초래할 수 있으며, 이는 교차 저항성으로 이어지는 경우가 많다. 동일한 표적 부위를 공유하는 다른 약제들에도 동시에 저항성을 보이기 때문이다. 따라서 이러한 저항성 메커니즘이 확인된 경우, 표적이 다른 작용 기전의 살충제를 선택하여 저항성 관리 전략을 수립하는 것이 중요하다.

대사적 해독 작용 증가는 해충이 살충제와 같은 유해 물질을 체내에서 분해하거나 무독화하여 저항성을 획득하는 주요 생리적 메커니즘 중 하나이다. 이는 해충의 간 또는 지방체와 같은 조직에 존재하는 효소 시스템의 활성이 증가하거나 발현량이 많아짐으로써 일어난다. 이러한 효소들은 살충제 분자를 화학적으로 변형시켜 물에 더 잘 녹거나 배설하기 쉬운 형태로 만들거나, 직접 분해하여 독성을 없앤다. 대표적인 효소군으로는 시토크롬 P450 단일산소효소, 글루타티온 S-전이효소, 카복시에스테라아제 등이 있으며, 이들은 종종 함께 작용하여 복잡한 해독 경로를 형성한다.

이러한 대사적 저항성은 특히 동일한 작용 기전을 가진 살충제 군 내에서 교차 저항성을 유발하는 주요 원인이 된다. 예를 들어, 한 종류의 유기인계 살충제에 대해 P450 효소의 활성이 증가한 해충 개체군은 화학 구조가 유사한 다른 유기인계 살충제에 대해서도 저항성을 나타낼 수 있다. 더욱이 서로 다른 계열의 살충제를 분해할 수 있는 여러 효소 시스템이 동시에 발현되면 복합 저항성이 발생하여 농약 저항성 관리를 더욱 어렵게 만든다.

대사적 해독 능력의 증가는 주로 유전자 증폭이나 발현 조절 부위의 변이와 같은 유전적 변이에 기인한다. 살충제의 반복적 사용은 이러한 변이를 가진 개체에게 강한 선택 압력을 가하여, 시간이 지남에 따라 개체군 내에서 해당 유전형의 비율을 급격히 높인다. 이 과정은 해충 개체군 유전학의 기본 원리에 따른 진화의 한 사례이다.

현대 농업과 보건 분야에서는 이러한 대사적 저항성 메커니즘을 이해하는 것이 매우 중요하다. 이를 바탕으로, 효소 활성을 억제하는 저항성 붕괴제를 살충제와 혼용하거나, 해독 경로가 다른 살충제를 교대로 사용하는 로테이션 전략 등이 개발되어 저항성 발달을 지연시키기 위한 종합적 해충 관리 프로그램에 활용되고 있다.

침투율 감소는 해충이 살충제의 체내 흡수를 줄이는 방식으로 발달시키는 생리적 저항성 메커니즘 중 하나이다. 이는 약제가 해충의 외부 표피나 소화관 벽을 통과하여 작용 부위에 도달하는 것을 물리적으로 방해함으로써 효과를 감소시킨다. 주로 곤충의 큐티클 구조가 두꺼워지거나 구성 성분이 변화하여 지용성 약제의 침투를 어렵게 만드는 경우가 많다.

이러한 저항성은 특정 약제에 대한 내성뿐만 아니라 화학 구조가 유사한 다른 약제에 대한 교차 저항성을 유발할 수도 있다. 침투율 감소는 대사적 해독이나 표적 부위 변이와 같은 다른 저항성 메커니즘과 함께 복합적으로 작용하여 해충의 생존율을 더욱 높이는 경우가 흔히 관찰된다. 농업 현장에서는 이로 인해 동일한 살충제의 효과가 점차 떨어지는 결과를 초래한다.

침투율 감소의 진화는 살충제의 반복적 사용이라는 강한 선택 압력 하에서 발생한다. 침투가 어려운 두꺼운 큐티클을 가진 개체들이 생존하여 번식함으로써, 해당 형질이 개체군 내에 빠르게 확산되는 것이다. 이는 저항성 관리 전략을 수립할 때 고려해야 할 중요한 요소가 된다.

회피 행동은 해충이 살충제와 같은 유해 물질에 노출되는 것을 피하기 위해 행동 패턴을 변화시키는 것을 말한다. 이는 해충이 살충제를 직접 대사하거나 무력화시키는 생리적 저항성과는 구분되는, 행동적 저항성의 한 형태이다. 해충은 살충제가 처리된 표면을 피하거나, 살포 시간대에 활동을 줄이는 등의 행동 변화를 통해 생존율을 높인다. 예를 들어, 모기가 살충제가 도포된 모기장에 접근하지 않거나, 벼멸구가 약제 처리된 논에서 벗어나는 것이 이에 해당한다.

이러한 행동 변화는 종종 유전적 기반을 가지며, 강한 선택 압력 하에서 개체군 내에 빠르게 확산될 수 있다. 해충은 살충제의 냄새, 맛, 또는 접촉 감각을 통해 유해 물질을 감지하고 회피 반응을 보인다. 특히 살충제의 반복적이고 광범위한 사용은 이러한 회피 행동을 발달시키는 주요 원인이 된다. 이는 해충 방제의 효과를 저하시키고, 새로운 방제 전략의 필요성을 촉구한다.

회피 행동은 화학적 방제뿐만 아니라 생물학적 방제에도 나타날 수 있다. 예를 들어, Bt 독소를 생산하는 유전자 변형 작물을 피해 다른 식물로 이동하는 해충의 행동이 보고된 바 있다. 이는 통합 해충 관리 전략을 수립할 때 고려해야 할 중요한 요소이며, 단일 방제 수단에 의존하기보다는 다양한 방법을 조합하여 해충이 특정 스트레스 요인에 적응하는 것을 지연시켜야 함을 시사한다.

해충의 저항성은 선택 압력 하에서 유전적 변이가 다음 세대로 전달되면서 진화한다. 살충제를 반복적으로 사용하면, 그 약제에 민감한 개체들은 대부분 죽지만, 우연히 저항성 유전자를 가진 소수의 개체들은 생존한다. 이러한 생존 개체들은 번식하여 그 자손에게 저항성 유전자를 물려주게 되고, 결과적으로 개체군 내에서 저항성 유전자의 빈도가 점차 증가하게 된다. 이 과정은 자연 선택의 한 형태로, 인간이 만든 강력한 선택 압력에 의해 가속화된다.

저항성의 진화 속도는 여러 요인에 의해 영향을 받는다. 저항성 유전자의 초기 빈도, 유전 방식(우성인지 열성인지), 해충의 세대 시간과 번식률, 그리고 살충제의 사용 강도와 지속 기간 등이 주요 변수이다. 예를 들어, 짧은 생애 주기와 높은 번식률을 가진 진딧물이나 파리 같은 해충은 빠르게 저항성을 진화시킬 수 있다. 또한, 동일한 작용 기전을 가진 살충제만을 지속적으로 사용하는 것은 특정 저항성 유전자에 대한 선택 압력을 극대화하여 저항성 발달을 촉진한다.

저항성 유전자는 개체군 내에서 수직으로, 즉 부모로부터 자손에게 전달되는 것이 일반적이다. 그러나 경우에 따라서는 수평적 유전자 전이를 통해 다른 종이나 균주 사이에서 저항성 유전자가 이동할 수도 있다. 특히 세균에서 항생제 저항성 유전자가 플라스미드를 매개로 전파되는 것과 유사한 메커니즘이 일부 해충에서도 보고된다. 이러한 전파 경로는 저항성의 확산을 더욱 복잡하고 빠르게 만드는 요인으로 작용한다.

따라서 저항성 관리는 단순히 해충을 죽이는 것을 넘어, 개체군 수준에서 저항성 유전자의 발현과 확산을 늦추는 전략을 필요로 한다. 저항성 관리 프로그램은 다양한 작용 기전의 약제를 교대로 사용하거나, 살충제의 사용을 최소화하며, 생물적 방제나 물리적 방제 등 종합적 해충 관리 전략을 통합하여 선택 압력을 분산시키는 데 중점을 둔다.

저항성 유전자의 수평 전이는 해충이 살충제에 대한 저항성을 획득하는 주요 경로 중 하나이다. 이는 부모로부터 자손에게 유전 물질이 전달되는 수직 전이와 달리, 동일 세대 내 다른 개체나 심지어 다른 종 사이에서 유전자가 직접 이동하는 현상을 의미한다. 특히 세균이나 바이러스와 같은 미생물을 매개로 하거나, 플라스미드나 트랜스포존 같은 이동성 유전 요소를 통해 발생할 수 있다.

이 과정은 해충 개체군 내에서 저항성의 확산 속도를 가속화한다. 예를 들어, 살충제에 저항성을 가진 세균이 해충의 장내 미생물군에 정착한 후, 그 저항성 유전자를 해충 게놈으로 전이시킬 수 있다. 또는 플라스미드를 통해 저항성 유전자가 다른 개체로 빠르게 전파될 수 있다. 이는 선택 압력에 의한 점진적인 진화보다 훨씬 빠르게 저항성 개체군이 형성되는 결과를 낳는다.

농업 현장에서는 화학 농약의 남용이 이러한 수평 전이를 촉진할 수 있는 환경을 제공한다. 살충제가 해충뿐만 아니라 주변 환경의 미생물에도 지속적으로 노출되면, 해당 미생물들 사이에서 저항성 유전자의 교환이 활발해진다. 이후 해충이 이러한 미생물을 섭취하거나 접촉함으로써 저항성을 획득하는 악순환이 발생할 수 있다.

따라서 저항성 관리 전략을 수립할 때는 해충 자체의 유전학적 변화뿐만 아니라, 그들을 둘러싼 생태계 내에서 일어나는 미생물 간 유전자 이동이라는 복잡한 상호작용도 고려해야 한다. 통합 해충 관리는 살충제 사용을 최소화하여 이러한 수평 유전자 전이의 기회를 줄이는 데 기여할 수 있다.

해충이 특정 살충제에 대한 저항성을 획득하면, 화학 구조나 작용 기전이 유사한 다른 살충제들에도 저항성을 보이는 경우가 있다. 이를 교차 저항성이라고 한다. 예를 들어, 파이레스로이드 계열의 한 종류에 저항성을 가진 모기는 동일 계열의 다른 살충제에도 저항성을 나타낼 수 있다. 이는 저항성 메커니즘이 특정 화학 구조나 표적 부위를 공유하기 때문에 발생한다.

반면, 복합 저항성은 하나의 해충 개체군이 서로 다른 작용 기전을 가진 두 가지 이상의 살충제 클래스에 동시에 저항성을 보이는 현상을 말한다. 이는 해충이 표적 부위 변이, 대사적 해독 증가, 침투율 감소 등 서로 다른 여러 저항성 메커니즘을 함께 보유하고 있기 때문에 일어난다. 복합 저항성은 농업 현장에서 사용 가능한 화학적 방제 수단을 현저히 줄여 관리에 큰 어려움을 준다.

교차 및 복합 저항성의 발생은 주로 선택 압력 하에서 해충 개체군 내의 유전적 변이가 축적되고 강화되면서 진행된다. 특정 살충제의 반복적이고 과도한 사용은 해당 약제뿐 아니라 관련 약제군에 대한 저항성 진화를 촉진한다. 이는 결국 화학적 농약의 효과를 감소시키고, 더 강력하거나 새로운 약제의 사용을 유발하는 악순환을 만들어낸다.

이러한 문제를 완화하기 위해 저항성 관리 프로그램이 중요시된다. 핵심 전략은 서로 다른 작용 기전을 가진 살충제를 로테이션하거나 혼합하여 사용하고, 화학적 방제에만 의존하지 않는 통합 해충 관리 전략을 채택하는 것이다. 이를 통해 저항성 발달 속도를 늦추고 화학적 농약의 수명을 연장할 수 있다.

저항성 관리 프로그램은 해충이 특정 방제 수단에 대한 저항성을 발달시키는 것을 지연하거나 방지하기 위해 설계된 체계적인 접근법이다. 이러한 프로그램은 주로 농업 분야에서 살충제 저항성을 관리하기 위해 널리 적용되며, 보건 분야에서 모기와 같은 질병 매개체를 통제할 때도 중요하게 사용된다. 핵심 목표는 효과적인 해충 방제 수단의 수명을 연장하고, 대체 방제 전략의 개발과 통합을 촉진하는 데 있다.

효과적인 저항성 관리 프로그램은 일반적으로 몇 가지 핵심 원칙을 기반으로 한다. 첫째는 다양한 작용 기전을 가진 살충제를 교대로 또는 혼합하여 사용하는 교대 사용 전략이다. 이는 해충 개체군에 단일한 선택 압력을 지속적으로 가하는 것을 피하기 위함이다. 둘째는 경제적 피해 수준을 고려한 살충제 사용으로, 불필요한 적용을 최소화하여 저항성 발달에 기여하는 선택 압력을 줄인다. 셋째는 통합 해충 관리 전략의 일환으로 생물적 방제, 작물 재배 관리, 물리적 방제 등 비화학적 방법을 적극적으로 활용하는 것이다.

구체적인 프로그램의 예로는 옥수수 재배 시 Bt 독소를 생산하는 유전자 변형 작물에 대한 저항성 관리를 들 수 있다. 이 경우, 비-Bt 작물을 일정 비율로 재배하는 '비저항성 유전자 은신처' 전략이 프로그램의 핵심 요소로 사용된다. 이는 저항성 유전자를 가진 해충이 감수성 유전자를 가진 개체와 교배할 기회를 제공하여, 저항성 유전자의 고정을 늦추는 역할을 한다. 또한, 모기 퇴치 프로그램에서는 공중 살포용 살충제의 주성분을 주기적으로 교체하고, 모기장 사용과 같은 물리적 방어 수단을 강조한다.

저항성 관리 프로그램의 성공은 지속적인 해충 모니터링과 저항성 수준에 대한 정기적인 검사를 통해 평가된다. 이를 통해 프로그램의 전략을 신속하게 조정할 수 있다. 궁극적으로 이러한 프로그램은 해충 방제의 지속 가능성을 높이고, 새로운 저항성 발생에 대응하는 데 필수적인 도구로 인식된다.

IPM(통합 해충 관리)은 해충 저항성 발생을 지연시키거나 억제하기 위한 핵심적인 관리 전략이다. IPM은 단일한 해충 방제 방법에만 의존하기보다는, 생물학적 방제, 경종적 방제, 물리적 방제, 화학적 방제 등 다양한 방법을 조합하여 적용한다. 이 접근법은 해충 개체군에 가해지는 선택 압력을 분산시켜, 특정 방제 수단(예: 특정 살충제)에 대한 저항성 진화 속도를 늦추는 데 목적이 있다. 예를 들어, 천적을 활용한 생물학적 방제와 교대로 다른 작용기전의 농약을 사용하는 것은 해충이 한 가지 저항성 메커니즘만으로 생존하기 어렵게 만든다.

저항성 지연을 위한 구체적인 IPM 전술로는 살충제의 교대 사용, 살충제의 혼합 사용, 살충제 사용량과 빈도의 최소화, 경제적 피해 수준 개념에 기반한 방제 결정 등이 있다. 또한, 저항성 모니터링을 정기적으로 실시하여 저항성 발달 초기 단계를 탐지하고, 대응 전략을 신속히 조정하는 것이 중요하다. 이러한 종합적인 관리 체계는 농업 생태계의 건강을 유지하면서도 화학 농약에 대한 의존도를 낮추는 데 기여한다.

살충제 저항성을 보이는 대표적인 해충으로는 모기가 있다. 특히 말라리아를 매개하는 아노펠레스속 모기와 뎅기열을 매개하는 이집트숲모기는 전 세계적으로 다양한 종류의 살충제에 대한 저항성을 발달시켜 왔다. 이들은 DDT를 비롯한 유기염소계 살충제, 유기인계 살충제, 카바메이트계 살충제, 그리고 최근에 널리 사용되는 피레스로이드계 살충제에 이르기까지 광범위한 저항성을 나타낸다. 이러한 저항성은 살충제 처리 모기장의 효과를 감소시키고 질병 통제 프로그램에 큰 장애물로 작용한다.

농업 분야에서는 담배가루이, 진딧물, 응애 등 다양한 흡즙성 해충이 살충제 저항성 문제를 일으킨다. 예를 들어, 담배가루이는 신경독성 살충제와 생장 조절제에 대한 저항성을 빠르게 발달시키는 것으로 알려져 있다. 벼의 주요 해충인 벼멸구 또한 살충제에 대한 저항성 발달이 보고되어 벼 재배에 지속적인 위협이 되고 있다. 이러한 해충들은 단일 작물의 대규모 재배와 살충제의 반복적 사용이라는 강한 선택 압력 하에서 저항성 개체군이 급속히 증가한다.

저항성 발달은 해충의 생리적 특성 변화에 기인한다. 주요 메커니즘으로는 살충제의 표적 부위인 신경세포의 이온 채널이나 효소의 구조가 변이되어 약제가 결합하지 못하는 표적 부위 변이와, 해충의 해독 효소 계통이 활성화되어 살충제를 무독성 물질로 분해하는 대사적 해독 작용 증가가 있다. 예를 들어, 많은 모기와 농업 해충에서 시토크롬 P450 효소의 과발현이 관찰되며, 이는 다양한 살충제를 분해하는 데 관여한다.

살충제 저항성 문제를 관리하기 위해서는 교차 저항성과 복합 저항성을 이해하는 것이 중요하다. 교차 저항성은 한 가지 살충제에 대한 저항성이 화학적 구조나 작용 기전이 유사한 다른 살충제에도 효과를 발휘하는 현상이다. 복합 저항성은 하나의 해충 개체군이 서로 다른 작용 기전을 가진 여러 종류의 살충제에 동시에 저항성을 갖는 것을 말한다. 이러한 현상들은 사용 가능한 살충제의 선택지를 제한하며, 통합 해충 관리 전략의 일환으로 살충제 로테이션 프로그램을 수립하고 비화학적 방제법을 적극 도입할 필요성을 강조한다.

Bt 독소 저항성 해충은 Bt 작물이 생산하는 크리스탈 단백질 독소에 대해 저항성을 발달시킨 해충을 가리킨다. Bt 작물은 옥수수, 목화, 대두 등 주요 작물에 널리 재배되며, 초기에는 특정 해충에 대해 높은 방제 효과를 보였다. 그러나 지속적인 노출은 해충 개체군에 강한 선택 압력을 가하여, Bt 독소에 민감하지 않은 개체만이 생존하고 번식하게 만든다. 이로 인해 시간이 지남에 따라 저항성 개체의 비율이 증가하게 된다.

Bt 독소 저항성이 확인된 대표적인 사례로는 옥수수뿌리굴채널벌레가 있다. 이 해충은 미국의 옥수수 재배 지역에서 Bt 옥수수에 대한 현장 수준의 저항성을 보여주었으며, 이는 심각한 경제적 피해를 초래했다. 또한, 목화나방과 옥수수멸구와 같은 해충에서도 실험실 조건이나 제한된 지역에서 Bt 독소에 대한 저항성이 보고된 바 있다.

Bt 독소 저항성의 발생을 지연시키기 위해 저항성 관리 전략이 필수적으로 적용된다. 가장 일반적인 전략은 비저항성 유전자를 유지하기 위한 피난처 구역을 설정하는 것이다. 이는 Bt 작물이 재배되는 농장 내에 일정 비율(예: 20%)의 비-Bt 작물을 함께 재배하여, Bt 독소에 민감한 해충 개체군이 유지될 수 있도록 하는 방법이다. 이를 통해 저항성 유전자의 확산 속도를 늦출 수 있다.

Bt 저항성 관리의 성패는 통합 해충 관리 프로그램의 일환으로 다양한 방제 수단을 조화롭게 활용하는 데 달려 있다. 작물 순환, 경종적 방제, 생물학적 방제 등을 병행하고, 새로운 작용 기전을 가진 Bt 단백질을 발현하는 스택트 유전자 작물을 개발하여 저항성 진화에 대응하는 연구가 지속되고 있다.