수염풍뎅이(Polyphylla laticollis manchurica)는 과거에는 흔히 발견되었으나, 1970년대 이후 한반도 내 개체수 가 급격히 감소하여 2005년 환경부에 의해 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정되었다. 또한 해당종의 분자생물학적 연구는 멸종위기종이라는 특성으로 인해 제한적으로 진행되었다. 그로 인해 NCBI 등 공공 데이터베이스에서 제공되는 서열정보들 또한 부족한 실정이다. 이 연구는 이러한 한계를 극복하고 수염풍뎅이의 유전적 특성을 규명하기 위해 생물정보학적 기술을 활용하여 전사체 분석을 진행하였다. Illumina HiSeq 2500 플랫폼을 사용하여 53,433,048개의 RNA reads를 얻었으며, Trinity와 TGICL을 이용한 De novo 어셈블리 분석을 통해 18,172개의 unigenes를 생성하였다. 생성된 unigenes는 GO, KOG, KEGG, PANM DB를 활용하여 annotation을 진행하였다. 그 결과, GO 분석에서는 ‘binding and catalytic activities’와 관련된 항목이 높은 발현을 보였으며, KOG 분석의 경우 ‘Cellular Processes and Signals’ 범주가 높은 비율을 나타내었다. KEGG 분석을 통해 2,118개의 unigenes가 metabolic 카테고리에 annotation된 것을 확인하였다. SSR 모티프 분석에서는 AT/AT (42.90%) 모티프, AAT/ATT (13.13%) 모티프 순으로 많이 나타나는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 분석한 결과 들을 이용하여 유전자원 및 종 정보를 실시간 제공 및 정보 공유가 가능하도록 Database 및 web-interface를 구축하 였으며, 이러한 자료들은 국내 멸종위기종인 수염풍뎅이의 고유한 유전적 특성을 발굴 및 확보할 수 있는 기반자 료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

장내 미생물 군집은 소화 과정, 면역 시스템, 질병 발생 등 숙주의 다양한 면에 광범위한 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 주요 장내 미생물 종은 숙주의 생리 기능에 핵심적인 역할을 수행한다고 발표된 바 있다. 곤충의 장내 미생물 군집에 관한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있으며, 이들 연구는 주로 장내 미생물 군집과 기생충, 병원체 간의 상호작용, 종간의 신호 전달 네트워크, 먹이의 소화 과정 등을 중심으로 이루어지고 있다. 이러한 연구들은 대부분 Illumina MiSeq을 활용하여 16S rRNA 유전자의 V1부터 V9 영역 중 선택된 특정 부분을 대상으로 짧은 서열 정보를 대상으로 진행되었다. 그러나, 최근에는 PacBio HiFi 기술이 상용화되면서 16S rRNA의 전장 분석이 가능할 수 있게 되었다. 이번 연구는 장수말벌(Vespa mandarinia)의 해부를 통해 gut과 carcass 부분을 분리한 뒤, 각 샘플을 Illumina MiSeq과 PacBio HiFi 기술을 활용하여 미생물 군집 간의 차이점을 확인하기 위하여 수행되었다.

Haemaphysalis longicornis는 사람과 동물에게 여러 심각한 병원체를 전달하는 주요 매개체로, 한반도에 널리 분포하고 있다. H. longicornis는 Rickettsia spp., Borrelia spp., Francisella spp., Coxiella spp., 그리고 중증열성혈소판 감소증후군 바이러스 (SFTS virus) 등을 매개하는 것으로 알려져 있다. 국내에 서식하는 H. longicornis의 미생물 군집과 관련된 연구는 많이 진행되지 않은 것으로 확인되었다. 이 연구는 한반도 내 다양한 지역에서 채집된 H. longicornis의 미생물군집 다양성을 지역별, 성장 단계 및 성별에 따라 분석하였다. 2019년 6월부터 7월까지 질병관리청 권역별기후변화매개체감시거점센터 16개 지역에서 채집한 H. longicornis의 16S rRNA 유전자 V3-V4 영역을 PCR로 증폭 후 Illumina MiSeq 플랫폼으로 시퀀싱하였다. Qiime2를 활용한 미생물 다양성 분석을 통해 총 46개의 샘플에서 1,754,418개의 non-chimeric reads를 얻었으며, 평균 126개 의 operating taxonmic unit (OTU) 을 식별하여 총 1,398개의 OTU를 확인하였다. 대부분의 지역에서 Coxiella spp.가 우점종으로 나타났으며, 특히 Coxiella endosymbiont는 가장 높은 우점도를 보이며, Coxiella burnetii와 계통 발생 학적으로 유사한 것으로 확인되었다. 이 연구를 통해 분석된 결과는 각 지역의 H. longicornis 미생물군집 데이터 베이스 구축에 활용되었으며, 이를 통해 지역별 미생물군집의 특이성을 식별할 수 있게 하였다. 이는 한반도의 H. longicornis에 의한 질병 전파 연구와 이를 통한 공중보건 개선에 기여할 것으로 기대된다.

지속적인 기후변화로 인해 매개 곤충을 통한 다양한 신종감염병이 국제적으로 확산되고 있으며, 발생빈도 또한 증가하는 추세이다. 이러한 매개질병을 관리하기 위해서는 질병을 매개하는 매개체에 대한 정보와 지속적 인 모니터링이 필요하다. 이 연구는 제3급 법정 감염병으로 지정된 중증열성혈소판감소증후근(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome, SFTS) 및 라임병(Lyme disease) 등의 매개체로 알려져 있는 참진드기를 대상으로 충남 당진 일대에서 2018년부터 2023년까지 총 6년, 4월-11월의 기간동안 월 1회 4개의 환경(무덤, 산길, 잡목림, 초지)에서 드라이아이스 유인트랩을 사용하여 발생밀도를 조사하였다. 그 결과 2018년 16,996마리, 2019년 16,698마리, 2020년 6,417마리, 2021년 7,380마리, 2022년 3,451마리, 2023년 3,465마리로, 총 54,407마리가 채집되 었으며, 초지에서 가장 많이 채집되었다. 채집된 참진드기는 2속 3종으로 작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis), 개피참진드기(H. flava), 일본참진드기(Ixodes nipponensis)이며, 작은소피참진드기 (H. longicornis) 가 42,489마리(78.09%)로 높은 우점도를 보였으며, SFTS 보유 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 Nested RT-PCR 단계를 걸쳐 전기영동을 수행하였으나 양성 검체는 0건으로 확인되었다. 이러한 연구 결과는 SFTS의 주요 매개 체인 참진드기 발생 양상 파악 및 매개 질병 관리 전략 수립에 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

국립기상연구소의 보고에 의하면 최근 한반도의 기온 상승으로 인해 온대내륙성 기후형에 속했던 지점은 온대해양성 기후형으로, 온대해양성 기후형은 아열대습윤 기후형으로 변화하고 있다. 이러한 한반도의 기후 변화는 환경 변인에 민감한 질병 매개 곤충의 분포와 밀도 변화에 영향을 미칠 수 있어 지속적인 모니터링이 중요하다. 이 연구는 철새도래지 내 발생 및 유입될 수 있는 모기와 관련 바이러스 감염률을 확인하기 위해 충남 당진의 철새도래지에서 BG-sentinel trap 및 LED trap을 사용하여 2021년부터 2023년까지 4-11월간 월 2회 수행하 였다. 채집된 모기는 총 3,723마리로, 4속 16종을 확인하였다. 그 중 금빛숲모기 (Aedes (Aedimorphus) vexans nipponii) 가 1,711마리(45.96%)로 가장 높은 우점도를 나타냈으며, 흰줄숲모기 (A. (Stegomyia) albopictus) 와 큰검 정들모기 (Armigeres (Armigeres) subalbatus) 각각 588마리(15.79%), 빨간집모기 (Culex (Culex) pipiens pallens) 269마리(7.23%)로 나타났다. 채집된 모기의 Flavi-virus 감염 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 RT-PCR을 통해 확인하였으나, 모두 음성으로 확인되었다. 이러한 연구 결과들은 기후변화에 맞추어 변화하는 감염병 매개 모기 의 발생 현황을 감시·예측하는데 유의한 자료로 활용될 수 있으며, 향후 모기 매개 질환 발생을 예측하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

털진드기 유충 (Acari: Trombiculidae)은 쯔쯔가무시증을 전파하는 주요 매개체이다. 털진드기 유충의 발생량 은 가을철에 증가하는 것으로 알려져 있지만, 환경 및 시기에 따라 발생 패턴이 다르게 나타날 수 있어 각 지역에 대한 조사가 필요하다. 이 연구는 충남 예산의 털진드기 발생 양상을 확인하기 위해 2017년부터 2023년까지 36-51 주차 (9-12월)에 걸쳐 현장 조사를 수행하였다. 논, 밭, 수로, 초지에 5m 간격으로 털진드기 트랩을 환경별로 5개씩 설치하여 채집하였다. 그 결과 총 3,257개체로 2017년 1,104마리, 2018년 785마리, 2019년 650마리, 2020년 160마 리, 2021년 139마리, 2022년 233마리, 2023년 186마리 채집되었다. 동정 결과 5속 12종이 확인되었으며 둥근혀털 진드기(Neotrombicula tamiyai)가 1,882개체(57.78%)로 우점도가 가장 높게 나타났다. 이러한 발생 양상에 관한 연구는 매개 질환의 예방 및 관리 전략 수립에 있어 중요한 기초 자료로 활용될 수 있으므로 지속적인 연구와 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.

노지 나방류 해충인 담배거세미나방 방제를 위한 유충기생성 천적 2종인 긴등기생파리와 예쁜가는배고치벌 의 방사조건을 확립하고자 콩 재배포장에서 방사거리 및 방사밀도별 기생율을 조사하였다. 긴등기생파리는 방사 후 24시간 이내 방사지점으로부터 10m까지 이동하여 나방류 유충을 기생하였으며, 예쁜가는배고치벌도 방사지점으로부터 15m에서도 기주유충에 산란하여 고치가 형성된 것이 확인되었다. 긴등기생파리는 면적당 방사밀도가 높아질수록 기생율이 증가했으며, ㎡당 0.15마리(천적:해충=1:5) 방사했을 때 평균기생율 63.1%로 나타났다. 예쁜가는배고치벌은 긴등기생파리와 같은 방사밀도에서 평균기생율 47.8%로 확인되었으나, 방사 밀도에 따른 기생율 차이는 없었다.

M. pruinosa has been found on 98 families and 345 species of plants, indicating a wide host range. Since its first report in a persimmon orchard in Gimhae in 2009, it had spread to 126 municipalities over 12,429 ha. Because of powerful dispersal ability, it’s difficult to control with insecticides. Therefore, it is necessary to reduce the population density through the release of M. pruinosa’s natural enemy, N. typhlocybae. N. typhlocybae females prey on or externally parasitize the nymphs of M. pruinosa. This natural enemy was introduced from Italy in 2017 through an international cooperative project between National Institute of Agricultural Sciences and University of Padova for controlling the sporadic pest, Metcalfa pruinosa. This study reported the results of mass rearing N. typhlocybae indoors and releasing them outdoors from 2020 to 2023 in 21 regions nationwide, showing an average parasitism rate of 27.3% and an average production of 7.9 cocoons per host, suggesting the possibility of their establishment in Korea.

2023년에 국내에서 보고된 적이 없던 외래흰개미 3종이 각각 인천, 서울, 창원에서 발견되었다. 종 동정 결과, 인천에서 출현한 종(Coptotermes gestroi)은 Subterranean termite로 밝혀졌으며, 서울과 창원에서 출현한 종 (Cryptotermes domesticus, Incisitermes minor)은 Drywood termite로 밝혀졌다. 본래 우리나라에는 Subterranean termite 흰개미가 2종이 분포하고 있다고 보고되어 있었으나, 새로운 과 또는 속의 외래흰개미가 발견되면서 국민 들의 우려가 커지고 있다. 국내에서는 일부 외래흰개미를 법적으로 지정(유입주의 생물 2종, 관리병해충 15종)하 여 관리하고 있는데, 해당 흰개미와 그 외의 신규 흰개미의 출현으로 인한 피해가 우려되는 상황이다. 본 연구에서 는 ‘23년 유입된 3종 및 기존 법정관리 외래흰개미, 그리고 국내 유입과 위해가 우려되는 외래흰개미 5과 (Archotermopsidae, Kalotermitidae, Rhinotermitidae, Termitidae, Termopsidae)를 조사하였으며, 이들의 생태적 특 징과 외국의 사례를 통해 외래흰개미 대비 방법에 대하여 고찰하였다.

서부마른나무흰개미(신칭)는(Incisitermes minor) 미국 서부와 멕시코 북부를 포함하여 북미 서부가 원산인 종이며 주택을 포함한 목조 구조물에 치명적인 해충이다. 국내에선 2023년 9월 외래생물신고센터를 통해 경남 창원시 진해구의 한 가정집에서 흰개미 유시충이 발견되었다는 민원 신고로 처음 확인되었다. 그 이후 주변 지역 조사 결과 민원인 주택 주변에서 군집비행하는 흰개미 유시충 및 목재 피해 흔적을 통해 군체를 발견 확인하였다. 또한, 최초발견지에서 약 1km 떨어진 한 아파트 단지의 정자 및 그 일대에서 추가 군체가 확인되었다. 본 연구에서 는 채집된 흰개미의 형태와 유전자 정보를 통해 대상종을 확인하였고, 발견 및 피해 상황 정보를 통해 향후 해당 종의 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

Calonecrinae represent a unique but small subfamily of Nitidulidae that is endemic to South Asia. Their habitats, the South Asian lowland forests, are under the imminent threat of degradation, posing a risk of rapid extinction for these species in their specific locales. Despite the looming threat to their existence, our understanding of this enigmatic group remains limited. We conducted an examination of museum and newly collected specimens, alongside a review of the literature, leading to the discovery of a new species, Calonecrus mindanaoensis, from Mindanao, Philippines. For the first time, the morphology of all immature stages of the Calonecrinae was described, with detailed photographs including SEM images. Additionally, their natural history was uncovered for the first time, revealing that all life stages are uniquely adapted to spending their entire life cycle within sticky resin. We re-evaluated the phylogenetic placement of the Calonecrinae by constructing a phylogenetic tree based on the mitochondrial genome. Calonecrinae are positioned within the Epuraeinae clade and show significant affinity with the genus Trimenus. Consequently, this study proposes reclassifying Calonecrinae as Calonecrini stat nov, an extremely modified tribe within the Epuraeinae.

단백질의 구조 예측은 생명 과학 및 의약학 분야의 핵심적인 연구 주제 중 하나로, 단백질의 기능 및 상호작용을 이해하기 위한 주요 정보를 제공할 수 있어 다양한 연구가 수행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 최근 Google DeepMind의 AlphaFold2가 등장하였으며, 단백질 구조 예측 성능을 대폭 향상시켜 CASP(Critical Assessment of Protein Structure Prediction)에서 뛰어난 평가점수를 받아 단백질 구조 예측 분야의 최신 기술을 크게 향상시켰다. 이러한 컴퓨터 기반의 단백질의 구조 예측 방법은, 고전적인 방법을 사용하여 직접 단백질 구조를 결정하는 방법 에 비해 매우 정확하고 빠르며 경제적인 비용으로 수행될 수 있어 단백질 구조 예측 및 생리학 연구를 수행하는 연구자들에게 유용한 방법론이 될 것으로 사료된다. 따라서 본 연구소에서는 곤충을 포함한 무척추 자생동물을 연구하는 연구자들을 위해 단백질 구조 예측을 수행할 수 있도록 64Core/128Threads의 CPU, 256GB의 RAM과 6장의 GeForce RTX 3090으로 이루어진 GPU(Graphical Processing Unit) 고성능 컴퓨터 시스템에 AlphaFold2 program을 구축하였다. 최근 인간을 대상으로 한 단백질 구조 예측 연구는 상당한 진전을 보이고 있지만, 곤충을 포함한 자연계의 동물을 대상으로 한 연구는 여전히 미비한 상황이다. 이러한 자생동물자원연구의 확대를 위해 본 연구소에서 구축한 GPU 시스템 및 생물정보학적 분석 방법이 많이 활용되어야 하며, 이를 위해서는 연구자들 의 협력과 참여가 필요하다.

Henricia specimens were collected using a dual approach of trimix scuba diving and fishing nets. This inclusive collection encompasses the discovery of two species highlighted in this study and introduces and provides comprehensive descriptions for Henricia kinkasana and Henricia longispina aleutica. The descriptions offered in this study were derived from the thorough examinations of external morphological characteristics. The documentation provides detailed insight into key traits related to the abactinal and actinal skeletons and spines of these newly recorded species in Korea. This comprehensive examination contributes to our understanding of the distinct morphological characteristics defining each species within the genus Henricia.

The WRK (Waste Repository Korea bentonite) compacted bentonite medium has been considered as the appropriate buffer material in the Korean SNF (Spent nuclear fuel) repository site. In this study, hydraulic properties of the WRK compacted bentonite core (4.5 cm in diameter and 1.0 cm in length) as the buffer material were investigated in laboratory experiments. The porosity and the entry pressure of the water saturated core at different confining pressure conditions were measured. The average velocity of water flow in the WRK compacted bentonite core was calculated from results of the breakthrough curves of the CsI aqueous solution and the hydraulic conductivity of the core was also calculated from the continuous flow core experiments. Because various gases could be generated by continuous SNF fission, container corrosion and biochemical reactions in the repository site, the gas migration property in the WRK compacted bentonite core was also investigated in experiments. The gas permeability and the average of gas (H2) in the core at different water saturation conditions were measured. Laboratory experiments with the WRK Compacted bentonite core were performed under conditions simulating the DGR environment (confining pressure: 1.5- 20.0 MPa, injection pressure: 1.0-5.0 MPa, water saturation: 0-100%). The WRK Compacted bentonite core was saturated at various confining pressure conditions and the porosity ranged from 27.5% to 43.75% (average: 36.75%). The calculated hydraulic conductivity (K) of the core using experimental results was 8.69×10-11 cm/s. The gas permeability of the core when the water saturation 0~58 % was ranged of 19.81~3.43×10-16 m2, representing that the gas migration in the buffer depends directly on the water saturation degree of the buffer medium. The average gas velocity in the core at 58% of water saturation was 9.8×10-6 m/s, suggesting that the gas could migrate fast through the buffer medium in the SNF repository site. Identification of the hydraulic property for the buffer medium, acquired through these experimental measurements is very rare and is considered to have high academic values. Experimental results from this study were used as input parameter values for the numerical modeling to simulate the long-term gas migration in the buffer zone and to evaluate the feasibility of the buffer material, controlling the radionuclide-gas migration in the SNF repository site.

2022년 10월부터 2023년 5월까지 친환경 딸기재배 농가에서 점박이응애는 칠레이리애응애와 사막이리응애, 진딧물은 콜레마니진디벌을 대상으로 하는 천적처리구와 유기농자재를 사용하는 관행방제구에서 천적의 해 충 밀도억제 효과를 조사하였다. 천적처리구에서 점박이응애 성충 밀도는 잎당 1.5마리 이하, 알은 4개 이하로 관리되었고, 사막이리응애는 잎당 최대 0.4마리까지 증가하여 점박이응애 밀도억제에 많은 영향을 미친것으로 보인다. 반면, 관행방제구에서 점박이응애 밀도는 천적 방사구에 비하여 오히려 많은 발생량을 보였지만, 3월 9일부터는 사막이리응애의 증가와 유기농자재의 효과로 점박이응애 밀도는 급격하게 감소하였다. 진딧물 천적 처리구에서 진딧물 밀도는 1월부터 발생하였으며 3월 상순에 잎당 0.3마리까지 증가하였으나 이후 감소하였고, 콜레마니진디벌은 진딧물 발생이 많지 않아 3.9마리/㎡(2회) 방사하는 데 그쳤다. 한편, 관행방제구 포장의 진딧 물은 유기농자재의 영향으로 거의 발생하지 않았다.

Ctenoplusia agnata (Lepidoptera: Noctuidae) is a polyphagous pest that damage on crops belonging to the Fabaceae and Brassicaceae, and it is known as a migratory pest. In this study, we investigated pattern of occurrence to trace invasion characteristics using sex pheromone traps and conducted genetic analysis of captured individuals while also exploring their correlation with air currents. Our findings suggest that C.agnata exhibits an annual occurrence of four generations in Korea, with the second or third generation, primarily active from July to September, posing a significant threat to soybean. Genetic analysis revealed the presence of 17 haplotypes, and trajectory modeling confirmed the influence of air currents from Kyushu, Japan and Zhejiang, China etc. These results are expected to be used as a comprehensive management of C.agnata and other migratory moth species.