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.

A seasonal chigger-borne disease surveillance program was established at Geoje in March, April, October, and November, 2023. Three species of 45 wild rodents were collected by using Sherman traps, including Apodemus agrarius (Species Ratio; SR 88.9%), Crocidura spp. (SR 8.9%), Micromys minutus (SR 2.2%) in Geoje, 2023. A total of 2,597 chiggers were collected from three species of the rodents in Geoje. The chigger mites were collected from A. agrarius (Chigger Index; CI 64.9) and C. spp. (CI 0.3) for Geoje. In the collection environments, a total number of 734, 659, 172, 520, and 512 chiggers were collected from a reservoir, a ditch, a rice paddy, a field, and a hill, respectively. In the results of the isolation of Orientia tsutsugamushi from the chigger mites, no pathogens were detected from the DNA of the 62 pools of the mites using a Polymerase Chain Reaction method in 2023.

A tick survey was conducted to monitor ticks using tick traps attached dry ice method at each four sites in Ulju and Gimhae counties, Gyeongsangnam-do from April to November, 2023. Two species belonging to one genera were collected with tick traps. A total of 1,064 ticks were collected as Haemaphysalis longicornis (Trap Index; TI 11.0), Haemaphysalis flava (TI <0.1) in Ulju and A total of 843 ticks were collected as Haemaphysalis longicornis (Trap Index; TI 8.7), Haemaphysalis flava (TI 0.1) in Gimhae 2023. Haemaphysalis longicornis was the most frequently collected, representing 99.2% in Ulju, 98.9% in Gimhae. In the collection environments, a total number of 685, 268, 64, and 47 ticks were collected from a glassland, a copse, a mountain path, and a grave of Ulju a total number of 469, 216, 83, and 75 ticks were collected from a glassland, a copse, a Grave, and a mountain path of Gimhae respectively. In the results of the isolation of Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome (SFTS) from the ticks, no pathogens were detected from RNA of 101 pools (Ulju), 98 pools (Gimhae) of the ticks using a Polymerase Chain Reaction method in 2023.

The vector mosquito surveillance is important when recommending prevention and control measures. The surveillance of the vectors were conducted at a total of 7 locations with light emitting diode (LED traps) and BG-Sentinel traps from March to November, 2023 in Gyeongnam province. In the surveillance, a total of 13 species belonging to seven genera were collected in a total of 6,537 females and 51.9/trap/night (Trap Index; TI) in 2023. Among the collection sites, Gangseo-gu at the pigsty in Busan with a LED trap recorded the highest TI 60.6 (Species Ratio; SR 65.6%) for Culex tritaeniorhynchus females in 2023. Each one of Cx. tritaeniorhynchus female was firstly collected for 2023 at Eulsukdo in Busan at 22th March. In the results of isolation of viral RNA, Flavivirus were positive in one pool (Chaoyang virus; 30 individuals) of Aedes vexans and negative in 341 pools (4,152 individuals) of 12 mosquito species including Cx. tritaeniorhynchus, Cx. pipiens, Aedes vexans, Ae. albopictus, and Ochlerotatus togoi in 2023.

Native to southern Europe, Lepisiota frauenfeldi (Mayr, 1855) is an invasive species that has been introduced worldwide through cross-border trade. It has been documented to be distributed in the Mediterranean, Middle East, Africa, and Indo-Malaya. This species, also known as Browsing ant, was first found around a warehouse in Gwangyang, Jeollanam-do, South Korea, and was probably introduced into the country via cargo. The external morphology and gene sequences were checked for taxonomic identification, and it was identified as Lepisiota frauenfeldi based on comparative analysis of the morphological classification key and NCBI data. This study is the first report of a newly invasive alien ant and provides basic data on the species, including external morphological and ecological features and sequencing results.

Islands often have relatively well-preserved ecosystem and an abundance of bioresources with a high conservation value, with unrecorded species continuing to be reported (Hong, 2011). Approximately 1,000,000 species of insect known worldwide (Costello et al., 2012), and 20,710 species are known in Korea (NIBR, 2023). Among these, there are 6,117 species in Korean islands (HNIBR, 2022). Native insect Bio-scan project for Korean islands is to estimate the number of insect species on Korean islands. We attempted to estimate the number of insect species on Korean islands using Barcode Index Number (BIN), and also found unrecorded species. The samples were collected four times from April to July at five locations in the Amtedo, an island located in Shinan-gun Jeollanam-do. We tried to obtain a minimum of one to usually a maximum of four samples per morphospecies to enable DNA barcoding.

Melanoplus differentialis (Thomas, 1865) is a widely distributed Orthopteran species in North America, including the United States and Mexico. Known for causing damage to various crops such as vegetables and grains throughout its lifecycle. In South Korea, it has been observed concentratedly in the vicinity of the Onsan National Industrial Park in Ulsan and was designated as “Ecosystem Disturbing Species” by Ministy of Environment in 2020. This study aims to present foundational data on pest management strategies for Melanoplus differentialis identified within the Onsan National Industrial Park. Through collaborative efforts between the National Institute of Ecology, related agencies, and tenant private companies from 2020 to 2023, we will demonstrate the reduction in habitat area as a result of proactive pest control measures.

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.

Western drywood termite, Incisitermes minor, is distributed southwestern USA and northern Mexico. Invasions had been reported to Canada, China, Hawaii and Japan. Incisitermes minor may be introduced through wooden structures. In California and Arizona, it caused economic damage of about $250 million. In September 2023, it was discovered in a house in Changwon-city, Korea and a joint investigation was conducted by APQA and other government agencies. The 16S rRNA sequence was used in the molecular epidemiological investigation to trace the origin of the invasion. Five individuals found in Changwon and 18 foreign sequences collected by NCBI were compared. A total of 462bp of base sequences were compared, and the genetic distance was observed to range from a minimum of 0.000 to a maximum of 0.1791. They were most genetically similar to the California individual in the United States.

Drywood termite (Cryptotermes domesticus), native to South East Asia, is distributed in India, China, Taiwan, Australia and so on. In China, it is considered an economically important pest causing damage to wood. It lives in dry wood environments such as furniture, buildings, and structural timber. It is difficult to find drywood termite within a structure but it can be detected by the presence of alate flight and small egg-like pellets of excreta. It was found in a house in Seoul, Korea in July 2023 and was investigated joint by APQA, National Institute of Ecology, National Institute Biological Resources, National Institute of Forest Science, Cultural Heritage Administration and Gyeongsang National University. The COII barcode region was analized with PCR method and compared with the sequences of all C. domesticus registered in NCBI 557bp of base sequence. Genetic difference ranged from a minimum of 0.0072 to a maximum of 0.0557. Among these, the individual with the minimum genetic distance was from Guangdong Province, China.

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.

Medically significant indoor/ectoparasitic insect populations, including bed bugs and head lice, have developed considerable resistance to insecticides due to limited introduction of new genetic traits and the absence of an overwintering barrier. In contrast, outdoor pests like Anopheles and Culex mosquitoes exhibit fluctuating resistance patterns, likely influenced by factors such as overwintering barriers and relatively wider open habitats. Mosquitoes also face selection pressure from diverse sources beyond public health insecticides unlike bed bugs or head lice. Understanding different factors driving resistance among pests is essential for effective resistance management.

This study evaluated the risk of single and combined exposure to microplastics in zebrafish (Danio rerio) through biomarkers, such as survival rate, excretion rate, and histological alterations of organ systems. The experimental groups were the control (Cont.), single microplastics exposure group (MPs, 1.83%/fish total weight (g)), the copper group (Cu, 21.6 μg L-1), and a group with combined exposure to MPs and copper (MPs*Cu). The experiment was conducted with individual exposure (7 days) for MP excretion rate analysis and group exposure (14 days) for biomarker analysis. The daily excretion rate of MPs tended to decrease in a time-dependent manner. The copper concentration in the body was not significantly different between single and combined copper exposure. The degeneration of mucous cells in the skin, capillary dilation of the gill lamella, increased intestinal mucous, hepatocyte hypertrophy, and the degeneration of glomeruli and renal tubules were observed in all exposure groups. These histological alterations showed the highest tendency in the MPs*Cu group. In this study, the changes in biomarkers were attributed to the single effect of copper or the combined effect of copper and MPs rather than being solely influenced by MPs.