최근 국내에서 외래 곤충인 (가칭)마른나무흰개미(Cryptotermes domesticus)가 서울에 위치한 주택에서 발견되었다. 이 종은 국내에 정착할 경우 잠재적으로 목재나 목조건물에 피해를 줄 수 있어 시급한 국내 발생 조사가 필요하다. 본 연구에서는 종 분포 모델 기법을 활용하여 마른나 무흰개미의 정착 가능성과 관련된 기후적합성을 추정하는 것을 목표로 하였다. 문헌 자료를 바탕으로 전세계 분포 정보를 수집하고, 생물기후변 수를 활용하여 4개의 모델링 알고리즘으로 기후적합성 예측 모델을 구동하였다. 개발한 모델들의 결과를 종합하여 최종적으로 마른나무흰개미 의 평균 발생 확률로 표현되는 앙상블 모델을 개발하였다. 그 결과 마른나무흰개미는 열대 지방에서에서 해양성 기후를 보이는 연안이나 도서지 역에서 기후적합성이 높을 것으로 예상되었다. 국내에서는 기후적합성이 전반적으로 낮을 것으로 추정되었다. 하지만, 마른나무흰개미의 정착 및 확산 가능성을 염두해두고, 최근 발생이 보고된 지점을 중심으로 정밀 역학 조사가 필요할 것으로 보인다.

세계화로 인해 교역 및 여행객의 증가로 외래 병해충의 유입이 증가하고 있고 이들의 유입 및 확산 경로 규명을 위하여 분자 유전학적 분석 방법이 이용되고 있는 실정이다. 본 연구는 외래 해충인 Reticulitermes kanmonensis의 유전적 특성을 분석하기 위한 18개의 초위성체마커(microsatellite)를 이용하여 총 16개 지역(전주, 김제1, 김제2, 군산1, 군산2, 서천, 완주1, 완주2, 완주3, 완주4, 익산1, 익산2, 논산, 일본1, 일본2, 일본3)의 흰개미 244개체를 분석하였다. 집단간 대립 유전자 패턴(allelic patterns)분석결과 일본3 지역의 유전적 다양성이 높게 나타났고 완주2 지역은 다른 지역에 비해 비교적 낮게 나타났다. 집단 간 유전적 거리(Genetic differentiation)는 평균적으로 0.163정도의 유전적 다향성 비율을 나타냈고, 서천과 군산2 지역이 0.048로 낮게, 서천과 일본2 지역이 0.442로 높게 나타나 서천과 군산2 집단이 유전적으로 가깝게 나타나고, 반면 서천과 일본2 집단과는 유전적으로 멀게 나타났다. STRUTURE 분석결과는 클러스터 집단 수가 6(k=6)일때 이상적인 집단 패턴을 나타내었고, 유전적 구조는 A그룹(전주, 김제1, 완주2), B그룹(서천, 군산1, 군산2), C그룹(완주1, 김제2), D그룹(논산, 익산1, 익산2), E그룹(김제1, 완주2, 완주3), F그룹(일본1, 일본2, 일본3)의 6가지의 패턴이 지역별로 분리되어 나타났다.

외래 병해충의 유입이 증가 하고 있고 이들의 유입 및 확산 경로 규명을 위하여 분자 유전학적 분석 방법이 이용되고 있는 실정이며, 본 연구는 외래 해충인 Reticulitermes kanmonensis의 유전적 특성을 분석하기 위한 초위성체마 커(microsatellite)를 문헌을 통해 탐색하였고, NGS(Next-Gen Sequencing) 기술을 통해 새로운 초위성체마커를 개발하였 다. 문헌을 통해 Reticulitermes속에서 개발된 마커29개와 NGS를 통해 선발된 25개의 마커를 탐색 하여, 이중 증폭 및 유용성이 있는 18개의 마커를 선정하였다. 선정된 단일 마커들을 이용하여 6개의 multiplex PCR set 및 증폭 조건을 수립하여 집단유전학 분석에 활용하고자 한다.

국내에 있는 목조문화재를 가해하는 종은 흰개미, 벌목류, 딱정벌레류 등 여러 해충이 있으며 그 중 목조문화재에 구조적으로 가장 큰 피해를 입히는 흰개미는 대표적으로 일본흰개미(Reticulitermes speratus Kolbe)가 전국적으로 분포하여 있다. 흰개미는 목조 건축물에 내부로 들어가 기둥이나 하방 등 지면과 인접한 부근에 침투하여 기둥 속을 가해하여 속을 공동화 시켜 목조건축물의 기둥이 비게 되어 건물이 무너질 수도 있는 심각한 피해를 초래한다. 흰개미가 본격적으로 가해하게 되면 외부에서는 관찰하기 힘들고 육안으로 피해를 확인할 수 있을 정도면 이미 가해를 심하게 했기 때문에 초기에 발견하기가 매우 어렵다. 이외에 벌목류, 딱정벌레류, 빗살수염벌레나 넓적나무좀 등은 목조문화재를 가해하나 목재 표면에 구멍을 내거나 갱도를 파서 섭식하고 배설물로 표면을 오염시킨다. 그러나 이들은 미관상 보기 안 좋아 질뿐 흰개미처럼 구조적인 문제를 일으키진 않는다. 조사 방법은 경상남도 내에 있는 16곳의 목조문화재를 대상으로 하였다. 흰개미 탐지견을 이용하여 흰개미 탐지를 한 후 탐지된 곳을 중점적으로 조사 하고 탐지가 되지 않은 곳도 육안 관찰을 하여 흰개미 가해흔이 있는지를 면밀히 조사하고 흰개미가 아닌 다른 충해도 있는지를 조사하여 기록하고, 건물 방위 및 GPS 위치, 온․습도, 함수율, 난방여부 등을 조사하여 해충이 가해하기 쉬운 환경 인자를 조사하여 기록하였다. 이 후 주변부 흰개미가 서식할 수 있는 그루터기나 고목 등을 조사하고 흰개미가 발견되면 즉시 샘플링하고 제거하였다.

일본흰개미 아종(R. speratus kyushuensis)에 의한 목조문화재 손상은 제주도 및 울릉도를 포함한 한반도 전역에서 발생하고 있으며, 지구온난화 등과 맞물려 피해가 심화되고 있다. 기존의 흰개미 군체제거제는 주로 생장조절제를 이용하여 방제 기간동안 목조문화재의 추가적인 손상이 우려되었다. 이에 효율적인 흰개미 군체 제거를 위해 페닐피라졸계 약제 피프로닐의 흰개미 군체제거약제 적용성 연구를 수행하였다. 섭식독성평가 결과 공시충들은 1~1,000ppm(w/w)의 피프로닐 처리 독먹이에 대해 비기피성을 나타냈으며, 1~10ppm(w/w)의 저농도에서 LT50은 4.43~4.99일이며 9일이 경과할 때까지 일부 공시충이 생존하여 지효성 살충효력이 나타났다. 실내 군체제거력 평가 결과 공시충들은 10ppm(w/w) 피프로닐과 Nile Blue A 0.1%(w/w) 염색약을 처리한 독먹이를 활발히 섭식하여 4일 경과 후 체색이 푸르게 변한 공시충들이 육안으로 관찰되었다. 13일 경과 후 일부 공시충 사체가 토양 중에 축적되었으며 21일 경과 후 모든 공시충이 사멸하여 군체제거 효력이 나타났다. 현장적용성 평가 결과 10ppm( w/w) 피프로닐 독먹이 섭식 4주 후 야외 흰개미 군체의 활성이 저감되었다. 평가 결과를 통해 저농도 피프로닐은 기존 생장조절제보다 효율적인 흰개미 군체제거제로 활용할 수 있을 것으로 추정되었다.

국내에 주요 목조문화재를 가해하여 보고되어있는 흰개미는 일본흰개미 (Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto)로써 현재 지구온난화로 인한 기 후 변화로 대한민국 전역에 분포하고 있으며 목조문화재 및 목조건축물에 상당히 많은 피해를 주고 있고 그 피해 정도 또한 심해지는 추세이다. 국립문화재연구소에 서 전수조사를 통하여 전국의 주요 국가지정 목조문화재를 대상으로 전수조사를 실시한다. 전수조사를 통하여 피해를 입은 정도 및 흰개미 서식 유․무를 확인하여 그에 따른 조치를 취하여 피해예방 및 방제를 위한 노력중이다. 흰개미의 서식 및 피해 여부의 판단은 직접 조사대상을 관찰하고 고무망치 등으 로 두드려 속이 비었는지 확인해보는 육안관찰과 삼성 에버랜드 탐지견센터에서 협조를 받아 흰개미 탐지견의 후각을 이용한 흰개미 페로몬 탐지를 하여 과거 흰 개미 서식이나 현재 서식하는 흰개미를 찾아내는 탐지 방법과 호주 Termatrac사 의 흰개미탐지기(T3i)를 이용하여 흰개미의 서식을 좀 더 정밀하게 조사하였다. 조 사대상은 2012년 7~9월 동안 경북안동 지역에 있는 목조 문화재를 대상으로 실시 하였다.

국내에 주요 목조 문화재를 가해하여 보고되어 있는 흰개미는 일본 흰개미(Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto)로써 남쪽 부근에 주로 서식해오다 지구온난화의 영향으로 점차 북으로 올라와 현재 대한민국 전역에 피해를 주고 있다. 국립문화재연구소에서는 5년을 주기로 전국 목조 문화재에 대한 전수조사를 실시한다. 흰개미는 보통 목조건축물 기둥의 아랫부분에 침입하여 가해를 하기 시작하기 때문에 그 피해가 점점 기둥 위로 올라와 기둥 속이 비게 되어 심하면 붕괴를 초래하게 된다. 흰개미는 기둥속안에서 서식처를 확보하고 살아가기 때문에 육안으로 확인하기는 매우 어렵다. 그리하여 예찰 및 정기적인 조사가 매우 필요한 실정이다. 조사방법은 직접 조사대상을 관찰하고 나무망치 등으로 두드려 속이 비었는지 확인해보는 육안관찰과 삼성생명에서 운영하는 흰개미 탐지견 센터의 협조를 받아 흰개미 탐지견과 더 정밀한 조사를 위하여 흰개미 탐지장비인 호주 Termatrac사의 T3i 장비를 이용하여 조사를 실시하였다. 흰개미 탐지견은 흰개미 서식처에서 나오는 페로몬의 냄새를 맡아 흰개미가 현재 혹은 과거에 서식하였는지를 탐지한다. 탐지견이 탐지한 곳의 흰개미 서식 유무를 판단하기 위하여 흰개미의 동작을 감지하여 흰개미를 탐지하는 탐지기를 이용하여 조사하였다. 조사대상으로는 경주 지역에 있는 목조문화재를 대상으로 하여 2012년 7~8월에 실시하였다.

서부호주 밀재배 지역의 Durokoppin 자연보호 구역내 흰개미(Drepanotemes tamminensis(Hill)) 집의 분포와 밀도에 있어서 토양형보다는 식물상이 주된 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. D. tamminensis의 집은 Woodland (우점종-Eucalyptus Capillosa)와 Casuarina (우점종-Allocasuarina campestris) 식물군에서 가장 높은 밀도를 보였다. 비록 Booram 토양형에서 개미집 밀도가 높은 경향을 보였으나, 개미집 분포에 있어서 토양형이 미치는 영향은 없었다.

국제연합식량농업기구(FAO, United Nations Food and Agriculture Organization)의 보고서에 따르면 21세기 전 세계의 인구는 2050년 약 90억에 달할 것으로 예측되며, 이러한 인구팽창으로 인한 식량부족 및 사료공급의 문제는 생산 시 야기되는 자원고갈 및 환경영향에 대한 우려와 함께 전 세계의 큰 관심사로 화두되었다. 이렇듯 현대사회가 직면한 복합적인 문제점을 해결하기 위해 전 세계적으로 새로운 미래자원에 대한 탐색이 이루어졌으며, 곤충이 하나의 유망자원으로서 새롭게 각광받기 시작하였다. 특히 목질을 섭식하는 흰개미의 경우 난분해성 물질인 리그닌과 셀룰로오스의 분해능력으로 인해 해외에서는 이미 오래전부터 흰개미의 장내 미생물을 이용하여 목질계 바이오매스로부터 바이오에탄올을 생산하는 방법에 대해 연구가 진행되어왔다. 하지만 국내에서는 흰개미를 목조 문화재를 가해하는 해충으로 분류하여 흰개미의 방제에 초점을 맞추어 연구가 많이 진행되어왔을 뿐 유용자원으로서의 흰개미의 잠재성에 대한 관심과 연구가 미흡한 실정이다. 또한, 흰개미는 우수한 단백질 공급원으로서 일부 국가에서는 식용 및 사료로서 활용하고 있지만 이에 따른 환경영향 및 효율에 관한 연구 역시 미흡하다. 따라서 본 연구는 국내에 분포하는 일본흰개미(Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto)를 대상으로 흰개미가 주로 섭식하는 폐목재를 먹이로 주어 사육하였을 때, 생산되는 식용과 사료의 온실가스 발생량(LCA, Life cycle assessment)과 질소의 순환효율(ROI, Return on Investment)을 정량화하여 환경적･경제적 이점을 도출하고자 하였다.정량화된 온실가스 발생량과 질소의 순환효율은 식용으로 활용할 경우 기존의 단백질원인 한우, 양돈, 육계, 대두와 비교하고, 사료의 경우 대두박과 비교하였다. 그 결과 흰개미를 식용과 사료로 이용할 경우 온실가스 발생량 측면에서 비교적 높은 값을 나타내었으며, 질소의 순환효율에서는 상대적으로 우수한 결과를 나타내었다. 미래 유망자원으로서 보다 다양한 곤충에 대한 탐색이 이루어질 필요성이 있으며, 곤충활용에 따른 환경적⋅경제적 이점의 정량화는 향후 곤충산업의 발전방향을 제시하고 활성화하는데 이바지할 수 있을 것으로 예상한다.

국제연합식량농업기구(FAO, United Nations Food and Agriculture Organization)의 보고서에 따르면 21세기 전 세계의 인구는 2050년 약 90억에 달할 것으로 예측되며, 이러한 인구팽창으로 인한 식량부족 및 사료공급의 문제는 생산 시 야기되는 탄소, 질소의 손실로 인한 자원고갈 및 환경영향에 대한 우려와 함께 전 세계의 큰 관심사로 화두되었다. 또한, 대두, 유채, 팜을 이용한 식물성 바이오오일의 생산은 식량작물을 에너지작물로 활용함에 따라 개발도상국의 식량부족 문제를 심화시키는 악효과를 야기했다. 이렇듯 현대사회가 직면한 복합적인 문제점을 해결하기 위해 전 세계적으로 새로운 미래자원에 대한 탐색이 이루어졌으며, 곤충이 하나의 유망자원으로서 새롭게 각광받기 시작하였다. 다양한 곤충 중 흰개미의 경우, 분류계통상 고등 및 하등 흰개미로 분류되는데 종류에 따라 섭식대상이 다양하며 소화기작에서도 약간의 차이를 보인다. 특히 목질을 섭식하는 흰개미는 난분해성 물질인 리그닌과 셀룰로오스의 분해능력으로 인해 해외에서는 이미 오래전부터 흰개미의 장내 미생물을 이용하여 목질계 바이오매스로부터 바이오에탄올을 생산하는 방법에 대해 연구가 진행되어왔다. 하지만 국내에서는 흰개미를 목조 문화재를 가해하는 해충으로 분류하여 흰개미의 방제에 초점을 맞추어 연구가 많이 진행되어왔을 뿐 유용자원으로서의 흰개미의 잠재성에 대한 관심과 연구가 미흡한 실정이다. 또한, 흰개미는 우수한 단백질 공급원으로서 일부 국가에서는 식용 및 사료로서 활용을 하고 있지만 이에 따른 환경영향 및 효율에 관한 연구 역시 미흡하다. 따라서 본 연구는 국내에 분포하는 흰개미 중 일본흰개미(Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto)를 대상으로 흰개미가 주로 섭식하는 폐목재를 먹이로 주어 사육하였을 때, 생산되는 오일과 식용의 온실가스 발생량과 탄소와 질소의 순환효율을 정량화하여 흰개미를 산업용으로서 활용하는 것에 대한 타당성과 전체 탄소와 질소의 물질흐름에 있어서 환경적･경제적 이점을 정량화하고자 하였다.