곤충의 외골격/표피(exoskeleton/cuticle)는 구조 다당류인 키틴(chitin)과 큐티클 단백질(cuticle proteins)로 이루어진 세포외기질 (extracellular matrix)로서 외부 환경스트레스, 물리적 손상과 병원성 미생물 등으로부터 자신을 보호하는 피부와 골격의 역할을 한다. 그러나 곤 충은 원래 가지고 있던 표피를 분해하고, 새로운 표피로 교체하는 ‘탈피(molting 또는 ecdysis)’를 주기적으로 거쳐야 정상적인 성장과 발달을 할 수 있다. 따라서, 곤충은 탈피 과정마다 원래 가지고 있던 표피 일부를 분해하는 동시에 안쪽에는 새로운 표피를 생성한다. 이 과정에서 탈피액에 있 는 키틴을 가수분해하는 효소인 chitinases (CHTs)와 N-acetylglucosaminidases (NAGs)가 오래된 표피(old cuticle)의 키틴 섬유를 분해하는 데 중요한 역할을 한다. 최근에는 이들 chitinolytic enzyme들과 함께 lytic polysaccharide monooxygenases (LPMOs)가 키틴의 glycosidic bonds를 산화적으로 절단하여 오래된 표피를 효과적으로 분해한다는 것이 새롭게 밝혀져 주목을 받고 있다. 본 종설에서는 곤충의 탈피 과정에서 CHTs와 LPMOs의 생리학적 기능을 기술하고, 오래된 표피의 결정성 키틴을 분해하는 과정에 대한 새로운 분자 기작을 소개하고자 한다.
우리는 한국과 일본에서 포도의 주요 해충 중 하나인 연무늬들명나방(Syllepte pallidinotalis (Hampson))(나비목: 풀명나방과)의 성페로몬 체 계를 연구했다. 우선 연무늬들명나방 암컷의 성페로몬 샘 추출물을 GC-MS로 분석하여 3가지 성분인 (10E,12Z)-hexadeca-10,12-dienal (E10, Z12-16:Ald), (11E)-hexadeca-11-enal (E11-16:Ald), 및 (10E,12E)-hexadeca-10,12-dienal (E10,E12-16:Ald)이 100:5:4 비율로 존재한다는 것을 밝혔다. 야외 포장에서 합성한 3가지 성분을 이용하여 다양한 혼합물로 수컷의 유인효과를 평가한 결과, 주성분인 E10,Z12-16:Ald 단독으로 는 성충을 유인하지 못하였다. 반면에 E10,Z12-16:Ald와 E11-16:Ald의 혼합물은 수컷에 유인성이었으며, 이 2가지 성분의 비율은 유인성에 큰 영향을 주지 않았다. 한편, 성페로몬 샘에서 미량으로 존재하는 E10,E12-16:Ald은 수컷을 유인하는데 영향을 미치지 못하였다. 그러므로 E10,Z12-16:Ald와 E11-16:Ald의 혼합물이 본 해충의 성페로몬이며 암컷에서 발견되는 100:5의 혼합물을 발생예찰과 방제에 활용하는 것이 효 과적일 것이다.
환경 지속가능성에 대한 전 세계적인 관심이 고조되고 대체 단백질 공급원에 대한 수요가 증가하면서, 갈색거저리(Tenebrio molitor)는 중요 한 자원으로 인정받고 있다. 갈색거저리는 전 세계적으로 다양한 계통이 존재하며, 각 계통은 고유한 특성을 지니고 있어 특정 산업적 용도에 최적화 될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 그러나 갈색거저리 제품의 품질은 단순히 계통적 차이뿐만 아니라, 사육 후 관리(post-rearing) 및 생산 후 가공 (post-production processing) 과정에도 크게 영향을 받는다. 이러한 복합적인 요인들은 갈색거저리의 성공적인 산업화를 위한 해결 과제로 남아 있다. 본 종설은 갈색거저리 산업화의 최신 동향을 분석하고, 다양한 국제 사례 연구를 통해 국내 갈색거저리 산업이 직면하고 있는 현재의 한계점을 심층적으로 검토하였다. 이를 통해 국내 갈색거저리 산업의 지속적인 발전과 경쟁력 강화를 위한 방안을 모색하고자 한다.
본 연구는 식물원 또는 수목원 내 발생하는 해충 인벤토리 구축, 발생 해충 특성 파악과 방제방안 모색을 위하여 국립수목원 내 3개 전시원을 선정하여 2024년 5월부터 10월까지 24회에 걸쳐 해충 발생시기와 밀도를 조사하였다. 조사 대상 전시원은 식재된 식물의 특성에 따라 원추리원, 약용식물원, 관상수원으로 구분하였으며, 각 전시원의 식물에서 발생한 해충의 다양성을 비교하였다. 조사 결과 3개 전시원에서 총 7목 28과 39종 의 해충이 총 9과 14종의 식재식물을 가해하는 것으로 확인되었다. 해충 중 나비목(13과 17속 17종)과 노린재목(8과 13속 15종)이 우점하였으며 조사한 식물 중 쥐똥나무에서 가장 많은 12종의 해충이 발견되었다. 가해 부위별로는 잎에서 가장 많은 35종의 해충이 관찰되었다. 전시원 간 해충 종 조성을 비교한 결과, 원추리원에서 17종, 약용식물원에서 16종, 관상수원에서 18종의 해충이 확인되었다. 전시원 간 해충 군집의 종 조성과 구조 를 분석하기 위해 Shannon 지수를 활용하여 종다양성지수를 산출하였다. 본 조사를 통해 국립수목원 조사 전시원 내 식재된 식물종에 발생하는 해충군 목록을 작성하였고, 그중 피해가 심한 별박이자나방, 차응애, 노랑털알락나방을 관리가 필요한 해충 3종으로 선정하였다. 해충 발생 양상에 대한 조사 및 분석은 기후변화로 인한 돌발해충의 선제적·효과적인 방제 전략 수립에 있어 활용 가치가 매우 높으므로, 지속적이고 장기적인 해충 모니터링이 요구된다.
오리엔탈과실파리(Bactrocera dorsalis)는 400종 이상의 작물과 과일을 가해하는 주요 농업 해충이다. 동남아시아가 원산지로 알려져 있으나, 최근 일본과 중국에서의 확산이 보고되면서 인근 지역으로의 잠재적 확산 가능성이 우려되고 있다. 본 연구에서는 오리엔탈과실파리의 유전적 다 양성과 분산 양상을 구명하기 위해 미토콘드리아 cytochrome c oxidase subunit I (COI) 유전자를 분자 마커로 활용하였다. 시료는 태국, 대만, 베트남, 캄보디아, 필리핀 등 동남아시아 여러 국가에서 채집하였으며, 아시아 지역의 지역별 유전적 특성을 비교하기 위해 유전자 데이터베이스에 서 확보한 COI 염기서열을 분석에 활용하였다. 그 결과, 동남아시아 13개국에서 총 753개의 일배체형(haplotype)이 확인되었으며, 대부분의 동남 아시아 개체군에서 높은 일배체형 다양성(Hd>0.8)이 나타났다. 필리핀과 파푸아뉴기니 등 일부 섬 지역 개체군에서는 뚜렷한 유전적 분리가 관찰 된 반면, 필리핀과 파푸아뉴기니를 제외한 대부분의 대륙 개체군은 주요 일배체형을 공유하였다. 본 연구 결과는 미토콘드리아 COI 유전자 기반 동남아시아 오리엔탈과실파리의 유전적 구조를 구명하였으며, 지리적 격리에 따른 섬 개체군의 비교적 안정된 유전형과 지리적 인접성과 이동성에 따른 대륙 개체군 간의 유전적 유사성을 시사한다.
한국 특산종 조도만두나무의 열매에서 Nesendaeus monochrous Voss, 1953 (담갈색조도만두바구미, 신칭)을 처음으로 발견하였으며, 본 종 이 새로운 종자 섭식자임을 확인하였다. 구북구 지역에서 Nesendaeus Marshall, 1931 (조도만두바구미속, 신칭) 속은 본 종만이 중국에서 보고된 바 있으나, 그 생물학적 특성과 생활사는 알려진 바 없다. 이 종은 일본에서 보고된 Heterochyromera imerodeus Kojima and Morimoto, 1996와 유사하지만, 상대적으로 긴 딱지날개와 끝부분이 이중으로 만곡된 둥근 형태로 뚜렷하게 구별된다. 본 연구에서는 이 종의 주요 진단학적 형질, 서 식지, 유충의 섭식 습성 및 기주식물 등 기초적인 생물학적 정보를 제시한다.
토마토는 전 세계적으로 가장 널리 재배되는 채소 중 하나로, 온실에서 주로 재배된다. 온실 재배는 토마토의 생산성을 높이는 데 유리하지만, 제어된 환경은 해충의 발생과 밀도를 증가시키는 요인이 될 수 있다. 담배가루이(Bemisia tabaci)는 토마토 작물에 심각한 피해를 주는 대표적인 해 충으로, 작물의 생육을 저해할 뿐만 아니라 다양한 식물병을 매개하여 수확량 감소를 초래하며 살충제 저항성이 보고된 바, 종합적 방제 전략을 적용 할 필요가 있다. 담배가루이의 종합적 해충 방제는 우선 개체군 동태에 따른 밀도를 정확히 예측하고 이에 따라 관리 전략을 수립해야 한다. 본 연구 에서는 토마토 온실에서 담배가루이 노숙 유충(nymph)의 밀도와 감염률을 분석하기 위해 이항분포모형(binomial distribution model)을 개발했 다. 분석 결과, 온실 토마토에서 담배가루이 노숙 유충의 밀도는 하단에서 높은 밀도를 보였으며, 공간분포 분석을 통해 담배가루이가 집중 분포하 는 경향을 확인하였고, 이항분포모형을 개발하여 최적 tally threshold ()값은 3으로 도출하였다. 개발된 이항분포모형의 정확도는 표본 크기에는 영향을 받지 않았지만 값에 따라서는 차이가 있었다. 독립적인 데이터(2022년 데이터)를 이용하여 모형의 예측력을 점검한 결과, 밀도 예측력이 높으며, 경제적 피해 수준을 고려한 방제 기준 설정에 적합하였다. 이항표본 추출법은 시간과 비용 절감 효과가 있어 온실 해충 관리의 효율적인 대 안이 될 수 있으며, 종합적 해충방제 전략과의 연계로 지속 가능한 방제 체계를 구축하는 데 기여할 것으로 기대된다.
북위 38도 지역인 백령도와 연천 콩밭에 2020-2021년에 콩나방(Leguminivora glycinivorella) 성충 포획 목적으로 성페로몬 트랩을 설치하였 다. 트랩에는 (E,E)-8,10-dodecadienyl acetate와 tetradecyl acetate의 1:1 조성 미끼를 장치하였다. 트랩에 포획된 나비목 성충들에 대해 시토크 롬 c 산화효소 1 유전자의 염기서열을 분석하였고, 그 결과를 바탕으로 종을 동정하였다. 연천에서는 콩나방으로 동정이 되나 분석 서열에서 서로 평균 3.5%의 유전거리가 있는 두 개의 다른 집단(M과 S)이 동일 포장에서 발생한 것이 관찰되었다. 그중 M 집단은 백령도에서도 발견되었다. 콩나 방 성충은 트랩 운용기간 동안 8월 중순부터 9월 중순 사이에 관찰되었다. 약 40종의 비대상종 수컷 성충들이 트랩에 포획되었고, 그중 잎말이나방 과의 애기잎말이나방족 1종(Grapholitini sp.)과, 흰갈퀴애기잎말이나방(Epiblema foenella)이 우점하였다. 이 결과로 본 연구에 사용한 성페로몬 조성이 콩나방에 대해 종특이성이 높지 않은 것으로 나타났다.
한국 분포가 확인되지 않았던 니토베은주둥이벌 Ectemnius nitobei (Matsumura, 1912)을 경기도 포천시 광릉숲에서 처음으로 확인하였다. 국립수목원 내 휴게광장의 가래나무과(Juglandaceae) 목재 벤치 구멍에서 암컷의 둥지 짓기 행동을 관찰하였으며, 유충의 먹이로 사용하기 위해 나방류 성충을 운반하는 행동을 확인하였다. 본 연구에서는 니토베은주둥이벌 암컷의 전신 사진, 주요 형태학적 진단 형질, 그리고 DNA 바코드 (COI) 서열을 함께 제시하여 향후 국내 분류학적 및 생태학적 연구의 기초 자료로 제공하고자 한다.
미기록 호개미성 풍뎅이붙이의 아과인 고리어깨풍뎅이아과(신칭) 및 고리어깨풍뎅이붙이(신칭)에 대해 한국에서 최초로 보고한다. 제주도 에서 극동혹개미의 군체를 체로 걸러내어 고리어깨풍뎅이붙이 한 개체를 채집하였다. 형태적 진단과 성충의 특징적인 사진 및 생태적인 특징을 제 공한다.
노린재과(Pentatomidae)에 속하는 꼬마갈색노린재속(Plautia Stål)은 중간 정도의 크기, 녹색 몸체, 그리고 갈색을 띠는 반시초(hemelytra) 가 특징인 속이다. 특히 갈색날개노린재와 같은 일부 종은 중요한 농업 해충으로 간주되어 이들의 방제에 대한 연구의 필요성이 높다. 본 연구는 한 국산 Plautia 속의 분류 현황을 검토하고 관련된 기생자(parasitoids) 정보를 제공하는 것을 목표로 했다. 재검토 결과, 한국에서 P. splendens Distant, 1900으로 알려졌던 꼬마갈색노린재는 P. himechabane Ishikawa and Moriya, 2019로 재동정되었다. 각 종들은 종별 사진과 암수 생식 기 구조를 기반으로 분류되었으며, 색상 변이와 암컷 저정낭(spermatheca)의 관찰 가능한 차이를 보여주는 그림이 포함되었다. 추가적으로, 알려 진 꼬마갈색노린재속에 대한 기생자의 목록을 검토했으며, 새로 발견된 두 종의 꼬마갈색노린재속 관련 응애에 대한 정보를 제공한다. 이 응애 중에 는 한국에서 처음으로 기록되는 Lobogynium 속이 포함된다.
한국 특산식물 조도만두나무에서 처음으로 Epicephala 나방의 수분 매개 활동이 확인되었다. 형태학적 및 DNA 바코드 분석 결과, 이 수분매 개자는 일본과 대만에서만 알려져 있던 Epicephala obovatella Kawakita and Kato, 2016 (조도만두가는나방, 신칭)으로 확인되었다. 본 연구는 이 종의 분포를 한국으로 확장시키며, 조도만두나무가 Glochidion–Epicephala 의무적 수분 상호작용에 참여함을 처음으로 입증한다. 이러한 결과는 분포가 제한된 특산식물의 보전 전략에서 기주식물과 수분매개자를 함께 고려해야 함을 시사한다.
본 연구는 기온 상승으로 인해 남한 내에서 세대 수가 증가하고 있는 미국흰불나방(Hyphantria cunea)을 대상으로 국내에 서식하는 기생파리 류의 숙주 연관성과 잠재적 생물학적 방제 가능성을 탐색하였다. 2024년 4월부터 6월까지 서울, 세종시, 전라도, 충청남도에서 숙주인 미국흰불나 방 1,000개체를 채집하여 실내에서 사육한 결과, 391개체는 병원성 감염으로 폐사하고, 253마리의 숙주가 성충으로 우화하였다. 숙주 116개체에 서 기생파리의 산란 흔적이 확인되었으며, 이들 중 70개체가 성충으로 우화하였다. 우화한 개체는 3속 3종이 확인되었고, 긴등기생파리(Exorista japonica), 회색기생파리(Compsilura concinnata) 2종으로 동정되었다. 이 중 긴등기생파리는 모든 조사 지역에서 출현하였으며, 가장 높은 발생 빈 도를 보였다. 또한 사육 과정에서 바이러스 또는 곰팡이 감염으로 폐사한 기생 개체들을 해부한 결과, 확인된 기생파리 종들은 숙주가 지닌 병원성 요인들에 대한 내성이 부족한 것으로 나타났다. 본 연구는 긴등기생파리가 미국흰불나방에 대해 가장 높은 발생 빈도와 넓은 분포를 보임을 제시하 며, 향후 미국흰불나방의 생물학적 방제 후보 종으로서의 잠재적 활용 가능성을 시사한다.
무화과곰보바구미가 지중해 연안의 유럽 남부지역 및 한국의 무화과 재배 지역에서 빠르게 확산되고 있어 긴급한 방제 조치가 필요하다. 이 연구에서는 실험실 조건에서 무화과곰보바구미(Aclees taiwanensis)가 23종의 시판용 살충제에 대한 감수성을 조사하여 효과적인 살충제를 선발하 는 것을 목표로 하였다. 성충에 대하여 다양한 희석농도의 살충제에 노출시켜 사망률을 평가하였다. 그 결과, Nereistoxin 유사체 그룹에 속하는 Cartap hydrochloride이 낮은 희석농도에서도 100% 사망률을 보여 가장 효과적인 살충제로 확인되었다. 또한, Carbaryl, Carbosulfan, Fenobucarb (카바메이트계), Fenitrothion, Phenthoate (유기인계)도 처리 7일 후에 성충에 대하여 효과적이었다(>76.7% 사망률). LC50 값도 급성독 성 시험을 통해 추정되었다.
가시귀진드기(Otobius megnini (Dugès)) (거미강: 참진드기목: 참진드기과)는 전 세계적으로 분포하며, 말에게 감염 시 신경근육장애와 연관 이 있다는 보고가 있으며, 국내에서는 1989년 서울의 경주마에서 최초로 보고된 이후 추가적인 보고는 없었다. 본 연구를 통하여 2023년 부산과 2024년 용인의 말에서 총 47개체가 채집되었으며, 형태학적 및 분자학적 동정을 실시한 결과 해당 개체들은 모두 O. megnini로 동정되었다. 채집된 O. megnini의 COX1 및 16S rRNA 유전자 분석 결과, 해외 분리주와 99.5–100%의 높은 상동성을 보였다. 모든 시료는 Coxiella burnetii, Babesia spp., Anaplasma spp., Ehrlichia spp., Borrelia spp., 중증 열성 혈소판 감소 증후군 바이러스(SFTSV) 검사에서 음성이었다. 본 연구는 1989년 이 후 처음으로 국내에서 O. megnini를 재발견하였으며 이 종에 대한 국내 최초의 분자적 특성을 제시하였다.
기후변화가 식물과 곤충의 상호작용에 어떤 영향을 줄 수 있는지 이해하기 위해, 기온과 일사량 등 비생물적 요인에 대해 각 구성 요소들이 어 떻게 반응하는지 파악하는 것은 중요하다. 그러나 국내에서의 비생물적 요인과 화분매개 상호작용에 대한 연구는 주로 특정 과실류와 관련된 화분 매개곤충에 집중되어 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 특산종인 울릉산마늘(Allium ulleungense)의 꽃을 방문하는 곤충 군집과 화분매개곤충 을 대상으로 온도와 조도에 따른 변화를 조사하였다. 2023년부터 2024년까지 국립수목원 내 두 개 전시원(식물진화속을걷는정원, 부추속전문전시 원)에 식재된 울릉산마늘 군락이 만개한 시기를 기준으로 연 8일(총 16일) 동안 조사를 진행하였으며, 조사일마다 두 전시원을 오전과 오후로 나누 어 각각 2회씩(1회에 1시간 / 일 4회) 채집 및 측정하여 연간 32회(총 64회)의 데이터를 수집하였다. 온도와 조도의 변화에 따른 곤충 군집의 반응을 분석한 결과, 온도와 조도가 증가함에 따라 곤충 군집의 다양성 및 밀도가 높아졌다. 온도와 조도의 변화에 따른 반응은 각 곤충 마다 차이가 있었으 며, 꽃등에류는 조도와 상관관계가 있었고, 벌류는 온도, 조도 모두와 상관관계가 있었다. 전시원 간 차이를 비교하면, 조도가 높은 식물진화속을걷 는정원에서 곤충의 방문 빈도가 높았다. 이번 연구를 통해 곤충의 비생물적 요인(온도, 조도)에 따른 활동 변화를 파악할 수 있었으며, 향후 식물과 곤충의 상호작용에 대한 연구 자료 축적을 통해 기후변화의 영향을 예측하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다.
기후변화에 따른 관리형 화분매개자 부족은 온실 딸기 재배에서 대체 화분매개자의 필요성을 높이고 있다. 재래꿀벌(Apis cerana)은 양봉꿀벌 (Apis mellifera)의 대체종으로 제안되었으나, 온실 조건에서의 직접 비교 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 2024년 11월부터 2025년 3월까지 대 한민국 충남 논산의 딸기 온실에 두 종의 봉군을 설치하고, 봉군세력, 먹이활동, 화분매개 효율을 모니터링 하였다. 두 종 모두 세력이 감소했으나, 양봉꿀벌에서 감소 폭이 더 컸다. 종 간 먹이활동 차이는 정오 무렵에만 나타났으며, 세력으로 보정하면 사라졌다. 꽃 방문 및 정상 수과 형성률로 측정한 화분매개 효율은 종 간 유의한 차이가 없었으나, 방문당 효율은 양봉꿀벌에서 다소 낮은 경향을 보였다. 화분매개 효율은 먹이활동과는 양의 상관을, 봉군 세력과는 음의 상관을 나타냈다. 이러한 결과는 재래꿀벌이 겨울철 봉군세력을 더 안정적으로 유지하면서도 유사한 화분매개 서비스 를 제공함을 보여주며, 온실 딸기 재배에서 대체 화분매개자로서의 잠재성을 뒷받침한다.
흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis) 유충은 고단백·고지방·미네랄이 풍부한 식용곤충으로 기능성 식품 및 사료 소재로 주목받고 있다. 본 연구에서는 열풍건조, 동결건조, 마이크로파건조 세 가지 방법으로 건조한 흰점박이꽃무지 유충의 영양성분과 유해물질 함량을 비교하여, 건조 공 정에 따른 품질 및 안전성 차이를 평가하고자 하였다. 동일한 조건에서 사육한 유충을 각 건조방법으로 처리한 후 수분함량을 보정하여 일반성분, 지방산 조성, 아미노산 조성, 무기질 함량 및 중금속 함량을 분석하였다. 그 결과, 마이크로파건조 처리군은 조단백질(57.6 g/100 g), 조지방(17.7 g/100 g), 올레산(10.5 g/100 g) 함량이 열풍건조 및 동결건조 처리군보다 유의하게 높았고, 식이섬유와 칼슘은 동결건조 처리군에서 가장 높게 나타났다. 모든 처리군에서 중금속 함량은 국내 식용곤충 관리 기준을 충분히 하회하여 안전성이 확보되었다. 이러한 결과는 동결건조가 항상 영양 소 보존에 가장 유리하다는 통념을 보완하며, 건조 효율과 영양 농축 정도가 곤충 체조직 특성과 건조 조건에 따라 달라질 수 있음을 시사한다. 따라 서 흰점박이꽃무지 유충의 가공 과정에서 마이크로파건조는 영양 농축과 품질 확보를 동시에 고려할 수 있는 실용적인 대안 건조공정으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.