The clearwing moth, Synanthedon bicingulata (Staudinger, 1887), is a pest that infests various species of cherry trees. However, genetic information regarding the genus Synanthedon including S. bicingulata, is limited. In this study, we sequenced a complete mitochondrial genome (mitogenome) of the species. The 16,255 bp of S. bicingulata mitogenome differs from the typical gene arrangement formed in Lepidoptera: trnQ-trnS2-trnM-trnI arrangement between the A+T-rich region and the ND2 junction. Moreover, the genome has untranslated repetitive sequences in the intergenic space between lrRNA and trnV, as well as the CGA start codon in COI and the TTG start codon in ATP8. Similar observations are noted in species belonging to the tribe Synanthedonini within the genus Synanthedon.
The effective management of insect pests requires decisions based on monitoring information. In this study, we aimed to monitor insect species diversity and monthly occurrence patterns on the golf course using light traps. Sampling was conducted at Anyang Country Club, Korea, from May to October 2023. A total of 5,149 individuals were collected, with Lepidoptera and Coleoptera being the most abundant orders. Among them, there were six species (Agrotis ipsilon, Blitopertha orientalis, Heptophylla picea, Maladera orientalis, Parapediasia teterrella, and Spodoptera depravata) of insect pests that caused serious damage to the turfgrass. The results of this study could be used as data to establish efficient management strategies for turfgrass insect pests.
우리는 식물검역 과정에서 검출되는 파리목 유충을 효과적으로 동정하기 위하여 대화형 검색표를 제작하고 있다. 파리목은 농업 분야와 식물검역 분야에서 매우 중요한 해충이며, 특히 과실파리과는 다양한 식물에 피해를 주는 대표적인 분류군이다. 과실파리과는 예전부터 형태, 생태, 분자, 분류, 모니터링, 방제 등 다양한 주제로 연구가 이루어져 왔으며, 현재까지 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 과실파리과를 연구하는데 중요한 기초자료로 활용될 수 있도록 1)과실파리과 유충의 형태학적 특징을 포함하여 2)과실파리과의 일반적인 특징과 3)생태학적 특징 등 관련 정보를 수집하고 분석하여 결과를 종합정리하였다.
Group movements of insects are bases for unravelling origin of social behavior of animals and are important in both theoretical (e.g., evolution) and practical (monitoriing) aspects. Automatic recognition and effective computational methods were developed for characterizing multi-individual interactions in laboratory conditions. Movements of Drosophila species in different genetic strains were continuously observed across days. Characteristic behaviors are objectively expressed based on parameter extraction and data structure visualization. Group activities, including aggregation, inter-individual interactions and arena positioning were objectively characterized in different photo- and scoto-phases according to machine-learning and spatio-termporal patterning techniques. Individual-group relationships are presented regarding how individual movements would contribute to formulating group activities. Usefulness of automatic monitoring of insect group movement is further discussed for a basis for genetic functioning in behavioral aspect.
Herbivorous insects can be exposed to soil contaminants via trophic transfer. To assess the effect of accumulated arsenate (As(V)) in host plants on aphids across generations, Myzus persicae were reared for several generations on pepper (Capsicum annuum) grown in soil treated with 0, 2, 4, and 6 mg of As(V) per kg. In the first generation, the body length of M. persicae significantly (p < 0.05) increased on As(V)-treated plants (μ = 1.29 mm) compared to untreated plants (μ = 1.21 mm). Aphids showed higher fecundity on plants treated with 2mg/kg of As(V) (15.3) compared to untreated ones (10.6), but it decreased again under the 4mg/kg (11.4) and 6mg/kg (11.2) treatments. When newborns were transferred to untreated plants after being reared on each treatment for two previous generations, they exhibited higher fecundity as their parents were treated with higher levels of As(V). While more research is needed to understand the unexpected beneficial effects, this study highlights the complex impacts of soil As(V) on aphid dynamics which span multiple generations.
본 연구는 우수한 꿀벌 신품종 육성을 위해 국립농업과학원에서 육성된 재래꿀벌 RX계통을 분양받아 ’23~’24 년까지 부안군 변산면에 위치한 전북농업기술원 잠사곤충시험장 양봉사에서 꿀벌세력, 수밀력, 질병저항성, 온순성, 질병발생, 월동능력을 한라벌 품종과 비교하여 조사하였다. 8~11월 RX계통의 꿀벌세력 감소는 3.9%로 한라벌 39.8% 대비 상대적으로 낮았고, 수밀력, 청소능력, 온순성은 유의적 차이가 없었다. 낭충봉아부패병 등 질병은 전북동물위생시험소에서 병성검정한 결과, 두 시험군 모두 항원이 검출되었으나 임상증상은 없었다. 그리고 월동 중 한라벌 품종은 폐사한 반면, RX계통은 모든 시험군이 월동에 성공하였고, 또한 월동전·후 먹이감 소량이 적어 월동능력이 우수한 것으로 판단하였다. 본 연구는 국립농업과학원 공동연구사업(PJ01504205)의 지원을 받아 수행하였다.
The large copper butterfly Lycaena dispar (Haworth, 1803; Lepidoptera: Lycaenidae) has been categorized as a near-threatened species (NT) in South Korea from 2012 mainly due to limited distribution. In this study, we visited 36 sites spread across all South Korean provinces to verify the distributional range of the species and sequenced mitochondrial COI for 53 individuals from nine sites. We observed L. dispar at 15 sites in six provinces, including the two previously known provinces, indicating a southward range expansion. The in-field monitoring and genetic data collectively suggested that L. dispar does not have a limited distribution nor is it isolated, indicating that it should be reclassified as less vulnerable. Our study demonstrates that the combination of field and genetic data can provide a more reliable assessment of the stability of a species.
2023년 경상북도 상주시 떫은감 과수원에서 잎 표피아래 굴을 파고 들어가면서 원형 또는 부정형의 식흔자국 을 남기는 증상을 관찰하였다. 해충의 유충은 녹색에서 적색으로 변하며 번데기 단계를 거쳐 성충(길이 3㎜, 갈색) 이 되어 탈출하였다. 본 해충에 대해 잎에서의 피해증상과 실험실에서 유전분석 결과 Genbank(GU816671,486bp DNA liner, 2016)에 등재되어 있는 감잎가는나방(Cuphodes diospyrosella)으로 동정되었다. 일본에서 1957년 최초 보고 후 우리나라에서는 주로 경남 창원과 진주의 농약 무살포 및 유기농 단감원에서 발생하였으나, 이번 경북지 역에 처음 발견되어 떫은감 재배 농업인과 현장지도원의 감잎가는나방에 대한 피해증상 진단에 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
대표적인 초식곤충인 나방은 기주식물 특이성을 갖고 있어 기주식물 분포에 따른 식생구조나 서식지 유형을 이해하는데 사용이 가능한 분류군이다. 나방은 종 다양성이 높고 분류학적으로 잘 알려져 있어 조사가 많이 이루 어져 풍부한 데이터가 존재하여 이들의 공간적, 시간적 규모의 생물량 변화 추세를 확인할 수 있다. 본 연구에서는 공간적인 유형에 따라 나방의 생물량을 비교하고자 하였다. 생물량을 추정하기 위해 이용된 분류군은 자나방과, 밤나방과, 태극나방과로 이들 분류군의 앞날개 길이를 기준으로 종별로 계산을 하였다. 공간적인 유형은 숲의 위치(연속된 숲, 파편화된 숲)와 숲의 구성(침엽수림, 활엽수림, 혼효림)을 사용하였다. 그 결과 숲의 위치에 따라 생물량은 차이가 존재했지만(F = 16.76, P < 0.001), 숲의 구성(F = 1.54, P = 0.22)과 숲 위치와 구성의 상호작용은(F = 0.34, P = 0.71) 생물량의 차이를 확인하지 못하였다. 숲 구성에 따라 차이가 나타날 것으로 예상하였지만 나타나 지 않은 데에는 추후 분류군을 더 늘려 확인하는 것이 필요하다. 또한 식물 생물량 추정을 통한 곤충과 먹이자원의 가용 관계를 파악하는 연구도 필요할 것으로 예상한다.
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.
코드린나방은 사과, 배, 복숭아 등 과실류를 비롯한 다양한 작물에 피해를 주는 해충으로써, 대한민국 식물방 역법상 금지해충에 속해있다. 검역실적으로는 2016년 6월에 1건, 2018년 6월에 2건이 모두 인천공항으로 수입된 우즈베키스탄산 양벚에서 검출되었다. 코드린나방은 국내 침입이 매우 우려되는 해충 중의 한 종으로써 한국, 일본, 대만을 제외한 거의 모든 온대지역에 분포하고 있다. 따라서 우리나라는 본 해충에 대한 정밀하고 지속적인 표적 예찰이 필수 불가결이다. 효과적인 예찰을 위한 페로몬 트랩 개발을 위해 다음 사항들을 고려할 수 있다. 우선 페로몬 성분비에 따른 유인력의 차이를 검정해 효과적인 성분비를 찾는 것이 중요한데, 그 방법으로는 GC-MS/MS 분석법을 통해 루어의 페로몬 구성비율을 분석한다. 이후 적합한 실험환경을 설정하고 페로몬 혼합 물을 적용한 여과지를 케이지에 달아 일정 시간 동안 여과지에 접촉한 횟수를 기록 후 통계분석을 통한 유의성 검정을 실시한다. 이어서 페로몬을 루어에 주입, 흡착시킨 후 페로몬 트랩을 현장에 설치해 포획된 수컷 성충 수를 조사해 효과적인 약량 및 루어형태 등을 선별하게 된다. 이를 통해 효과적인 코드린나방 트랩 개발을 위한 기초연구를 수행하고자 하며, 우리나라의 농업과 자연환경 보호에 기여하고자 한다.
In countries without strong biosecurity systems, Khapra beetle, Trogoderma granarium poses a continuing threat to agriculture. Even when quarantine laws exist, the risk is greater if one of the world's most serious pests becomes introduced to imported stored grain. The rate of Khapra beetles introduced is rising sharply with increased transport, trade, travel, and tourism between countries and continents. Species identification is usually the key to success in Khapra beetle control programs. Countries that export/import grains, such as Australia, Canada, Russia, Korea and USA, must ensure that their ports, grain storage facilities, and transportation systems are free of khapra beetle. Researchers so far developed effective quarantine treatments and eradication strategies to deal with khapra beetle infestations that occur upon import at inland port. Khapra beetle introductions are likely to be impacted by a variety of factors, including trade flow and quarantine laws. In this study, we provide an overview of the current global quarantine laws, invasions of khapra beetle, and its control strategies.
Numerous Dermestidae insects are considered significant pests because of their capacity to inflict substantial economic harm on stored food items. Trogoderma and Attagenus genera members are commonly discovered in imported grain and other food products. Usually, infestations of these species consist of various species that reproduce quickly and spread effortlessly. The small size of Attagenus and Trogoderma stored-product stages makes it extremely challenging to identify them based on their morphological characteristics. Hence, it is imperative to have precise identification techniques in place to ensure the safety and dependability of the grain industry, as well as to streamline efficient plant quarantine measures. Various molecular methods have been employed for insect species identification, such as restriction fragment length polymorphism (RFLP), amplified fragment length polymorphism (AFLP), random amplified polymorphic DNA (RAPD), single-strand conformation polymorphism (SSCP), DNA sequence analysis, and species-specific primer PCR (SS-PCR) techniques. Despite the considerable focus on quickly identifying these species in stored products in recent years, there is a notable absence of systematic molecular identification. This research highlights the use of genetic techniques to differentiate between Trogoderma and Attagenus species.
A surveillance of chigger mites was performed to monitor the incidence of scrub typhus vectors at four environmental collection points in two locations (Sunchang and Haenam) in the Honam region of Korea from August to December 2023. During the surveillance period, 4,174 chigger mites were collected and the predominant species were Leptotrombidium scutellare (94.3%). The density of chigger mites had the peaked at 44 week (10.26~11.1), while the density of patients peaked at 45 week (11.2~11.8) respectively. A positive correlation (r=0.69) observed between scrub typhus patients and vectors. This result suggests that this vector surveillance method will be useful for alarm system of tsutsugamushi disease. However, the relationship between scrub typhus cases and chigger mite density will be studied through long-term periodic surveillance.
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.
겨울과 같은 환경에서 곤충은 생존과 번성을 위해 생리학적, 생화학적 및 행동적 메커니즘을 이용하고 있다. 대부분의 곤충은 생리학적 적응가운데 급속내한성(Rapid cold hardiness, RCH) 유기를 통해 기온이 급격히 낮아 지는 외부 환경에 대해 빠르게 적응하고 저온조건에서 생존율을 높인다. 열대거세미나방의 경우 행동적 메커니 즘을 통해 따뜻한 곳을 찾아 장거리 비행을 하며, 생존에 유리한 환경으로 이동한다. 본 연구에서는 열대거세미나 방의 생리적 월동능력과 RCH 능력에 관해 조사하였다. 그 결과, RCH에 의해 혈중 글리세롤의 농도가 증가와 체내빙결점이 하강하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, RCH(-10℃, 1h)에 노출된 2령 유충기를 대상으로 4령과 5령 유충기에 단기저온(5℃, 30min)에 노출 시 글리세롤 생합성에 관여하는 유전자(glycerol kinase 1, 2)의 발현이 RCH에 노출되지 않은 대조구와 비교하여 빠르게 발현되었다. 이는, 열대거세미나방의 유전자 수준에서 저온에 대한 단기기억이 존재하는 것을 제시한다.
국내에서 유통되는 한약재 오공(蜈蚣)의 정·위품 유통 현황 파악과 유전자 감별법 개발을 위해 서로 다른 6개 유통사에서 오공으로 판매중인 전형약재를 구매하여 각 약재 포장 단위별 크기, 색깔, 무늬 등 형태적으로 차이가 있는 개체를 분류하여 국내에서 채집된 왕지네 표본 2개체를 포함 총 30개 시료를 대상으로 DNA 바코드 분석을 실시하였다. 확보한 미토콘드리아 COI 염기서열 정보와 기 등재된 NCBI GenBank 염기서열 정보를 이용하여 계통 분석을 실시한 결과, 28개 약재 시료 중 국산 및 중국산 전형약재 유통품 13 개체는 모두 대한민국약전외한약 (생약)규격집에 정품 기원종으로 수재된 Scolopendra subspinipes mutilans로 확인되었으며, 이들은 국내 채집 왕지네 개체들과 함께 하나의 단계통군을 형성하였다. 하지만 인도네시아산 전형약재 유통품 15 개체의 경우 4개의 그룹으로 구분되었는데, 그 중 3개 그룹은 S. dehaani, S. subspinipes, 그리고 명확한 종을 알 수 없는 Scolopendra sp.로 Scolopendra 속으로 확인되었고 나머지 그룹을 형성하는 한 개체는 Scolopendra 속에 속하지 않고 Rhysida singaporiensis와 89%의 유사도를 보였다. COI 바코드 분석을 통해 국내 유통되는 오공은 원산지가 한국 또는 중국인 경우 모두 정품 기원종으로 확인되었으며, 원산지가 인도네시아인 경우에는 모두 위품인 것으 로 확인되었다. 또한 위품으로 확인된 유통약재는 총 4개의 종으로 분류되었고, 대부분은 정품인 Scolopendra속 의 분류군이었으며 Rhysida속과 가까운 분류군도 오공으로 수입되어 유통되고 있는 것으로 확인되었다.
Behavioral modulation by genetic changes garners a special attention nowadays as an effective means of revealing genetic function on the one hand and broadening the scope of in situ monitoring on the other hand. The cGMP-dependent protein kinase was treated to the western flower thrips, Frankliniella occidentalis. Automatic recognition techniques and computational methods were utilized to investigate behavioral changes across photo- and scoto-phases. Movement behaviors are objectively expressed according to parameter extraction and data structure visualization in different light phases. By comapring with the individuals without treatment, activities of treated thrips were changed including decrease in circadian rhythm. Usefulness of automatic monitoring of insect movement in different genetic strains is further discussed for providing useful information on monitoring and diagnosing natural and unntatural genetic disturbances.
Insect cuticular extracellular matrices (ECM) including the eggshell and exoskeleton play vital roles in protecting them from natural environmental stresses. However, these chitinous ECMs must be degraded at least in part during embryonic and post-embyonic molting periods to accommodate continuous growth all the way to the adult stage. In this study we investigated the functions of groups I and II chitinases, TcCHT5 and TcCHT10, in turnover of the eggshell and cuticle in Tribolium castaneum. RNAi and TEM analyses revealed that TcCHT10 is required for digestion of chitin in the serosal cuticle for embryo hatching as well as in the old cuticle during post-embryonic molts including larval-pupal and pupal-adult metamorphosis. However, although TcCHT5 is apparently involved in these vital physiological events, TcCHT10 could substitute for TcCHT5 except during the pupal-adult molting when both enzymes are indispensable to degrade chitin in the old pupal cuticle.
With the increasing indroduction and spread of invasive quarantine pests, accurate diagnosis of pests detected in quarantine sites has become crucial. DNA barcoding, a standardized method that complements morphological analysis for rapid and precise species identification, is actively researched worldwide. In this study, we established a molecular biological identification system for major pests encountered during the import and export of agricultural and forestry products. By analyzing the DNA barcode sequences of pests collected domestically and those detected in quarantine inspections, we compiled genetic information for 1,292 individuals representing 472 species, 108 families across 11 insect orders. Among these, order Lepidoptera had the highest diversity, with 251 species across 27 families. We also secured barcodes for 52 species, 24 families in order Hemiptera, and 70 species, 20 families in order Coleoptera. By constructing a comprehensive biological foundation and database for various pests detected in quarantine sites, we aim to enhance the quarantine system by enabling rapid and accurate identification of invasive pests, thereby blocking early.