동애등에 유충은 약 40%의 단백질과 30%의 지방을 포함하고 있어 동물의 먹이로 충분한 가치가 있으므로 고효율, 고기능 가금류 사료를 개발하기 위한 연구가 요구되고 있다. 본 연구는 동애등에를 이용하여 가금류 사료를 개발하는데 있어 생산단가를 절감하기 위하여 건조방법별 영양성분을 비교하고자 하였다. 분석용 시료로 사용한 동애등에는 사육중인 유충을 채취하여 급속냉동한 후 열풍 40~80℃까지 10℃간격으로 건조, 동결건조, microwave건조의 방법으로 처리하여 사용하였다. 영양성분 분석은 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분 등을 AOAC (1995) 방법에 따라 분석하였다. 건조시간은 열풍건조 8~96시간, 동결건조 72시간, microwave건조 8분이 소요되었다. 영양성분 중 수분 함량은 3~9%였으며, 단백질 함량은 49~50%, 조회분 함량은 10~11%로 나타났다.

농림축산검역본부에서 생물적 방제용 36종(칠레이리응애 등), 화분매개용 1종(서양뒤영벌), 연구용 2종(노랑초파리 등), 먹이용 2종(갈색거저리 등), 생태복원용 1종(장수하늘소)을「금지품에서 제외되는 해충」으로 고시하여 수입을 허용하고 있다. 수입이 허용된 42종 중 서양뒤영벌 등 22종은 수입실적이 있으나 나머지 20종은 수입실적이 없다. 최근 5년간 수입량이 가장 많은 종은 노랑초파리(337건, 2015)이다. 수입이 허용된 종을 국내 분포종(10종)과 미분포종(12종)으로 구분하여 분석한 결과 두 그룹 다 수입량은 증가하고 있다. 최근 5년간 국내 미분포종은 수입량이 일정(평균 약 840,060천마리)하게 유지되고 있으나 국내 분포종은 2010년 이후 매년 큰 폭으로 증가하고 있다. 그 원인을 보면 오이이리응애가 2013년 수입량이 큰 폭(전년 대비 530% 증가)으로 늘어났고 ′14.-′15.년에 어리풀잠자리, 진디벌의 수입이 증가하였기 때문으로 생각된다. 금지품에서 제외되는 해충의 수입현황 은 매년 허가되는 종이 늘어나기 때문에 전체 수입건수 및 수입량은 증가하는 추세다. 향후 국내 미분포종의 경우 야외정착 여부와 비표적 위험성 조사가 필요하고, 국내분포종의 경우 수입 시 동반병해충의 감염여부 등을 중점적으로 검사할 수 있는 기반 조성마련이 요구된다.

무당벌레는 진딧물, 깍지벌레, 응애와 같은 연조직으로 된 곤충에 대한 천적으로써 생물적 방제인자로 잘 알려져 있는 유익한 곤충이다. 그러나 무당벌레의 유전자 기능은 거의 연구되지 않고 있다. 그래서 우리는 RNA interference(RNAi)를 통해 무당벌레의 유전자 기능을 알아보기 위해 연구를 수행하였다. 먼저 RNAi에 적용하기 위해 gateway system을 이용하여 무당벌레 cDNA library를 제작하였고, 그 결과 4.43x104 titer의 무당벌레 cDNA library를 완성하였다. cDNA library의 임의의 유전자들은 transcription vector인 LITMUS 28i vector의 T7 promoter를 이용하여 dsRNA로 합성한 후, 무당벌레 4령 유충에 주입하여 표현형 변이가 나타나는 개체들이 있는지를 확인하였다. 이와 같이 스크리닝으로 성충 시기에 표현형의 변이가 나타나는 임의의 유전자들은 추후에 race를 통해 유전자의 전체 시퀀스를 알아내어 유전자 정보를 확인함으로써, 무당벌레뿐 만 아니라 다른 곤충 내의 유전자 기능 분석에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

톱다리개미허리노린재(Riptortus pedestris (Fabricius))는 한국, 일본, 중국 등을 포함한 아시아 지역에서 콩에 심각한 피해를 야기 시키는 해충이다. 본 연구에서는 NGS를 이용하여 얻은 톱다리개미허리노린재 유전자 정보를 바탕으로 4개의 microsatellite 마커를 선발하였다. 선발된 유전자 마커를 이용하여 국내 15개 지역 톱다리개미허리노린재 지역 집단들 간의 유전적 차이를 분석하였다. 총 384 개체를 이용하여 분석한 결과 초위성체 마커에 따라 대립유전자의 수는 7-21개 였다. AMOVA 검정 결과 전체 유전적 변이의 92%는 개체 간에, 7%는 집단 간에 그리고 1%는 개체 내에서부터 유래되었다. 집단 간 유전적 거리 차이를 보면 군산과 구례 개체군간 차이가 가장 적었으며 (Fst =0.005), 칠곡과 구례 개체군 간 차이가 가장 컸다 (Fst = 0.067). PCoA 분석결과 첫 두 주요인에 의한 분산이 전체 분산의 75.58%를 차지하였다. Bayesian clustering 결과 의 최대값은 K=3일 때 6.77로 가장 컸으며 이는 우리나라에 분포하는 톱다리개미허리노린재 개체군은 최소 3개의 공통 조상으로부터 유래되었다는 것을 의미한다.

담배거세미나방(Spodoptera litura) 유충의 섭식 행동을 분석하기 위해 부화 1일 후부터 고치 형성 때까지 1분 간격으로 피망 잎 섭식흔을 측정하였다. 잎 면적 측정은 컴퓨터와 카메라를 이용하여 동영상을 촬영하고 영상 처리(image processing) 기법을 이용하여 분석하였다. 관찰 결과, 담배거세미나방 유충의 섭식 행동은 탈피 직후부터 즉시 섭식을 시작하였다. 섭식 행동은 섭식기(약 1800분)와 비섭식기(약 760분)가 뚜렷하게 구분되었으며 섭식기가 끝나면 비섭식기를 거쳐 탈피를 하고 다시 섭식기에 들어서는 것을 확인할 수 있었다. 1회 섭식 행동은 ‘bout’로 구분되며, 1회 평균 섭식 지속 시간은 약 15분으로 영기에 따라 차이가 나지 않았다. 영기 내 평균 섭식 회수(no. of bout)는 약 27.5회로 섭식 지속 시간과 마찬가지로 영기에 따라 차이가 나지 않았다. ‘Bout’ 간의 간격은 ‘interbout interval’로 구분되며 평균 54분마다 섭식을 하였고 영기에 따른 차이는 관찰되지 않았다. 하지만 영기에 따른 섭식량은 지수적으로 증가하였다. 일주기(circadian rhythm) 행동은 관찰되지 않았다.

침입 외래종 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax)은 꿀벌을 주요 먹이원으로 이용하는 특성에 따라 국내 양봉가에 매우 심각한 경제적 피해를 일이키고 있다. 이처럼 지속적인 피해가 나타남에 따라 본 연구에서는 등검은말벌의 사냥 특성을 분석하여 이들을 관리하는데 기초자료로 활용하고자 한다. 총 370회의 사냥 행동을 분석하였는데 평균 사냥시간은 37.24초, 평균 공격 횟수는 3.91회, 사냥 성공률은 89%로 나타났다. 월별로는 7월부터 시작하여 사냥 시간이 점점 단축되어 9월에 가장 짧게 나타났고 이후 다시 길어지는 패턴을 나타내었다. 공격 횟수에서도 시간과 비슷한 패턴을 나타내었다. 사냥 성공률은 7월 초에는 41%에 머물렀으나 9월에는 99% 성공률을 보였고 10월에도 95%를 유지하고 있었다. 그러나 비가 오는 날씨에는 사냥활동의 제약에 따라 맑은 날씨보다 사냥 시간이 훨씬 오래 걸렸으나 시도횟수 및 성공률은 큰 차이가 없었다. 비슷한 특성의 토종말벌 털보말벌은 평균 사냥시간 52.91초, 평균 사냥 시도 5.80으로 등검은말벌이 훨씬 길게 나타났고 사냥 성공률도 66%로 낮았다. 결과적으로 양봉장에서 외래종 등검은말벌은 토종말벌보다 훨씬 짧은 사냥시간 과 공격횟수 그리고 높은 사냥 성공률을 통해 막대한 피해를 입히고 있었으며 따라서 이에 대한 방제 대책이 시급한 것으로 보인다.

외래병해충이 유입되면 우리나라 자연환경에 미치는 피해는 크므로 유입차단을 위한 노력이 필요하다. 최근 국제 교역량과 여행객이 크게 늘어남에 따라 수입식물을 통한 외래병해충의 유입위험도 증가하고 있는 실정이다. 국경에서 검출된 병해충에 대한 기록은 농림축산검역본부에서 운영하는 전산시스템에 기록되며, 검역통계는 ‘병해충정보 시스템(PIS)’을 이용하여 분석이 가능하다. PIS 데이터베이스는 화물, 휴대, 우편을 통해 수입되는 식물을 대상으로 검출된 병해충기록을 비교․분석해 주는 기능이 포함되어 있다. PIS를 이용하여 지난 20년(1996~2015) 동안 우리나라로 수입된 수입식물 46,937천건에 대하여 병해충 검출건수, 원산지, 품목, 운송수단 별로 식물검역과정에서 차단된 병해충 검출동향을 분석하였다. 분석결과, 수입식물 검역 건수증가에 따라 병해충 검출건수도 증가하였다. 지난 2000~2015 동안 수입식물 158,842건이 병해충이 검출되어 폐기, 반송, 소독조치 등 검역조치 되었다. 운송수단별 병해충 검출건수 분석결과, 94.7%(150,321건)가 화물로 수입되는 식물에서 검출되어 유입위험도 가 화물이 가장 높았다. 국가별 병해충검출건수는 중국이 가장 많아 중국분포 병해충의 국내 유입위험이 높았으며, 수입건수 대비 병해충검출률은 말레이시아가 16.2%로 가장 높았고, 그다음으로는 필리핀(14.6%), 남아프리카공화국(6.8%), 인도네시 아(4.0%) 등의 순이었다. 수입 생과실에서 검출된 병해충 검출건수 분석결과, 지난 16년간(2000~2015) 생과실의 수입건수 대비 병해충 검출률은 9.4%이나, 조건부 수입 허용된 생과실의 검출률은 1.6%로 현저히 낮은 것으로 나타나, 병해충 위험분석을 통한 식물검역조치로 해외 병해충의 우리나라 유입위험이 사전에 차단된 것으로 확인되었다. 최근 검출이 증가하는 국가와 품목에 대하여는 더욱 철저한 검역이 필요한 것으로 판단된다.

Taste substances are recognized by gustatory sensory neurons that express putative seven transmembrane proteins in the gustatory receptor (Gr) family. However, the gustatory tuning of the molecular receptors encoded by these gustatory receptor genes remains unknown in honey bees. Here we first functionally characterize a gustatory receptor responding to umami taste L-amino acids in the western honey bee, Apis mellifera. Using Ca2+ imaging assay and two-voltage clamp recording, we first report that one of the gustatory receptors of honeybee, AmGr10, functions as a selectively tuned amino acid receptor in taste neurons. In addition, we report a floating electrode-based bioelectronic tongue mimicking honeybee taste systems for the detection and discrimination of umami substances. This floating electrode-based bioelectronic tongue mimicking insect taste systems can be a powerful platform for various applications such as food screening, and it also can provide valuable insights on insect taste systems.

본 연구는 1980년 대 후반부터 2000년 대 후반까지 경기 도 파주시 일대 남북한 접경지역의 산림 경관 변화 추이를 분석하였다. 산림 경관 변화 추이는 1980년 대 후반과 2000 년 대 후반 촬영된 Landsat 위성 영상에서 추출한 각 시기별 산림의 공간 분포를 경관지수를 이용해 계량화하여 종적 비교 분석하였다. 위성영상 분류의 정확도를 높이기 위해 단일 계절 영상이 아니라 봄철(5월 말~6월 초)과 늦여름-초 가을(9월 말~10월 초)에 촬영된 영상의 밴드들을 중첩하여 다중 계절 영상을 제작·분석하였다. 산림 공간 분포는 다중 계절 Landsat 영상을 machine learning 알고리즘의 일종인 support vector machine(SVM) 알고리즘을 이용하여 산림, 초지, 농경지, 비식생지, 수체의 5개 식생 유형으로 분류하 여 추출한 다음, lacunarity 지수를 이용하여 계량화하였다. Lacunarity 지수는 프랙탈(fractal) 기하학에서 파생된 경관 지수의 일종으로, 프랙탈(fractal)이 분석 대상 물체가 공간 을 얼마나 복잡하게 채우고 있는지에 관한 지수라면, lacunarity는 공간에 분석 대상 물체들이 채워지고 남은 빈 공간들이 어떻게 분포하는지에 관한 지수이다. Lacunarity 는 분석의 지리적 척도에 따라 분석 결과가 달라지는 경관 지수로, 지엽적 수준에서 광역적 수준까지 다양한 지리적 척도에서 산림의 파편화를 분석할 수 있다. 분석 결과 민간인 출입이 제한된 임진강 이북의 비무장지 대(demilitarized zone: DMZ)와 민간인통제구역(civilian control zone: CCZ)에서는 지난 20여년 간 산림 면적이 13.2% 증가하여, 군사 활동으로 훼손된 산림에 형성된 초지 와 버려진 농경지들이 산림으로 자연천이되고 있었다. 반면 민간인의 활동이 자유로운 임진강 이남 지역은 같은 기간 산림 면적이 9.3% 감소하여 개발로 인한 산림 훼손이 진행 되고 있음을 알 수 있었다. Lacunarity 분석 결과 지난 20여 년 동안 임진강 이북의 산림 경관은 지엽적 수준에서는 파 편화도가 감소한 반면, 광역적 수준에서는 파편화도가 오히 려 증가한 것을 나타났다. 이 결과는 1980년 대 후반에는 파편화되어 있던 산림 패치들 사이의 작은 틈들이 초지와 농경지의 자연천이로 점차 메워져서 지엽적 수준의 산림 파편화는 감소하였지만, 도라산역 개발 등 지난 20여 년 간 이 지역에서 발생한 대규모 개발로 넓은 산림이 사라지 면서 광역적 수준의 산림 파편화가 진행되었기 때문으로 분석된다. 임진강 이남의 산림은 분석의 공간 척도에 관계 없이 산림 파편화가 심화된 것으로 나타나, 이 지역에 농경 지 개간, 공장 등 개별 건축물 건설 등 적은 규모의 개발 뿐 아니라 신도시 개발과 같은 대규모 개발 사업으로 인한 산림 훼손이 진행된 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 남북한 접경지역에서 식생의 자연천이가 진행되면서 과거 농경지 개간과 전쟁 등 군사활동으로 파편 화된 산림이 복원되고 있긴 하지만, 이는 민간인의 접근이 제한된 일부 지역에만 국한된 현상이고, 실제 야생동물의 서식 환경을 결정하는 광역적 수준에서는 오히려 산림 파편 화가 진행되고 있다는 것을 보여준다. 이 결과는 접경지역 생태계 보전을 위해서는 남북한 통일 후 비무장지대나 민간 인통제구역을 어떻게 관리할지 뿐 아니라 민간인 활동이 자 유로운 인근 지역을 지금 어떻게 관리해야 할지에 대한 논의 가 시급하다는 것을 시사해 준다.