꽃매미 날개의 표현형질(예: 점무늬 크기, 시맥의 길이) 패턴이 이들의 지리적 분포와 상관관계가 있는지 알아보기 위해 중국의 텐진･베이징, 옌타이, 칭다오, 상하이, 티안타이, 린안, 국내의 서울, 부안, 예천과 일본 이시카와 등 10개 지역집단의 꽃매미 앞날개를 형태계측학 분석(morphometric analysis)으로 비교하였다. 총 11개의 형태학적 형질을 이용하였고 분산분석과 주성분분석을 이용하였다. 그 결과 상하이와 서울, 부안은 동일 집단군을 형성하는 것으로 나왔다. 다른 지역집단에 비해 중국 린안과 일본의 집단은 상대적으로 날개 형태가 이질적인 것으로 나타났다. 중국 집단만을 비교했을 경우 양쯔강 이북(텐진･베이징, 옌타이, 칭다오, 상하이)과 양쯔강 이남(티안타이, 린안)이 다른 것으로 분석되었다. 이는 중국 집단이 양쯔강으로 인한 지리적 격리에 의해 형태적으로 다른 패턴이 나타났음을 제시한다. 국내 집단에서는 서울과 부안 개체들 사이에 동질성을 보였으나, 예천 집단의 경우 다른 형태 패턴이 관찰되었다.

우리나라에서 가장 도시화된 지역 중 하나인 서울시에 위치하는 한강은 생물이 서식할 수 있는 가장 대표적인 공간이며, 하천을 따라 크고 작은 비오톱이 분포하고 있어서 도시 환경을 조사할 때 가장 중점적으로 조사해야 하는 지역이다. 본 연구는 작은 공간에서도 서식이 가능하고 날개를 이용해서 쉽게 이동 및 정착이 가능한 곤충강을 대상으로 종 및 개체수를 확인하였고 이를 통해 서울시 내 한강 및 주요 하천 주변 서식지의 현황과 특징을 분석하였다. 2011년 5월부터 2012년 4월까지 총 7차에 걸쳐 18개 지점을 조사하였으며, 그 중 한강 본류 주변이 6개 지점, 지류 주변이 12개 지점이었다. 또한 8월에 야간조사를 1회 실시하였다. 조사 분석 결과 총 13목 110과 420종이 조사되었으며, 딱정벌레목, 노린재목, 파리목, 벌목, 나비목 등의 순으로 많은 종수가 확인되었다. 지점별로는 한강본류 조사에서는 서울시의 좌･우측 끝에 해당하는 지점에서 높은 종다양성이 확인되었으며, 지류중에는 탄천 및 여의도 샛강 주변에서 높은 종다양성을 나타냈다. 반면 비교적 많은 종을 확인할 수 있었던 주간조사와는 달리 야간조사에서는 비교적 적은 수인 36종이 관찰되었는데, 과도한 인공조명에 의한 빛공해 등 교란요인이 있는 것으로 추정된다.

야간에 가로등에 유인되는 동물류 중에 가장 잘 알려진 것이 바로 곤충이다. 유인된 곤충은 대부분 그대로 죽게 되고, 생태계 내에서 1차 또는 2차 소비자의 역할을 하는 곤충의 개체군 감소로 인한 생태계 피해는 매우 심각하다고 할 수 있다. 본 연구를 통해 가로등별 곤충 유인률을 알아내고, 서로 비교･분석하여 가로등별 주변 생태계에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 조사는 2012년 8월 LED가로등이 설치되어 있는 충북제천과 경기도 과천에서 2회 반복 실험을 하였다. 실험방법은 약 7-8m의 가로등 기둥 3m지점에 곤충유인용 자외선 트랩을 설치하여 일몰 후 1시간부터 2시간 정량채집 후 회수하였고, 그 이후로 다시 2시간을 정량채집을 하였다. LED 가로등 5대와 나트륨등 5대, 그리고 다시 LED 가로등 5대와 CDM등 5대를 비교 실험하였다. 자외선 트랩으로 정량채집한 곤충을 실험실로 운반 후 종수 및 개체수로 계수하고, 40℃에서 48시간 동안 건조시킨 후 건중량을 측정하였다. 실험결과 LED등과 나트륨등 비교 1회 실험에서 5대의 LED 가로등의 유인률 평균은 52.2종, 201.4개체, 0.1962g이며, 나트륨등 5대의 유인률 평균은 60.4종, 337개체, 0.3834이다. 2회 실험에서 5대의 LED 가로등의 유인률 평균은 27.4종, 77.8개체, 0.088이며, 나트륨등 5대의 유인률 평균은 33.4종, 114.6개체, 0.1236g이다. LED등과 CDM등의 비교 1회 실험에서 LED등 5대의 유인률 평균은 35.8종, 107.2개체, 0.0576g이며, CDM등 5대의 유인률 평균은 44.4종, 111.2개체, 0.1142g이다. 2회 실험에서 LED등 5대의 유인률 평균은 58.6종, 131.8개체, 0.0716g이며, CDM등 5대의 유인률 평균은 55.8종, 129.6개체, 0.1438g이다.

Adoxophyes paraorana는 배, 사과 등의 주요 해충으로, 국내에는 A. honmai 및 A. orana와 혼재되어 있다가 2012년에 들어서야 새로운 신종으로 보고되었다(Byun et al., 2012). 이에 따르면 A. paraorana는 국내에 기 보고된 A. orana, A. honmai와 매우 유사한 형태적 특징을 가지고 있어 구분이 쉽지 않고, COI 바코드를 이용한 분자생물학적 연구에서는 약 5% 정도의 염기서열상의 차이를 보이고 있다. 그러나 최근 종간 구분 및 분류에 COI 바코드 유전자를 이용하는데 대한 문제점이 거론되고 있고, 특히 COI 유전자보다 다른 mtDNA 유전자에서 종간 구분에 필요한 차이가 더 많이 나타나기도 하여 이에 대한 비교연구가 진행되고 있는 상황이다. mtDNA 상의 12 가지 대표적인 단백질 발현 유전자들을 대상으로 Adoxophyes complex내 세 종의 염기서열의 차이를 비교하였다. 그 결과, COI에 비해 더 큰 차이를 나타내는 유전자들이 확인되었으며, 이를 속내 변이 수준에서 Cameron (unpubl. data)의 데이터와 비교한 결과, 서로 다른 속에서도 일정하게 큰 종간 차이를 나타내는 유전자는 COI 보다는 ND6, CytB, 그리고 ND5인 것으로 확인되었다. 따라서 Adoxophyes complex와 같은 유사 해충 종간의 구분을 위한 specific primer set의 개발은 ND6와 같은 유전자를 대상으로 하는 것이 COI에 비해 더 명확한 결과를 나타낼 것으로 판단된다.

스트레스 음파(5,000 Hz, 95 dB)는 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii) 번데기의 성충 발육을 억제시켰다. 이러한 발육 교란에 대한 생리적 원인을 규명하고자 이 곤충의 스트레스 음파에 대한 발현 유전체를 무처리 곤충과 비교 분석하였다. 발현유전체는 전사체를 대상으로 하였으며, 이는 전체 RNA를 Illumina HiSeq2000을 이용한 차세대우전체 염기서열 분석 기술을 이용하였다. 처리구와 무처리구에서 전체 전사체의 분석염기수는 약 16 Gb였고, 이를 토대로 77,553개의 contig가 규명되었다. 이 contig들을 대상으로 스트레스 음파 처리에 따라 발현량 차이를 보인 비율은 약 62.8%를 차지하였다. 이 가운데 대조구에 비해 10배 이상 발현량이 감소한 contig 숫자는 3,994개이고, 증가한 contig 숫자는 1,120개를 나타냈다. 특별히 성장과 변태와 관련된 insulin 및 ecdysone 신호 유전자의 발현이 영향을 받았다. 또한 일반 물질대사와 관련된 유전자들의 발현이 스트레스 음파 처리에 따라 감소를 보였다. 그러나 스트레스 관련 유전자인 지질동원호르몬 신호전달과정 유전자들은 발현량이 증가하였다. 이상의 스트레스 음파에 따라 아메리카잎굴파리의 유전체 발현량 변화는 이 곤충의 정상적 성충 발육에 교란을 주었을 것으로 추정된다. 향후 스트레스 음파에 처리에 따라 발현에 교란을 받은 유전자들의 성충 발육 연관성에 대한 기능 분석이 필요하다.

애멸구(Laodelphax striatellus Fallén)는 벼멸구(Nilaparvata lugens Stål), 흰등멸구(Sogatella furcifera Horváth)와 달리 국내에서 월동이 가능하다. 애멸구는 국내에서 주로 4-5령의 약충태로 월동을 하며, 월동을 한 애멸구 약충은 제방이나 논둑, 농경지 인근 풀숲의 화본과 잡초에서 성충으로 성장한 후 산란을 한다. 알에서 부화한 약충이 5-6월경 성충으로 우화한 후 본답으로 이동하여 일부 RSV 보독 애멸구가 줄무늬잎마름병을 매개하여 본답초기 분얼기 직전의 벼에 큰 피해준다. 최근들어 지구온난화에 따라 변온생물인 곤충류의 경우 최초 발생일이 앞당겨진 예가 빈번하게 보고되고 있다. 우리나라에서는 2000년대 이후 RSV 매개로 인해 벼의 가장 중요한 해충으로 대두되고 있는 애멸구의 경우, 국립농업과학원 작물보호과에 소장하고 있는 1967년도부터 2005년까지 약 40년간의 전국유아등 예찰 자료를 분석한 결과 지역적으로 영호남지역의 경우 7~9일, 충청도 지역의 경우 5~6일, 강원북부 및 경기북부지역은 약 3~4일 정도 월동 1세대 성충의 이동시기가 빨라진 것으로 나타났다. 유아등 자료를 분석하기 위해 실내 온도발육 실험을 통하여 애멸구의 발육에 필요한 유효적산온도를 구하였으며, 기상청으로부터 지역별 기온자료를 다운받아 월동 1세대 애멸구가 성충으로 우화하기 위해 필요한 유효적산온도를 누적하여 월동 1세대 성충의 예측 우화일을 시뮬레이션한 결과 실제 유아등에 잡힌 성충의 최고 채집일과 매우 유사하였으며, 장기간에 걸친 연도별 1세대 성충의 유아등 트랩에 잡힌 성충의 이동시기를 Julian day로 표시하여 회귀분석한 결과 우리나라에서 월동하는 애멸구의 경우 크게 3가지 형태의 생태형이 존재하는 것으로 파악되었다.

담배가루이(Bemisia tabaci)는 유전적 형질이 다르지만 형태적 구별이 어려운 다양한 biotype의 집합체로서 species complex 형태로 존재한다. 최소한 20여개의 biotype이 알려져 있으며 각 biotype은 발생율, 기주식물의 선호도, 환경적응성, 및 특정 살충제 저항성 등 다양한 생리적 및 생태적 차이를 나타낸다. 이 중에서 B biotype과 Q biotype이 전세계적으로 확산되어 분포하며 특히 최근에 확산된 Q biotype은 imidacloprid 계통의 살충제에 저항성이 높은 것으로 보고되었다. 또한 담배가루이는 100여종 이상의 식물바이러스를 매개하는 매개충으로서 다양한 작물에 간접적인 피해를 끼친다. 바이러스 매개작용과 관련하여 담배가루이의 내부공생균(endosymbiont)이 매개작용에 중요한 역할을 한다. 특히, 최근 국내뿐만 아니라 전세계적으로 심각한 피해를 끼친 토마토황화잎말림병 바이러스(TYLCV)는 담배가루이 체내의 Hamiltonella 내부공생균이 존재함으로서 매개될 수 있다. Q biotype 중에서지중해지역에 분포하는 Q2 biotype은 이 공생균이 존재하지 않아서 TYLCV를 매개하지 못하지만 2008년 국내에 침입한 Q1 biotpype은 이 공생균이 존재하며 TYLCV를 매개하여 전국에 확산시킨 바 있다. 즉, 담배가루이와 같이 복잡한 형질을 가진 종들은 종수준이하의 subgroup 수준에서 확산 및 위해성 정도가 다르게 나타날 수 있다. 그르므로, 외래침입해충의 위해성 분석 측면에서 종내의 subgroup에 대한 유전적 형질의 분석이 필요하며 특히 식물 질병 매개충의 경우에는 매개충의 바이러스 보독 여부 및 각 subgroup의 내부공생균과 같은 특징에 대한 분석 및 진단체계가 확립되어야 한다고 판단된다.

1900년 이래 우리나라에 유입된 외래 병해충은 총 76종으로 알려지고 있으며 그중 병원체는 34종, 해충은 42종이다. 이 기간 동안 매년 0.7종의 외래병해충이 유입된 셈이다. 외래 병해충의 유입은 1970년대 이후에 꾸준히 증가하고 있으며 특히 1990년대 이후에 급격히 늘어나고 있는데 이 기간에 전체 외래병해충의 46%인 무려 35종이 유입되었다. 외래병원체는 진균(12종), 세균(11종), 바이러스(11종)으로 분류군별로 비슷한 종수가 유입되었는데, 외래해충은 노린재목(14종), 딱정벌레목(11종), 나비목(5종), 총채벌레목(4종) 순으로 많았다. 외래병원체의 유입경로를 보면 유입경로가 불분명한 4종을 제외한 30종 중 대부분이 묘목(12종)과 종자(10종)를 통해서 유입된 것으로 추정되고 있다. 외래해충의 경우에도 유입경로가 불분명한 11종을 제외한 31종 중 17종은 묘목을 통해서 유입되었으며 그 외 종자, 구근, 곡물, 목재포장재, 건초, 골프용품, 이사화물, 선박부착 등에 의해 유입된 것으로 추정되고 있다. 앞으로도 농산물교역과 해외여행이 지속적으로 증가하는 추세에 있어 외래병해충의 유입위험도는 더욱 높아지고 있는 실정이다. 외래병해충이 우리나라로 유입되어 정착하면 큰 피해가 발생할 수 있고 박멸이 어려운 경우가 많으므로 해외 병해충의 유입방지를 위한 보다 효율적인 식물검역 시스템이 필요한 실정이다. 아울러 일단 해외 병해충이 유입되었을 경우 조기에 탐지하여 박멸할 수 있도록 하여야 겠다.