장내 미생물 군집은 소화 과정, 면역 시스템, 질병 발생 등 숙주의 다양한 면에 광범위한 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 주요 장내 미생물 종은 숙주의 생리 기능에 핵심적인 역할을 수행한다고 발표된 바 있다. 곤충의 장내 미생물 군집에 관한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있으며, 이들 연구는 주로 장내 미생물 군집과 기생충, 병원체 간의 상호작용, 종간의 신호 전달 네트워크, 먹이의 소화 과정 등을 중심으로 이루어지고 있다. 이러한 연구들은 대부분 Illumina MiSeq을 활용하여 16S rRNA 유전자의 V1부터 V9 영역 중 선택된 특정 부분을 대상으로 짧은 서열 정보를 대상으로 진행되었다. 그러나, 최근에는 PacBio HiFi 기술이 상용화되면서 16S rRNA의 전장 분석이 가능할 수 있게 되었다. 이번 연구는 장수말벌(Vespa mandarinia)의 해부를 통해 gut과 carcass 부분을 분리한 뒤, 각 샘플을 Illumina MiSeq과 PacBio HiFi 기술을 활용하여 미생물 군집 간의 차이점을 확인하기 위하여 수행되었다.

Haemaphysalis longicornis는 사람과 동물에게 여러 심각한 병원체를 전달하는 주요 매개체로, 한반도에 널리 분포하고 있다. H. longicornis는 Rickettsia spp., Borrelia spp., Francisella spp., Coxiella spp., 그리고 중증열성혈소판 감소증후군 바이러스 (SFTS virus) 등을 매개하는 것으로 알려져 있다. 국내에 서식하는 H. longicornis의 미생물 군집과 관련된 연구는 많이 진행되지 않은 것으로 확인되었다. 이 연구는 한반도 내 다양한 지역에서 채집된 H. longicornis의 미생물군집 다양성을 지역별, 성장 단계 및 성별에 따라 분석하였다. 2019년 6월부터 7월까지 질병관리청 권역별기후변화매개체감시거점센터 16개 지역에서 채집한 H. longicornis의 16S rRNA 유전자 V3-V4 영역을 PCR로 증폭 후 Illumina MiSeq 플랫폼으로 시퀀싱하였다. Qiime2를 활용한 미생물 다양성 분석을 통해 총 46개의 샘플에서 1,754,418개의 non-chimeric reads를 얻었으며, 평균 126개 의 operating taxonmic unit (OTU) 을 식별하여 총 1,398개의 OTU를 확인하였다. 대부분의 지역에서 Coxiella spp.가 우점종으로 나타났으며, 특히 Coxiella endosymbiont는 가장 높은 우점도를 보이며, Coxiella burnetii와 계통 발생 학적으로 유사한 것으로 확인되었다. 이 연구를 통해 분석된 결과는 각 지역의 H. longicornis 미생물군집 데이터 베이스 구축에 활용되었으며, 이를 통해 지역별 미생물군집의 특이성을 식별할 수 있게 하였다. 이는 한반도의 H. longicornis에 의한 질병 전파 연구와 이를 통한 공중보건 개선에 기여할 것으로 기대된다.

Chitin and chitosan, abundant biopolymers from shellfish, crustaceans, and fungal hyphae, have diverse applications in food, biomedical, and industrial sectors. Also, insects offer a one of the chitin and chitosan source, yet research into the biological processes of chitin and chitosan within insects remains inadequate. To investigates the safety and benefits of insect-derived chitin and chitosan, we orally administered crab-derived and insect-derived chitin and chitosan to mice and compared RNA expression. NGS derived sequences were obtained and DEG and GO analyses were performed. This study displays a chance to progress the application of edible insects.

Pellino, a highly conserved E3 ubiquitin ligase, is known to mediate ubiquitination of phosphorylated Interleukin-1 receptor-related kinase (IRAK) homologs in Toll signaling pathway. To understand the immunological function of TmPellino, we screened the knockdown efficiency of TmPellino by injecting TmPellino-specific dsRNA into T. molitor larvae. Subsequently, we investigated the larval mortality and the tissue-specific expression patterns of antimicrobial peptide (AMP) genes against microbial challenges. Interestingly, the results indicate that the expression of many AMP genes was upregulated in the Malpighian tubules of TmPellino-silenced T. molitor larvae. This study may provide basic information to understand how Tmpellino regulates AMPs production in T. molitor.

Recently, it is demonstrate that the invertebrates have a immune memory, called Immune priming (IP). It was partially studied that the IP is mainly regulated by epigenetic modification. Here, to understand the IP on antimicrobial peptides (AMPs) production, we investigated larval mortality and time-dependent expression patterns of AMP genes in T. molitor larvae challenged with E. coli (two-times injection with a one-month interval). Interestingly, the results indicate that the higher and faster expression levels of most AMP genes were detected compared to the non-primed T. molitor larvae. Our results may used to improve the understanding of mechanisms of invertebrate immune memory.

Tumor necrosis factor receptor-associated factor (TRAF) is known to regulate antimicrobial peptides (AMPs) production in mammals. Here, to understand the immunological function of TmTRAF against microbial challenge, the induction patterns of TmTRAF against microbial infection was investigated by qRT-PCR in the whole-body and tissue of young larvae. In addition, the effects of TmTRAF RNAi on larval mortality and expression of 15 AMP genes in response to microbial infection were investigated. Our studies may help to understand the basic role of AMP production.

Tube, an intracellular protein of the Toll-pathway, forms a complex with Pelle and MyD88, and regulates a signal transduction to activate NF-κB in Drosophila. To understand the antimicrobial function of TmTube, the induction patterns of TmTube were investigated at 3, 6, 9, 12, and 24 h-post injection of pathogens into 10th to 12th instar larvae. In addition, we investigated the effects of TmTube RNAi on larval mortality and tissue specific AMP expression in response to microbial challenge. Our results will provide a basic information to elucidate the immunological function of TmTube

Pelle, a serine/threonine kinase, is an intracellular component of the Toll pathway and is involved in antimicrobial peptides (AMPs) production due to pathogenic infection. It is known that the Pelle phosphorylates Cactus and activates the NF-κB signaling pathway in Drosophila, but it is not studied in Tenebrio molitor. In this study we investigated the tissue-specific expression patterns of the Pelle following pathogenic infection at 3, 6, 9, 12, and 24 hours. Additionally, larval mortality and AMP expression against microbial injection were investigated in dsPelle-treated T. molitor larvae. Our results may help to understand the antimicrobial function of TmPelle.

In insects, the glutathione S-transferase is initiated in both the detoxification process and the protection of cellular membranes against oxidative damage. In this study, we identified the open reading frame (ORF) sequence of GST-iso1 and 2 from Tenebrio molitor (TmGST-iso1 and 2). To investigate the expression patterrns of TmGST-iso1 and 2 in response to herbicide, 0.06, 0.6, and 6 ㎍/㎕ of butachlor (FarmHannong, Seoul, South Korea) was challenged into T. molitor larvae, resulting that the TmGST-iso1 were highly induced at 3 and 24 h-post injection. Whereas, the highest expression of TmGST-iso2 was detected at 24 h after treatment. This study may contribute to basic information about the detoxifying activities of T. molitor.

It is well known that the JNK pathway regulates AMP production against pathogenic infection in both vertebrates and invertebrates. Tenebrio molitor hep (Tmhep) is an homolog of MAP kinase kinase in mammals. Here, we investigate the immunological function of Tmhep in responses in microbial infection using RNA interference technology. The results showed that silencing of Tmhep increased the larval mortality against microbial challenge, as well as reduced AMP production compared to the control group (dsEGFP-treated group). Conclusively, Tmhep plays an critical role in antimicrobial defense in T. molitor larvae.

The major innate immune pathways in Asian longhorned ticks, Haemaphysalis longicornis, include Toll, IMD, and JAK/STAT. In the field, H. longicornis can be infected with various pathogens including Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome Virus (SFTS virus), Rickettsia, Babesia and Anaplasma species. One approach to identify whether ticks are infected with pathogens is by examining the expression levels of immune response genes. To evaluate whether upregulation of immune genes from H. longicornis can serve as an indicator for pathogen infection in ticks, we first designed primer sets for Dorsal, STAT, and Relish from the H. longicornis genome. We then conducted quantitative reverse transcription PCR(qRT-PCR) on cDNA of field-collected H. longicornis and identified individuals with high expression levels in immune response genes. Subsequently, we performed digital PCR assays to determine whether selected ticks were infected with SFTS virus. Using this approach, we evaluated correlation between pathogen infection and upregulation of immune response genes in ticks. Although more experiments are needed to draw conclusions, this study suggests immune response gene-based screening methods for pathogen infected ticks from the field.

지속적인 기후변화로 인해 매개 곤충을 통한 다양한 신종감염병이 국제적으로 확산되고 있으며, 발생빈도 또한 증가하는 추세이다. 이러한 매개질병을 관리하기 위해서는 질병을 매개하는 매개체에 대한 정보와 지속적 인 모니터링이 필요하다. 이 연구는 제3급 법정 감염병으로 지정된 중증열성혈소판감소증후근(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome, SFTS) 및 라임병(Lyme disease) 등의 매개체로 알려져 있는 참진드기를 대상으로 충남 당진 일대에서 2018년부터 2023년까지 총 6년, 4월-11월의 기간동안 월 1회 4개의 환경(무덤, 산길, 잡목림, 초지)에서 드라이아이스 유인트랩을 사용하여 발생밀도를 조사하였다. 그 결과 2018년 16,996마리, 2019년 16,698마리, 2020년 6,417마리, 2021년 7,380마리, 2022년 3,451마리, 2023년 3,465마리로, 총 54,407마리가 채집되 었으며, 초지에서 가장 많이 채집되었다. 채집된 참진드기는 2속 3종으로 작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis), 개피참진드기(H. flava), 일본참진드기(Ixodes nipponensis)이며, 작은소피참진드기 (H. longicornis) 가 42,489마리(78.09%)로 높은 우점도를 보였으며, SFTS 보유 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 Nested RT-PCR 단계를 걸쳐 전기영동을 수행하였으나 양성 검체는 0건으로 확인되었다. 이러한 연구 결과는 SFTS의 주요 매개 체인 참진드기 발생 양상 파악 및 매개 질병 관리 전략 수립에 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

국립기상연구소의 보고에 의하면 최근 한반도의 기온 상승으로 인해 온대내륙성 기후형에 속했던 지점은 온대해양성 기후형으로, 온대해양성 기후형은 아열대습윤 기후형으로 변화하고 있다. 이러한 한반도의 기후 변화는 환경 변인에 민감한 질병 매개 곤충의 분포와 밀도 변화에 영향을 미칠 수 있어 지속적인 모니터링이 중요하다. 이 연구는 철새도래지 내 발생 및 유입될 수 있는 모기와 관련 바이러스 감염률을 확인하기 위해 충남 당진의 철새도래지에서 BG-sentinel trap 및 LED trap을 사용하여 2021년부터 2023년까지 4-11월간 월 2회 수행하 였다. 채집된 모기는 총 3,723마리로, 4속 16종을 확인하였다. 그 중 금빛숲모기 (Aedes (Aedimorphus) vexans nipponii) 가 1,711마리(45.96%)로 가장 높은 우점도를 나타냈으며, 흰줄숲모기 (A. (Stegomyia) albopictus) 와 큰검 정들모기 (Armigeres (Armigeres) subalbatus) 각각 588마리(15.79%), 빨간집모기 (Culex (Culex) pipiens pallens) 269마리(7.23%)로 나타났다. 채집된 모기의 Flavi-virus 감염 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 RT-PCR을 통해 확인하였으나, 모두 음성으로 확인되었다. 이러한 연구 결과들은 기후변화에 맞추어 변화하는 감염병 매개 모기 의 발생 현황을 감시·예측하는데 유의한 자료로 활용될 수 있으며, 향후 모기 매개 질환 발생을 예측하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

털진드기 유충 (Acari: Trombiculidae)은 쯔쯔가무시증을 전파하는 주요 매개체이다. 털진드기 유충의 발생량 은 가을철에 증가하는 것으로 알려져 있지만, 환경 및 시기에 따라 발생 패턴이 다르게 나타날 수 있어 각 지역에 대한 조사가 필요하다. 이 연구는 충남 예산의 털진드기 발생 양상을 확인하기 위해 2017년부터 2023년까지 36-51 주차 (9-12월)에 걸쳐 현장 조사를 수행하였다. 논, 밭, 수로, 초지에 5m 간격으로 털진드기 트랩을 환경별로 5개씩 설치하여 채집하였다. 그 결과 총 3,257개체로 2017년 1,104마리, 2018년 785마리, 2019년 650마리, 2020년 160마 리, 2021년 139마리, 2022년 233마리, 2023년 186마리 채집되었다. 동정 결과 5속 12종이 확인되었으며 둥근혀털 진드기(Neotrombicula tamiyai)가 1,882개체(57.78%)로 우점도가 가장 높게 나타났다. 이러한 발생 양상에 관한 연구는 매개 질환의 예방 및 관리 전략 수립에 있어 중요한 기초 자료로 활용될 수 있으므로 지속적인 연구와 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.

최근 하천 환경 개선을 위한 노력과 연속성확보의 일환으로 인공구조물에 대한 철거 정책이 시행되고 있으나, 인공구조물 철거가 하천 환경에 미치는 장기적인 영향에 대해서는 명확하게 알려지지 않았다. 이에 본 연구는 하천 내 인공구조물 철거의 장기적인 영향을 분석하고, 지속 가능한 하천 관리 방안을 모색하기 위해 수행되었다. 설악산에 위치한 가는고래골의 인공구조물을 대상으로 2021년 8월부터 2023년 10월까지 8회에 걸쳐 조사한 결과, 조사기간동안 총 3문 3강 8목 11과 85종이 출현하였다. 총 출현종수는 보의 철거 전(총 44종)과 비교하여 철거직후(43종) 다소 감소하였으나, 이후 점진적으로 증가(2022년 56종, 2023년 64종)하였으며, 특히 절지동물 문에 해당하는 분류군의 증가가 확인되었다. 인공구조물과의 거리에 따른 출현종수는 구조물과 가까울수록 종수가 현저히 감소하였으며, 이격될수록 종수가 증가하였다. 장기적인 조사결과 인공구조물과 이격되어 있는 정점부터 점진적인 종수의 안정화가 확인되었으며, 인공구조물 철거지점과 가까운 지점에서는 지속적인 하상 변화가 관찰되고 회복이 느렸다. 이에 인공구조물 철거 후, 빠른 회복을 위해서는 초기 주변환경을 고려한 서식환 경의 조성 및 관리에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

최소 사후 경과 시간(PMImin) 측정에 필수적으로 이용되는 것 중 하나가 시식성 곤충의 발육 속도를 정확히 측정한 데이터이다. 법의곤충학(Medicolegal entomology)을 이용한 최소 사후 경과 시간 측정 방법은 과거에 비해 빠르게 발전하고 있지만, 보다 정확한 데이터를 얻기 위해서는 추가적인 기초 데이터 확보가 필요하다. 이에 본 연구에서는 가장 대표적인 시식성 곤충 중 하나인 연두금파리(Lucilia illustris)를 대상으로 온도에 따른 성장 속도를 측정하였다. 흔히 blow fly 또는 green bottle fly라고도 불리는 연두금파리는 사체에 가장 먼저 나타나는 시식성 파리 중 하나이기 때문에, 해당 종의 유충 성장 속도를 측정하면 최소 사후 경과 시간을 비교적 정확하게 추정하는 것이 가능하다. 실험에 사용된 연두금파리는 5~9월경 대전 유성구 일대에서 성충을 채집하여 종 동정, 사육 및 증식, 예비 실험을 거친 후 본 실험을 진행하였다. 본 실험은 성충 사육 케이지 내에서 교미 및 산란 유도 후 산란된 알을 돼지 생간에 접종하여 유충 사육 전용 챔버에 넣고, 12시간 간격으로 6개체 샘플링하고 추가로 각 령기 변화 시점에 샘플링을 진행하였다. 샘플링된 유충은 길이 측정 및 이미지 촬영을 진행하였다. 16℃, 19°C, 22°C, 25°C, 28°C, 31°C, 34°C 7개 온도 조건에서 연두금파리의 성장 속도 측정 실험을 3회 반복하였으며, 산란으로 부터 부화 및 우화까지 시간 등을 포함한 전체 성장 시간 데이터와 유충 몸길이 데이터, 이미지 자료, 샘플링한 유충 액침표본 등을 확보하였다. 16℃, 19°C, 22°C, 25°C, 28°C, 31°C에서 연두금파리의 전체 성장 시간은 각각 792.7±70.2, 441.0±53.3, 366.7±15.1, 288.0±7.2, 255.7±4.0, 260.3±13.2로 측정되었으며, 34°C에서는 3령 이후 성장 하지 못하고 폐사함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 연두금파리의 성장 과정 데이터와 최소 사후 경과 시간 추정을 위한 지표로서 활용 가능한 데이터를 제공한다.

생태계내에서 중요한 수분매개체인 야생벌을 보전하기 위해서는 풍부도와 다양성을 모니터링 하는 것이 중 요하다. 충청남도 서천군의 마을숲에서 야생벌을 2년간 조사한 결과 총 9과 57종 3,258개체를 채집하였다. 우점 종은 애꽃벌과의 꼬마애꽃벌이 가장 많았으며, 다음으로 양봉꿀벌, 수염줄벌, 구리꼬마꽃벌이었다. 종수는 2월 부터 증가하다가 8월에 가장 많았으며, 개체수는 4월에 가장 많고 이후 줄어들었다. 야생벌의 종 목록 살펴보면, 꿀벌과가 16종으로 가장 많았으며, 애꽃벌과의 꼬마애꽃벌은 1종이지만 개체수는 2,084개체로 본 연구에서 가 장 많이 나타났다. 본 연구에서 조사된 결과는 향후 기후변화로 인한 수분매개 곤충의 영향을 파악하는데 유용하 게 쓰일 것이다.

In Vespa velutina, although no parasites or parasitoids have been found as natural enemies, strepsipteran parasites were first discovered in 11 workers in Andong in 2020. Identification using the DNA barcode method along with the morphological characters, identified them as Xenos moutoni and X. oxyodontes. These were all males (except for one parasite whose appearance was not identified), and consisted of four larvae and seven pupae. This is the first recorded strepsipteran parasites in Korea, Japan, and Europe, invaded by V. velutina. A Strepsipteran parasite is prevalent in Vespa species, but reports on the host is lacking in Korea. Although it was not possible to determine the exact infection rate of the strepsipteran parasites in this study, it seems that the parasite of V. velutina has already progressed in the southern region due to the geographical characteristics of Andong, located in the central region of Korea. In particular, stylopized workers do not work in the nest, which negatively affects nest development, and reproductive individuals (male and new queen) do not mate, which negatively affects the formation of new colonies in the following year. Nevertheless, the control effect is likely to be minor due to the high reproductive rate and compensatory effect of social wasps.

2003년 국내에 침입한 외래종 등검은말벌(Vespa velutina nigrithorax)은 현재 남한 전체에 확산된 상태이며 이들로 인한 사회 경제적 피해는 지속적으로 증가하고 있다. 따라서 이들을 방제하기 위한 다양한 방법이 시도되 고 있으나 그 효과는 대부분 미미한 상황이다. 그러나 최근 생물학적 방제에 대한 관심이 집중되는 상황에서 외래종 등검은말벌에 대한 새로운 포식자 2종이 발견되어 이를 보고하고자 한다. 2023년 8월 11일 전북 무주군 적상면 일대에서 오소리 배설물 조사 중 배설물 속에 다량의 말벌 사체가 발견되었고 분석 결과 10여개체의 등검 은말벌로 나타났다. 이는 일반적으로 땅벌류를 주로 포식하는 오소리가 대형 말벌류를 포식하는 첫 기록이다. 또한 2023년 12월 10일 안동 일대에서 등검은말벌 벌집 조사를 하던 중 벌집에 10여 마리의 직박구리가 벌집 외피를 깨고 내부에 있는 애벌레와 성충들을 포식하는 장면이 관찰되면서 벌매에 이어 새로운 조류 포식자를 기록한다.

A seasonal chigger-borne disease surveillance program was established at Geoje in March, April, October, and November, 2023. Three species of 45 wild rodents were collected by using Sherman traps, including Apodemus agrarius (Species Ratio; SR 88.9%), Crocidura spp. (SR 8.9%), Micromys minutus (SR 2.2%) in Geoje, 2023. A total of 2,597 chiggers were collected from three species of the rodents in Geoje. The chigger mites were collected from A. agrarius (Chigger Index; CI 64.9) and C. spp. (CI 0.3) for Geoje. In the collection environments, a total number of 734, 659, 172, 520, and 512 chiggers were collected from a reservoir, a ditch, a rice paddy, a field, and a hill, respectively. In the results of the isolation of Orientia tsutsugamushi from the chigger mites, no pathogens were detected from the DNA of the 62 pools of the mites using a Polymerase Chain Reaction method in 2023.