It has been well known that IKK-β, -ε and –γ play a pivotal role in IMD pathway. In this study, TmIKK-ε was identified and their functions in countering pathogenic infections were investigated. We identified TmIKK-ε gene which including 2,196 bp nucleotides (encoding 731 amino acid residues). Domain analysis of TmIKK-ε indicates that there is one Serine/Threonine protein kinases catalytic domain. TmIKK-ε gene was highly expressed in 2 day-old pupal stage and the expression was gradually decreased until 1 day-old adults. Then the expression was slightly increased until 4 day-old adult stage. Tissue specific expression of TmIKK-ε mRNA was high in the gut, integuments and hemocytes in last instar larvae, and fat body, Malpighian tubules and testis in 5-daysold adult. In hemocytes, TmIKK-ε was drastically induced by E. coli injection after 3 h and by S. aureus at 3 and 12 h-post injection. In gut, expression level of TmIKK-ε was high at 6 h-post injection of microbial injection. Expression of TmIKK-ε in fat body was drastically induced by E. coli at 3 and 24 h-post injection while it was not significantly induced by S. aureus and C. albicans. To understand the immunological role of TmIKK-ε, gene specific RNAi and mortality assay were performed. TmIKK-ε RNAi caused increased larval mortality against E. coli, not S. aureus and C. albicans. Finally, to investigate the induction patterns of Tenebrio fourteen AMP genes in response TmIKK-ε RNAi, three microorganisms were treated into TmIKK-ε-silenced T. molitor larvae. Nine out of fourteen AMP genes were not induced by microbial challenge in TmIKK-β dsRNA-injected group. Taken together, our results indicate that TmIKK-ε may regulates nine antimicrobial peptide genes in response to microbial challenge in T. molitor fat body.

Origin of Red imported fire ant (RIFA : Solenopsis invicta) is Central America, a tropical climate region. It has settled in the invasive area, causing various problems. In recent, Solenopsis invicta were discovered in Busan in 2017 and then in 2018 at a construction site in Busan, Pyongtaek, Incheon and in Daegu. This study aims to confirm the origin of invasive colonies of Solenopsis invicta. We tried to test previously developed microsatellite markers so that we establish the tracing protocol for molecular epidemiology of RIFA. We justified 66 microsatellite markers already developed using DNA from the RIFA found in Incheon Harbor. As results, 30 markers were selected to facilitate amplification and fragment analysis.

Host defense against pathogen invasion highly relies on immune defense machinery that is controlled by the nuclear factor-κB (NF-κB) of transcription factors. The Toll pathway are well known as an insect innate immune mechanism to protect host itself from invaded pathogens. Basically, in the edible insect, Tenebrio molitor, the Toll pathway is primarily activated by polymeric Lys-type peptidoglycans (PGNs), and components of fungal cell walls, β-1,3-glucan. Based on the current studies, the tremendous study has been focused on recognition and subsequent activation of spätzle in haemolymph, hence, there is a grave gap for intracellular event. Herein, in order to understand intracellular event of Toll signaling pathway, the Dorsal gene were identified. Moreover, domain analyses of TmDorsal2 gene indicate that there are two major domains such as Rel homology domain (RHD), ig-like, plexins, and transcription factors (IPT) domains. Based on the achieved results, TmDorsal2 mRNA was highly expressed in 1-day old pupa. Furthermore, TmDorsal2 was highly expressed in Malpighian tubules and fat body in last instar larvae (LL), and likewise mainly expressed in Malpighian tubules during adult 5-day old period, also the lowest expression of TmDorsal2 was observed in gonads. Moreover, TmDorsal2 mRNA levels after infection with E. coli appreciably went up at 6 and 9h time points. To investigate the effects of TmDorsal2 RNAi on larval susceptibility against various pathogens namely E. coli, S. aureus or C.albicans, dsRNA of TmDorsal2 has been synthesized the larvae dissected after 24h. As a result, TmAttacin1a, 1b and 2, TmDefencine1 and 2, TmTenecin1, 2, 3 and 4, TmCecropin2, TmColeoptericin1 and 2, Thaumatin-like protein 1 and 2 markedly reduced in the gut after injecting all mentioned microbes. In contrast, TmTenecin 2, Thaumatin-like protein 1 and 2 strikingly increased after microbe injection in the fat body. Interestingly, the most AMPs gene expression in whole body experimental case were upregulated. On the horizon, we will investigate effects of TmDorsal1 RNAi on larval susceptibility against various pathogens. Taken together, our studies may aid to understand insect innate immunity.

The red imported fire ant (Solenopsis invicta) is a species of ant native to South America. The fire ant was inadvertently introduced into USA, Australia, New Zealand, and other Asian countries including China and Taiwan. Since the first report of the fire ant in port city of Busan, Korea in 2017, it was found in many other cities of Korea in following year. To obtain the molecular information of this invasive species, total RNA was extracted from the abdominal segment of the ants collected in Incheon, and subjected to transcriptome sequencing. By using Illumina sequencer platform, 101 base pared-end sequencing generated 2 × 50,064,081 of raw reads to obtain 2 × 45.95 Gbase of quality filtered nucleotide sequences. The in silico cDNA library was constructed by Trinity de novo assembler followed by TransDecoder ORF finder and CD-HIT clustering program to streamline the library. The final version of cDNA library contains 20,442 contigs with protein coding capability. To survey the virome of this ant, these contigs were searched against the viral reference sequences from NCBI RefSeq database with BLASTN program. As a result, contigs which showed high sequence identities with several RNA viruses including previously reported SINV-2 were found from the fire ant. This virome information might give an idea of a shift of virological environment of this newly found ant isolate or population in Korea.

농업용 무인멀티콥터를 활용한 방제면적은 수도작은 물론 밭작물에서도 방제 범위가 확대되고 있다. 밭작물은 작물의 형태가 다양하여 비행속도, 살포높이 등을 최적화하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 배추, 대파, 고추에서 발생하는 나방류에 대하여 무인멀티콥터의 살포 높이에 따른 방제효과를 확인하였다. 살포된 약제가 작물에 부착되는 정도를 조사한 결과, 배추는 2m, 대파는 3~4m, 고추는 모든 높이에서 비슷한 부착정도를 보였지만, 전체적으로 부착량이 적고 불균일 하였다. 살포 높이별 방제효과는 작물별로 각각 배추(9~10엽기)는 2m높이, 고추(약 1.2m)는 2~3m, 대파(약 60cm)는 2, 3, 4m 각각 비등한 방제효과를 보였다. 각각의 작물모두 경엽처리 대비 약효가 미흡하였으며, 고추는 4m높이 살포시 방제효과가 현저히 낮았다.

최근 수목 병해충을 방제, 예방하기 위해 나무주사법이 많이 사용되고 있다. 나무주사법은 기상에 상관없이 약제처리가 가능하며, 약제사용량 감소와 천적등 비표적 생물에 대한 영향을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 하지만 현재 국내에서 나무주사법은 산림 해충을 대상으로만 등록, 적용되어 있을 뿐, 과수에 등록된 제품은 없다. 과수에 나무주사법이 적용되기 위해서는 농약잔류와 약효에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 복숭아(천중도)에 Acetamiprid 10% SL을 나무주사 후, 잔류성과 약효를 조사하여 실용가능성을 확인하였다. 약제가 나무주사된 나무는 복숭아 벚나무깍지벌레(Pseudaulacaspis prunicola)에 대하여 방제효과가 있으나, 가지별로 불균일한 약효와 잔류성을 보여 향후 수형, 흉고직경 등을 고려한 나무주사제의 처리법 최적화에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 생각된다.

최근 대추 재배 면적이 5,160ha로 전국적으로 면적이 계속 증가하고 있는 추세이다. 대추의 재배면적이 증가하면서 기존에 대추에 발생하지 않던 다양한 해충들 또한 발생을 하고 있는데 장님노린재의 경우 2015년 대추에 피해를 준다는 것이 확인 되었다. 현재 대추에 발생하는 장님노린재류는 두 종으로 애무늬고리장님노린재와 초록장님노린재이다. 애무늬고리장님노린재와 초록장님노린재는 대추 발아기부터 새순을 흡즙하여 피해를 주는데 피해를 받은 새순과 잎은 정상적으로 생육하지 못하고 잎에 구멍이 뚫리는 등 비정상적인 생육을 하게 된다. 장님노린재의 경우 거의 모든 대추과원에서 발생을 하고 있으며, 현재까지 대추과원에서 정확한 발생 기간과 방제 약제에 대한 연구가 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서 2017~2018년에 걸쳐 2년 동안 발생 소장을 조사 하였으며, 시판되고 있는 농약 10종을 대상으로 약제 선발 시험을 수행하였다. 그 결과 시기별 밀도 조사의 경우 약충은 5월 상순부터 발생을 시작하여 7월 중하순까지 발생을 하였으며, 성충은 5월 하순부터 발생을 시작하여 7월 중하순까지 발생을 하였다. 또한 2017년의 경우 약충은 5월부터 꾸준히 발생량이 증가하다 7월 상순 많은 강우로 인해 밀도가 크게 감소하였으며, 2018년의 경우 5월과 7월에 발생량이 많고 6월에 발생량이 급감하여 마치 2세대가 나타나는 듯한 현상을 보였다. 물론 이는 더욱더 시간을 두고 지속적인 관찰이 필요할 것으로 판단된다. 약제 선발 시험의 경우 10종의 약제 중 페니트로티온 등 6종의 약제에서 방제가가 80% 이상인 것으로 나타났다. 따라서 대추에 발생하고 있는 장님 노린재의 피해를 줄이기 위해서는 장님노린재가 발생하기 시작하는 5월부터 방제를 시작하여 초기밀도를 낮추어야하며, 이동성이 좋은 장님노린재의 성충이 외부로부터 유입이 될 수 있으므로 성충이 발생하는 7월까지는 꾸준한 관찰을 해 주어야만 그 피해를 줄 일 수 있을 것으로 판단된다.

갈색날개매미충 성충을 효과적으로 방제하기 위하여 선호하는 광과 행동습성을 이용하여 유인포획장치를 개발하였다. 포획장치는 주광색 컴팩트램프 2개(30W, 20W), 황색판, 포집수반으로 구성되었다. 포획장치의 포획효과를 조사하기 위하여 갈색날개매미충 발생밀도가 높은 과수원 3개소를 선정하여 성충이 발생하기 전인 7월 상순에 차, 블루베리, 아로니아 과수원에 트랩을 설치하고 9월 하순까지 일주일 간격으로 포획량을 조사하였다. 2017/2018년 겨울은 이상저온 지속기간이 길어 월동한 알의 평균 부화율이 24.7%로 평년의 65%보다 40% 낮아져 해충 발생밀도는 현저하게 낮았다. 포획트랩에 성충은 7월 중순부터 9월 하순까지 포획되었는데, 8월 중하순에 가장 많이 포획되었고 야간평균기온이 20℃ 이하로 낮아지는 9월 상순부터는 포획량이 급격하게 감소하였다. 작물별 포획량이 가장 많았던 시기는 8월 하순으로 광주 아로니아에는 1,570마리, 보성 차에는 510마리, 화순 블루베리에는 571마리가 포획되었다. 따라서 포획트랩을 이용한 갈색날개매미충 방제는 7월 중순부터 9월 상순까지가 가장 효율적이다.

나무이는 감귤그린병, 제브라칩병과 같은 식물병원균의 매개충이 되는 경제적으로 중요한 해충그룹으로서, 귤나무이(Diaphorina citri Kuwayama)는 감귤산업에 큰 피해를 주는 감귤그린병(Citrus Huanglongbing Disease)을 매개하여 전 세계적으로 문제가 되고 있다. 최근 기후 온난화로 귤나무이가 유입될시 제주도를 비롯한 남부지방에서도 하우스 재배 감귤에는 충분히 월동 가능할 것으로 분석된다(감귤연구소, 2015).제주도지역이 경우, 묘목 수입에 의하여 전파될 가능성이 가장 클 것으로 예상된다. 이에 국내 유입 대비를 위한 예찰방법 및 동정법 개발이 필요한 실정이다. 제주도 지역을 2016년부터 현재까지 43지점을 조사한 결과, 18종의 나무이와 14종의 기주식물을 확인되었다. 또한 실내사육을 통해서 생육단계별 생태사진과 동정에 필요한 암수 생식기 표본, DNA 염기서열을 확보하였다. 현재까지 운향과를 기주로하는 나무이는 발견되지 않았으며 귤나무이 또한 발견되지 않았다.

Potato leafroll virus (PLRV) can be transmitted permanently to potato plants by only several species of aphids. Myzuz persicae (Sulzer) is well-known to having the highest transmitting capability of PLRV. In order to investigate the PLRV transmission of aphids migrated to highland area in 2018, aphids caught in the yellow water-pan trap were inoculated on the young leaf of indicator plant, Physalis floridana, and inspected by visually and ELISA after 2~4 weeks. As a result, 2.8% of the totally migrated aphids showed virus infected symptom on the indicator plant. PLRV transmission rate of M. persicae and Macrosiphum euphorbiae was 15.4% and 9.1%, respectively. Also, seven aphids out of 265 unidentified aphids showed PLRV symptom in the leaves. PLRV-borne aphids started to fly into the fields from late May, and the virus infection rate was highest of 10.4% in mid-June. M. persicae caught in mid-June showed higher infection rate of 46.7%, but unidentified aphid of 8.3%. Compared with past years, PLRV transmission rate in 2018 has slightly dropped.

식물에게 있어 화분매개는 필수적인 요소 중 하나인데, 화분매개를 하는 식물 중 50%이상이 곤충에 의해 화분매개가 이루어지고 있다. 화분매개를 하는 곤충에 대한 조사는 주로 농업과 관련되어 있는 과수작물 주변의 화분매개곤충에 대해 조사가 되어있지만, 정작 양봉과 관련되어 있는 밀원식물 주변의 화분매개곤충은 조사된 바가 없다. 이에 연구진은 밀원식물 중 국내에서 가장 많은 양봉생산물을 만드는 아까시나무(Robinia pseudoacacia L.)의 개화시기에 맞춰서 화분매개곤충을 조사하였다. 조사지역은 총 6군데로, 백두대간을 중심으로 RCP 기후변화 시나리오에 의해 지정되었다. 조사 결과, 전체적으로 6목 60과 183종 1,555개체의 화분매개곤충이 채집되었다. 이중, 가장 많이 채집된 종은 노린재목의 애긴노린재(Nysius plebejus)로 약 21.30%가 채집되었다. 채집된 종을 군집분석한 결과, 강릉지역이 가장 안정적인 생태계를 유지하고 있으며, 완주지역이 가장 불완전한 생태계를 유지하고 있는 것으로 확인되었다.

The genus Nipponopsyche Yazaki is reported from Korea with an unrecorded species, N. fuscescens Yazaki for the first time. Adult, larva, pupa and genitalia of the species are redescribed with SEM illustrations, and DNA barcode for precise identification of the species is also provided.

흑백알락나비 (Hestina persimilis (Westwood, 1850))는 한반도의 평안남도 이남의 내륙지역에 넓게 분포하고, 국외의 경우 일본, 중국, 히말라야 일대에 서식하는 것으로 알려져 있다. 본 종에 대한 생활사 연구는 김과 서(2011)에 의해 월동유충, 종령, 번데기 등에 대한 일부 보고가 있을 뿐 자세한 생활사에 대한 기록은 전무하다. 본 연구를 통해 한국산 흑백알락나비의 생태적 습성 및 미성숙단계 (알, 유충, 번데기)의 형태적 특징 등 자세한 생활사 정보를 보고하고자 한다.

The genus Meganola (Nolidae, Nolinae) was established by Dyar (1898), with the type species Meganola conspicua Dyar, 1898, from America (Type locality: Texas, Colorado, Arizona). This genus comprises 80 species described in the Palaearctic and Oriental region. In this study, genus Meganola Dyar is reviewed from Korea, with description of a new species. We redescribed 12 species and one new species. Illustrations of adults and genitalia of all Korean species are provided, with a key to the genus of Meganola based on the male genitalia.

Cylapine plant bug, Bothriomiris gotohi Yasunaga, 2000 and Peritropis advena Kerzhner, 1972 is reported from Korean peninsula for the first time. Morphological diagnosis for the genus is provided with dorsal habitus, female and male genital structure of Korean Cylapinae species. Also, keys to genera and to species of Korean Cylapinae provided for proper identification.

IKK-γ is an essential protein to form IKK complex which regulate NF-κB. We identified TmIKK-γ (or TmKenny) gene which has 1,521 bp of nucleotides encoding 506 amino acid residues. Domain analysis of TmIKK-γ shows that there are one NF-κB essential modulator (NEMO) domain and a leucine zipper domain. Expression of TmIKK-γ gene was gradually increased from egg to 2-day-old pupal stage, dramatically decreased until 7 day-old pupal stage, and then it was gradually increased. TmIKK-γ transcripts were highly expressed in fat body and hemocytes in late instar larvae and integuments, fat body and Malpighian tubules in 5 day-old adult. TmIKK-γ was drastically induced by E. coli after 3 h challenges and by S. aureus at 3 and 12 h-post injection in hemocytes. TmIKK-γ was not induced by C. albicans although it was significantly induced by E. coli (at 3, 6 and 24 h) and S. aureus (at 9 h) in gut. In fat body, expression of TmIKK-γ was drastically induced by E. coli at 3 and 24 h-post injection while it was not significantly induced by S. aureus and C. albicans. To understand the immunological role of TmIKK-γ, gene specific RNAi and mortality assay was performed. larval mortality against microbial challenge was dramatically increased by TmIKK-γ RNAi. Furthermore, we investigate the tissue specific induction patterns of fourteen AMP genes in response TmIKK-γ dsRNA-treatment. In fat body, ten AMP genes out of fourteen was not significantly induced by microbial challenge in TmIKK-γ dsRNA-treated group. Based on these results, TmIKK-γ might play an important role in antimicrobial innate immune responses in Tenebrio molitor.

Pine wood nematode (Bursaphelenchus xylophilus), the pathogen of pine wilt disease (PWD), is transmitted to new host trees through Monochamus spp., vector insects. In Korea, aerial application has been allowed conventionally to eliminate the vectors in their flying season. In this study, thiacloprid was applied to four-year-old Pinus densiflora, which were fed to adult M. alternatus emerged from PWD infected logs for 72 h in the condition of 1 DAT (Days after treatment of thiacloprid) and 15 DAT, respectively. We confirmed the presence of nematodes in each beetle applied to experiment by Baermann funnel method and PCR with species-specific ITS primers. After 72 h of 1 DAT and 15 DAT, thiacloprid residues in pine trees were 0.59-16.32 and 0.043-0.131 mg/kg and the mortalities of the beetle were 100 and 99.2%, respectively. Detection rate of B. xylophilus was 51.3%. The incidence rate of PWD in 1 DAT and 15 DAT showed no mortality and 5.55% compared with 55.5% of control, respectively.

상주는 귀농 도시이자 농업 중심 도시로써 농업기술원을 유치할 만큼 생태학적 연구가치가 있는 친환경 도시이다. 특히 경천섬은 낙동강 본류에 있는 상주보 인근에 위치하고 있어 낙동강 생태 환경 연구의 중요 지역 중 하나이다. 하지만, 아직 경천섬에 대한 생물다양성 연구가 부족한 상태이다. 섬과 산지의 생태환경이 다르기 때문에 생물의 다양성도 다를 것이라 간주하고, 경천섬 주변의 생태학적 가치를 재조명할 기초자료를 조사하고자 한다. 이에 경천섬과 인근에 위치한 청룡사 길목 산지에 서식하는 곤충 채집을 통해 생물다양성을 조사하여 비교분석하는 것을 목적으로 한다. 채집방법은 직접잡기, 쓸어잡기, 함정트랩, 흡충관을 이용하였으며, 함정트랩에 사용된 유인제는 소주1.8ℓ와 빙초산350㎖를 혼합하여 사용하였다. 2018년 4월~8월 중 3회 채집과정을 수행하여 목표개체수를 확보하였고, 채집된 곤충은 에탄올을 채운 conical tube에 넣어 냉동실에 보관하여 보존성을 높였다. 채집과정에서 잡은 곤충들을 건조시키고 유사종끼리 분류하고 동정하는 과정을 거쳐 다양도지수, 우점도지수, 종풍부도지수, 종균등도지수, 유사도지수를 계산할 것이다. 기존에 알려지지 않았던 경천섬 일대의 생물다양성을 세세하게 분석하는 과정을 통해 경천섬의 생태학적 가치를 드러내고, 경천섬 일대의 자연환경관리와 보존에 필요한 정보나 체계적인 관리체계를 구축할 기초자료를 제공하고자 한다.

식품 중 곰팡이 이물에 대한 연구를 위하여 식품 제조 및 유통/보관현장에서의 곰팡이 오염수준 및 주요 곰팡이류를 조사하였다. 측정은 식품유형별 총 9장소 (젓갈류, 식초류, 쌀류, 밀가루류, 냉동만두류, 면류, 과자류, 육가공류, 김치류)와 유통/보관현장 총 8장소(물류 창고)에서 진행하였고, 각 생산라인에서 부유곰팡이, 표면 곰팡이 오염도를 조사하였다. 측정결과, 육가공류 생산현장에서 부유곰팡이 오염도가 가장 높게 측정되었으며, 김치류 생산현장에서의 부유곰팡이 오염도가 가장 낮게 측정되었다. 설비 및 벽면에서의 표면 곰팡이 오염도의 경우, 식품 제조 및 유통/보관 현장에 관계없이 거의 검출되지 않았다. 현장에서 검출된 주요곰팡이를 조사한 결과, Penicillium sp., Aspergillus sp., Cladosporium sp., 종이 우점종 곰팡이로 조사되었다.

Pine trees are ecologically important in Korea. They are seriously imperiled by Pine wilt disease (PWD), by pine wood nematode (PWN, Bursaphelenchus xylophilus). Here, we isolated and characterized bacterial endophytes (BEs) from pine trees in Korea for biological control of PWN using BE metabolites. Using culture-dependent approach BE isolates were extracted from three tissues (needles, stems, and roots) of four pine species across 18 sampling sites in Korea. Bacterial isolates were characterized into 389 distinct isolates based on 16S rDNA sequencing. Ethyl acetate crude extracts (CEs) of bacterial liquid cultures were prepared using ethyl acetate and screened for nematicidal activity against PWN. BEs (1,622 isolates) were isolated; their taxonomic binning resulted in 215 operational taxonomic units (OTUs). Analysis of species richness and Shannon’s diversity of the three tissues revealed that BEs colonized the needles more than the stem and root tissues. Furthermore, based on nematicidal activity screening of 389 isolates, 44 BEs were identified, with two isolates exhibiting a significant inhibitory activity against PWN. Taken together, these data revealed numerous nematicidal BEs in pine trees, providing new insights that can serve as an effective and promising alternative approach to combat PWD.