The Korea Forest Service has designated seven alpine tree species—Abies koreana, A. nephrolepis, Juniperus chinensis, Picea jezoensis, Pinus pumila, Taxus cuspidata, and Thuja koraiensis—as threatened with extinction in Korea. In 2023, we conducted a study on the seasonal occurrence of insect pests, focusing mainly on two coleopteran taxa (Cerambycidae and Scolytinae) and two hemipteran taxa (Aphrophoridae and Cicadellidae) in subalpine forests dominated by A. koreana, A. nephrolepis, Picea jezoensis, Thuja koraiensis, and Taxus cuspidata. We utilized three types of traps—Malaise trap, Lindgren funnel trap, and window trap—in eight investigation locations in Korea. In this presentation, we present the study results and discuss the effects of insect pests on alpine coniferous trees in Korea.

단백질의 구조 예측은 생명 과학 및 의약학 분야의 핵심적인 연구 주제 중 하나로, 단백질의 기능 및 상호작용을 이해하기 위한 주요 정보를 제공할 수 있어 다양한 연구가 수행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 최근 Google DeepMind의 AlphaFold2가 등장하였으며, 단백질 구조 예측 성능을 대폭 향상시켜 CASP(Critical Assessment of Protein Structure Prediction)에서 뛰어난 평가점수를 받아 단백질 구조 예측 분야의 최신 기술을 크게 향상시켰다. 이러한 컴퓨터 기반의 단백질의 구조 예측 방법은, 고전적인 방법을 사용하여 직접 단백질 구조를 결정하는 방법 에 비해 매우 정확하고 빠르며 경제적인 비용으로 수행될 수 있어 단백질 구조 예측 및 생리학 연구를 수행하는 연구자들에게 유용한 방법론이 될 것으로 사료된다. 따라서 본 연구소에서는 곤충을 포함한 무척추 자생동물을 연구하는 연구자들을 위해 단백질 구조 예측을 수행할 수 있도록 64Core/128Threads의 CPU, 256GB의 RAM과 6장의 GeForce RTX 3090으로 이루어진 GPU(Graphical Processing Unit) 고성능 컴퓨터 시스템에 AlphaFold2 program을 구축하였다. 최근 인간을 대상으로 한 단백질 구조 예측 연구는 상당한 진전을 보이고 있지만, 곤충을 포함한 자연계의 동물을 대상으로 한 연구는 여전히 미비한 상황이다. 이러한 자생동물자원연구의 확대를 위해 본 연구소에서 구축한 GPU 시스템 및 생물정보학적 분석 방법이 많이 활용되어야 하며, 이를 위해서는 연구자들 의 협력과 참여가 필요하다.

Medically significant indoor/ectoparasitic insect populations, including bed bugs and head lice, have developed considerable resistance to insecticides due to limited introduction of new genetic traits and the absence of an overwintering barrier. In contrast, outdoor pests like Anopheles and Culex mosquitoes exhibit fluctuating resistance patterns, likely influenced by factors such as overwintering barriers and relatively wider open habitats. Mosquitoes also face selection pressure from diverse sources beyond public health insecticides unlike bed bugs or head lice. Understanding different factors driving resistance among pests is essential for effective resistance management.

The brown planthopper (BPH) and white-backed planthopper (WBPH), significant rice pests, cannot overwinter in Korea and primarily originate and migrate from Southeast Asia and China, where they cause considerable damage. These planthoppers, along with other pests, annually migrate to the Korean Peninsula. Monitoring their migration is essential for controlling their populations and maintaining agricultural productivity. Traditional monitoring methods often struggle with timeliness due to time and manpower constraints. To address this, we developed the Smart Aerial Net Traps (SANT) for immediate tracking of pests. The SANT system is installed in 43 locations across the country and has been used for over 10 years to track migrating insects. Our research shows that SANT is a more effective method for monitoring migratory pests compared to traditional methods. SANT enables real-time tracking of various migratory pests and can also be utilized in different areas, such as analyzing pest population changes and determining pest origins through the study of air currents.

Spodoptera 속의 담배거세미나방, 열대거세미나방 및 파밤나방은 여러 나라에 분포하는 광식성 해충으로, 본 연구에서는 이들의 페로몬 및 식물냄새물질과 관련한 화학통신시스템에 대해 이해하기 위해 냄새감각기의 종류와 분포, 냄새활성물질 동정 및 야외행동 반응에 대한 연구를 진행하였다. 주사전자현미경 관찰을 통해, 세 종 나방의 암, 수컷 촉각에 여러 종류의 냄새감각기가 존재하며, 형태적으로 구분되는 종특이적 또는 성특이적 냄새감각기들이 존재한다는 것을 확인하였다. GC-EAD 실험을 통해 세 종 나방에 냄새활성을 나타내는 식물 냄새물질과 페로몬 관련 물질들을 동정하고, 이들을 개별 또는 조합하여 야외 트랩실험을 통해 행동활성을 검정 한 결과, 이 중 여러 물질이 담배거세미나방과 파밤나방의 성페로몬에 대한 유인행동 반응을 저해하는 것을 알 수 있었다. 열대거세미나방은 발생이 저조하여 야외에서의 행동반응을 확인할 수 없었다.

Sensory electrophysiological recording techniques such as EAG (electroantennogram), GCEAD (coupled gas chromatograph-electroantennogram detection) and SSR (single sensillum recording) have been useful in the chemical ecology studies of insects and plants. Numerous pheromones and other semiochemicals have been identified through GCEAD analysis, and the response profiles of antennae and individual olfactory receptor neurons have been characterized by using EAG and SSR techniques. In this talk, the practical aspects of these techniques are presented in detail. Standard setup and procedure of each electrophysiological recording technique, and important parameters and proper data analysis methods will be introduced as well as its applications. Common mistakes and limitations of these techniques will also be discussed.