This study aimed to produce high-quality blastocysts and establish appropriate microinjection conditions for the introduction of target gene. First, we identified embryo development to the blastocyst stage after microinjection using the CRISPR/Cas9 system on the Cas9 protein or mRNA. As a result, we confirmed that blastocyst development in the Cas9 mRNA injected group significantly increased when compared to the Cas9 protein injected group (p<0.05). However, the blastocyst gene targeting rate increased in the Cas9 protein injected group when compared to the Cas9 mRNA injected group (p<0.05). Next, we treated the injection medium with 10 μg/ml of cytochalasin B (CB), and the microinjected embryos were cultured in CR1-aa medium supplemented with 0.1 μM of melatonin (Mela). Consequently, the blastocyst formation rate significantly increased in the CB treated group (p<0.05). After microinjecting embryos with the CB treated injection medium, we investigated blastocyst formation and quality via Mela treatment. Consequently, the Mela treated group demonstrated significantly increased blastocyst formation rates when compared to the non-treated group (p<0.05). Furthermore, immunofluorescence assay using RAD51 (DNA repair detection protein) and H2AX139ph (DNA damage detection protein) showed an increase in RAD51 positive cells in Mela treated embryos. Therefore, we verified the improvement in knock-in efficiency in microinjected bovine embryos using Cas9 protein. These results also demonstrated that the positive effect of the CB and Mela treatments improved the embryonic developmental competence and blastocyst qualities in genetically-edited bovine embryos.

The water spider (Argyroneta aquatica), a rare member of its species, is one of the few insects known to live under water all over the world. In Korea, the water spider can be found only in the Eundae-ri, Yeoncheon, Gyeonggi province, where they are designated as a natural monument. However, loss of habitat is obvious, as the Eundae-ri wetland undergoes hydrarch succession. Loss of habitat has a direct impact on the water spider population. Thus protective measures for the water spider are needed to preserve the water spider habitat. In this study, a sweeping and visual survey of insect species was conducted in the water spider habitat from May to September 2015. The characteristics of each one of the different insect species and the community features were analyzed in this study. A total of 3,929 insects representing 276 species from 13 orders collected for the analysis. The most frequently collected insects from the Order Hemiptera represented 24.2% of total species and 82.3% of the total number of insects. Community analyses showed dominance, diversity, evenness, and richness indices of 0.23, 2.27, 0.41, and 31.2, respectively. Compared with the previous survey data, these results showed that reduction of the spider’s wetland habitat caused the most commonly collected insects to adapt and spread to the surrounding terrestrial environment.

A fixed-precision-level sampling plan was developed to establish control of the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae, in two strawberry greenhouses (conventional plot, natural enemy plot). T. urticae was sampled by taking a three-leaflet leaf (1 stalk) from each plant (3 three-leaflet leaves) from each sampling position. Each leaflet was divided into three different units (1-leaflet, 2-leaflet, and 3-leaflet units) to compare relative net precision (RNP) values for selection of the appropriate sampling unit. The relative net precision values indicated that a 1-leaflet unit was more precise and cost-efficient than other units. The spatial distribution analysis was performed using Taylor’s power law (TPL). Homogeneity of the TPL parameters in each greenhouse was evaluated by using the analysis of covariance (ANCOVA). A fixed-precision-level sequential sampling plan was developed using the parameters of TPL generated from the combined data of the conventional plot and natural enemy plot in a 1-leaflet sampling unit. Sequential classification sampling plans were also developed using the action threshold of 3 and 10 mites for pooled data. Using the results obtained in the independent data, simulated validation of the developed sampling plan by Resampling validation for sampling plan (RVSP) indicated a reasonable level of precision.

한반도 기온상승에 따른 기후변화로 인해 벼(Oryza sativa) 해충 발생양상이 다양해지고, 특히 비래해충의 월동가능성 증가와 토착화될 가능성이 높아지게 된다. 최근 벼멸구(Nilaparvata lugens), 애멸구(Laodelphax striatellus), 흰등멸구(Sogatella furcifera) 혹명나방(Cnaphalocrocis medinalis), 멸강나방(Mythimna separata) 등 비래해충류의 발생이 증가하고, 이들에 의해 식물병에 의한 2차적 피해지역이 확산되고 있다. 비래해충과 같은 외래 침입곤충의 새로운 서식처점유 속도는 1년에 약 2Km가 넘는다고 보고되었으며, 따라서 월동가능성과 토착화 가능성이 있는 비래해충의예측 및 그 방제대책에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 호남지역의 전라북도 고창군, 부안군과 전라남도강진군, 보성군에서 과거 비래해충 출현이 보고된 각 군별 6개의 벼 재배지역을 선정하여 비래해충 조사 자료확보 연구를 위한 2017년 비래해충 분포조사를 진행하였다.

곤충은 생태계 기저에 위치하며 생태계 내 여러 역할을 분담하는 생물군으로 곤충상은 지리적으로 넓은 지역에분포하며 지역에 따라 종 다양도가 높고, 환경변화에 대해서 신속히 반응한다. 형질전환작물(Living GeneticallyModified Organism; LMO)은 작물을 소비하는 생물의 문제와 더불어 농업생태계에 어떠한 영향을 미치는지가 주요관심이 되고 있다. 따라서 다년간 형질전환 작물이 재배되었던 지역과 비변형 작물 재배지역의 곤충상을 조사하는것은 각 재배지역의 환경 변화를 간접적으로 알 수 있고 환경위해성평가를 실시 할 수 있다. 작물 중 벼(Oryzasativa)는 인간에 직접적인 연관이 있기 때문에 형질전환 벼가 재배되었던 지역과 비변형 벼 재배지역의 곤충상변동 양상을 2017년 7월부터 2017년 9월까지 경상대 사천 LMO 격리포장 주변과 사천시 두량리 비변형 벼 재배지에서포충망 조사와 유아등 조사를 이용하여 비교 조사 후 군집분석을 하였다.

비래해충은 중국에서 봄철 바람을 타고 넘어들어와 문제가 되는 해충으로 애멸구를 제외한 나머지 것들의 월동은 불가능 한 것으로 알려져 있다. 기후변화는 이러한 비 월동개체군의 월동 가능성 및 토착화 가능성을 내포하고 있으므로, 이에 대비하여 비래해충의 피해가 있는 주 재배지별 비래해충의 발생과 유입특성 파악을 위한 실태조사가 절실하다. 본 연구에서는 호남지역 도별 각 2개의 시군을 선정하여 비래해충에 대한 실태조사를 진행하였다. 이 중 멸구류 (벼멸구(Nilaparvata lugens), 애멸구(Laodelphax striatellus), 흰등멸구(Sogatella furcifera))는 육안조사, 포충망 조사를 이용하였고, 나방 두 종류(멸강나방(Mythimna separata), 혹명나방(Cnaphalocrocis medinalis))는 종 특이적 페로몬을 설치하여 조사하였다. 호남 지역에서 멸구류는 애멸구, 흰등멸구가 벼멸구보다 상대적으로 많이 조사되었고, 나방류는 전남 보성지역을 제외한 나머지 지역에서 혹명나방의 밀도가 증가한 뒤 멸강나방의 밀도가 증가하는 것으로 조사되었다.

소나무재선충병 매개충인 솔수염하늘소(Monochamus alternatus)의 잠재적 서식지 분포를 MAXENT(Maximum entropy, version 3.3.3k) 모형으로 예측하였다. 모형 구동을 위한 자료는 산림청에서 제공하는 2016년도 소나무재선충병 발생 현황 자료와 Worldclim에서 제공하는 1960~1990년 동안의 평균 기후 자료를 사용하였다. 모형 구동결과, 모형의 정확도를 나타내는 AUC(Area Under the Curve) 값은 0.862로 적절하게 나타났으며, 환경 변수의 기여도는 가장 더운 달의 평균기온에서 36.2, 가장 습한 달의 평균기온에서 28.6으로 추정되었다. MAXENT 결과는 솔수염하늘소의 생리적 특징과 기후자료를 종합한 CLIMEX모형 결과와 일본에서 소나무재선충병 발생 위험도 추정을 위하여 개발된 MB(Monochamus, Bursaphelenchus)지수 및 JPS(Japanese Pine Sawyer)지수를 이용한 결과와 각각 비교하였다.

기후변화가 야기하는 농업생산성 변화시 해충발생상황이 중요한 바, 온도상승으로 인한 발육 촉진 및 작물 수량에 기인하는 밀도의 급격한 증가, 열대·아열대에 서식하는 외래종의 분포가 확대되고 토착화될 가능성이 높아지게 된다. 주작물인 벼 생산은 국가식량안보에 중요한 바, 특히 벼 비래해충에 대한 피해가 크게 대두될 것으로 예측되며, 이는 겨울철 고온으로 인한 비래해충의 월동 및 토착화 가능성 증가에 그 이유가 있다고 본다. 비래해충과 같은 외래 침입곤충의 새로운 서식지 점유 속도는 1년에 약 2km가 넘으며, 따라서 온도의 상승이 불가피한 미래 기후변화에 따라 월동가능성 및 토착화 가능성이 있는 비래해충의 예측 및 그 방제대책에 대한 연구를 위한 기후변화 영향·취약성 평가 및 실태에 관한 자료 확보를 기본으로 하여야 하나, 현재 자료의 확보가 미진한 실정이다. 본 발표는 호남지역 벼 재배지역에서 비래해충 조사 자료 확보 연구를 위한 포장 설정 및 2016년 비래해충 발생상황이며, 향후 연구를 위한 전문가의 의견을 수렴하고자 한다.

형질전환(Living Genetically Modified)벼와 비변형 벼 재배지역의 곤충상 변동 양상을 2016년 7월부터 2016년 10월까지 비교 조사중이다. 경상대 사천 LMO 격리포장과 경북대 군위 LMO 격리포장에서 Bt(Bacillus thuringiensis) 형질전환 벼를 재배하여 조사하였고, 사천시 두량리, 선진리, 군위군 화계리에서 비변형 벼 재배지를 선택하여 조사하였다. 현재까지 조사결과로 사천 LMO 격리포장에서는 총 10목 41과 86종 1,058개체, 군위 LMO 격리 포장은 총 11목 49과 103종 1,697개체, 두량1 포장은 총 9목 38과 80종 1,035개체, 두량2 포장은 총 11목 55과 101종 1,071개체, 선진 포장은 총 10목 43과 74종 428개체, 화계1 포장은 총 10목 44과 83종 2,663개체, 화계2 포장은 총 11목 51과 98종 1,556개체가 채집되었다. 현재 형질전환 벼와 재배 벼 사이의 차이가 나타나지 않았다. 10월까지 실험을 진행, 군집분석하여 비교할 예정이다.

CLIMEX는 개체군 내재적 생리적 특징(Growth Index)과 주변 환경조건(Stress Indices)을 동시에 고려하여 대상 지역에 개체군이 안정적으로 연중 생존하는지 알 수 있는 생태기후지수(Ecoclimatic Index)를 지도위에 표현하여 분포가능지역을 알아보는 프로그램이다. 곤충개체군의 경우, 새로운 지역에서 생활하기위해 생리적 특징에 따른 환경의 적응이 유연한 종 일수록, 먹이(기주; host)가 많을수록, 또한 한반도처럼 4계절이 존재하는 경우 겨울나기의 가능성에 따라 그 분포 지역이 변동된다. 지리적으로 격리되어있어 해충의 이입/이출이 어려운 제주도의 경우, 육지에서 사람 혹은 유묘 등을 통해 해충의 분산이 이루어지므로, 환경조건과 생리적 조건에 의존해서 그 분포를 알아본 결과와 상이 할 수 있다. 복숭아심식나방(Carposina sasakii)은 과수 해충으로 그 기주범위가 넓고, 월동이 가능하여 현재 한반도 전역에 분포 가능한 것으로 CLIMEX결과가 나타났으나, 아직까지 제주도에 존재한다는 보고가 없었다. 하지만, 2015년 8월 20일 제주시 영평동 근처에 설치한 페로몬 트랩에 유살되는 결과를 얻었다. 이는 정확한 개체군 모형에 근거하여 작성된 분포모형을 기반으로 개체군의 지역별 존재 유무를 파악할 수 있는 증거로서, 정확한 곤충분포모형 모형을 이용한 미발견종 탐색가능성이 높음을 나타낸 결과이다.

수출국 안전성 기준이 강화되어 농약의 잔류성 문제가 부각되고 있으며, 이에 따른 병충해 관리가 필요한 가운데 현재 수출 딸기에서 가장 문제가 되는 해충인 점박이응애(Tetranychus urticae)의 발생 밀도 조사 및 공간분포분석을 실시하였다. 실험 대상은 경상남도 사천시 용현면 주문리의 딸기 재배단지 포장으로 2015년 10월 23일부터 2016년 3월 11일까지 7일 간격, 총 4개의 포장에서 수행하였다. 포장 규격은 800m2수준으로 각 포장 내 7개 라인 중 15구역을 선정하였다. 공간분포 양상을 조사하기 위해 Iwao’s patchiness regression (IPR)과 Taylor’s power law (TPL)을 이용하였다. 분석 결과, IPR에서의 결정계수(r2)는 0.9118, TPL에서의 결정계수는 0.9658이었다. 따라서 점박이응애의 공간분포 양상은 TPL이 IPR보다 더 잘 설명하였다. IPR의 β값과 TPL의 b값이 모두 1보다 크기 때문에 점박이응애는 수출용 딸기 재배지에서 집중 분포 형태를 취하고 있음을 보여줌을 알 수 있다. 또한 IPR과 TPL 직선회귀를 통해 추정된 기울기와 절편의 동질성을 확인하기 위해 ANCOVA를 이용하였으며, 그 결과 IPR에서의 기울기(F = 0.11, df = 7, 58, P = 0.9562)와 절편(F = 0.80, df = 4, 61, P = 0.4966)은 통계적으로 차이가 없었으며, TPL에서의 기울기(F = 0.38, df = 7, 58, P = 0.7642)와 절편(F = 0.99, df = 4, 61, P = 0.4044) 역시 차이가 없었다.

형질전환(Living Genetically Modified) 벼와 비변형 재배 벼의 곤충상 변동 양상을 2015년 7월부터 2015년 10월까지 비교하였다. Hygromycin저항성 형질전환 벼는 경상대 사천 LMO 격리포장, 내건성 형질전환 벼는 경북대 군위 LMO 격리포장, 비변형 재배벼는 사천시 두량리, 사천시 선진리, 군위군 화계리에서 재배되었다. 조사기간 동안 사천 LMO 격리 포장에서는 총 14목 53과 85종 2,249개체, 군위 LMO 격리 포장에서는 총 10목 58과 95종 839개체가 채집되었고, 두량 1 포장은 총 12목 59과 102종 905개체, 두량 2 포장은 총 10목 58과 116종 959개체, 선진 포장에서는 총 10목 66과 117종 1,471개체, 화계 1 포장은 총 11목 73과 127종 1,104개체, 화계 2포장은 총 11목 62과 108종 1,533개체가 채집되었다. 총 조사된 곤충 목 별 개체수의 비율은 딱정벌레목이 25.41%로 가장 높았고, 요시마쯔깔따구(Chironomus yoshimatsui)가 선진 포장을 제외한 사천 포장에서 우점종이었으며, 애넓적물땡땡이(Enochrus simulans)는 그 외의 모든 포장에서 우점종이었다. 포충망 조사로 채집된 곤충은 144종으로 유아등 트랩으로 채집된 196종보다 낮았으나, 포장 별 구성종의 개체수 비율은 다양하였다. 본 실험결과 LMO 격리포장과 비변형 재배 벼 5개 포장 간 유사도는 차이가 없는 것으로 확인되었다.

기후변화에 따른 해충개체군 증감모형은 해충방제를 위 한 초발생예찰과 연속적 해충변동 양상의 파악에 매우 중 요하다. 이러한 예측은 농약사용의 효율성을 높이고, 환경 에 적은 영향을 줄 수 있으므로, 현대 해충방제전략의 화두 로 볼 수 있다. 본 연구는 온도변화에 따른 해충의 농약효과 에 따른 사충률의 변화를 개체군 모형과 결합시켜 모의했다. 감수성 점박이응애를 강낭콩을 기주로 20, 25, 30, 35℃에서 Acrinathrin-Spiromesifen 혼합제와 Azocyclotin 유기주석계 농약에 노출시켰다. 생물검정 결과 점박이응애의 사충률은 온도와 농약의 종류에 따라 유의한 차이가 발생했다. 점박이 응애의 개체군 밀도변동 모의는 DYMEX를 이용했으며, 모 의결과 농약의 종류별로 기후변화에 따른 초기방제 시기와 방제횟수에 차이가 나타날 것으로 예측됐다. 본 연구결과는 미래의 기후변화에 대응한 해충방제 전략과 농약 선발에 있 어 중요한 시사점을 제공할 것으로 사료된다.

수출 딸기의 대표적 품종은 매향으로서 당도와 산도가 월등하고 특히 과육이 단단해 외국 소비자들 선호도가 높다. 따라서 이를 위한 병충해 관리의 중요성이 부각되고 있는 가운데 현재 딸기에서 가장 문제가 되는 해충인 점박이응애(Tetranychus urticae)의 밀도조사를 하여 공간분포분석을 실시하였다. 실험은 딸기 수출단지가 밀집되어 있는 경상남도 진주시 수곡면을 대상으로 수행하였으며 2015년 6월 29일부터 8월 31일까지 2주 단위로 총 2개의 포장에서 수행하였다. 포장 규격은 400~500m2수준으로 결정하였으며 각 포장 내 4개 라인 중 2라인을 선정하여 앞, 중간, 뒤의 3구역 총 6구역을 선정하여 Random selection표를 이용하여 한 구역 당 5주를 조사하였다. 공간분포 양상을 조사하기 위해 Iwao’s patchiness regression (IPR)과 Taylor’s power law (TPL)을 이용하여 분석한 결과, 결정계수(r2)는 IPR에서 0.68, TPL에서 0.97이었다. 따라서 점박이응애의 공간분포 양상은 TPL이 IPR보다 더 잘 설명하였다. 그리고 IPR의 β값과 TPL의 b값이 모두 1보다 컸는데, 이것으로 점박이응애는 수출용 딸기 재배지에서 집중 분포 형태를 취하고 있었다. 본 연구 분석은 수출딸기 육묘기 기준이며, 수확기 기준 자료가 포함되면 더 정확한 분석과 결과가 가능할 것이다.

하이그로마이신(Hygromycin) 저항성 형질전환벼와 일반 재배 동진 벼에 발생하는 곤충상을 정확히 조사하기 위한 표본추출방법을 확립하고 두 가지 벼에 발생하는 곤충상에 차이가 있는지 확인하기 위해 2014년 7월부터 10월까지 조사하고 군집특성을 분석하였다. 형질전환 벼는 경상대학교 LMO (Living genetically Modified Organism) 격리포장 내에서 재배되고 있으며, 일반 재배 동진 벼는 사천시 두량리와 사천시 선진리에서 재배되었다. 조사기간 동안 LMO 격리 포장에서는 총 10목 26과 35종 4,818개체가 채집되었고, 일반재배 벼를 재배하는 두량 1 포장은 총 9목 35과 50종 1,669개체, 두량 2 포장은 총 8목 40과 66종 1,758개체, 선진 포장에서는 총 10목 33과 45종 1,354개체가 채집되었다. 총 조사된 곤충 종 수와 목 별 개체수의 비율은 딱정벌레목이 각각 39.62%와 55.41%로 가장 높았고, 애넓적물땡땡이(Enochrus simulans (Sharp))는 모든 포장에서 우점종이었다. 포충망 조사를 이용하여 채집된 곤충은 41종으로 유아등 트랩으로 채집된 47종보다 낮았으나, 포장 별 구성종의 개체수 비율은 다양하였다. 육안조사의 경우 총 51종으로 가장 많은 종이 채집되었으며, 끈끈이 트랩을 이용한 방법으로 채집된 곤충은 14종으로 다른 3개의 채집방법에 비해서 다소 적게 채집되었다. 전체 곤충 종 군집분석 결과 모든 포장에서 종 다양도가 낮고, 특정 종이 우점하는 등 농생태계 단일 경작지의 특성을 보였다. 본 실험결과 LMO 격리포장과 동진 벼 3개 포장 간 유사도는 차이가 없는 것으로 나타났으며 육안계열인 육안조사와 포충망조사가 유인계열인 끈끈이 트랩과 유아등 조사보다 다양한 종이 채집 된 것으로 확인되었다.

물거미는 1목 1과 1종만이 존재하는 세계적 희귀종으로 국내에서는 유일하게 경기도 연천군 전곡읍 은대리에만 존재하는 것으로 알려져 있으며 천연기념물 412호로 지정되어있다. 서식지는 3개 구역으로 나누어져있으며 현재 물거미의 서식지가 천이로 인해 육지화 됨에 따라 서식처 감소가 진행 중 이다. 서식처 감소는 물거미 개체의 수에 직접적인 영향을 미치기 때문에 지질, 건축, 생태, 환경 등 보호관리 방안이 필요하다. 본 연구에서는 물거미 서식습지 곤충상 조사를 통해 종 조성도를 파악하고 습지의 육지화 진행도와 향후 잠재적 분포지역 예측 및 관리방안 수립하기 위함에 있다. 채집시기는 2015년 5월, 7월, 8월 총 3회 표본추출을 실시하였다. 표본추출방법은 포충망조사와 육안조사를 병행하여 곤충을 채집, 동정하여 데이터를 작성하였다. 포충망조사는 포장 당 10m 간격으로 지점 당 10회 실시 하였고 육안조사는 3개 구역 중 1개 구역을 설정하여 설정구역내부만 실시하였으며 곤충을 육안으로 확인하여 Breeding case를 이용하여 채집하였다. 조사결과, 포충망조사의 경우 5월 10목 47과 64종, 7월 8목 52과 138종 그리고 8월 8목 34과 86종이 조사되었으며 그 중 노린재목이 매 월 가장 많이 채집되었다. 육안조사의 경우 5월 7목 11과 14종, 7월 5목 8과 15종, 8월 4목 6과 10종이 조사되었으며 5월은 딱정벌레목, 7월, 8월은 메뚜기목이 가장 많은 종수를 차지하였다.

파프리카(Capsicum annuum var. angulosum)의 주요해충인 담배가루이(Bemisia tabaci)의 고정 정확도 수준에서 표본조사법(Fixedprecision sampling plan)을 개발하였다. 개발된 표본 조사법은 파프리카 온실의 담배가루이 방제체계 확립을 위해 공간분포분석, 표본추출 정시선 그리고 의사결정법으로 이루어 졌다. 자료 수집은 식물체를 상단(지상으로부터 180-220 cm), 중단(지상으로부터 80-120 cm), 하단(지상으로부터 30-70 cm)로 나누어 각 위치별 3개의 파프리카 잎에서 담배가루이 성충, 번데기를 관찰하고 그 총 수를 기록하였다. 담배가루이 성충은 식물체의 상부에서 움직이고 신초에 주로 산란하며 일정부분이 하단으로 내려오기 때문에 상단과 하단에 많이 분포하였으며, 번데기의 경우 상부에 알을 낳았지만 식물체가 크면서 알을 낳은 잎이 아랫부분이 되고 부화한 유충은 잎 뒤에 고착 상태로 우화까지 움직임이 거의 없기 때문에 중단과 하단에서 많이 분포하였다. 공간분포분석은 Taylor’s power law (TPL)를 이용하였으며, TPL계수의 차이를 공분산분석(ANCOVA)하여 차이가 없는 경우 자료를 통합하여 계산된 새 TPL 상수값을 이용하여 표본추출 정시선을 구하였다. 그리고 담배가루이 성충과 번데기의 방제밀도수준을 2.0마리와 10.0마리로 설정하여 방제의사를 결정하였다. 마지막으로 분석에 사용하지 않은 독립된 자료를 이용하여 개발된 표본추출법의 유효성을 Resampling Validation for Sampling Plan (RVSP) 프로그램으로 평가한 결과 적합한 정확도를 보였다.

It should be noted that the use of the lathe scrap for making fiber reinforced cementitious composites(FRCCs) raised friendly environmental effect as well as economy because the lathe scrap is a by-product of steel manufactures and is occurred when lathe and milling works of them are conducted to process steel manufactures. Thus, the purpose of this research is to investigate the effect of measurements of lathe scrap on the characteristics of FRCCs. For this purpose, various lathe scraps were collected from processing plants of metal, and then these were processed 10mm, 20mm, and 40mm in lengths for 2mm and 4mm in widths, respectively. FRCCs containing lathe scraps were made according to their widths and lengths, and then characteristics such as the workability, compressive strength, and flexural strength of those were evaluated. As a result, it was observed from the test results that the optimum measurements of the lathe scrap for manufacturing FRCCs was 2mm in width and 40mm in length.