식물기생선충은 식물에 기생하여 식물의 생장을 저하시키거나 심할 경우 식물의 고사를 일으키는 주요 병원 체의 하나이다. 이들 선충은 수입 식물을 통해 국내로 유입될 수 있으며, 이로 인해 식물의 생장이 저하되거나 식물이 죽는 등의 실제적 피해를 야기할 수 있다. 생강은 한국의 대표 음식인 김치를 비롯한 다양한 요리와 음료, 전통약재 등에 사용되는 중요한 식약재료이며, 그 가치와 수요가 매우 높다. 최근 10년(2014-2023년) 동안 종구로 써 사용되는 재식용 생강의 수입량은 총 31,740톤이었는데, 수입 생강 원산지의 대부분은 중국으로써 최근 10년 간 수입량의 99.99%를 차지했다. 동기간 검역처분 내역은 합격 수량이 1,090건(27,637톤), 폐기 수량은 222건 (4,102톤)이었다. 폐기 처분을 받는 주용 원인을 분석해보면, 관리급 선충 검출이 139건, 종구에 흙이 부착된 경우 가 26건 등이었다. 앞으로도 농림축산검역본부는 수입 재식용 생강에 대한 실험실정밀검역을 통해 우리나라의 농업과 자연환경에 위해를 가할 수 있는 식물기생선충의 차단을 위해 최선의 노력을 다하고자 한다.

Dysmicoccus brevipes (Cockerell), Dysmicoccus neobrevipes Beardsley and Pseudococcus longispinus (Targioni-Tozzetti) are widely-distributed pests that feeds on many economically important hosts, particularly tropical fruits and ornamentals. The potential distribution of these mealybug pests into South Korea remains a primary concern because of their high incidence in interceptions screened during inspection. Hence, these species prompted a modelling effort to assess their potential risk of introduction. Potential risk maps were developed for these pests with the CLIMEX model based on occurrence records under environmental data. The potential distribution of these pests in South Korea in the 2020s, 2050s and 2090s was projected based on the RCP 8.5 climate change scenario. Results show that D. brevipes, D. neobrevipes and P. longispinus have little potential for invasion in the exterior environment of South Korea due to high cold stress in the 2020s. However, for D. brevipes and P. longispinus, 3 and 86 locations in Jejudo, were predicted to be marginally suitable for this pest under future climate factors, respectively. In that respect, the results of these model predictions could be used to prepare a risk-based surveying program that improves the probability of detecting early D. brevipe, D. neobrevipes and P. longispinus populations.

With the increasing indroduction and spread of invasive quarantine pests, accurate diagnosis of pests detected in quarantine sites has become crucial. DNA barcoding, a standardized method that complements morphological analysis for rapid and precise species identification, is actively researched worldwide. In this study, we established a molecular biological identification system for major pests encountered during the import and export of agricultural and forestry products. By analyzing the DNA barcode sequences of pests collected domestically and those detected in quarantine inspections, we compiled genetic information for 1,292 individuals representing 472 species, 108 families across 11 insect orders. Among these, order Lepidoptera had the highest diversity, with 251 species across 27 families. We also secured barcodes for 52 species, 24 families in order Hemiptera, and 70 species, 20 families in order Coleoptera. By constructing a comprehensive biological foundation and database for various pests detected in quarantine sites, we aim to enhance the quarantine system by enabling rapid and accurate identification of invasive pests, thereby blocking early.

겨울과 같은 환경에서 곤충은 생존과 번성을 위해 생리학적, 생화학적 및 행동적 메커니즘을 이용하고 있다. 대부분의 곤충은 생리학적 적응가운데 급속내한성(Rapid cold hardiness, RCH) 유기를 통해 기온이 급격히 낮아 지는 외부 환경에 대해 빠르게 적응하고 저온조건에서 생존율을 높인다. 열대거세미나방의 경우 행동적 메커니 즘을 통해 따뜻한 곳을 찾아 장거리 비행을 하며, 생존에 유리한 환경으로 이동한다. 본 연구에서는 열대거세미나 방의 생리적 월동능력과 RCH 능력에 관해 조사하였다. 그 결과, RCH에 의해 혈중 글리세롤의 농도가 증가와 체내빙결점이 하강하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, RCH(-10℃, 1h)에 노출된 2령 유충기를 대상으로 4령과 5령 유충기에 단기저온(5℃, 30min)에 노출 시 글리세롤 생합성에 관여하는 유전자(glycerol kinase 1, 2)의 발현이 RCH에 노출되지 않은 대조구와 비교하여 빠르게 발현되었다. 이는, 열대거세미나방의 유전자 수준에서 저온에 대한 단기기억이 존재하는 것을 제시한다.

코드린나방은 사과, 배, 복숭아 등 과실류를 비롯한 다양한 작물에 피해를 주는 해충으로써, 대한민국 식물방 역법상 금지해충에 속해있다. 검역실적으로는 2016년 6월에 1건, 2018년 6월에 2건이 모두 인천공항으로 수입된 우즈베키스탄산 양벚에서 검출되었다. 코드린나방은 국내 침입이 매우 우려되는 해충 중의 한 종으로써 한국, 일본, 대만을 제외한 거의 모든 온대지역에 분포하고 있다. 따라서 우리나라는 본 해충에 대한 정밀하고 지속적인 표적 예찰이 필수 불가결이다. 효과적인 예찰을 위한 페로몬 트랩 개발을 위해 다음 사항들을 고려할 수 있다. 우선 페로몬 성분비에 따른 유인력의 차이를 검정해 효과적인 성분비를 찾는 것이 중요한데, 그 방법으로는 GC-MS/MS 분석법을 통해 루어의 페로몬 구성비율을 분석한다. 이후 적합한 실험환경을 설정하고 페로몬 혼합 물을 적용한 여과지를 케이지에 달아 일정 시간 동안 여과지에 접촉한 횟수를 기록 후 통계분석을 통한 유의성 검정을 실시한다. 이어서 페로몬을 루어에 주입, 흡착시킨 후 페로몬 트랩을 현장에 설치해 포획된 수컷 성충 수를 조사해 효과적인 약량 및 루어형태 등을 선별하게 된다. 이를 통해 효과적인 코드린나방 트랩 개발을 위한 기초연구를 수행하고자 하며, 우리나라의 농업과 자연환경 보호에 기여하고자 한다.

최근 주요 절화 수입량이 증가하면서 외래 병해충 유입률 또한 증가하고 있다. 농림축산검역본부 병해충정보 시스템(PIS)에 따르면 최근 10년간(2011-2020년) 수입된 절화류에서 검출된 총채벌레목은 총 43종 6,734건이다. 그중 가장 많이 검출된 총채벌레는 Frankliniella occidentalis (2,526건), Thrips tabaci (1,470건)로 전체 검출건수의 59% 이상 차지한다. 본 연구에서는 수입 절화류에서 검출률이 가장 높은 총채벌레 두 종의 미토콘드리아 DNA CO I 유전자를 이용하여 염기변이에 의한 국가별 다양성과 유전적 다양도 분석을 실시하였다. 네덜란드, 중국 등 7개국에서 검출한 Frankliniella occidentalis 184개 개체에서 9가지의 단상형(haplotype)이 관찰되었다. 또한 페루, 네덜란드 등 6개 국가에서 검출된 Thrips tabaci 80개 개체에서는 7가지 단상형이 보였다. 본 연구에서 검출 한 mtDNA내 염기서열 다형성은 총채벌레 집단의 국가적 변이성 추정 및 연관성 분석에 기초자료로 활용할 것으 로 기대한다.

코드린나방은 사과, 배, 복숭아 등의 과실류를 비롯한 다양한 작물의 해충으로써, 국내에서는 검역 대상으로 금지해충에 속해있다. 코드린나방이 속한 잎말이나방의 유충은 과실 속으로 파고 들어가 살기 때문에 살충제로 방제하기가 어려운 해충이다. 따라서 철저한 수입식물 검역과 예찰을 통해 국내로의 유입을 막는 것이 최선이다. 현재 잎말이나방류에 대한 예찰용 페로몬트랩이 사용되고 있지만 개별 종에 대한 표적 예찰은 이뤄지지 않고 있다. 본 연구에서는 코드린나방의 성페로몬을 이용한 유인제 개발을 위한 기초연구로써, 현재 상용화되어 미국, 유럽, 중국 등에서 사용하고 있는 다양한 유인제의 조성성분을 분석하였다. 전세계적에서 대표적으로 사용되는 4종류의 코드린나방 루어를 GC-MS/MS를 이용하여 물질의 종류와 구성비율을 분석하였다. 본 연구의 결과는 향후 코드린나방의 최적 예찰을 위한 성페로몬 유인제 선발의 기초자료로 활용될 예정이다.

The striped fruit fly (SFF), Zeugodacus scutellata, is an agricultural pest species with a strong and rapid reproductive ability that can cause significant harm. To control the population of these kind of pests, the sterile insect technique (SIT) is being used as one of the effective methods. SIT involves the introduction of sexually transmitted factors that reduce the reproductive capacity of males. This study shows that knocking down the testis-specific serine/threonine protein kinase 1 (Zs-Tssk1) gene alters male fertility and male-initiated types of communication. Since Zs-Tssk1 influences the physiology of the testes, spermatogenesis is also affected, which in turn alters the lifespan of Zs-Tssk1 knock down group in comparison with the control. Based on these results, Zs-Tssk1 may be crucial in reproductive function, and its down-regulation may be helpful in controlling SFF through SIT.

호박꽃과실파리(Z. scutellata)는 박과작물에 피해를 주는 중요한 해충이다. 현재 큐루어(Cuelure)는 국내에서 검역 대상 해충으로 규정된 오이과실파리, 타우과실파리, 및 퀸슬랜드과실파리와 더불어 호박꽃과실파리 수컷 성충의 예찰에 다양한 제형으로 활용되고 있다. 본 연구는 액 체, 고체, 및 왁스제형의 큐루어에 대한 호박꽃과실파리 수컷 성충의 야외 유인효과를 검증하기 위한 것으로 2021년 4월부터 10월까지 제주 2개 지역과 경북 1개 조사에서 2주 간격으로 모니터링하였다. 호박꽃과실파리의 발생밀도가 높은 제주지역에서는 7월부터 8월에 액체와 왁스제형의 큐루어에 호박꽃과실파리가 더 많이 유인되어 통계적인 유의차가 있었으나, 호박꽃과실파리의 발생밀도가 낮은 경북지역에서는 제형별 유인력 에 차이가 없었다. 야외조사 결과를 바탕으로 액체와 왁스제형의 큐루어가 호박꽃과실파리 수컷 성충 예찰에 권장되며, 이 두 제형의 큐루어에 유 인되는 검역 대상 과실파리류의 국내 예찰에 효과적일 수 있다.

Acute and chronic toxicities of methyl ethyl ketone and methanol were investigated on Paronychiurus kimi (Collembola), for evaluating the potential effects of accidental exposures of these chemical substances on the terrestrial environments. This study was undertaken to establish a toxicity database for these chemical substances, which was required for the preparation of the response compensation and liability act for agricultural production and environmental damage. The 7-d acute toxicity and 28-d chronic toxicity were conducted using the OECD artificial soil spiked with varying, serially diluted concentrations of methyl ethyl ketone and methanol. Mortality was recorded after 7-d and 28-d of exposures, and the number of juveniles were determined after 28-d of exposure in the chronic toxicity test. In both assessments, methanol was more toxic than methyl ethyl ketone in terms of mortality (LC50) and reproduction (EC50). The 7-d LC50 of methyl ethyl ketone and methanol were 762 and 2378 mg kg-1 soil dry wt., respectively, and the 28-d LC50s were 6063 and 1857 mg kg-1 soil dry wt., respectively. The 28-d EC50 of methyl ethyl ketone and methanol were 265 and 602 mg kg-1 soil dry wt., respectively. Comparison of results obtained in this study with literature data revealed that P. kimi was more sensitive to methanol than other soil invertebrates. However, given the high volatility of the chemicals tested in this study, further studies are necessary to improve the current test guideline, or to develop new test guidelines for an accurate assessment of chemicals that require toxicity databases for chemical accidents.

Estimating compensation payment for environmental damages by chemical accidents has been controversial because accurate quantification of damages of chemical accident is so complicated and there is lack of scientific studies about impact of chemical accidents. In this study, for supporting chemical accidents compensation criteria, the 7 days acute and 28 days chronic toxicity test was conducted with 4 major chemical accident substances (Sulfuric acid, Nitric acid, Methanol and Methylethylketone) according to the OECD 232 guidelines. Methylethylketone was most toxic chemical followed by methanol, nitric acid and surfuric acid. Further study of comparison between pH and chemical effects was needed.

Despite the importance of behavioral ecotoxicological tests, few researches have been conducted to assess the quality of freshwater using behavior of test species, in part due to lack of standardized test method for quantifying the response. In this study, we developed a new test methods using non-biting midge larva’s burrowing behavior to assess field water quality and a new index, AUC (area under curve), to compare burrowing behavior quantitatively. Four kinds of field samples (residential, natural, agricultural and industrial areas) were tested using the method to validate our methodology and index. There were not significant differences in 96 h mortality and heavy metal concentration between samples, but AUC from the industry sample was significantly decreased.

Much of the data used in the analysis of environmental ecological data is being obtained over time. If the number of time points is small, the data will not be given enough information, so repeated measurements or multiple survey points data should be used to perform a comprehensive analysis. The method used for that case is longitudinal data analysis or mixed model analysis. However, if the amount of information is sufficient due to the large number of time points, repetitive data are not needed and these data are analyzed using time series analysis technique. In particular, with a large number of data points in the current situation, when we want to predict how each variable affects each other, or what trends will be expected in the future, we should analyze the data using time series analysis techniques. In this study, we introduce univariate time series analysis, intervention time series model, transfer function model, and multivariate time series model and review research papers studied in Korea. We also introduce an error correction model, which can be used to analyze environmental ecological data.

We developed a new ecotoxicological test method using native test species, eggs of Ephemera orientalis, and five kinds of industrial wastewater were tested to validate the test method. The water samples were collected in Jun 2006 from the following industries: pesticide, metal plating, PCB, leather1, and leather2. Wastewater and effluent were diluted by distilled water, respectively, to prepare various concentrations, 100, 50, 25, 12.5, 6.3, 3.1, and 0%. For the egg bioassay, 20 freshly laid eggs (<24 h old) were exposed to test solutions in a Petri dish (52×12 mm) at 20℃ with photoperiod of 16 h light and 8 h dark for 14 days. The median egg hatching concentrations (EHC50) were estimated using Probit analysis. All EHC50s of wastewater were less than 3.1%, which meant very high ecotoxicity except for the wastewater of PCB industry having 6.1% of EHC50. Among the effluents, the least toxic effluent was from pesticide industry having 58% of EHC50, while the effluent of leather2 was the most toxic having 7.3% of EHC50.