Spirodela polyrhiza (L.) has been known as greater duckweed or great duckmeat. It is native inhabited in Korea. It is considered as a rich source of primary metabolites including protein, carbohydrates, and fats. Thus, it is considered as an alternative food source for the future. In addition, it has a strong phytoremediation capacity to remove various environmental pollutants, especially inorganic elements and pesticides. With a variety of duckweed’s application, there is an urgent need to develop a cultivation method for a sustainable supply of S. polyrhiza. In this study, an indoor vertical farm has been introduced to optimize duckweed cultivation. Indoor cultivated S. polyrhiza showed about 2-fold higher fresh weight than outdoor cultivated duckweed. Contents of inorganic elements were also significantly reduced in indoor cultivated S. polyrhiza. Especially, lead (Pb), cadmium (Cd), and arsenic (As) were approximately 10-fold decreased in indoor cultivated duckweed. On the other hand, contents of proteins and fats were significantly increased in indoor cultivated S. polyrhiza, while carbohydrates were found more in outdoor cultivated S. polyrhiza. Increasing N content in a homemade nutrition solution also enhanced fresh and dried weights of S. polyrhiza by about 1.8-fold in comparison with other commercial nutrition solutions. Proliferation rate (%) was doubled every 24 hours in this indoor vertical farm, indicating the accomplishment of a sustainable supply for S. polyrhiza. Further studies need to be undertaken to cultivate other duckweeds such as Wolffia arrhiza and Lemna minor using the same indoor farming system.

국립원예특작과학원에서는 밝은 화색과 안정적인 화형의 생 육이 우수한 빨간색 스탠다드 장미 품종을 육성하기 위해 진한 적색 스탠다드 장미 품종 ‘엔드리스러브(Endless Love)’를 모 본으로, 꽃잎수가 많고 안정적으로 가시가 적은 밝은 노란색 ‘페니레인(Penny Lane)’ 품종을 부본으로 인공교배하였다. 37 개의 교배실생을 양성해 1, 2, 3차에 걸친 특성검정 및 현장실증 을 통해 꽃이 크고 화형이 안정적이며, 재배안정성 및 생산성, 절화특성이 우수한 ‘원교 D1-390’을 최종 선발하였다. 2023년 ‘루비레드(Ruby Red)’로 명명하여 국립종자원에 품종보호출원·등록되었다. ‘루비레드’ 품종은 밝은 적색(R53C)을 가졌으 며, 꽃잎수가 32.8매, 화폭과 화고는 각각 10.9, 5.9cm로 대조 품종보다 크다. 절화장은 평균 71.7cm, 절화수명은 약 16.7일, 수량은 연간 168대/m2로 대조품종인 ‘레드스퀘어(Red Square)’ 대비 절화장이 길고 절화수명도 2배 이상 길며, 수확량도 1.4배 우수하다. 2023년 국내 육성 장미 품종 서울식물원 관람객 대상 공동평가회에서 스탠다드 장미 중 우수한 평가를 받았으며, 현 장 실증 결과 농가별로 균일하고 우수한 수량과 절화품질을 보 였다. 절화용 장미 ‘루비레드’ 품종은 밝은 적색과 우수한 화형 을 가지는 품종으로 해외 대체 품종으로 국내에서 많이 재배될 것으로 기대된다.

국내 원예작물에서 화분매개곤충의 의존도는 해마다 증가하고 있다. 우리는 사과, 딸기 등 화분매개곤충의 의존도가 높은 주요 과수와 시설작물에 대하여 화분매개곤충의 사용기술을 개발하고 이를 현장에 적용하는 연구를 수행하고 있다. 2021년부터 2022년까지 딸기, 키위 등 5가지 주요 농작물에서 화분매개벌을 적용한 결과, 딸기에서 뒤영벌의 적용결과 기존 꿀벌과 통계적으로 같은 수준의 화분매개효과를 나타내었으며, 하우스에서 농약적용시 하우스 밖으로 벌통을 위치시키는 것이 방치보다 벌의 소실을 20% 더 감소시킬 수 있었다. 인공수분 에 의존하고 있는 씨없는 수박에서 수분수 식재와 꿀벌을 이용함으로 기존 벌 방사보다 16% 착과율을 향상시킬 수 있었다. 시설고추에서 꿀벌과 뒤영벌의 혼합사용시 기존 꿀벌 방사보다 고추 수량이 10% 향상되었고, 토마토 에서 660㎡당 뒤영벌의 봉군량을 1.5배 증가시 토마토 수량은 4.4% 향상되었다. 키위는 꿀벌로 기존의 인공수분 을 충분히 대체할 수 있었고, 인건비가 60%이상 절감되었다. 또한 현재 시판중인 30종의 살충제와 27종의 살균제 에 대하여 24시간내 반수치사를 보인 농약은 각각 살충제 6종와 살균제 4종 이었다. 이어서 2023년부터 참외, 멜론, 사과, 단감에 대한 현장적용연구가 진행되고 있다.

The large copper butterfly Lycaena dispar (Haworth, 1803; Lepidoptera: Lycaenidae) has been categorized as a near-threatened species (NT) in South Korea from 2012 mainly due to limited distribution. In this study, we visited 36 sites spread across all South Korean provinces to verify the distributional range of the species and sequenced mitochondrial COI for 53 individuals from nine sites. We observed L. dispar at 15 sites in six provinces, including the two previously known provinces, indicating a southward range expansion. The in-field monitoring and genetic data collectively suggested that L. dispar does not have a limited distribution nor is it isolated, indicating that it should be reclassified as less vulnerable. Our study demonstrates that the combination of field and genetic data can provide a more reliable assessment of the stability of a species.

The clearwing moth, Synanthedon bicingulata (Staudinger, 1887), is a pest that infests various species of cherry trees. However, genetic information regarding the genus Synanthedon including S. bicingulata, is limited. In this study, we sequenced a complete mitochondrial genome (mitogenome) of the species. The 16,255 bp of S. bicingulata mitogenome differs from the typical gene arrangement formed in Lepidoptera: trnQ-trnS2-trnM-trnI arrangement between the A+T-rich region and the ND2 junction. Moreover, the genome has untranslated repetitive sequences in the intergenic space between lrRNA and trnV, as well as the CGA start codon in COI and the TTG start codon in ATP8. Similar observations are noted in species belonging to the tribe Synanthedonini within the genus Synanthedon.

Tropilaelaps mercedesae Anderson and Morgan, 2007 (Acari: Laelapidae) is a serious ectoparasite of the brood of several honey bee species. Among the four recognized species of Tropilaelaps, Korean population was renamed as T. mercedesae from T. clareae on the basis of morphological evidences and genetic data. In this study, we report the complete mitochondrial genome (mitogenome) sequence of T. mercedesae. The 15,119-bp long mitogenome has an identical gene arrangement to that of Chinese sample reported previously. Comparison of two geographic samples showed COII, ND5, ND4, ND6, CytB, and ND1 to have higher number of variable sites than COI, which is often used for population-level study, suggesting these genes to have potential usefulness for population genetic study. The mitogenome sequence of T. mercedesae from Korea could be useful for species identification for geographic samples, trace of the origin of local populations, and illustration of evolutionary distinction among Tropilaelaps species either using part of or whole genome.

한국 귀뚜라미 산업은 최근 큰 성장을 보였으며, 수직농장을 이용한 대량생산과 기술발전으로 사육수와 판매 량이 늘어나는 추세다. 그러나 귀뚜라미 사육시스템은 농가 간의 교류 및 밀집 사육으로 인해 곤충병원체에 의한 전염병에 매우 취약한 구조를 가진다. 사육 곤충의 질병을 이해하는 것이 중요함에도 곤충병원성 미생물에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 국내 쌍별귀뚜라미 농가에서 발견된 볼보바이러스를 식별하였으며, Gryllus bimaculatus volvovirus (GbVVV-KR)의 게놈 특성을 분석하였다. GbVVV-KR의 전체 게놈 서열은 Sanger 시퀀싱 을 통해 얻어졌으며, 게놈 크기가 2,515개 뉴클레오티드인 원형 단일가닥 DNA 바이러스임을 밝혔다. 단일 핵산 염기 다형현상 분석(Single nucleotide polymorphism, SNP)으로 정지코돈 돌연변이로 인한 ORF3 영역이 다른 귀뚜 라미 volvovirus 들에 비해 큰 변화를 확인하였다. 또한, 전국 11개 농장에서 수집한 귀뚜라미를 대상으로 PCR/qPCR을 실시하여 GbVVV-KR의 감염 정도를 확인하였다. 이러한 결과는 GbVVV-KR의 게놈 구조와 유전 적 특성, 계통발생 및 유병률에 대한 귀중한 통찰력을 제공하고 귀뚜라미 바이러스에 대한 이해를 도울 것으로 기대한다.

Spodoptera eridania and S. ornithogalli (Lepidoptera: Noctuidae), which are polyphagous pests that damage various crops such as tomatoes and beans are regulated quarantine species that are highly likely to invade South Korea. Therefore, it is crucial to promptly and accurately identify the presence of S. eridania and S. ornithogalli in crop fields to effectively eradicate as a regulated quarantine species. In this study, we developed a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay, which allows for rapid in-field identification. To develop the LAMP　assay, we selected target species-specific genomic regions from the whole-genome sequences of one target and 13 other lepidopteran species. We validated each five and six primer sets that consistently produced positive reactions in S. eridania and S. ornithogalli, respectively. To test the sensitivity of the each locus, LAMP reactions were performed using various reaction times using crude DNA, which was extracted from various types of adult tissues. All sensitivity tests were also successful.

경상남도농업기술원 화훼연구소에서 2021년 화색이 연황 색이며 화심이 녹색인 미니 절화용 거베라 품종 ‘크림쿠키’ (Cream Cookie)를 육성하였다. ‘크림쿠키’ 품종은 2014년 황색 미니 ‘Sun City’를 모본으로, 백색 미니 ‘Blandy’를 부 본으로 인공교배를 실시하여 육성된 품종이다. 2021년까지 생육 및 개화 특성검정과 기호도 조사를 실시하였으며 ‘크림 쿠키’의 생육 및 개화특성을 대조품종인 ‘Sun City’와 비교하 였다. ‘크림쿠키’는 연황색(RHS 4C) 꽃잎과 녹색 화심을 가진 반겹꽃 거베라 품종이다. 화폭이 7.1cm인 작은 꽃이며, 화경 장은 58.9cm였다. 화경 직경은 상부 0.4cm, 하부 0.7cm 였 다. 외부설상화의 길이는 2.8cm이며 폭은 0.8cm였다. 개화 소요일수는 65.7일로 ‘Sun City’에 비하여 18.8일 빨랐으며, 첫 개화시 엽수는 22.4매였다. 연간 주당 절화수량은 102.3 본으로 ‘Sun City’의 82.0본에 비하여 20.3본이 많았다. 절 화수명은 17.8일로 ‘Sun City’보다 4.1일 더 길었다. ‘크림쿠 키’는 화폭이 7.1cm의 미니 품종으로 연간 주당 100본 이상 절화 생산이 가능하다. 또한 수확 후 꽃 캡 씌우기, 꽃목 보강 등 추가적인 작업을 생략할 수 있어 생산비 절감이 가능하므 로 농가보급 확대가 기대된다.

Foot-and-mouth disease (FMD), which affects cloven-hoofed animals, is economically important because of its highly contagious nature. FMD virus (FMDV), the causative agent of FMD, involves seven serotypes (O, A, Asia1, C, and SAT 1-3). Serotype Asia1 is unique to the Asian territory and is subdivided into nine genetic groups (G-I-IX) based on nucleotide variations in the VP1 sequence. Asia1 Shamir, the most representative Asia1 vaccine, is not highly protective against the Asia1/MOG/05 (G-V) lineage found in North Korea in 2007. Therefore, we investigated whether a chimeric virus strain (Asia1/MOG/Shamir), in which the VP4, VP2, and VP3 sequences of Asia1/MOG/05 were combined with the VP1 sequence of Asia1 Shamir, can simultaneously protect against both viruses. We determined the optimal viral growth conditions for the commercial utilization of this chimeric virus strain. Of the three types of cell culture media, the Cellvento medium resulted in the highest amount of antigen in the samples. The chimeric strain was proliferated in a small bioreactor to produce a test vaccine, and its immunogenicity was evaluated in pigs. The virus neutralization (VN) titer against the Asia1 Shamir virus was > 1/100 after the second immunization with the chimeric vaccine in pigs. In addition, a single dose of the test vaccine resulted in a VN titer of > 1/100 against the Asia1/MOG/05 strain. Taken together, our chimeric vaccine strain provided sufficient protection against the Asia1/MOG/05 and Asia1 Shamir viruses, suggesting its potential as a novel vaccine for both these strains.

국내 유입 가능성이 높은 검역 관리해충인 Spodoptera eridania 및 S. ornithogalli는 전 세계적으로 토마토, 콩 등 여러 종의 작물을 가해하는 광식성 해충이다. 이에 따라 국내 유입 시 해당 작물에 높은 경제적 피해를 입힐 가능성 이 있으므로 신속 정확한 진단이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 상기 두 종을 대상으로 현장 활용이 가능한 LAMP 진단법 개발을 수행하였다. 표적종 두 종 및 비표적종 11종(국내 발생 Spodoptera 종 및 동일 기주 가해종 등)의 전장유전체 정보를 확보한 후 비교 분석을 통해 각 표적종 별 특이적 영역을 확보한 후 해당 영역을 대상으로 LAMP 프라이머를 제작하였다. DNA 농도 10 ng/μL, 반응시간 40분을 기준으로 LAMP 진단을 수행한 결과, Spodoptera eridania는 5개의 LAMP 진단 마커를 개발하였고, S. ornithogalli는 3개의 LAMP 진단 마커를 개발하였다.

Bombyx mandarina (Lepidoptera: Bombycidae), the presumed ancestor of B. mori, has long been a subject of study to illustrate the geographic relationships in connection with origin of B. mori. We report 97 mitochondrial genome (mitogenome) sequences of B. mandarina collected from Korea and Japan. Phylogenetic and population genetic analyses showed that all individuals of B. mandarina collected in Korean localities formed a strong group together with all individuals originated from northern China (mainly north of the Qinling-Huaihe line) and some of southern China. This group was placed as the sister group to B. mori strians suggesting that this group had been served as an immediate progenitor for B. mori.