Stoneflies (Plecoptera) are known for being sensitive to water pollution and are used as bioindicators for evaluating water quality. Among them, Nemouridae, especially the genus Nemoura, which are commonly referred to as winter stoneflies, can be found around streams even during the cold winter months. Nemoura geei Wu, 1929, among them, was originally described from Beijing and is widely distributed in Korea, China, Japan, and the Russian Far East. Here, we report the development and characterization of new functional microsatellite markers of N. geei using high-throughput sequencing technology. A total of 80,661 microsatellite loci were identified with a total length of 1,801,591 bp. The average length was 22.34 bp, and microsatellites occupied 0.42% of the entire sequence. The novel 20 microsatellite markers developed in this study can be usefully applied to the population genetics analyses as important genetic resources for understanding the ecological and evolutionary characteristics of a stonefly species at the population level in Korea.

The invasive red swamp crayfish, Procambarus clarkii, is native to southcentral United States and northeastern Mexico. Recently, it has been being spreading in the wild in South Korea. However, its primary sources, introduction routes, establishment, and expansion in South Korea remain unclear. Here, we analyzed genetic diversity and population genetic structures of its domestic natural populations during early invasion, commercial stock from local aquaria (a suspected introduction source), and original United States population using mitochondrial COI gene sequences for 267 individuals and eight microsatellite markers for 158 individuals. Natural and commercial populations of P. clarkii showed reduced genetic diversity (e.g., haplotype diversity and allelic richness). The highest genetic diversity was observed in one original source population based on both genetic markers. Despite a large number of individuals in commercial aquaria, we detected remarkably low genetic diversity and only three haplotypes among 226 individuals, suggesting an inbred population likely originating from a small founder group. Additionally, the low genetic diversity in the natural population indicates a small effective population size during early establishment of P. clarkii in South Korea. Interestingly, genetic differentiation between natural populations and the United States population was lower than that between natural populations and aquarium populations. This suggests that various genetic types from the United States likely have entered different domestic aquariums, leading to distinct natural populations through separate pathways. Results of our study will provide an insight on the level of genetic divergence and population differentiation during the initial stage of invasion of non-indigenous species into new environments.

생물다양성협약 (1992년)과 나고야의정서 (2010년)의 체결 이후 우리나라는 한반도의 생물다양성 보전과 생물자원 확보를 위한 자생생물의 조사·발굴 연구에 박차를 가하였다. 이러한 계기로 2007년에 설립된 환경부 소속 국립 생물자원관의 주도로 “한반도 자생생물 조사·발굴 연구사업”이 진행되었다. 본 사업은 2006년 이후 현재까지 15년 동안 5단계 (1단계 2006~2008년, 2단계 2009~2011년, 3단계 2012~2014년, 4단계 2015~2017년, 5단계 2018~2020 년)로 나누어 진행되었다. 연구의 결과, 본 사업의 이전에 29,916종 (2006년)이던 한반도 자생생물이 본 사업의 각 단계가 마무리되는 시점에서 누계로 집계하여 볼 때, 1단계 33,253종 (2008년), 2단계 38,011종 (2011년), 3단계 42,756종 (2014년), 4단계 49,027종 (2017년), 그리고 5단계 54,428종 (2020년)으로 급속히 증가하여 본 사업 기간 동안 한반도 자생생물 기록종이 약 1.8배 증가하였다. 이 통계자료는 이 기간 동안 연평균 2,320종의 한반도 미기록종이 새로이 기록된 것을 보여준다. 또한 전체 발굴종 중에서 총 5,242 종의 신종을 기록하는 학술적 큰 성과를 거두었다. 분류군 별로는 총 연구 기간 동안 곤충 4,440종 (신종 988종 포함), 무척추동물 (곤충 제외) 4,333종 (신종 1,492종 포함), 척추 동물 (어류) 98종 (신종 9종 포함), 식물 (관속식물과 선태식물) 309종 (관속식물 176종, 선태식물 133종, 신종 39종 포함), 조류 (algae) 1,916종 (신종 178종 포함), 균류와 지의류 1,716종 (신종 309종 포함), 그리고 원핵생물 4,812종 (신종 2,226종 포함)이 한반도에서 새로이 기록되었다. 생물표본은 각 단계별로 집계하여 볼 때 1단계 247,226점 (2008년), 2단계 207,827점 (2011년), 3단계 287,133점 (2014년), 4단계 244,920점 (2017년), 그리고 5단계 144,333점 (2020년)이 수집되어 연평균 75,429점, 총 1,131,439점의 생물표본이 채집되었다. 그중에서 곤충 281,054점, 곤충 이 외의 무척추동물 194,667점, 척추동물 (어류) 40,100점, 식물 378,251점, 조류 (algae) 140,490점, 균류 61,695점, 그리고 원핵생물 35,182점이 채집되었다. 본 사업에 참여한 각 단계별 연구원/보조연구원 (주로 대학원생)의 수는 1단계 597/268명, 2단계 522/191명, 3단계 939/292명, 4단계 575/852명, 그리고 5단계 601/1,097 명으로 전체년도의 참여연구자는 연평균 395명, 총 연인원 약 5,000명이 참여하여 전국의 거의 모든 분류학자와 분류학 전공의 대학원생이 참여하였다. 본 사업 기간 동안 전문 학술지 논문 3,488편 (국내학술지 논문 2,320편, SCI급 국제 학술지 논문 1,168편 포함)이 출판되었다. 본 사업 기간 중 자생생물 조사·발굴 사업 및 생물표본 확보 사업에 투입된 예산은 총 833억원 (연평균 55억원)이다. 본 사업은 국가 주도의 대형 연구 프로젝트로서 전국의 거의 모든 분류학자가 참여하고 대규모 예산이 투입되어 단기간에 이루어 낸 한국식 압축성장의 한 성공 사례로 볼 수 있다. 본 사업의 종발굴 성과는 최근의 생물분류 체 계로 분류되어 국가생물종목록으로 만들어졌으며, 전문가와 학생 및 일반 시민에게 제공되고 있다 (https://species. nibr.go.kr/index.do). 본 사업에서 파생된 기재문, DNA 염기 서열, 서식처, 분포, 생태, 이미지, 멀티미디어 등 각 종의 정보는 디지털화되어 생물의 계통, 진화 연구 등 학문적 발전에 기여하였고, 기후변화에 따른 지표종의 변화 같은 생물 분포 모니터링 사업과 바이오산업의 생물소재를 탐색하는 기반이 되었다. 본 사업을 통하여 젊은 분류인력 (주로 대학 원생)의 양성을 지원할 수 있었던 것은 본 사업이 가져온 가장 의미 있는 성과라고 할 수 있다. 과거 15년간 숨 가쁘게 달려온 본 사업은 아직 진행 중이다. 그동안 발굴된 종 들에 대한 이명 (synonym)과 오동정 등을 바로잡아 학문적인 완성도를 높이고, 한반도에 존재하리라 예상되는 약 10만 종의 자생생물 중에서 남겨진 5만 종에 대한 조사·발굴 연구가 지속되어야 한다.

The dynastid beetle Allomyrina dichotoma has been used as a herbal medicine. Recently, we performed de novo RNAsequencing of Allomyrina dichotoma and identified several antimicrobial peptide candidates based on in silico analysis.Among them, cationic antimicrobial peptide, Allomyrinasin, was selected and we assessed the anti-inflammatory activitiesof Allomyrinasin against mouse macrophage Raw264.7 cells. The results showed that Allomyrinasin decreased the nitricoxide production of the lipopolysaccharide-induced Raw264.7 cells. In addition, quantitative RT-PCR, ELISA and Westernblot analysis revealed that Allomyrinasin reduced cytokine expression levels in the Raw264.7 cells. Taken together, thesedata indicated that Allomyrinasin had anti-inflammatory activity in the lipopolysaccharide-induced Raw264.7 cells.

Although the grasshopper Oxya chinensis sinuosa has long been used as a food in Korea, there is little data on itsfunctional effects. Thus we prepared and analyzed total RNA from the whole body of adult Escherichia coli non-immunizedand immunized Oxya chinensis sinuosa strains. Using an Illumina Hiseq sequencer, we generated a total of 66,555 pooledtranscriptome and singletons with and without Escherichia coli immunization, respectively. Then, we performed in silicoanalysis of the Oxya chinensis sinuosa transcriptome, using bioinformatics tools for screening putative antimicrobial peptides(AMPs) and 38 AMPs were finally selected and tested their antimicrobial activity of Gram positive, Gram negative bacteriaand antifungal activity with radial diffusion assay. As a result, 5 out of 38 AMPs showed the highest antimicrobial activityand antifungal activity against microbes and it also evidenced with no hemolytic activity.

Members of the non-biting midge family Chironomidae are the most widespread and abundant group of aquatic insects in fresh waters. Although the composition of chironomid communities is considered to be a potential biotic index for water quality assessment, it has not been used easily because of the difficulties with species level identification for larvae. This study was to analyse the molecular operational taxonomic units (MOTU) in chironomid communities to appropriately apply a species level identification. A total of 41 chironomid larvae collected from 7 sampling sites in the Han river system according to water quality were used for analyses. Partial mitochondrial DNA cytochrome c oxidase I (COI) genes were sequenced and analyzed. As a result, 35 different haplotypes (MOTU01-13) were obtained from the 673bp COI sequences. Average genetic distance was 0.0041 (range 0.000 to 0.013) within the MOTU and was 0.1703 (range 0.1181 to 0.2456) between the MOTUs. Nine MOTUs were found at the stream sites represented water quality A, 2 MOTUs at water quality C, and 1 MOTU at water quality D.