수염풍뎅이(Polyphylla laticollis manchurica)는 과거에는 흔히 발견되었으나, 1970년대 이후 한반도 내 개체수 가 급격히 감소하여 2005년 환경부에 의해 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정되었다. 또한 해당종의 분자생물학적 연구는 멸종위기종이라는 특성으로 인해 제한적으로 진행되었다. 그로 인해 NCBI 등 공공 데이터베이스에서 제공되는 서열정보들 또한 부족한 실정이다. 이 연구는 이러한 한계를 극복하고 수염풍뎅이의 유전적 특성을 규명하기 위해 생물정보학적 기술을 활용하여 전사체 분석을 진행하였다. Illumina HiSeq 2500 플랫폼을 사용하여 53,433,048개의 RNA reads를 얻었으며, Trinity와 TGICL을 이용한 De novo 어셈블리 분석을 통해 18,172개의 unigenes를 생성하였다. 생성된 unigenes는 GO, KOG, KEGG, PANM DB를 활용하여 annotation을 진행하였다. 그 결과, GO 분석에서는 ‘binding and catalytic activities’와 관련된 항목이 높은 발현을 보였으며, KOG 분석의 경우 ‘Cellular Processes and Signals’ 범주가 높은 비율을 나타내었다. KEGG 분석을 통해 2,118개의 unigenes가 metabolic 카테고리에 annotation된 것을 확인하였다. SSR 모티프 분석에서는 AT/AT (42.90%) 모티프, AAT/ATT (13.13%) 모티프 순으로 많이 나타나는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 분석한 결과 들을 이용하여 유전자원 및 종 정보를 실시간 제공 및 정보 공유가 가능하도록 Database 및 web-interface를 구축하 였으며, 이러한 자료들은 국내 멸종위기종인 수염풍뎅이의 고유한 유전적 특성을 발굴 및 확보할 수 있는 기반자 료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

장내 미생물 군집은 소화 과정, 면역 시스템, 질병 발생 등 숙주의 다양한 면에 광범위한 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 주요 장내 미생물 종은 숙주의 생리 기능에 핵심적인 역할을 수행한다고 발표된 바 있다. 곤충의 장내 미생물 군집에 관한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있으며, 이들 연구는 주로 장내 미생물 군집과 기생충, 병원체 간의 상호작용, 종간의 신호 전달 네트워크, 먹이의 소화 과정 등을 중심으로 이루어지고 있다. 이러한 연구들은 대부분 Illumina MiSeq을 활용하여 16S rRNA 유전자의 V1부터 V9 영역 중 선택된 특정 부분을 대상으로 짧은 서열 정보를 대상으로 진행되었다. 그러나, 최근에는 PacBio HiFi 기술이 상용화되면서 16S rRNA의 전장 분석이 가능할 수 있게 되었다. 이번 연구는 장수말벌(Vespa mandarinia)의 해부를 통해 gut과 carcass 부분을 분리한 뒤, 각 샘플을 Illumina MiSeq과 PacBio HiFi 기술을 활용하여 미생물 군집 간의 차이점을 확인하기 위하여 수행되었다.

지속적인 기후변화로 인해 매개 곤충을 통한 다양한 신종감염병이 국제적으로 확산되고 있으며, 발생빈도 또한 증가하는 추세이다. 이러한 매개질병을 관리하기 위해서는 질병을 매개하는 매개체에 대한 정보와 지속적 인 모니터링이 필요하다. 이 연구는 제3급 법정 감염병으로 지정된 중증열성혈소판감소증후근(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome, SFTS) 및 라임병(Lyme disease) 등의 매개체로 알려져 있는 참진드기를 대상으로 충남 당진 일대에서 2018년부터 2023년까지 총 6년, 4월-11월의 기간동안 월 1회 4개의 환경(무덤, 산길, 잡목림, 초지)에서 드라이아이스 유인트랩을 사용하여 발생밀도를 조사하였다. 그 결과 2018년 16,996마리, 2019년 16,698마리, 2020년 6,417마리, 2021년 7,380마리, 2022년 3,451마리, 2023년 3,465마리로, 총 54,407마리가 채집되 었으며, 초지에서 가장 많이 채집되었다. 채집된 참진드기는 2속 3종으로 작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis), 개피참진드기(H. flava), 일본참진드기(Ixodes nipponensis)이며, 작은소피참진드기 (H. longicornis) 가 42,489마리(78.09%)로 높은 우점도를 보였으며, SFTS 보유 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 Nested RT-PCR 단계를 걸쳐 전기영동을 수행하였으나 양성 검체는 0건으로 확인되었다. 이러한 연구 결과는 SFTS의 주요 매개 체인 참진드기 발생 양상 파악 및 매개 질병 관리 전략 수립에 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

국립기상연구소의 보고에 의하면 최근 한반도의 기온 상승으로 인해 온대내륙성 기후형에 속했던 지점은 온대해양성 기후형으로, 온대해양성 기후형은 아열대습윤 기후형으로 변화하고 있다. 이러한 한반도의 기후 변화는 환경 변인에 민감한 질병 매개 곤충의 분포와 밀도 변화에 영향을 미칠 수 있어 지속적인 모니터링이 중요하다. 이 연구는 철새도래지 내 발생 및 유입될 수 있는 모기와 관련 바이러스 감염률을 확인하기 위해 충남 당진의 철새도래지에서 BG-sentinel trap 및 LED trap을 사용하여 2021년부터 2023년까지 4-11월간 월 2회 수행하 였다. 채집된 모기는 총 3,723마리로, 4속 16종을 확인하였다. 그 중 금빛숲모기 (Aedes (Aedimorphus) vexans nipponii) 가 1,711마리(45.96%)로 가장 높은 우점도를 나타냈으며, 흰줄숲모기 (A. (Stegomyia) albopictus) 와 큰검 정들모기 (Armigeres (Armigeres) subalbatus) 각각 588마리(15.79%), 빨간집모기 (Culex (Culex) pipiens pallens) 269마리(7.23%)로 나타났다. 채집된 모기의 Flavi-virus 감염 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 RT-PCR을 통해 확인하였으나, 모두 음성으로 확인되었다. 이러한 연구 결과들은 기후변화에 맞추어 변화하는 감염병 매개 모기 의 발생 현황을 감시·예측하는데 유의한 자료로 활용될 수 있으며, 향후 모기 매개 질환 발생을 예측하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

털진드기 유충 (Acari: Trombiculidae)은 쯔쯔가무시증을 전파하는 주요 매개체이다. 털진드기 유충의 발생량 은 가을철에 증가하는 것으로 알려져 있지만, 환경 및 시기에 따라 발생 패턴이 다르게 나타날 수 있어 각 지역에 대한 조사가 필요하다. 이 연구는 충남 예산의 털진드기 발생 양상을 확인하기 위해 2017년부터 2023년까지 36-51 주차 (9-12월)에 걸쳐 현장 조사를 수행하였다. 논, 밭, 수로, 초지에 5m 간격으로 털진드기 트랩을 환경별로 5개씩 설치하여 채집하였다. 그 결과 총 3,257개체로 2017년 1,104마리, 2018년 785마리, 2019년 650마리, 2020년 160마 리, 2021년 139마리, 2022년 233마리, 2023년 186마리 채집되었다. 동정 결과 5속 12종이 확인되었으며 둥근혀털 진드기(Neotrombicula tamiyai)가 1,882개체(57.78%)로 우점도가 가장 높게 나타났다. 이러한 발생 양상에 관한 연구는 매개 질환의 예방 및 관리 전략 수립에 있어 중요한 기초 자료로 활용될 수 있으므로 지속적인 연구와 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.

A seasonal chigger-borne disease surveillance program was established at Geoje in March, April, October, and November, 2023. Three species of 45 wild rodents were collected by using Sherman traps, including Apodemus agrarius (Species Ratio; SR 88.9%), Crocidura spp. (SR 8.9%), Micromys minutus (SR 2.2%) in Geoje, 2023. A total of 2,597 chiggers were collected from three species of the rodents in Geoje. The chigger mites were collected from A. agrarius (Chigger Index; CI 64.9) and C. spp. (CI 0.3) for Geoje. In the collection environments, a total number of 734, 659, 172, 520, and 512 chiggers were collected from a reservoir, a ditch, a rice paddy, a field, and a hill, respectively. In the results of the isolation of Orientia tsutsugamushi from the chigger mites, no pathogens were detected from the DNA of the 62 pools of the mites using a Polymerase Chain Reaction method in 2023.

A tick survey was conducted to monitor ticks using tick traps attached dry ice method at each four sites in Ulju and Gimhae counties, Gyeongsangnam-do from April to November, 2023. Two species belonging to one genera were collected with tick traps. A total of 1,064 ticks were collected as Haemaphysalis longicornis (Trap Index; TI 11.0), Haemaphysalis flava (TI <0.1) in Ulju and A total of 843 ticks were collected as Haemaphysalis longicornis (Trap Index; TI 8.7), Haemaphysalis flava (TI 0.1) in Gimhae 2023. Haemaphysalis longicornis was the most frequently collected, representing 99.2% in Ulju, 98.9% in Gimhae. In the collection environments, a total number of 685, 268, 64, and 47 ticks were collected from a glassland, a copse, a mountain path, and a grave of Ulju a total number of 469, 216, 83, and 75 ticks were collected from a glassland, a copse, a Grave, and a mountain path of Gimhae respectively. In the results of the isolation of Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome (SFTS) from the ticks, no pathogens were detected from RNA of 101 pools (Ulju), 98 pools (Gimhae) of the ticks using a Polymerase Chain Reaction method in 2023.

An unrecorded gall midge was discovered from inflorescence galls on Castanopsis sieboldii (Makino) Hatus. ex T.Yamaz. & Mashiba, which is one of major components in evergreen forests on the Korean Peninsula. The galls occurred on 20 trees out of 230 on Yokiji Island. The gall midge was identified as Schizomyia castanopsisae Elsayed & Tokuda, 2018 (Diptera: Cecidomyiidae), using morphological characters and mitochondrial DNA cytochrome oxidase subunit 1 (COI) region sequences of gall midge’s larvae. The Barcode sequences of 40 samples collected from Yokji Island were identical, and the individuals from Yokji Island formed a clade with the individuals from Kyushu, with robust bootstrap support in a maximum likelihood tree. This result suggests the gall midges may have migrated from Kyushu, Japan to Yokji Island, South Korea. However, it is too early to determine if the gall midge is truly invasive or not at present due to paucity of distribution data in the country.

Bee traffic at the hive entrance can be used as an important indicator of foraging activity. We investigated patterns of honeybees and bumblebees near their hives as a basis for calculating bee traffic using the image deep learning. The flight pattern near the hive differed significantly according to bee at entering and leaving the hive. Honeybees mainly showed flight that changed flight direction more than once (69.5%), whereas bumblebees mainly performed straight flight (48.7%) or had a single turn (36.5%) in flight. When bees entered the hive, honeybees primarily showed one-turn or two-turn flight patterns(88.5%), and bumblebees showed a one-turn flight pattern (48.0%). In contrast, when leaving the hive, honeybees primarily showed a straight flight pattern (63.0%), and bumblebees primarily showed a straight or one-turn pattern (90.5%). There was a significant difference in flight speed according to the flight pattern. The speed of straight flight (0.89±0.47 m/s) was 1.5 to 2.1 times faster than flight where direction changed. Therefore, our results can help determine the capturing and recognizing the flying image of bees when calculating bee traffic by image deep learning.

노지 나방류 해충인 담배거세미나방 방제를 위한 유충기생성 천적 2종인 긴등기생파리와 예쁜가는배고치벌 의 방사조건을 확립하고자 콩 재배포장에서 방사거리 및 방사밀도별 기생율을 조사하였다. 긴등기생파리는 방사 후 24시간 이내 방사지점으로부터 10m까지 이동하여 나방류 유충을 기생하였으며, 예쁜가는배고치벌도 방사지점으로부터 15m에서도 기주유충에 산란하여 고치가 형성된 것이 확인되었다. 긴등기생파리는 면적당 방사밀도가 높아질수록 기생율이 증가했으며, ㎡당 0.15마리(천적:해충=1:5) 방사했을 때 평균기생율 63.1%로 나타났다. 예쁜가는배고치벌은 긴등기생파리와 같은 방사밀도에서 평균기생율 47.8%로 확인되었으나, 방사 밀도에 따른 기생율 차이는 없었다.

M. pruinosa has been found on 98 families and 345 species of plants, indicating a wide host range. Since its first report in a persimmon orchard in Gimhae in 2009, it had spread to 126 municipalities over 12,429 ha. Because of powerful dispersal ability, it’s difficult to control with insecticides. Therefore, it is necessary to reduce the population density through the release of M. pruinosa’s natural enemy, N. typhlocybae. N. typhlocybae females prey on or externally parasitize the nymphs of M. pruinosa. This natural enemy was introduced from Italy in 2017 through an international cooperative project between National Institute of Agricultural Sciences and University of Padova for controlling the sporadic pest, Metcalfa pruinosa. This study reported the results of mass rearing N. typhlocybae indoors and releasing them outdoors from 2020 to 2023 in 21 regions nationwide, showing an average parasitism rate of 27.3% and an average production of 7.9 cocoons per host, suggesting the possibility of their establishment in Korea.

Islands often have relatively well-preserved ecosystem and an abundance of bioresources with a high conservation value, with unrecorded species continuing to be reported (Hong, 2011). Approximately 1,000,000 species of insect known worldwide (Costello et al., 2012), and 20,710 species are known in Korea (NIBR, 2023). Among these, there are 6,117 species in Korean islands (HNIBR, 2022). Native insect Bio-scan project for Korean islands is to estimate the number of insect species on Korean islands. We attempted to estimate the number of insect species on Korean islands using Barcode Index Number (BIN), and also found unrecorded species. The samples were collected four times from April to July at five locations in the Amtedo, an island located in Shinan-gun Jeollanam-do. We tried to obtain a minimum of one to usually a maximum of four samples per morphospecies to enable DNA barcoding.

Entomopathogenic fungi serve as eco-friendly alternatives to chemical pesticides. In this study, we investigate the interactions between mosquitoes and Metarhizium anisopliae JEF-157, which showed high insecticidal activity against mosquitoes, by RNA-seq analysis. RNA from mosquitoes was extracted at the median lethal time to identify changes in gene expression. The results showed 580 genes were up-regulated, while 336 genes were down-regulated in fungal treated mosquitoes. Up-regulated genes were related to metabolic and cellular processes such as cytochrome P450, DNA replication, and apoptosis. Down-regulated genes were involved in metabolism pathways such as lysosome, starch and sucrose metabolism, and fatty acid biosynthesis. These results are crucial for elucidating the mechanisms of fungal invasion and interaction in insects, providing insights for future pest management strategies.

Entomopathogenic fungi have been studied to control insect pests as an alternative to chemical insecticides. However, all fungi haven't a high virulence against pests. In this study, we compared the biological characteristics of Metarhizium anisopliae strains. First, we selected four M. anisopliae strains and compared the thermotolerance, conidial productivity, and virulence. For the thermotolerance test, conidial suspensions were exposed to 0, 30, 60, and 90 min at 45 °C. As a result, the conidial germination rates were over 95% when exposed for 0 min but, were 64, 37.7, 6, and 3% when exposed for 30 min at 45°C, respectively. To compare conidial productivity, 200g of millet were used and inoculated with a conidial suspension of 1 ml (1×107 conidia/ml). Conidial productivity was investigated after 14 days. As a result of conducting a virulence test against mealworms using a spray method, differences in virulence between strains were confirmed.

Five insecticides (Acrinathrin, Dinotefuran, Emamectin benzoate, Chlorfenapyr and fluxametamide) approved for tomato cultivation were evaluated in Frankliniella occidentalis populations collected from Chungcheong province (Cheongyang, Chungju and Gongju). Leaf dip bioassay was used to evaluate resistance levels (LC50). Bioassays on Acrinathrin demonstrated higher LC50 concentration in evaluated populations. In particular, the Chungju population was 745.61 times the recommended concentration of the insecticide. Other remarkable resistance levels were recorded for the Dinotefuran with 435.06 times and 196.29 times the recommended concentrations for the populations from Chungju and Gongju, respectively. Bioassays for Emamectin benzoate, Chlorfenapyr and Fluxametamide showed low resistance to insecticides in the evaluated populations.

Yellow flower thrips (WFT), Frankliniella occidentalis is mainly controlled using chemical control methods. But the continuous use of chemical pesticides in greenhouse may contribute to development of insecticide resistance. Therefore, in this study, we evaluated the insecticidal activity of eleven insecticides against the WFT occurring in greenhouse pepper cultivation in the Gyeonggi province. The results showed no resistance in treatments with emamectin benzoate, fluxametamide, and flometoquin while high levels of resistance were recorded in treatments with acrinathrin, acetamiprid, and dinotefuran. The Anseong and Yeoju population was more resistant against spinetoram and chlorfluazuron, respectively, than populations from other regions.

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.

About 1 billion cases of vector-borne infectious diseases occur every year, of which more than 1 million is dead in worldwide. Japanese encephalitis and malaria continue to occur, and infectious diseases such as dengue fever being imported aborad have been increasing significantly due to the increasing number of overseas travelers in Korea. The Korea Disease Control and Prevention Agency has established local centers to monitor pathogen vector population density related to chimate change at 16 locations. We collected 59,389 mosquitoes in traps at 36 collection sites in 30 urban regions and migratory bird habitats in 2023. The trap index was 34.6, and the predominant mosquito species were the Culex pipiens complex, Aedes albopictus, Armigeres subalbatus, Aedes vexans, and Ochlerotatus Koreacus. The mosquitoes were pooled into 4,371 pools to monitor flavivirus infection. In flavivirus dietection, no virus was detected.