곤충면역학은 주로 위생해충인 모기와 말라리아 (또는 Wolbachia)를 중심으로 많은 연구가 이뤄졌으며, 농업해충분 야에서는 곤충병원선충, 기생봉, Polydnavirus, 백강균, Bt 등에 대한 기주곤충과의 상호작용 연구가 기주면역저하와 관련한 생물적방제 인자에 대한 대안으로써 진행되고 있다. 이 가운데, 세균이 생성하는 Bt와 같은 내독소단백질은 기주곤충의 중장에 존재하는 수용체(cadherin, aminopeptidase N, alkaline phosphatase)와의 상호작용으로 기주에 대한 살충효과가 나타는 것을 설명하고 있으며, 최근에는 막관통단백질인 ATP-binding cassette transporter (ABC transporter)는 해독작용과 더불어 Bt와 수용체간의 상호작용에 관여하고 있음이 조명되고 있다. 따라서 곤충의 ABC transporter에 대한 생리적 기능 구명은 기주곤충과 병원체 상호작용 연구의 새로운 장으로 조명될 수 있을 것이다.

The disadvantage of the current Red imported fire ants (RIFA) diagnostic is that it takes at least two days, because it is subjected to PCR amplification and DNA sequence identification process using an arthropod universal mitochondrial cytochrome oxidase I prime pair after genomic DNA extraction. In order to overcome this drawback, two RIFA specific genes were confirmed and used to develop techniques for identifying the species using various PCR methods. The conventional PCR method can be confirmed by the presence of amplified DNA, but additional time is required to confirm whether the PCR products are present or not. In contrast, SYBR green Real Time (RT) PCR or TaqMan probe RT PCR method has the advantage of confirming the results immediately after the reaction is completed. The new molecular diagnostic method has the advantage of shortening the time of two days, which is the biggest disadvantage of RIFA molecular diagnostic method, to 3 hours or less.

Quarantine Pest Research Facility (QPRF) had been built in Animal and Plant Quarantine Agency for study on exotic pests at 2018. This facility was constructed to prevent effective containment for preventing accidental escape of insects. We tested a developmental and susceptibility of pesticides (Fluxametamide, FLX and Hydramethylnon, HMT) on beet armyworm, Spodoptera exigua for testing containment level of QPRF. S. exigua showed 22.5 days at 28±1℃ and 26.5 days at 25±1℃ with 60±5% RH for entire life cycle. LC50 of FLX and HMT to 5th instar larvae for 24h revealed as lower than 1ppm and 100ppm, respectively. Also, there is no release of adults in QPRF and confirmed by sex pheromone trap during winter season.

The red imported fire ant (RIFA, Solenopsis invicta Buren) is defined as invasive species and one of 100 most threaten alien species in world by IUCN. In Korea, RIFA has been first detected at September 28th, 2017 in Busan Port during surveillance by Animal and Plant Quarantine Agency (APQA). The RIFA colony was revealed as a polygyne and H5 type through epidemiological analysis on Gp-9 gene and mt-DNA haplotype. APQA has developed eradication program for RIFA with enhanced surveillance in all nationwide Ports and Internal Container Depots. There are subsequently 7 times more invasions of RIFA in Ports (Busan, Pyongeaek, and Incheon) including 2 times of inlands (Daegu and Ansan) and completely eradicated so far. International trade and climate change increases possibility of establishment and spreading of RIFA in Korea. Therefore, it must be required an international cooperation for prevention of global spreading of RIFA between countries.

The red imported fire ant (Solenopsis invicta) is a species of ant native to South America. The fire ant was inadvertently introduced into USA, Australia, New Zealand, and other Asian countries including China and Taiwan. Since the first report of the fire ant in port city of Busan, Korea in 2017, it was found in many other cities of Korea in following year. To obtain the molecular information of this invasive species, total RNA was extracted from the abdominal segment of the ants collected in Incheon, and subjected to transcriptome sequencing. By using Illumina sequencer platform, 101 base pared-end sequencing generated 2 × 50,064,081 of raw reads to obtain 2 × 45.95 Gbase of quality filtered nucleotide sequences. The in silico cDNA library was constructed by Trinity de novo assembler followed by TransDecoder ORF finder and CD-HIT clustering program to streamline the library. The final version of cDNA library contains 20,442 contigs with protein coding capability. To survey the virome of this ant, these contigs were searched against the viral reference sequences from NCBI RefSeq database with BLASTN program. As a result, contigs which showed high sequence identities with several RNA viruses including previously reported SINV-2 were found from the fire ant. This virome information might give an idea of a shift of virological environment of this newly found ant isolate or population in Korea.

외래해충은 자연생태계 교란과 농업환경의 파괴를 가져와 궁극적으로 우리 사회에 엄청난 사회적 비용과 경제적 손실을 유발한다. 이러한 외래해충의 국내 정착 시 대상 해충에 대한 효과적인 방제법과 천적 등의 부재로 박멸에 어려움이 있기에 검역의 역할은 매우 중요하다. 최근 붉은불개미와 금지급 과실파리류는 변화하는 기후와 국가 간교역량의 증가에 따라 최근 국내에서 발견되고 있다. 이를 위해 근연관계에 있는 일본열마디개미와 호박꽃과실파리를 대상으로 내한성을 조사하였다. 그 결과 두 종의 곤충은 저온처리(8℃에서 2시간) 후 체내빙결점의 저하가 나타났다. 또한 저온처리 후 –5℃에서 생존율은 호박꽃과실파리가 일본열마디개미 보다 높은 것으로 조사되었다.

붉은불개미는 남미가 원산인 외래해충으로써 기후변화로 인한 기온 상승과 국가간 교역량의 증가를 통해 전세계적으로 서식범위를 확장해 나가고 있다. 국내에서는 붉은불개미가 2017년 9월 부산 감만항에서 처음 발견된 이후 올해까지 4차례 추가로 발견되어 국내 침입 및 정착 가능성이 점차 증가하고 있다. 곤충에서 인슐린 신호체계는 일반적으로 산란, 생장 및 발육, 대사계, 스트레스 저항성에 관여하는 것으로 널리 알려져 있다. 본 연구에서는 붉은불개미의 인슐린에 대한 생물학적인 기능을 이해하기 위해 인슐린 수용체(insulin receptor)의 발현을 억제한 후 나타나는 생리적 변화를 관찰하였다. 그 결과 체내빙결점(supercooling point)에 영향을 미쳐 붉은불개미의 저온생리에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다.

붉은불개미는 세계 100대 침입외래 해충 중의 하나로 우리나라에서는 관리 해충으로 1996년도에 지정되었다. 2017년 9월28일 부산항 감만 부두에서 국내 최초로 발견된 후, 2018년에 부산항, 평택항 과 인천항에서 발견이 되었고, 9월18일에 대구의 아파트 공사장에서 내륙에서는 처음으로 발견이 되었다. 대구에서 발견된 붉은불개미도 아파트 건설을 위하여 중국에서 수입한 석재에 혼합되어 수입된 토양과 식물체와 같이 혼입된 것으로 추측이 된다. 그러므로, 현재까지 국내에서 붉은불개미가 번식을 하여 토착화되었다는 증거는 없다. 현재까지 붉은불개미에 대한 종 판명은 전문가에 의한 형태적인 분류가 대부분이다. 그래서, 붉은불개미에 대한 확증을 위해서는 채집된 개체를 검역기관으로 이송하여 분자진단을 실시해야 하므로, 최소 이틀의 시간이 필요하다. 현재 항원항체 반응을 이용한 붉은불개미 진단 키트가 해외에서 개발되어 판매되고 있지만, 낮은 민감도로 최소 3~5개의 충체가 필요한 실정이다. 현재 판매되고 있는 진단키트가 가지는 문제점은 이를 대신할 새로운 키트의 개발이 필요함을 보여주고 있다. 신속한 붉은불개미의 검역현장에서 진단을 가능하게하기 위한 노력 중의 하나로 우리는 붉은불개미의 복부에서 발현되는 유전체에 대한 연구를 수행하였다. 본 발표에서는 그에 대한 현재까지의 연구 진행과 결과를 설명하도록 하겠다. (본 연구는 농림축산 검역본부의 연구비 지원으로 이루어졌음).

국제교역의 발달로 외래병해충의 국내 침입 가능성이 높아지고 있으며, 기후 변화로 인해 토착화 가능성 또한 점차 증가하고 있다. 이에 대한 선제적인 연구를 위해 기존의 생물안전 연구 시설을 바탕으로 검역해충 실험동을 농림축산검역본부에 구축하였다. 본 시설은 검역해충에 대한 전문연구시설로써 내부해충의 외부유출을 방지하기 위해 실험실 입실시 풍속 25-35m/s 의 에어샤워 부스 통과시설과 각 연구실 출입문에 풍속 9-12m/s 의 샤워커튼이 설치되어 있으며, 자외선 해충유인등이 실험실 내외부 벽면에 장착되었다. 에어샤워 부스와 샤워커튼은 호박꽃과실파리. 벗초파리의 비행에 영향을 주어 실험실 외부로 유출하는 것을 방지할 수 있었다. 또한 이러한 연구를 바탕으로 실험실 표준운영 절차를 수립할 수 있었다.

농림축산검역본부에서는 수입식물 검역과정, 현지조사, 연구사업 등을 통해 다양한 병해충 표본들이 확보되고 있으며, 2016년도부터 병해충 표본자원의 DB구축사업을 실시하고 있다. 농림축산검역본부의 해충표본실에는 2018년도 9월까지 약 6,400점의 표본 등록 및 바코드화가 완료되었으며, 올해까지 총 7,000점의 표본이 등록될 것으로 예상된다. 그 중 노린재목(Hemiptera)이 5,500점으로 전체의 85%를 차지하고 딱정벌레목(Coleoptera)이 377점으로 6%, 파리목(Diptera)이 188점으로 3%를 차지한다. 국제적으로 생물자원의 중요성과 확보 경쟁이 치열한 상황에서 생물표본가치의 증가 및 자료 구축을 통해 앞으로의 첨단 동정기술 개발과 동정매뉴얼 제작 및 업데이트를 위한 필수적인 재료로써 활용될 것으로 기대된다.

The fruit house fly Atherigona orientalis (Schiner), which is belonging to Muscidae, Diptera, is classified as quarantine pest and first reported in Korea at 2016. Annual occurrence and spatial distribution pattern of A. orientalis was biweekly monitored from April to December, using fly-wine trap in Korea. A. orientalis was first found in Gwangyang in June and increased populations by September, 2017. It is considering that A. orientalis is difficult to survive during winter season because this species is belonging to non-diapausing insect, so it may possible to be overwintering in warm place such as green house of paprika and tomato during winter. Based on this survey, A. orientalis is considered to be excluded from quarantine pests.

A colony of Solenopsis invicta was first intercepted on Gamman pier, Pusan port in Korea at September, 2017 by Animal and Plant Quarantine Agency. The mitochondrial DNA (mt-DNA) of workers was analyzed and compared with vary libraries of mt-DNA haplotypes to elucidate the origin of the introduced colony with the trade pattern of the Gamman pier. The mt-DNA fragment of 768 bp, which is part of the Cytochrome oxidae I gene, was amplified and sequenced. The results showed that the mt-DNA was in the clade of haplotype 5, which is endemic in southern USA, China, Taiwan, and Australia. More than 60% of containers are imported from China into Gamman pier, it may be possible to assume that the colony was inadvertently invaded through containers from China.

Recently a colony of Solenopsis invicta, the red imported fire ant (RIFA), was intercepted on Gamman pier, Pusan port in Korea by Animal and Plant Quarantine Agency. It has been generally known that RIFA has two social forms as monogyne and polygyne, which showing the behavioral differences between the two forms and dictated by a pheromone binding protein, Gp-9. The social forms of the RIFA colony was revealed as polygyne form, when the GP-9 gene was analyzed by three allelic discrimination assays including Real-Time PCR (RT-PCR), rh-Amp SNP Genotyping, and peptide nucleic acid probe-based RT-PCR in this study.

2017년 한해 동안 9개 공항만에서 중국 등 32개국, 120개 품목 8,660건을 조사한 결과, 523건에서 해충 검출이 있었다. 반입빈도가 높은 품목은 사과, 망고, 감귤, 배, 복숭아, 바나나, 오렌지, 오이, 고추. 호두(미탈각), 자두, 드래곤프릇, 포멜로, 토마토, 풋콩, 망고스틴, 대추 등의 순이었으며, 중국, 베트남, 일본, 필리핀, 대만, 태국 등의 나라에서 반입건수가 많았다. 해충 검출 빈도가 높은 품목은 망고스틴, 망고, 사과, 슈가애플, 람부탄, 고추, 자두, 구아바 등이며, 해충 검출 빈도가 높은 국가는 중국, 베트남, 태국 등이었다. 검출 해충류 중 금지해충으로 오리엔탈과실파리류(Bactrocera dorsalis sp. complex) 52건, 오이과실파리(Bactrocera cucurbitae) 1건, Bactrocera latifrons 2건이 있었으며, 과실파리류 32건이 동정중이며, 코드린나방(Cydia pomonella)이 1건 검출되었다.

Ginger is generally consumed as food or medicine in Korea and mostly imported from China. During quarantine inspection,genus of nematodes, Meloidogyne spp. and Pratylenchus spp., are mainly detected and regulated under the procedure ofquarantine in Korea. We tested the susceptibility and mortality rates of Meloidogyne spp., which are infected in ginger,against a fumigant, Ethanedinitrile (EDN). Juveniles of the nematode showed 100 % mortality against EDN at 2.5 mg/Lfor 2 h at 13°C, meanwhile, egg mass showed 0 % hatching at 5 mg/L for 2 h at 13°C. A concentration × time product(CTP) was determined as 7.24 ghm-3. Under the 35% filling rate of ginger in cold chamber, 100% mortality was observedin both juveniles and eggs at 50 mg/L for 2 h at 13°C. At that condition, CTP was determined as 14.12 ghm-3. Basedon this study, EDN fumigation will be effectively apply to control of nematodes.