2015년부터 2022년도까지 6개목(딱정벌레목, 노린재목, 나비목, 벌목, 파리목, 총채벌레목) 곤충들에 대해서 식물검역현장 검출실적과 국내 보고된 미기록종을 분석하였다. 해당기간 동안 국경검역에서 6개목 곤충은 총 45,084건이 검출되었다. 같은 기간 국내에서는 총 545종이 미기록종 으로 보고되었으며, 이중 9종은 국경검역에서도 검출된 것으로 확인되었다. 검역현장에서는 딱정벌레목, 총채벌레목, 노린재목이 높은 검출률을 보 였으며, 국내 미기록종 중에서는 벌목이 176종으로 가장 많이 보고되었다. 본 연구를 통해 침입압력(국경검역 검출)과 실제 침입(국내 미기록종 발 견) 사이에 비동시성이 확인되었다. 향후 보다 장기적인 분석이 필요할 뿐만 아니라 지속적인 식물검역시스템 개선이 필요할 것으로 판단된다.

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.

방사선조사기술은 기존의 물리·화학적인 식물검역 방법의 대안 중의 하나로 여겨진다. 본 연구는 식물검역의 목적으로 1000 Gy 이하의 감마선 조사가 국내 주요 수출 농산물인 딸기의 이화학적, 관능적 품질 특성 및 유기성분 함량에 미치는 영향을 조사하는 것이었다. 감마선 조사는 딸기의 부패율과 중량손실률을 감소시켰으며, pH, 산도, 수분활성도, 가용성 고형분 함량 변화에는 영향을 미치지 않았다. 경도의 경우에도 조사 직후 유의적인 감소는 있었으나, 저장기간에 경과함에 따라 상쇄되었으며, 주요 페놀산 및 플라보노이드 함량 변화에 영향을 미치지 않았다. 반면, 감마선 조사는 딸기의 안토시아닌 생합성을 억제시켜 과일의 색도 변화를 지연시켰으며, 저장 9일째 비조사구보다 높은 관능적 선호도를 부여하였다. 결론적으로 딸기에 대한 1000 Gy 이하의 감마선 조사는 비조사구 대비 유익한 품질상승효과를 나타내는 것으로 관찰되었다.

씨스트선충과(Heteroderidae)의 선충은 한국의 식물검역에서 매우 중요하다. 현재 규제하는 선충 금지급 6종중Globodera 2종, 관리급선충 43종중 5종(Heterodera 4종, Punctodera 1종)으로 뿌리혹선충과(Meloidogynidae) 관리급9종, 뿌리썩이선충과(Pratylenchidae) 금지급 2종, 관리급 5종(Nacobbus 1종, Pratylenchus 4종), 나선선충과(Hoplolaimidae)관리급 9종(Helicotylenchus 1종, Hoplolaimus 3종, Rotylenchulus 1종, Rotylenchus 2종, Scutellonema 2종)와 함께 식물검역에서 가장 중요한 분류군이다. 하지만 식물검역과정에서 씨스트선충은 1999년 이후 현재까지 8,174회 선충 검출되는과정에서 단지 30회만 검출되었다. 이것은 씨스트선충 검사 방법이 식물검역에 적용하기 어렵기 때문이다. 최근우리나라에 유입되어 큰 피해를 주고 있는 사탕무씨스트선충은 원산지가 유전자분석 방법으로 네덜란드와 독일에분포하는 유전자형으로 밝혀졌으며, 같은 포장에 동시에 검출된다. 이들 나라는 사탕무씨스트선충과 클로버씨스트선충이 모두 분포하며, 우리나라로 피트모스 수출이 많은 나라이다. 이제 식물검역에 씨스트선충 검사를 위한 새로운검사방법 도입을 검토할 시점이다.

식물검역선충 검사는 선충분리[직접검경→침지→체법→변형베르만깔대기법→해부현미경 검경]와 종 동정[해부현미경검경→표본제작→광학현미경검경, 해부현미경검경→분자생물학적 종 동정]으로 이루어진다. 선충분리는 깔대기법으로 식물체를 검사할 경우 시료양의 변화를 수용할 수 없으며, 여름철 고온기 부패로 선충 검출이 되지않는다. 이를 해결하기 위하여 침지법을 도입하여 해결하였으나, 높은 선충 검출율로 높은 검역처분이 가능하였졌으나,체법을 수행하는 과정에서 작업자에 따라 분리효율이 차이나고, 작업과정이 힘들어서 작업과정을 표준화 및 노동력절감이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 기계화 표준화를 위한 매뉴얼 체법 기계를 개발하였다. 그리고,작업과정에서 선충의 비산을 막으면서 선충을 쉽게 다룰 수 있는 노즐을 개발하였다. 또한 이러한 매뉴얼 체법기계와 노즐을 도입한 식물기생선충 분리 자동화 장비 사양 개발을 추진하였다. 최종적으로 [투입, 부유, 분리,수집, 보관, 세척, 모니터링 및 제어부]로 구성된 무인자동화 선충분리 시스템의 사양을 개발하였다.

농림축산검역본부에서는 식물검역 금지해충으로 60종을 지정하여 운영하고 있다. 그 중 나비목 해충은 코드린나방(Cydia pomonella) 등 7종으로 검역적으로 중요한 분류군이다. 특히 금지해충인 코드린나방은 중국의 길림과 요녕성(EPPO, 2014)까지 침입된 기록이 있어 우리나라 유입가능성이 높아진 상황이며, 2012년부터 북미 입항 선박에대하여 아시아매미나방 의무검사를 실시는 검역적 조치가 시행되어 나비목 해충의 검역적 중요성이 더 높아지고있다. 그러나, 식물검역현장의 나비목 해충은 유충 등 미성충태로 검출되어 형태적으로 정확한 분류동정이 불가능한 경우가 많아 DNA 바코드 유전자를 이용한 분류동정법의 적용가능성 검토가 필요하다. 또한 국내 일부지역에서아열대 나방이 발견되는 등 기류에 의해 국내 유입가능성이 높아져 아열대 나방류의 국내 정착여부 등 식물검역분야에 필요한 나비목 분류 연구와 연구협력 방안을 제안한다.

우리나라 식물방역법은 1995년 WTO '위생 및 식물위생조치(SPS)' 체제 출범에 따라 그 해 12월 전면 개정되어 검역병해충 1,379종(금지 39종, 관리 1,340종)이 지정되었다. 그 후 여러 번의 개정을 거쳐 현재 2,002종(금지 60종, 관리 1,942종)이 검역병해충으로 지정되어 있으며, 이에 따라 식물검역과정에서 검출된 병해충에 대한 정보를 농림축 산검역본부 내에서 운영하는 병해충정보시스템(Pest Information System)에 기록 및 관리하고 있다. 병해충정보시스템(PIS)의 병해충검출통계를 이용하여 2000년부터 우리나라로 수입된 식물 3천 2백만 건에 대해 해충 검출동향을 파악․분석하였다. 그 결과, 해충 검출 건수는 2000년부터 2007년까지 꾸준히 증가하여 정점을 이루고 이후 감소추세를 보이다가 최근 3년 사이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 여러 검출품목 중에서도 생화훼류의 해충 검출건수가 최근 급증하였다. 작년 한해동안 검출 빈도가 높았던 해충은 갈색머리대장(359회), 바나나가루깍지벌레(321회), 캘리포니아붉은깍지벌레(196회) 등으로 나타났고, 금지해충인 코드린나방, 관리병해충 8종이 신규검출 된 것으로 파악되었다.

최근 지구온난화와 국제교역량의 증가 등에 따른 국내 돌발해충 및 외래침입해충의 발생빈도가 급격히 증가하고, 확산속도가 빨라지고 있다. 이에 검역해충의 신속하고 정확한 분류동정을 통해 금지급 및 관리급 검역해충의 유입을 차단하는 것이 매우 중요하다. 농림축산검역본부는 그 동안 다양한 연구사업들을 통해 주요 검역해충들에 대한 맞춤형 분류키를 개발하여 구축하여왔다. 하지만, 이들 대부분은 계단식 검색표로서 곤충분류를 전공하지 않은 사람들이 이용하기에는 쉽지 않다. 최근 컴퓨터 기술의 발달로 주요 곤충그룹들에 대한 대화형 키(interactive identification key) 제작이 전세계적으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 저장물해충, 진딧물, 독자처분해충들에 대한 대화형 키 제작 및 운용의 유용성을 확인하고, 이를 바탕으로 검역해충 분류동정에 대한 대응방안 구축을 제시하고자 한다.

식물검역에서 규제는 종(species)을 기준으로 이루어진다. 종을 알아야 규제를 할 수 있기 때문에 정확한 분류동정은 검역에서 가장 중요한 문제이다. 이를 위하여 검출되는 해충 종 동정을 위하여 다양한 방법을 활용하고 있다. 가장 많이 활용하는 방법은 형태적인 분류동정방법이다. 그리고, 현재 보조적으로 분자생물학적인 진단방법을 활용하고 있다. 1차 식물검역기술개발종합계획 수행과정에서 농림축산검역검사기술개발사업과 식물검역기술개발사업을 통하 여 고해상도의 영상자료를 곤충 딱정벌레 446종, 애완용곤충 309종, 노린재목 377종 등 PIS(Pest Information System) 영상자료 구축을 통한 형태분류동정 자료를 확보하였다. 곤충의 분자생물학적인 연구는 870종의 나비목과 과실파리과 등의 DNA 바코드를 확보하고 53종의 진단키트를 개발하였다. 이중에서 바코드를 통한 진단법이 확립된 것은 금지급 26종, 관리급 190종, 기타 379종이 확립되었다. 선충은 뿌리썩이선충과 9종의 염기서열과 5종의 종특이프라이 머, 뿌리혹선충 10종의 염기서열을 생산하였다. 애완용곤충은 외국산 사슴벌레과 63종, 한국산 사슴벌레과 7종, 외국산 장수풍뎅이과 24종, 한국산 장수풍뎅이과 1종의 DNA 바코드 염기서열 확보하였다. 2015년에 제2차 식물검역기술개발종합계획에 해충 분류동정 연구는 추진계획을 수립하였으며, 세부추진계획 로드맵로 구체화하여 외부 검토의견 수렴중에 있다. 계획에 금지급 60종, 관리급 1,480종과 규제비검역 2종의 검역해충 대부분 종들의 형태동정과 바코드 매뉴얼 보완 및 표준 표본 확보를 추진할 계획이다.

농림축산검역본부에서 규제병해충 또는 비검역병해충 및 수입 금지식물․금지지역․금지병해충을 지정하거나 조정 하는 경우 병해충 확인․위험평가․위험관리의 3단계의 순서로 위험분석을 실시한다. 병해충의 확인단계에서는 국내분 포 및 식물에 피해 여부, 발생예찰 여부 등을 검토하게 되고 다음 단계인 위험평가를 실시하게 된다. 위험평가는 유입가능성, 정착가능성, 확산가능성 및 경제적 중요성에 대해 세부항목별 위험평가요소를 평가하여 그 결과를 위험관리에 적용하여 금지병해충 적용여부 및 별도의 식물위생 안전조치 요구 여부 등을 결정하게 된다. ‘12년에서 ‘15년(4년간)은 이미 검역병해충으로 규제하고 있는 관리병해충 및 잠정규제병해충 2,176종을 대상으로 위험도 재평가를 실시하였고, ‘16년에는 수입검역과정에서 최초 검출된 병해충과 해외병해충발생정보 등을 통해 수집된 새로운 병해충 129종에 대한 위험평가를 진행 중에 있으며, 새로운 수입금지식물의 수입허용을 위해 29개국 18품목에 대해 수입위험분석을 추진하고 있다.

최근 국제 교역량과 여행객의 급속한 증가에 따라 수입식물을 통한 외래병해충의 유입위험도 높아지고 있다. 지난 20년(1996~2015)간 우리나라로 수입된 식물 46,937천건에 대하여 병해충 검출건수, 품목 등을 분석한 결과, 최근 6년(2000~2015) 동안 수입식물 158,842건에서 병해충이 검출되어 검역처분을 받았다. 특히, 재식용식물에서의 병 해충 검출율은 2011년 이후 꾸준히 상승하여 2015년에 19.3%에 달했다. 2015년 한 해동안 병해충은 643종 10,164건 이 검출되어 검역건수 대비 4.5%에 달했으며, 이 중 최초로 검출된 해충은 40종이었다. 검출빈도가 가장 높은 해충은 매미아목이며 전체 해충 검출건수의 23.5%로 레몬과 바나나 등 생과실류에서 검출률이 높았고, 그 다음은 딱정벌레 목이 22.5%로 나왕각재와 사료용 옥수수 등 목재류와 사료류에서 주로 검출되었다. 한편, 종 수준의 동정율은 달팽 이류나 주로 유충태로 검출되는 파리목 등에서 낮아 동정기술 개발이 요구되는 것으로 분석되었다. 이러한 분류동 정 문제를 해결하기 위해서 그룹별(과 단위) 프라이머 및 프로토콜의 구축 및 비파괴 Genomic DNA 확보 기술 개발을 대응방안으로 제시한다.

외래병해충이 유입되면 우리나라 자연환경에 미치는 피해는 크므로 유입차단을 위한 노력이 필요하다. 최근 국제 교역량과 여행객이 크게 늘어남에 따라 수입식물을 통한 외래병해충의 유입위험도 증가하고 있는 실정이다. 국경에서 검출된 병해충에 대한 기록은 농림축산검역본부에서 운영하는 전산시스템에 기록되며, 검역통계는 ‘병해충정보 시스템(PIS)’을 이용하여 분석이 가능하다. PIS 데이터베이스는 화물, 휴대, 우편을 통해 수입되는 식물을 대상으로 검출된 병해충기록을 비교․분석해 주는 기능이 포함되어 있다. PIS를 이용하여 지난 20년(1996~2015) 동안 우리나라로 수입된 수입식물 46,937천건에 대하여 병해충 검출건수, 원산지, 품목, 운송수단 별로 식물검역과정에서 차단된 병해충 검출동향을 분석하였다. 분석결과, 수입식물 검역 건수증가에 따라 병해충 검출건수도 증가하였다. 지난 2000~2015 동안 수입식물 158,842건이 병해충이 검출되어 폐기, 반송, 소독조치 등 검역조치 되었다. 운송수단별 병해충 검출건수 분석결과, 94.7%(150,321건)가 화물로 수입되는 식물에서 검출되어 유입위험도 가 화물이 가장 높았다. 국가별 병해충검출건수는 중국이 가장 많아 중국분포 병해충의 국내 유입위험이 높았으며, 수입건수 대비 병해충검출률은 말레이시아가 16.2%로 가장 높았고, 그다음으로는 필리핀(14.6%), 남아프리카공화국(6.8%), 인도네시 아(4.0%) 등의 순이었다. 수입 생과실에서 검출된 병해충 검출건수 분석결과, 지난 16년간(2000~2015) 생과실의 수입건수 대비 병해충 검출률은 9.4%이나, 조건부 수입 허용된 생과실의 검출률은 1.6%로 현저히 낮은 것으로 나타나, 병해충 위험분석을 통한 식물검역조치로 해외 병해충의 우리나라 유입위험이 사전에 차단된 것으로 확인되었다. 최근 검출이 증가하는 국가와 품목에 대하여는 더욱 철저한 검역이 필요한 것으로 판단된다.

최근 국가 간 농축산물의 교역이 급격히 증가함에 따라 외래해충의 유입과 이로 인한 생태계 교란 및 농작물의 피해 위험성이 증대하고 있다. 그러나 해외에서 유입되는 해충에 대한 정보는 매우 제한적인 상황으로서 제한된 국내의 해충 전문가 및 간편한 해충동정 프로토콜의 부재에 따라 신속한 검역과 유입해충의 효과적 차단에 대한 장애요인으로 작용하고 있다. 우리나라에서 지정되어 있는 식물검역대상해충은 1,373종으로서 외래해충의 유입을 차단하기 위한 간편하고 신속한 해충동정시스템의 구축 및 활용이 시급하다. 본 연구에서는 노린재류, 개미류, 미소나방류, 저장물 해충 등에 대하여 국내와 아시아, 아메리카, 유럽 등에서 확보된 해충종 및 근연분류군을 중심으로 463종 2132개체의 표본을 확보하여 DNA barcode 분석을 실시한 결과 총 1,897개체의 DNA barcode 서열을 확보하였다. 또한 표본에 대한 채집정보, 이미지정보, 생태적 특성에 관한 정보를 확보하여 검역관련 해충에 대한 동정에 활용 할 수 있는 Database를 구축하고 향 후 검역해충의 신속한 진단을 통한 외래해충의 유입 차단에 활용하고자 하였다.

한국의 식물검역(Plant Quarantine)은 1912년 ｢수입과수 및 벚나무에 대한 검역규칙｣을 제정하면서 시작되었으며, 광복 후 1959년부터 세관 주재 식물방역관이 식물검역업무를 수행하였다. 1978년 국립식물검역소로 독립하고나서 1999년 농촌진흥청의 해외병해충과 연구인력이 식물검역소에 통합될 때까지를 제1기라고 할 수 있다. WTO/SPS 협정에 등 국제기준에서 요구하는 기술적으로 정당한 검역을 위하여 병해충 분류동정 전문가를 양성하고, 식물검역 관련 자료를 수집하여 DB화하는 등 검역관들의 검역해충 분류동정 능력을 향상시켰다. 하지만, 검역해충에 대한 연구는 실제 연구조직을 가지고 있는 농촌진흥청과 산림청에서 실시하였다. 제2기에 들어서며 해외병해충과의 연구기능을 받아들이며 자체적으로 연구사의 증원을 실시하였고, 검역병해충의 분류동정을 위한 본격적인 연구사업을 수행하였다. 주로 검출되는 검역해충의 분류동정 및 진단법, 이를 위한 매뉴얼 개발 등을 위한 과제를 주로 수행하였다. 또한, 검역해충 소독을 위한 메칠브로마이드(MB) 등의 훈증제 처리기준 연구에 중점을 두었다. 2008년 이후는 제3기로 구분하며, 검역연구의 선진화를 목표로 유전자분석기법을 활용한 검역, MB대체 소독방법 개발, 외래 침입해충의 역학조사와 같은 고도의 장비와 전문가를 필요로 하는 연구사업으로 발전하였다. 향후 식물검역 해충 연구의 방향은 국내 침입 가능성이 높은 주요 검역해충에 대한 선제적 유입방지기법 연구에 비중을 높이고자 한다. 아울러 기존 침입해충에 대한 과학적 역학조사를 통하여 취약한 침입경로를 분석·차단하며, 검역해충의 생리·생태연구를 통해 국내 침입 시 적시 적절한 대응기술 개발에 집중하고자 한다.

식물검역은 국가가 수행하는 공적인 식물병해충 관리체계로서, 주로 외래위험생물의 침입 차단을 주 목적으로 하지만, 동시에 자국 내 외래병해충의 발생 현황 파악 및 방제는 물론 자국 병해충의 외래 유출 방지의 노력을 포괄한다. 최근의 기후 변화 및 산업 생태계의 변화는 외래 생물의 침입 가능성을 높이고 있으며, 자국 내 생태환경의 변화 양상은 잠재적 외래생물 침입으로 인한 생태계 교란 및 사회경제적 파장의 규모가 확대될 수 있는 다양한 요인을 제공한다. 또한 외래 생물의 의도적 도입이 외래생물의 야외 탈출 및 생태계 교란으로 이어지는 사례가 보고되었다. 생물다양성협약 이후 몬트리올의정서를 바탕으로 생물안전성법(Biosafety)이 강제되면서, 외래생물은 물론 외래 유전자까지도 그 이동과 이용/활용이 제한된 공간으로 관리되고 있다. 이러한 생물안전동은 위험의 가능성과 규모에 따라 4단계로 구분된다. 식물검역에서 다루는 생물들은 크게 식물 미생물과 식물해충으로 대부분의 식물해충은 BSL 2-3 등급에서 다루어 지게 되고, 식물 미생물은 BSL 2-4등급에서 다루어 지게 된다. 이러한 시점에서 생물의 안전격리시설은 1) 침입 가능성이 있는 생물의 선제적 환경 적응 및 분포 가능성에 대한 실질적 연구를 가능케 하고, 2) 의도적으로 도입하려는 생물의 생물적, 생태적 특성 연구에 활용될 뿐 아니라, 3) 다양한 외래 생물의 방제 프로그램을 개발하기 위한 기초연구를 가능케 한다. 본 발표는 검역생물안전시설의 구성, 필요성과 활용에 대한 연구 보고이다.