돌발성 해충인 매미나방의 방제체계 수립을 위해 시판 유기농업자재 21종에 대한 살충 활성을 실내 검정하였다. 90% 이상의 살충 활성을 보인 유기농업자재 11종을 선발하였으며, 유효성분들을 분석하였다. PLS 제도의 대응하여 본 연구 결과는 돌발성 매미나방의 친환경 방제 및 향후 유기농업자재의 개발에도 활용이 가능할 것으로 생각된다.

아시아계통의 매미나방(Lymantria dispar asiatica) (나비목: 태극나방과)은 국내 토착해충으로서 지역에 따라 돌발적으로 대발생한 사례 가 있으며, 다양한 수목 및 농작물에 피해를 끼치는 광식성 해충이다. 특히 2019년 이후로 경기도, 충청도, 경북 북부지역에서 대발생하여 산림 및 인근지역 도심에 발생하여 산림 및 도시민들의 정서적 피해를 끼치기도 했다. 본 연구에서는 2020-2021년 경북 예천지역에서 알집을 채집하여 사육한 결과, 매미나방 핵다각체병바이러스(LdMNPV) 감염에 의해 79.65% (321/403마리)는 사육중 사망하였다. 염기서열 분석은 2021년 국내 12 지역에서 매미나방 유충을 36마리를 조사한 결과, LdMNPV의 late expression factor-8 (lef-8), polyhedrin (polh) 유전자의 종내변이율이 0.80%, 0.86%로 확인됐다. NCBI database 자료와 비교 분석한 결과 일본의 LdMNPV와 가장 유사했으며, 터키의 LdMNPV와 가장 큰 차이를 나타냈다. 본 조사를 통하여 LdMNPV는 높은 감염율을 나타냈고 매미나방 중요한 개체군 조절인자중 한가지로 작용할 것으로 판단된다.

본 연구는 매미나방의 생활사를 구명하고자 온도별 발육 실험을 실시한 결과, 15℃에서 암컷은 149.7±7.4일, 수컷이 140.3±10.8일, 20℃에서 암컷이 81.0±3.3일, 수컷이 71.6±2.5일, 25℃에서 암컷이 46.7±2.2일, 수컷이 43.2±2.4일, 30℃에서 암컷이 42.6±2.5일, 수컷이 39.7±3.1일의 발육기간을 나타내었다. 30℃에서 암컷 42.6±2.5일, 수컷 39.7±3.1일로 가장 짧은 발육기간을 가졌으며, 15℃에서 암컷 149.7±7.4일, 수컷 140.3±10.8일로 가장 느린 발육기간을 가져 온도가 높을수록 발육기간이 짧다는 것을 확인하였다. 영기별 기간은 암수 모두 2령 기간이 가장 짧았으며, 번데기 기간이 가장 길고, 유충기간에는 번데기가 되기 전의 영기(암컷은 6령, 수컷은 5령)가 다음으로 긴 것을 볼 수 있었다.

한국 및 그 인근에 서식하는 매미나방의 개체군 구조 분석을 수행하였다. 한국 및 러시아의 33개 지역 중 샘플이 채집된 32개 지역 960 개체를 대상으로 COI gene 서열을 분석하였으며, 이 중 서열이 확보된 906개체(n=20~30)를 이용하여 개체군 구조를 분석하였다. 그 결과, 전체 개체에 대한 haplotype diversity는 0.6774±0.0144으로 나타났는데, 33번 지역(러시아)이 0.3034 ± 0.1041로 가장 낮았고, 25번 지역이 0.8128±0.0648로 가장 높았다. 전체 개체에 대한 nucleotide diversity는 0.016701±0.012517로 나타났는데, 2번 지역이 0.005875±0.006619로 가장 낮았고, 25번 지역이 0.027003±0.018376으로 가장 높았다. Fst pairwise distance를 이용한 개체군 구조 분석 결과, 러시아를 비롯한 한국 내 분포하는 매미나방은 2개의 계통이 존재하는 것으로 나타났으며, 이에 대한 F-statistic value는 계통 간(Fct)에는 0.27066 (P=0.00000), 각 계통 내의 개체군 간(Fsc)에는 0.01174 (P=0.00489), 전체 개체군 간(Fst)에는 0.27922 (P=0.00000)으로 나타나 각 계통 간의 유전적 격리가 있음을 확인할 수 있었다. Median joining network에서도 한국의 남부지역에서만 나타나는 haplotype이 확인되었다. 이로 볼 때, 한국 내로의 매미나방 개체군의 형성은 크게 2가지 경로로 이루어진 것으로 사료되었다. mismatch analysis를 통해 각 계통에 대한 demographic history를 추론하였다. 그 결과, 러시아를 비롯한 한국 중부 지역의 개체군은 약 35,000년 전(34,782 (18826~54652) generation time)에 sudden expansion이 있었던 것으로 나타났으며, 지리적 거리와 유전적 거리의 상관관계를 나타내는 mentel's test에서도 지리적 거리가 증가함에 따라 유전적 거리도 증가하는 것으로 나타났다. 남부 지역 개체군은 약 48,000년 전(47,826 (35,478~66,652) generation time)에 확산이 일어난 것으로 나타났다. 다만, 남부지역 개체군의 경우, mentel's test에서 지리적 거리와 유전적 거리의 상관관계가 반비례하는 것으로 나타났으며, 남부지역에만 나타나는 haplotype은 NCBI GenBank Blast search 결과, 한국 내에만 분포하는 유전자형으로 나타나 유전적 병목현상이 발생했을 가능성이 있을 것으로 추론되었다. 그러나 이에 대한 분석은 추후 Mitochondrial control region이나 Microsatellite loci의 분석을 통해 확증할 예정이다. 결과적으로 한국 및 인근 지역의 매미나방 개체군 구조 분석을 통해 지역 개체군간의 관계를 밝힘과 분산에 대한 가설을 제공함으로서 유사한 양상을 나타내는 곤충 종에 대한 한국 내에서의 개체군 형성 모델을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

Lymantria dispar (Linne), gypsy moth, is known as euryphagous insect and one of forest pests having wide range of host. Female of European Gypsy Moth (EGM) are flightless whereas those of the Asian Gypsy Moth (AGM) are strong fliers. So, we studied flight ability of female AGM by using flight mill device. The flight measurements of female AGM are recorded for an hour using 1- and 2-day-old mated and unmated individuals. As a results, mated females were observed more active the unmated. But, flight speed of unmated females are faster than mated. Flight frequency wasn't showed any significant difference between mated and unmated females.

한국에 서식하는 매미나방의 개체군 구조 분석을 수행하였다. 한국 전역을 32개 지역으로 구분하여 페로몬 트랩을 이용해 샘플을 채집하였으나, 이 중 31개 지역으 로부터 확보된 930 개체를 대상으로 COI gene 서열이 확보된 876개체(n=20~30) 를 이용하여 분석하였다. 그 결과, Haplotype diversity는 total 0.6853 ± 0.0143으로 나타났는데, 25번 지역이 0.8128 ± 0.0648으로 가장 높았고, 1번 지역이 0.3080 ± 0.1075으로 가장 낮았다. Nucleotide diversity는 total 0.017513 ± 0.012941로 나타 났는데, 25번 지역이 0.027003 ± 0.018376으로 가장 높았고, 2번 지역이 0.005875 ± 0.006619으로 가장 낮았다. 또한, FST는 0.16154로 나타났다. Median joining network에서도 각 지역 간에 뚜렷한 구분점을 발견할 수 없었다. 이로 볼 때, 한국 에서 매미나방은 인접한 지역 간의 개체들이 무작위적 교미가 빈번한 것으로 보인 다. 다만, 이들이 날개의 크기나 무늬 등에 의해 아종으로 구분되는 것으로 볼 때, 추 후 날개 형질과의 연관성을 비교해 볼 필요가 있을 것으로 판단된다. 또한, Neighbor joining tree에서는 3번 지역에서 확보된 2개체가 다른 개체들에 비해 0.5% 이상의 서열 차이로 뚜렷하게 구분되는 양상을 나타내었다. 이 두 개체들에 대해 NCBI의 blast searching을 해본 결과, 폴란드 개체와 서열이 일치하는 것으로 확인되어 동유럽으로부터 유래한 EGM으로 추정되었다. 결과적으로 국내 매미나 방의 개체군 구조 분석을 통해 지역 개체군간의 관계를 밝힘과 함께 876개체의 매 미나방 DNA 바코드를 확보하였으며, 이는 외래 유입 매미나방에 대한 일차적 모 니터링에 중요하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.