본 연구는 국내 정원에서 널리 활용되는 21종의 관상식물을 대상으로 꽃 형질과 수분매개곤충 방문 양상의 관계를 규명하고, 정원식물 기반의 수분매개곤충 친화 식재모델 개발에 필요 한 기초 자료를 제공하고자 수행되었다. 2025년 5월부터 10월 까지 국립세종수목원 전시원 내 실험구에서 꽃 직경, 소화수, 화서 구조, 식물 초장, 개화기간 등 주요 꽃 형질을 정량화하고, 총 48회의 방문 곤충 조사를 실시하였다. 조사된 꽃 형질은 종별 로 큰 변이를 보였으며, 총 1,180개체의 곤충이 관찰되어 수분 매개곤충이 전체의 73.1%로 우점하였다. 전체 21종을 대상으 로 한 상관 분석에서는 꽃 형질–수분매개곤충 관계가 뚜렷하게 나타나지 않았으나, 개화기간이 70% 이상 중첩되는 동시 개화 군 15종을 분석한 결과 꽃 면적이 벌 방문수와 가장 높은 양의 상관관계(ρ ≈ 0.53)를 나타냈다. 이는 경쟁적 개화 환경에서 꽃 면적 규모가 수분매개곤충 방문에 핵심적으로 작용함을 의미 한다. 자생종과 재배품종 간 수분매개곤충 방문수에는 유의한 차이가 없어, 식물의 꽃 형질 기반 접근이 정원의 생물다양성 기능 향상에 더 중요함이 확인되었다.

기후변화가 식물과 곤충의 상호작용에 어떤 영향을 줄 수 있는지 이해하기 위해, 기온과 일사량 등 비생물적 요인에 대해 각 구성 요소들이 어 떻게 반응하는지 파악하는 것은 중요하다. 그러나 국내에서의 비생물적 요인과 화분매개 상호작용에 대한 연구는 주로 특정 과실류와 관련된 화분 매개곤충에 집중되어 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 특산종인 울릉산마늘(Allium ulleungense)의 꽃을 방문하는 곤충 군집과 화분매개곤충 을 대상으로 온도와 조도에 따른 변화를 조사하였다. 2023년부터 2024년까지 국립수목원 내 두 개 전시원(식물진화속을걷는정원, 부추속전문전시 원)에 식재된 울릉산마늘 군락이 만개한 시기를 기준으로 연 8일(총 16일) 동안 조사를 진행하였으며, 조사일마다 두 전시원을 오전과 오후로 나누 어 각각 2회씩(1회에 1시간 / 일 4회) 채집 및 측정하여 연간 32회(총 64회)의 데이터를 수집하였다. 온도와 조도의 변화에 따른 곤충 군집의 반응을 분석한 결과, 온도와 조도가 증가함에 따라 곤충 군집의 다양성 및 밀도가 높아졌다. 온도와 조도의 변화에 따른 반응은 각 곤충 마다 차이가 있었으 며, 꽃등에류는 조도와 상관관계가 있었고, 벌류는 온도, 조도 모두와 상관관계가 있었다. 전시원 간 차이를 비교하면, 조도가 높은 식물진화속을걷 는정원에서 곤충의 방문 빈도가 높았다. 이번 연구를 통해 곤충의 비생물적 요인(온도, 조도)에 따른 활동 변화를 파악할 수 있었으며, 향후 식물과 곤충의 상호작용에 대한 연구 자료 축적을 통해 기후변화의 영향을 예측하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다.

본 연구는 식물원 또는 수목원 내 발생하는 해충 인벤토리 구축, 발생 해충 특성 파악과 방제방안 모색을 위하여 국립수목원 내 3개 전시원을 선정하여 2024년 5월부터 10월까지 24회에 걸쳐 해충 발생시기와 밀도를 조사하였다. 조사 대상 전시원은 식재된 식물의 특성에 따라 원추리원, 약용식물원, 관상수원으로 구분하였으며, 각 전시원의 식물에서 발생한 해충의 다양성을 비교하였다. 조사 결과 3개 전시원에서 총 7목 28과 39종 의 해충이 총 9과 14종의 식재식물을 가해하는 것으로 확인되었다. 해충 중 나비목(13과 17속 17종)과 노린재목(8과 13속 15종)이 우점하였으며 조사한 식물 중 쥐똥나무에서 가장 많은 12종의 해충이 발견되었다. 가해 부위별로는 잎에서 가장 많은 35종의 해충이 관찰되었다. 전시원 간 해충 종 조성을 비교한 결과, 원추리원에서 17종, 약용식물원에서 16종, 관상수원에서 18종의 해충이 확인되었다. 전시원 간 해충 군집의 종 조성과 구조 를 분석하기 위해 Shannon 지수를 활용하여 종다양성지수를 산출하였다. 본 조사를 통해 국립수목원 조사 전시원 내 식재된 식물종에 발생하는 해충군 목록을 작성하였고, 그중 피해가 심한 별박이자나방, 차응애, 노랑털알락나방을 관리가 필요한 해충 3종으로 선정하였다. 해충 발생 양상에 대한 조사 및 분석은 기후변화로 인한 돌발해충의 선제적·효과적인 방제 전략 수립에 있어 활용 가치가 매우 높으므로, 지속적이고 장기적인 해충 모니터링이 요구된다.

곤충의 외골격/표피(exoskeleton/cuticle)는 구조 다당류인 키틴(chitin)과 큐티클 단백질(cuticle proteins)로 이루어진 세포외기질 (extracellular matrix)로서 외부 환경스트레스, 물리적 손상과 병원성 미생물 등으로부터 자신을 보호하는 피부와 골격의 역할을 한다. 그러나 곤 충은 원래 가지고 있던 표피를 분해하고, 새로운 표피로 교체하는 ‘탈피(molting 또는 ecdysis)’를 주기적으로 거쳐야 정상적인 성장과 발달을 할 수 있다. 따라서, 곤충은 탈피 과정마다 원래 가지고 있던 표피 일부를 분해하는 동시에 안쪽에는 새로운 표피를 생성한다. 이 과정에서 탈피액에 있 는 키틴을 가수분해하는 효소인 chitinases (CHTs)와 N-acetylglucosaminidases (NAGs)가 오래된 표피(old cuticle)의 키틴 섬유를 분해하는 데 중요한 역할을 한다. 최근에는 이들 chitinolytic enzyme들과 함께 lytic polysaccharide monooxygenases (LPMOs)가 키틴의 glycosidic bonds를 산화적으로 절단하여 오래된 표피를 효과적으로 분해한다는 것이 새롭게 밝혀져 주목을 받고 있다. 본 종설에서는 곤충의 탈피 과정에서 CHTs와 LPMOs의 생리학적 기능을 기술하고, 오래된 표피의 결정성 키틴을 분해하는 과정에 대한 새로운 분자 기작을 소개하고자 한다.