최근 국제적인 기후변화로 인해 다양한 산림해충들이 새로운 국가 또는 인접한 지역으로의 분포 확대가 증가 하고 있는 추세이다. 국내외의 대표적인 산림해충 분류군인 나무좀아과와 하늘소과에는 넓은 기주식물 범위를 가지고 있어 산림 생태계에 직간접적으로 피해를 야기하는 종들이 다수 포함되어 있다. 본 연구에서는 2023년 5월부터 10월까지 남북 접경지(강원 철원군, 양구군, 고성군) 내 혼합림에서 린드그렌 퍼넬 트랩(Lindgren funnel trap)을 활용하여 4가지 유인제(Ipsenol, Ipsedienol, Alpha-pinene, Monochamol) 조건별 나무좀류와 하늘소류의 유인효과와 시기별 발생 양상을 조사하였다. 연구 결과, 나무좀아과는 총 26속 45종 7,743개체, 하늘소과는 총 35속 42종 649개체를 확인하였다. 본 발표에서는 남북 접경지에서의 시기별, 지역별 나무좀류와 하늘소류 발생 양상과 4가지 유인제별 효과에 대한 결과를 보고한다.

전북특별자치도 수박(Citrullus lanatus (Thumb.) Matsum. et Nakai) 재배면적은 2,235ha이며, 익산과 정읍은 주요 수박 재배 지역이다. 본 연구는 수박에서 발생하는 해충 목록 작성을 위한 기초자료 구축 을 목적으로 최근 20년간 보고된 문헌자료를 조사하였다. 문헌조사에 따르면, 수박에서 발생하는 주요 해충은 총 7목, 11과, 22종으로 정리되었다. 이 중 점박이응애(Tetranychus urticae Koch), 목화진딧 물(Aphis gossypii Glover), 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii Burgess) 등이 우점해충으로 다수의 문헌 을 통해 확인되었다. 그 외 파밤나방(Spodoptera exigua Hübner), 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis Pergande), 목화바둑명나방(Diaphania indica Saunder)등의 해충들이 최근 연구로부터 추가되었다. 본 연구 결과를 기반으로 앞으로 수박 해충에 대한 현장 조사 계획을 수립하고, 적합한 방제 전략을 세우 고자 한다.

This study aims to identify insect species relevant to medicolegal entomology in South Korea, to develop valuable forensic indicators for addressing legal challenges. We conducted carcass experiments with animals from 2015 to 2023 and analyzed domestic medicolegal literature. Species with uncertain taxonomic status or those recorded only once in experiments or literature were excluded. Our dataset includes observations from 185 carcasses, 24 criminal cases, and 468 autopsies. We identified a total of 254 carcass-associated species across 67 families and 8 orders. Of these species, 32 species consistently found on both human corpses and animal carcasses, suggesting their significance in forensic contexts. The order Diptera, comprising 53.13% of these taxa, was predominantly represented by the families Calliphoridae (70.59%), Muscidae (17.65%), and Sarcophagidae (11.76%). Coleoptera constituted 46.87% of the identified taxa, with the families Silphidae (53.33%), Dermestidae (26.67%), Cleridae (6.67%), Scarabaeidae (6.67%), and Staphylinidae (6.67%) being most significant. Lucilia sericata was the most frequently found species in autopsies of corpses found indoors (51.95%) and outdoors (14.77%), followed by Phormia regina, Chrysomya megacephala, Chrysomya pinguis and Lucilia illustris, highlighting their potential as forensic markers. This comprehensive study provides crucial baseline data for medicolegal entomologists in South Korea, identifying key insect species as forensic indicators.

This study explores the significant influence of micro-environmental factors on carcass decomposition and insect colonization, with a particular emphasis on detailed insect community analysis. The research employed an innovative approach by placing two pig carcasses in contrasting environments that one in a sunlit open field and the other in a shaded forest. The findings revealed dynamic shifts in insect diversity in the sunlit area, characterized by a rapid increase followed by a decrease, in contrast to the more steady, gradual changes observed in the shaded area. This contrast highlights the sensitivity of insect communities to even minor changes in environmental conditions like sunlight and temperature. It unveils the nuanced ways in which such factors shape the composition and dynamics of insect communities. These insights are crucial for the field of forensic entomology, enhancing the accuracy of post-mortem interval estimations. By providing a clearer understanding of how different micro-environmental conditions influence insect activity and decomposition processes, this study significantly contributes to the refinement of forensic methodologies.

Although insects lack the adaptive immunity characteristic of vertebrates, certain species exhibit enhanced subsequent immune responses upon re-encountering a pathogen, a phenomenon known as immune priming. The underlying mechanism of this phenomenon is still elusive. This study evaluated the immune priming of the diamondback moth, Plutella xylostella, induced by a nonpathogenic and commensal bacterium, Bacillus subtilis. Prior exposure of P. xylostella to B. subtilis significantly increased survival against a pathogenic bacterium, Bacillus thuringiensis, compared to larvae without pre-exposure. To extend the effect of the microbial commensals, two antibiotics, ampicillin and kanamycin, were treated to suppress their populations. In the axenic-like condition in the gut, cellular and humoral immune responses were significantly suppressed. An addition of B. subtilis to the diet of P. xylostella significantly enhanced the immune responses. Apolipoprotein D, known as a lipid carrier, acts like a vertebrate lipocalin in the immune priming of the other insect, Spodoptera exigua. The ortholog of this gene has been identified in P. xylostella, and its expression was induced upon B. subtilis treatment. This study sheds light on the potential role of commensal gut microbes, including B. subtilis, in the immune priming of these insects.

전 세계적으로 RNA 간섭(RNA interference, RNAi)을 활용한 해충방제제 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적 으로 Monsanto의 서부 옥수수 뿌리벌레(Diabrotica virgifera virgifera) 특이적 방제용 dsRNA (DvSNF7)를 발현하 는 옥수수 종자가 상용화 되었고, 2016년 이 종자가 국내 사료 및 식품용으로 수입이 승인 되었다. 본 연구는 국내 에 서식하는 좁은가슴잎벌레(Phaedon brassicae)를 Non-target 곤충으로 사용하여, 옥수수 종자에 사용된 DvSNF7 dsRNA의 잠재적 위해성을 평가했다. P. brassicae의 SNF7 유전자와 DvSNF7 dsRNA 간 Sequence유사성 을 확인했다. 다음으로 P. brassicae가 DvSNF7 dsRNA를 섭식할 수 있는 환경을 조성하여, 치사 효과 실험과 Sequence특이적인 Knockdown효과를 확인하였다. 그 결과, DvSNF7 dsRNA는 P. brassicae생존에 영향을 미치지 않았으며, P. brassicae의 SNF7유전자를 Knockdown시키지 않음을 확인했다. 이번 연구를 통해 D. virgifera virgifera와 같은 과인 P. brassicae 는 SNF7유전자 간 Sequence유사성이 있지만, Sequence특이성이 부족하여 생존과 유전자 발현에 영향을 주지 않음으로써 위해성이 낮음을 확인했다.

In vertebrates, it is well documented that the parental consumption of high-fat diet increases the risk of Attention-Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) in offspring. While insects have long been used as popular study organisms in various biological research, few studies have explored how the nutritional quality of parental diet affects offspring behavioral phenotypes associated with ADHD in insects. Here we used the bean bug, Riptortus pedestris (Hemiptera: Alydidae), as a study organism to test the effect of parental high-fat diet on offspring hyperactivity, impulsivity, and diffuse attention, which are widely held as the three core symptoms of ADHD in vertebrates. Peanut was used as the high-fat diet while soybean was the control. Parental high-fat diet consumption induced hyperactivity in R. pedestris offspring. Compared to the controls, the hyperactive offspring of parents fed on high-fat diet were behaviorally more impulsive and less attentive, as they were found to be highly attracted to visual stimuli but losing attention easily. Collectively, these results provide the experimental evidence that the parental consumption of high-fat diet results in increased hyperactivity, impulsivity, and diffuse attention in an insect. This study implies that the well-known association between parental high-fat diet and offspring ADHD is conserved across the tree of life and opens up the new horizons that insects can arise as novel and feasible models for studying the mechanism and evolution of this common neurodevelopmental disorder in humans.

The Korea Forest Service has designated seven alpine tree species—Abies koreana, A. nephrolepis, Juniperus chinensis, Picea jezoensis, Pinus pumila, Taxus cuspidata, and Thuja koraiensis—as threatened with extinction in Korea. In 2023, we conducted a study on the seasonal occurrence of insect pests, focusing mainly on two coleopteran taxa (Cerambycidae and Scolytinae) and two hemipteran taxa (Aphrophoridae and Cicadellidae) in subalpine forests dominated by A. koreana, A. nephrolepis, Picea jezoensis, Thuja koraiensis, and Taxus cuspidata. We utilized three types of traps—Malaise trap, Lindgren funnel trap, and window trap—in eight investigation locations in Korea. In this presentation, we present the study results and discuss the effects of insect pests on alpine coniferous trees in Korea.

Climate change has made outbreaks of insect-transmitted plant viruses increasingly unpredictable. Understanding spatio-temporal dynamics of insect vector migration can help forecast virus outbreaks, but the relationship is often poorly characterized. The incidence of Beet curly top virus (BCTV) was examined in 2,196 tomato fields in California from 2013-2022. In addition, we experimentally showed dispersal of the beet leafhopper, the only known vector of BCTV is negatively correlated with plant greenness, and we estimated spring migration timing using a vegetation greenness-based model. Potential environmental factors and spring migration time of beet leafhoppers were associated with BCTV incidence. We found BCTV incidence is strongly associated with spring migration timing rather than environmental factors themselves. In addition, the vegetation greenness-based model was able to accurately predict the severe BCTV outbreaks in 2013 and 2021 in California. The predictive model for spring migration time was implemented into a web-based mapping system, serving as a decision support tool for management purposes.

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.

Climate change has led to increased insect pests and pest distribution changes. Traditionally, chemical control using synthetic pesticides has been the main method for pest management, but the emergence of pesticide-resistant pests has become a problem. There is a need to develop new pest control agents to overcome these issues. Entomopathogenic fungi used in pest management have minimal environmental side effects and possess a mechanism of action distinct from that of synthetic pesticides. However, there is a need for the development of technologies to maximize the insecticidal effects of fungi against pests, and expressing and releasing dsRNA within the fungi can preemptively knock out the activation of the insect’s defense system, thereby enhancing the insecticidal effect. Controlling insect defense genes and using entomopathogenic fungi as bio-carriers forms a new pest management strategy. This approach, described as a “microbial insecticide agents development strategy of cassette concept, ” can versatilely modify genes and microbes. It is expected to overcome the limitations of synthetic pesticides.

It is well known that invertebrates do not have adaptive immunity because of their short life cycle. Especially, insects have a strong innate immune system, including antimicrobial peptides (AMPs) production, to protect themselves from a wide range of pathogens. Previously, we identified over 60 genes related to AMP production, including Toll and Imd pathways, and characterized their immunological role in response to pathogenic infection through target gene-specific RNAi. This resulted in decreased expression levels of most AMPs in the larvae which were injected with target gene-specific dsRNA and microbes. Currently, we are focusing on studying the regulation of AMP production through epigenesis. It may help us understand how to regulate the innate immune system induced by pathogenic infection.

Over the last decade, there has been growing interest in the plastic degradation capabilities of insect because herbivorous insects may be a valuable resource for microorganisms that can break down synthetic plastics. Insects that can digest plastics using their gut microbiota are gaining interest for use in bioremediation, although their environmental benefits remain unknown. However, most plastics biodegraded by insect gut microbes are polyethylene, polystyrene with little knowledge available on the gut microbiome of insects capable of degrading other synthetic plastics. Therefore, there is an urgent need to secure microbial resources based on insect-microbiome interactions and promote end-of-life solutions for synthetic plastics.

Sensory electrophysiological recording techniques such as EAG (electroantennogram), GCEAD (coupled gas chromatograph-electroantennogram detection) and SSR (single sensillum recording) have been useful in the chemical ecology studies of insects and plants. Numerous pheromones and other semiochemicals have been identified through GCEAD analysis, and the response profiles of antennae and individual olfactory receptor neurons have been characterized by using EAG and SSR techniques. In this talk, the practical aspects of these techniques are presented in detail. Standard setup and procedure of each electrophysiological recording technique, and important parameters and proper data analysis methods will be introduced as well as its applications. Common mistakes and limitations of these techniques will also be discussed.

Global warming and changes in ecosystems are either causing a rapid decline in insect diversity on earth or, on the other hand, are increasing the likelihood of unexpected insect pests emerging. This study summarizes and reports the followings: Introduction to the Insects of Red Data Book of Korea and Nationally Protected species, the establishment of monitoring strategy for exotic insects by the investigation of species distribution range through field surveys and others, the dispersal of exotic insects, and with the expansion of exotic insects and development of ecosystem impact prediction model.

몇 종의 주요 농작물 해충에 대한 식물추출물(cinnamon extract 5% + citronella oil 10% + citrus oil 30% + derris extract 10% + neem extract 20% + penetrating surfactant 25%)의 살란 효과를 분무법으로 검정하였다. 노린재류의 경우 알이 부화하는 과정에서 치사하는 경향을 보였다. 식물추출물(500배액) 처리시 썩덩나무노린재(Halyomorpha halys), 톱다리개미허리노린재(Riptortus clavatus), 홍비단노린재(Eurydema dominulus), 온실가루이(Trialeurodes vaprarorium), 담배가루이(Bemisia tabaci), 파밤나방(Spodoptera exigua), 검거세미밤나방(Agrotis ipsilon) 에 대한 최종 살란 효과는 100%로 높게 나타나, 향후 산업화가 가능할 것으로 생각된다.

The occurrence of eggs and adults of Pochazia shantungensis, Lycorma delicatula, and Lymantria dispar was investigated in 11 cities in the Chungcheongbukdo region. The results showed that the overwintering eggs of P. shantungensis occurred in 24.2% of the region in 2021 and 22.1% in 2022, while adults occurred in 25.2% in 2021 and 24.3% in 2022, indicating the highest occurrence among the pests studied. The occurrence of overwintering eggs of L. delicatula was relatively low, with 2.6% of the region affected in 2021 and 1.9% in 2022. Adult L. delicatula occurred in 3.2% of the region in 2021 and 3.6% in 2022. Overwintering eggs of L. dispar occurred in 4.1% of the area in 2021 and 1.7% in 2022, showing a decreasing tendency compared to the previous year, and their occurrence was only low to middle in terms of the degree of occurrence. Adult L. dispar occurred in 4.6% of the region in 2021 and 2.7% in 2022, showing occurrences that were insignificant compared to L. delicatula. According to a survey of host preferences, both the wintering eggs and adults of P. shantungensis were found in apples and peaches between 2021 and 2022. In both 2021-2022, adult L. delicatula had a high incidence in peaches, apples, and grapes, and winter eggs were the highest in grapes. However, the incidence in apples and peaches was low. A high incidence density of L. dispar moth adults and overwintering eggs was found in apples in both 2021 and 2022.

도심과 교외에 식재 또는 자생하고 있는 수목의 해충 발생 양상을 파악하기 위하여 2022년 5월부터 9월까지 전남 및 전북 내 총 6개소(전북 익산 2개소, 김제 1개소, 광주 3개소)에서 조사를 실시하였다. 조사지 6개소는 조사지역(공원)이 위치한 지역 특성에 따라 산림인접지역, 수변지 역, 도심지역 세 개의 지역으로 구분하여 각 특성 지역에 따라 확인되는 해충의 다양성을 비교, 분석하였다. 조사 결과 6개소의 조사지역에서 총 5 목 27과 49속 51종의 해충 분류군이 총 13과 21종의 주요 가로수종으로부터 확인되었다. 해충 분류군 중에서 노린재목이 12과 20속 22종으로 가장 많은 종이 포함되어 있었으며, 가로수 수종에서는 왕벚나무가 25종의 가장 다양한 해충의 피해를 입는 것을 확인하였다. 조사지역 특성별 비 교를 하였을 때, 수변지역 공원에 식재 또는 자생하는 수종은 상대적으로 적었지만 산림인접지역과 도심지역 공원에 비해서 가장 많은 해충 종 수 를 확인하였다. 해충이 가해하는 부위로는 잎을 가해하는 해충이 총 22종으로 가장 많았다. 본 조사를 통해 확보한 각 가로수 수종에 발생하는 해 충의 분류군 목록을 작성하였으며, 이 중에서 피해가 심한 6종을 선정하였다. 도심 뿐만 아니라 교외지역에서의 다양한 가로수 분포 범위가 확대 됨에 따라 발생할 수 있는 수목 해충이 증가될 수 있으므로 지속적인 해충 발생 양상 조사와 연구가 필요할 것으로 판단한다.

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.

섬은 내륙지역에 비해 상대적으로 외부간섭이 적어 생태계가 잘 보존된 생물다양성이 높은 지역으로 알려져 있다. 하지만 우리나라의 섬 지역의 생물다양성 연구는 일부 지역 또는 한정된 분류군에 국한되어 연구한 경우가 대부분이다. 곤충은 생물다양성 연구에 필수적인 분류군으로 국내에서는 전체 생물종 58,050종의 약35%인 20,274종이 알려져 있다(환경부 2022). 우리나라 섬의 곤충은 6,117종이 알려져 있으며, 대부분 제주도, 거제도, 진도 등 크기가 큰 섬에서 조사 및 연구가 이루어져 있다(국립호남권생물자원관 2022). 국립호남권생물자원관 에서는 섬 곤충다양성 연구를 위해 종목록 구축, 곤충상조사, DNA바코드 연구 등을 수행하고 있으며, 나비목 곡식좀나방상과의 신종·미기록종 발굴 및 계통분류학적 연구를 추진하고 있다. 본 발표를 통해 2021년부터 현재 까지의 주요 연구 추진방향 및 연구결과를 소개하고자 한다.