연구팀은 농림축산검역본부 식물검역기술개발센터 및 식물방제과와 협력해 지난 2023년부터 공중 이동성 곤충을 대상으로 한 최신 DNA 분석체계를 구축해 왔다. 이번 연구에서는 전남 광양시 항만 지역에 설치한 10m 높이 공중 포집 장치를 활용해 2023년 4월부터 10월까지 총 17차례 곤충 시료를 수집했다.
수집된 시료는 ‘미토콘드리아 시토크롬 산화효소 I(COI)‘ 유전자와 ’미토콘드리아 16S rRNA‘ 유전자 마커를 기반으로 DNA 메타바코딩 분석을 진행했다. 이를 통해 연구팀은 총 12개 곤충 목에 속하는 113종의 공중 이동성 곤충을 확인했으며, 이 가운데 국내 미기록종 33종도 포함된 것으로 나타났다.
이번 연구는 기존 형태 기반 곤충 분류 방식의 한계를 DNA 분석 기술로 보완했다는 점에서 주목된다. 공중 포집 곤충은 크기가 작고 바람과 충돌로 형태가 손상되는 경우가 많아 현미경을 통한 종 식별이 쉽지 않다.
그러나 DNA 메타바코딩 기법을 적용함으로써 손상된 시료에서도 곤충 종과 군집 구성을 효과적으로 분석할 수 있음을 입증했다.
유전자 마커별 성능 차이도 확인됐다. COI 마커는 보다 다양한 곤충 분류군을 탐지하고 종 수준의 높은 해상도를 제공했으며, 16S 마커는 COI가 포착하지 못한 일부 다양성을 추가로 확인했다. 연구팀은 두 마커를 함께 사용할 경우 공중 곤충 감시의 정확성과 포괄성을 높일 수 있다고 설명했다.
계절에 따른 곤충 군집 변화도 뚜렷하게 나타났다. 연구 결과 공중 곤충 군집은 5월-7월 초, 7월 말-9월 초, 9월 말-10월 말 등 세 시기로 구분됐으며, 이는 곤충의 생활사와 이동 시기, 기주식물 변화 등 계절적 특성과 연관된 것으로 분석됐다.
이어 “올해부터 시작되는 신규 과제를 통해 전국 주요 항만과 공항 등 외래 생물 유입 경로를 장기적으로 조사하고, 국가 검역·예찰 감시체계 고도화를 위한 기초자료를 축적해 나갈 계획”이라고 덧붙였다.
한편 이번 연구 성과는 Nature Publishing Group의 국제학술지 Scientific Reports에 게재 예정인 논문 ‘Assessing the temporal dynamics of airborne insect communities through DNA metabarcoding of aerial trap catches’를 통해 발표됐다.
전문가들은 이번 연구가 향후 외래 해충의 조기 탐지와 장기 감시 체계 구축의 핵심 기반 자료가 될 것으로 기대하고 있다. 특히 국내 고유종과 주변국 분포종을 포함한 지역 특화 DNA 바코드 데이터베이스가 확대될 경우, 공중 이동성 곤충의 종 수준 판별 정확도는 더욱 향상될 전망이다.
