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이광범 연구실
서울대학교 농생명공학부
이광범 교수
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이광범 연구실

서울대학교 농생명공학부 이광범 교수

이광범 연구실은 곤충을 모델로 영양생태학, 곤충 생리학, 생태생리학, 진화생물학을 통합적으로 연구하며, 단백질·탄수화물·아미노산 균형이 수명, 생식, 행동, 기아 저항성, 발달 및 적응도에 미치는 영향을 영양 기하학적 방법으로 분석하고, 발달기 환경조건과 세대 간 효과, 환경변화 및 살충제 선택압에 대한 곤충의 적응과 진화를 규명하고 있다.

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곤충 영양생태학과 영양 기하학 thumbnail
곤충 영양생태학과 영양 기하학
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
hybrid
·
인용수 5
·
2025
Macronutrient balance dictates lifespan and reproduction in a beetle, <i>Tenebrio molitor</i>
Myung Suk Rho, Kwang Pum Lee
IF 2.6
Journal of Experimental Biology
Macronutrients profoundly affect both lifespan and reproduction and also modulate the fundamental trade-off between these two components of fitness in many insects. Beetles represent the largest group of insects, but nutritional interventions in lifespan and reproduction have never been thoroughly explored in this taxon. Here, we used nutritional landscape methodology to determine the effects of protein and carbohydrate intake on lifespan and reproduction in the mealworm beetle, Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae). The time of death and last reproduction, the number of eggs laid and protein-carbohydrate intake were recorded from beetles maintained on one of 35 chemically defined foods varying in protein-to-carbohydrate ratio (P:C=0:1, 1:5, 1:2, 1:1, 2:1, 5:1 or 1:0) and in protein plus carbohydrate concentration (P+C=25.2%, 33.6%, 42%, 50.4% or 58.8%). Lifespan and reproductive traits increased with higher caloric intake, but their respective trait maxima occurred at different P:C ratios. Female reproductive traits peaked at higher P:C ratios (reproductive lifespan 1:1.06; lifetime egg production 1.31:1; egg production rate 1.75:1) than those maximizing lifespan (male lifespan 1:1.38; female lifespan 1:1.36). This divergence indicates a nutrient-mediated trade-off between lifespan and reproduction in this species. Despite this, the nutritional conflict in T. molitor appeared to be less pronounced than what has been observed in other species commonly used in insect ageing research. When given a food choice, T. molitor beetles selected a P:C ratio close to 1:1, which simultaneously supported extended lifespan and high reproductive output.
https://doi.org/10.1242/jeb.250281
Reproduction
Biology
Zoology
Balance (ability)
Ecology
Neuroscience
2
article
|
인용수 1
·
2023
Identifying the optimal combinations of temperature and macronutrient balance for rearing Tenebrio molitor larvae
Myung Suk Rho, Kwang Pum Lee
IF 3.5
Journal of Insects as Food and Feed
Abstract The yellow mealworm, Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae), is one of the few edible insects commercially produced around the globe as alternative protein sources for food and feed. Temperature and nutrition are the two most influential environmental determinants of growth and development in insects, but little is known about their combined effects in T. molitor . Here we examined how temperature and dietary protein:carbohydrate (P:C) balance act in concert to influence key performance traits in T. moltior larvae reared on one of the 36 treatment combinations of six temperatures (19, 22, 25, 28, 31, and 34 °C) and six protein:carbohydrate ratios (P:C = 1:5, 1:2, 1:1, 2:1, 5:1, and 1:0). Apart from females accumulating higher lipid content than males, there were no sex differences in all measured traits. Survivorship was high at low temperatures (&lt;25 °C) and high P:C ratios (&gt;1:1), but decreased with increasing temperature and decreasing P:C ratio. An increase in temperature accelerated development but resulted in reduced pupal mass. Thermal optimum for pupal mass (19.3 °C) was thus much lower than that for development time (28.1 °C). Growth rate peaked at 27.9 °C and P:C 1.65:1 and decreased as both temperature and P:C ratio deviated from their optimum. All four key performance traits (survivorship, development time, pupal mass, and growth rate) were expressed at high levels and, hence, optimized at temperatures between 25.7 °C and 27.4 °C and P:C ratios between 1.17:1 and 2.94:1. Food consumption rate was the highest at a high P:C ratio of 8.4:1, whereas post-ingestive food utilization was the most efficient at a moderate P:C ratio of 1:1.27. The rate and efficiency of food processing were optimized at temperatures between 24.5 °C and 29.9 °C and P:C ratios between 1:1.01 and 3.98:1. Our results have implications for improving the production and nutritional value of T. molitor larvae.
https://doi.org/10.1163/23524588-20230087
Mealworm
Biology
Pupa
Animal science
Larva
Growth rate
Carbohydrate
Botany
Biochemistry
3
article
|
인용수 12
·
2023
Inference of selection pressures that drive insecticide resistance in Anopheles and Culex mosquitoes in Korea
Do Eun Lee, Jeewoo Shin, Young Ho Kim, Kwang Shik Choi, Hyeyeong Choe, Kwang Pum Lee, Si Hyeock Lee, Ju Hyeon Kim
IF 4
Pesticide Biochemistry and Physiology
https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2023.105520
Biology
Anopheles
Pyrethroid
Culex
Culex pipiens
Selection (genetic algorithm)
Mosquito control
Toxicology
Organophosphate
Veterinary medicine
정부 과제
16
과제 전체보기
1
2025년 2월-2030년 2월
|235,077,000
아미노산 균형의 영양생태학: 곤충을 중심으로
본 연구과제의 최종 목표는 단백질의 영양적 질을 결정하는 아미노산의 균형이 지구상에서 가장 번성한 생물인 곤충의 진화적 적응도에 미치는 영향을 분석하고, 곤충은 어떻게 섭식행동을 조절함으로써 자신이 최적으로 요구하는 아미노산 균형을 맞추는지를 규명하는 것이다.
영양생태학
아미노산 균형
생리생태학
생활사 트레이드오프
곤충
2
주관|
2020년 5월-2025년 5월
|90,000,000
발달기 환경조건이 곤충의 진화적 적응도에 미치는 장기적 영향에 관한 연구
본 과제는 장수풍뎅이, 넓적사슴벌레, 톱다리개미허리노린재, 초파리를 대상으로, 유충기와 부모세대가 겪는 환경조건이 성충기의 생식능력과 수명 등 적응도(Evolutionary fitness)에 미치는 장기적 영향을 규명하는 연구임. 연구 목표는 요약문_연구목표의 핵심과제로, ① 유충기 환경이 성충 적응도에 주는 영향에서 환경맞춤가설(environmental matching hypothesis)과 은수저가설(silver spoon hypothesis) 검정, ② 불리한 발육환경의 성장지연이 보상성장(compensatory growth)으로 따라잡히는지와 진화적 비용 동정, ③ 부모세대 환경이 자손 적응도에 미치는 영향 확인임. 기대 효과로 생리생태학 연구 기반 구축, 기후변화가 곤충에 미치는 영향과 멸종위기 곤충 보존정책 기초자료 제공, 유년기 성장환경의 진화적 중요성 및 인간 질병 기원 단서 제시 가능함.
발달환경
진화적 적응도
곤충
환경변화
보상성장
이월효과
부모효과
표현형 가소성
생리생태학
3
주관|
2020년 5월-2025년 5월
|90,000,000
발달기 환경조건이 곤충의 진화적 적응도에 미치는 장기적 영향에 관한 연구
본 과제는 곤충 4종(장수풍뎅이, 넓적사슴벌레, 톱다리개미허리노린재, 초파리)이 성장기에 겪는 온도/영양 같은 환경조건이 성충기 생식과 수명에 미치는 장기 영향을 실험으로 규명하는 연구임. 연구 목표는 유충기 환경과 성충기 적응도, 보상성장, 부모세대 환경이 자손의 적응도에 미치는 영향을 확인하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 “환경맞춤가설(environmental matching hypothesis)”과 “은수저가설(silver spoon hypothesis)” 검정, 사슴벌레·장수풍뎅이에서 보상성장과 진화적 비용 동정, 부모세대 환경이 다음세대 적응도에 미치는 영향 규명임. 기대 효과는 기후변화 시대 생리생태학 연구 기반 확립과 멸종위기 곤충 보존 정책 자료, 유년기 성장환경의 진화적 중요성 단서 제공임.
발달환경
진화적 적응도
곤충
환경변화
보상성장
이월효과
부모효과
표현형 가소성
생리생태학