KR20080045465A - 여왕뒤영벌의 인공수정방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화분매개용 뒤영벌의 우량형질 확보 및 육종을 위한 뒤영벌의 인공수정방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 꿀벌의 경우 다수의 인공수정장치가 개발되어 있으나, 뒤영벌의 경우 꿀벌에 비해 몸집이 크고 힘이 강하여 인공수정시 여왕벌을 고정하기가 어려워서 꿀벌의 인공수정장치를 그대로 사용할 수 없어 뒤영벌에 알맞은 인공수정장치의 개발이 시급히 요청되었다. 뒤영벌의 인공수정장치는 꿀벌의 인공수정장치에서 사용하고 있는 탄산가스, 여왕벌홀더, 고정훅, 벌림훅, 유리캐피러리(capillary), 주사기 및 미세조절기 등을 여왕뒤영벌의 크기에 알맞게 구조를 보완하여 사용할 수 있다. 본 발명은 여왕뒤영벌의 특성을 연구한 결과 여왕벌 생식기의 손상을 줄이는 탐침기(54), 여왕벌을 안전하게 고정시키기 위한 자리잡기용관(50), 이송관(51), 고정관(52) 및 머리받침대(53), 인공수정시에 여왕뒤영벌 생식기에 주사기 위치를 미세하게 조정할 수 있는 조정핸들(9)을 새로이 개발함으로써 본 발명은 여왕뒤영벌의 특성에 맞는 신규의 인공수정장치(1)를 개발하여 여왕뒤영벌의 생식기 및 각 기관의 손상을 주지 않으면서 정교한 인공수정작업을 원활하게 수행할 수 있게 되었다.

본 발명의 인공수정장치를 사용하여 뒤영벌을 인공수정 했을 때 90%이상으로 수정율을 높임으로써 화분매개곤충인 우량형질의 뒤영벌을 공급할 수 있고, 이를 작물에 적용하여 과실의 품질 향상 및 생산비 절감의 효과가 기대된다.

특히, 교미율이 낮은 토종 호박벌의 경우에 본 발명의 인공수정장치(1)를 사용하 여 인공수정을 시키면 우량형질의 뒤영벌 육종에 상당한 효과를 얻을 수 있다.

인공수정, 뒤영벌, 탐침기, 벌림훅, 고정훅, 조절핸들, 머리받침대, 자리잡기용관, 이송용관, 고정관

Description

여왕뒤영벌의 인공수정방법 및 그 장치{Method for the artificial insemination of the bumblebee queen and There of apparatus}

도 1은 여왕뒤영벌을 고정시키기 위한 이송경로도이고,

도 2는 인공수정장치의 사시도이고,

도 3은 인공수정장치의 분해사시도이고,

도 4는 인공수정장치의 작동 상태도이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1:인공수정장치 21:벌림훅

2:테이블 22:고정훅

3:고정대 31:블록1

6:좌측 받침대 32:블록2

7:우측 받침대 33:상하 이동부재1

8:선반대 34:상하 이동부재2

9:조정핸들 50:자리잡기용관

10:주사기 51:이송용관

11:주사기 홀더 52:고정관

12:승하강 부재 53:머리받침대

13:조절 손잡이 54:탐침기

본 발명은 화분매개용 뒤영벌의 우량형질 확보 및 육종을 위한 여왕뒤영벌의 인공수정방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 생식기의 손상을 줄이는 탐침기(54), 더듬이, 머리 및 다리 등을 보호하는 머리받침대(53), 여왕뒤영벌의 인공수정을 원활히 하기위한 고정관(52), 인공수정 시에 정자유입을 미세하게 조절 가능한 조정핸들(9)을 구비하여 여왕뒤영벌의 생식기에 손상을 주지 않으면서 수정율을 놓일 수 있는 인공수정방법 및 그 장치에 관한 것을 특징으로 한다.

더욱 상세하게는 화분매개용 뒤영벌을 인공수정 할 수 있는 고정훅(22), 벌림훅(21), 여왕뒤영벌의 고정대(3), 주사기 선반대(8), 조정핸들(9), 탄산가스연결장치, 여왕뒤영벌 자리잡기용관(50), 여왕뒤영벌 이송용관(51), 여왕뒤영벌 고정관(52), 탐침기(54) 등으로 구성된 것을 특징으로 한다.

뒤영벌은 벌목(Hymenoptera), 꿀벌과(Apidae), 뒤영벌아과(Bombidae), 뒤영벌족(Bombini)에 속하며 북반구의 온대와 아한대에 분포 중심으로 서식하며 한랭 다습한 기후에 적응하여온 사회성 곤충으로서 전 세계적으로 약 300여종이 분포되어 있다. 국내에서는 뒤영벌아과(Bombidae)에 뒤영벌(Bombus)속 20종과 떡벌 속(Psithyrus) 5종의 25종이 보고되었다. 뒤영벌은 꿀벌과 마찬가지로 여왕벌, 일벌, 수벌을 기본단위로 이루어져 봉군을 형성한다. 1년에 1세대를 거치는데 여왕벌은 가을에 교미한 후 월동을 한다. 이듬해 봄 지중에 산란하고 화밀, 화분채취 등 스스로 육아임무를 담당한다. 그러나 첫배의 일벌이 출현하면 여왕벌은 방화활동을 중단하고 산란에 전념하며, 우화한 일벌이 육아를 담당하기 시작하면서 빠른 속도로 봉세가 확장되어 2~3개월 내에 최성기에 달한다. 가을철이 되면서 수벌과 신여왕벌이 출현하고 생식기에 접어드는데, 이 시기를 전후하여 창설여왕벌을 포함한 일벌, 수벌이 차례로 죽고, 교미를 끝낸 신여왕벌만이 땅속에 잠입하여 휴면에 들어간다.

최근 시설채소의 재배면적이 확대되면서 인공수분에 대한 의존도가 높아지고 있다. 하지만 농촌의 노동력 부족으로 인공수분이 곤란해지면서 화분매개 곤충의 상업적 이용에 대한 관심이 높아지고 있다. 화분매개곤충인 뒤영벌을 시설재배작물에 이용하기 위한 실용화 연구는 유럽을 비롯하여 미국, 캐나다에서 활발하게 이루어져 이미 상품화되어 세계 각국에 수출되고 있다. 우리나라에서도 시설재배 면적이 증가하면서 서양뒤영벌(Bombus terrestris L.)을 수입하고 있으며, 국내에서도 현재 국내자체 서양뒤영벌 생산을 하고 있다. 또한 수년 전부터 서양뒤영벌을 대체할 토종 뒤영벌로 봉군형성이 우수한 호박벌(Bombus ignitus Smith)이 선정되어 증식법이 연구되고 있다.

인공수정이란 수컷의 정자를 암컷의 생식기관에 인공적으로 옮기는 기술로서 특별한 육종프로그램을 통해서 멸종위기에 있는 종을 보전하기 위해서 유용하게 응용 되는 수정방법으로서, 계절에 관계없이 육종이 가능하고 병의 전염을 예방할 수 있는 장점을 가지고 있다.

꿀벌의 경우 다수의 인공수정장치가 개발되어 있다. 그러나 여왕뒤영벌은 꿀벌에 비해 몸집이 크기 때문에 힘이 강하여 인공수정시 꿀벌의 인공수정장치를 그대로 사용할 수 없다. 여왕뒤영벌의 인공수정장치는 꿀벌의 인공수정장치를 변형하여, 여왕뒤영벌에 알맞게 코켄하겐 대학의 Dr. Boris Baerry수가 개발하여 인공수정장치로 사용하고 있으며, 그 수정장치는 꿀벌 인공수정장치와 같이 탄산가스, 여왕벌홀더, 고정훅, 벌림훅, 유리캐피러리(capillary), 주사기 및 미세조절기 등으로 구성되어 있다.

본 발명은 꿀벌의 인공수정장치를 뒤영벌의 특성에 맞게 인공수정이 가능하도록 장치를 보완하여 여왕뒤영벌의 생식기 및 각 기관의 손상을 주지 않으면서 정밀하게 수정작업을 할 수 있는 새로운 장치를 개발하게 되었다.

본 발명의 인공수정장치를 사용하여 뒤영벌을 인공수정 했을 때 90%이상의 수정율을 보임으로써 화분매개곤충인 우량형질의 뒤영벌을 공급할 수 있으므로 작물에 적용하여 과실의 품질 향상 및 생산비 절감의 효과를 가질 수 있다.

특히 교미율이 약한 토종 호박벌의 경우에는 본 발명의 인공수정장치를 활용하면 우량형질의 뒤영벌 육종에 인공수정율을 상당히 높일 수 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 여왕뒤영벌의 생 식기 및 각 기관의 손상을 주지 않으면서 정밀하게 수정작업을 수행할 수 있도록 여왕뒤영벌의 특성에 적합한 인공수정장치를 개발하여 우량형질의 여왕뒤영벌 확보 및 육종으로 우수한 화분매개곤충을 제공하는데 있다.

본 발명은 여왕뒤영벌 인공수정방법 및 그 장치에 관한 것으로서 인공수정장치(1)는 여왕뒤영벌 고정대(3), 자리잡기용관(50), 이송용관(51), 고정관(52), 조정핸들(9), 머리받침대(53), 탐침기(54), 고정훅(22), 벌림훅(21), 주사기(10) 및 선반대(8) 등으로 구성되어 있다.

여왕뒤영벌의 인공수정방법은 여왕뒤영벌을 채집하여 자리잡기용관(11)에 수용한다. 자리잡기용관(50)에 수용된 여왕뒤영벌은 스스로 머리부분을 출구쪽으로 방향을 전환한다. 자리잡기용관(50)의 출구 쪽에 이송관(51)을 밀착하여 여왕뒤영벌을 이송용관(51)으로 이동 시킨다. 이송용관(51)으로 이동한 여왕뒤영벌은 다시 고정관(52)으로 이동시키는데 직경이 작은 쪽의 출구에 여왕뒤영벌의 생식기 부분이 노출될 수 있도록 하고, 그 반대쪽은 여왕뒤영벌의 더듬이 등 머리부분의 손상을 억제하고 마취제인 탄산가스의 분사가 용이하도록 머리받침대(53)를 삽입한다.

인공수정장치(1)는 테이블(2) 중앙부 전면에 여왕뒤영벌 고정대(3)를 설치하고, 상기 고정대(3)에 머리받침대(53)가 삽입된 고정관(52)을 고정대(3)에 고정한 후 마취제인 탄산가스통에 연결된 호스와 연결한다. 테이블(2) 중앙부의 좌, 우측에 각각 받침대(6)(7)를 설치하고, 좌측 받침대(6)에는 끝부분이 갈고리 모양을 한 고정 훅(22)을 설치하고, 우측 받침대(6)에는 끝부분이 휘어진 둥근모양의 벌림훅(21)을 설치한다. 고정훅(22)과 벌림훅(21)은 받침대를 기준으로 각각 좌, 우측으로 수평이동이 가능하고, 수직이동은 받침대에 연결된 상하이동부재1(33), 상하이동부재2(34)로 이동이 가능하도록 구성되어 있다. 여왕뒤영벌의 복부에 은폐된 생식기를 탐침기(54)로 벌리고 고정훅(22)과 벌림훅(21)을 사용하여 수정시키기에 알맞은 상태로 생식기를 고정시킨다. 우측 받침대(7) 상단부에는 주사기 홀더(11)와 조정핸들(9)이 결합된 선반대(8)를 설치한다. 상기 선반대(8)는 조정핸들(9)의 작동에 의해 전후 또는 좌우로 미세하게 주사기(10)의 침의 위치조절이 가능하고, 선반대(8)의 상하 조절은 조절손잡이(13)의 조작으로 승하강부재(12)의 승하강운동으로 이동이 가능하다.

인공수정 방법은 여왕뒤영벌의 생식기부위를 탐침기(54)로 자극하면 생식기가 약간 벌어지는데 이때 고정훅(22)과 벌림훅(21)을 사용하여 벌어진 생식기를 고정시킨 후 조정핸들(9)로 주사기(10)의 침의 위치를 여왕뒤영벌의 생식기와 일치 시킨 다음 정액을 주입하여 수정시킨다.

이하, 본 발명의 구체적인 인공수정 방법을 단계별로 상세히 설명한다. 본 발명은 이들 방법에 한정되는 것은 아니다.

단계1 : 여왕뒤영벌을 고정시키는 단계

여왕뒤영벌은 꿀벌과는 달리 신체조건과 특성이 상이하여 인공수정시 여왕뒤영벌을 고정하는데 많은 어려움이 있었다. 본 발명자들은 여왕뒤영벌의 수정율을 높이기 위해서 그 특성을 연구한 결과 여왕벌을 안전한 상태로 고정시키기 위해서는 여러 단계로 나누어 고정시킬 필요성이 있음을 밝혀내게 되었다. 그 결과 자리잡기용관(50), 이송관(51) 및 고정관(52)을 새로이 개발하게 되었다. 채집한 여왕뒤영벌은 생식기 및 각 기관의 손상을 주지 않은 상태에서 수정을 시키기 위해서는 여왕벌보다 큰 지름을 가진 자리잡기용관(50)이 필요하다. 상기 자리잡기용관(50)에 수용된 여왕뒤영벌은 탈출을 시도하기 위하여 몸의 위치를 반대방향으로 전환한다. 반대방향으로 위치를 전환한 여왕뒤영벌을 고정관(52)과 지름이 동일한 이송용관(51)으로 이송 시킨다. 이를 다시 수정하기 편리한 자세로 자리를 잡게 하기 위해서는 최종적으로 고정관(52)으로 옮기는 작업을 한다. 도 1에서와 같이 자리잡기용관(50)은 원기둥모양으로 앞부분에 4mm 정도의 구멍이 있으며 길이는 5 cm정도이다. 이송용관(51)은 여왕뒤영벌을 고정관(52)에 쉽게 옮기기 위한 것으로 윗면에

5 - 6 mm 정도의 구멍이 있으며, 길이는 5 cm 정도이다. 고정관(52)은 인공수정 할 여왕뒤영벌을 잘 고정시키게 하는 기능을 하며 관의 일측 단면에 여왕뒤영벌의 생식기에서 배분에 잘 나올 수 있도록 5 - 9.5 mm 정도의 구멍이 있으며, 길이는

5 cm 정도이다.

또한, 여왕뒤영벌 고정대(3)는 ‘ㄷ’ 모형으로 여왕뒤영벌 고정관(52)이 움직이지 않도록 고정해주는 기능을 하는 것으로 나사로 쉽게 조절할 수 있다.

단계 2 ; 탄산가스를 이용한 간편한 마취단계

마취단계는 뒤영벌여왕벌을 인공수정을 시킬 때에 효율적으로 마취시키는 단계로서 마취기구는 꿀벌의 인공수정시 사용하는 기구를 사용한다. 본 발명은 탄산가스와 연결된 부분에 머리 받침대(53)를 별도로 삽입하여 마취시 여왕뒤영벌의 머리부분, 더듬이 및 다리부분을 보호하는 완충기능을 할 수 있도록 설계되었다. 여왕뒤영벌 머리받침대(53)는 원통모양으로 전체길이는 2.8-3.5cm, 직경이 1.0-1.2cm 이고, 여왕뒤영벌의 머리와 맞닿는 부분은 직경이 0.8-1.0cm, 높이가 0.4-0.5cm로 더듬이가 끼어도 손상되지 않도록 구성되어 있다.

단계 3 ; 여왕뒤영벌의 생식기 손상을 줄이는 탐침단계

탐침단계는 여왕뒤영벌의 인공수정시 여왕뒤영벌의 생식기에 손상을 줄이면서 빠른 시간 내에 인공수정을 시키기 위한 전단계로서, 여왕뒤영벌의 생식기부분을 자극하면 복부에 가려진 생식기가 약간 돌출하는 습성을 가지고 있다. 본 발명의 탐침기는 복부에 가려진 여왕뒤영벌의 생식기를 탐침하는데 적합한 구조로 개발된 기구로서 생식기에 닿는 부분의 두께가 0.1㎝ 내지 0.2㎝ 범위로 가느다란 ‘

’자 형상으로 되어 있다.

단계 4 ; 인공수정 준비단계

인공수정 준비단계는 인공수정을 준비하는 단계로서 탐침기(54)로 생식기를 전 처리하고 벌림훅(21)으로 복부를 열어서 생식기를 벌리고, 고정훅(22)으로 고정시켜 인공수정을 준비하는 단계이다. 고정훅(22)은 여왕뒤영벌의 왼쪽에 위치하며, 끝부분이 갈고리 모양으로 되어 있다. 벌림훅(21)은 여왕뒤영벌의 오른쪽에 위치하며 끝부분이 휘어진 둥근모양이다. 고정훅(22)과 벌림훅(21)은 꿀벌용 보다는 크며 뒤영벌여왕벌에 알맞게끔 개발하였다. 주사기 선반대(8)는 고정된 여왕뒤영벌의 생식기와 일직선상에 주사기(10)를 장착시키기 위해서 필요한 기구이다.

5 단계 ; 조정핸들의 조절 및 인공수정 시키는 단계

인공수정단계는 인공수정시 정자유입을 용이하게 조작하여 수정율을 극대화 하는 단계이다. 뒤영벌은 꿀벌에 비해 힘이 강하나, 반대로 정자 채취는 정자의 수에서는 약 50만~60만 마리로 꿀벌의 1/10정도에 불과하기 때문에 힘이 든다. 따라서 본 발명의 조정핸들(9)은 정자 유입을 쉽게 조절해 줌으로써 이러한 단점을 극복해 줄 수 있는 중요한 기구로서 새로이 개발한 기구이다. 조정핸들(9)의 길이는 25-20cm로서 2cm부분에서 굴곡이 이루어지고 주사기 선반대(8)와 연결되어 있다.

인공수정은 주사기(10)로 여왕뒤영벌의 생식기에 정자를 주입하여 수정을 시킨다.

상기 단계에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 인공수정장치(1)는 탐침기(54), 머리 받침대(53), 자리잡기용관(50), 이송용관(51) 및 고정관(52) 등을 개발하여 여왕뒤영벌의 인공수정에 따른 스트레스, 생식기 및 신체에 손상을 최소화 하면서 조정핸들(9)로 미세하게 인공수정 작업을 진행하여 90%이상의 수정율을 보임으로써 우량형질의 뒤영벌을 확보 할 수 있는 효과가 있다. 또한 인위적 장치이면서도 자연교배 상태처럼 구연할 수 있으며 우량형질의 화분매개곤충 뒤영벌 공급으로 과실의 품질 향상 및 생산비를 절감시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.

Claims (4)

1. 여왕뒤영벌의 인공수정을 시키는 단계에 있어서, 여왕뒤영벌을 고정관에 고정시키는 단계; 마취단계; 여왕뒤영벌의 생식기 손상을 줄이는 탐침단계: 인공수정을 위한 준비단계로 이루어짐을 특징으로 하는 여왕뒤영벌의 인공수정방법.
2. 제1항에 있어서, 고정관(52)에 고정시키는 단계는 여왕벌보다 큰 지름을 가진 자리잡기용관(50)에 수용하고, 상기 자리잡기용관(50)에 수용된 여왕뒤영벌은 반대방향으로 위치를 전환시킨 후 이송용관(51)으로 이송 시킨 다음 수정하기 편리한 자세로 고정관(52)에 고정시키는 경로로 이루어짐을 특징으로 하는 여왕뒤영벌의 인공수정방법.
3. 제1항에 있어서, 인공수정을 위한 준비단계는 탐침기(54)로 여왕뒤영벌의 생식기를 전 처리하고 벌림훅(21)으로 복부를 열어서 생식기를 벌리고, 고정훅(22)으로 고정시켜 후 조정핸들(9)로 주사기 위치를 생식기와 일치시킴을 특징으로 하는 여왕뒤영벌의 인공수정방법.
4. 인공수정장치(1)는 테이블(2)의 중앙 전면부에 고정대(3)를 설치하고, 여왕뒤영벌이 고정된 고정관(52)을 머리받침대(53)로 봉입하고 이것을 상기 고정대(3)에 끼운 후 마취제인 탄산가스통과 연결하고; 테이블(2) 중앙의 좌우측으로는 각각 좌우측 받침대(6)(7)를 설치하고, 좌측 받침대(6)에는 고정훅(22)이, 우측 받침대(6)에는 벌림훅(21)을 좌우측 받침대(6)(7)에는 상하 이동부재1(33), 상하 이동부재2(34)를 설치하며; 우측 받침대(7) 상단부에 주사기 홀더(11)와 조정핸들(9)이 결합된 선반대(8)를 부착하여, 조정핸들(9)의 작동으로 주사기(10) 침의 위치조절과, 조절손잡이(13)의 작동으로 승하강부재(12)에 의해 선반대(8)가 상하로 이동 하도록 구성된 여왕뒤영벌의 인공수정장치(1).

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