WO2020159139A1 - 극미약광을 이용한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법 - Google Patents

극미약광을 이용한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법 Download PDF

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WO2020159139A1
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박미정
이원유
윤상익
장혜림
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(주)바이오라이트
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Definitions

  • the present invention relates to a method for improving the reproduction ability of male mammals using microscopic light.
  • Ultra weak photon refers to light having a multi-wavelength (Polychromatic) band in the visible light spectrum and having an intensity weak enough to correspond to 1/500,000 of the brightness of a general fluorescent lamp.
  • Micro-light is at least 1,000 times weaker than bioluminescence, so efficiency and safety are excellent.
  • the possibility of the fact that microscopic light affects organisms was first raised by Gurvich of the former Soviet Union in the 1930s, and later German photobiophysicist Popp published experimental results that showed that the exchange of information between cells is achieved through microscopic light. Did. Based on these backgrounds, the research conducted over many years by investigating micro-lights to living organisms confirmed their safety and usefulness.
  • pigs have an average body temperature of about 39°C, a thick subcutaneous fat layer, and no sweat glands to overcome some cold in winter, but when the environment temperature rises to 25°C or higher, the hormone control function in the body weakens and becomes hot and humid in Korea. Is subjected to extreme high temperature stress in summer weather. The high temperature stress in summer affects the reproductive organs, and as a symptom for this, estrus is delayed or semen production and quality decrease rapidly.
  • the present inventors are studying eco-friendly and safe male mammals' fertility improvement ability, while using ultra-fine minerals, the amount and quality of the male mammals (concentration, flocculation, sperm vitality, sperm survival rate, etc.) are significantly improved.
  • the present invention was completed by confirming that the reproductive ability of male mammals is significantly improved through a non-invasive method of irradiating.
  • an object of the present invention is to provide a method for improving the reproduction ability of a male mammal, including the step of irradiating microscopic light to the male mammal.
  • the present invention provides a method for improving the reproduction ability of male mammals, including human; including irradiating microscopic light to male mammals other than humans.
  • the microscopic light preferably has a wavelength of 300 to 870 nm.
  • the extremely weak light is preferably a light source having an intensity of 10 -18 to 10 -13 W/cm 2 .
  • the microscopic light In the method for improving the reproduction ability of male mammals except the human of the present invention, it is preferable to irradiate the microscopic light at 24 hours/day.
  • the microscopic light preferably increases semen production and quality of male mammals.
  • the male mammal may be a male mammal that is preferably subjected to high temperature stress.
  • the male mammal is, for example, pig, goat, sheep, cow, cow, horse, deer, roe deer, dog, cat, Double camel, rhino, hippo, giraffe, elephant, bear, tiger, lion, leopard, hyena, badger, fox, wolf, weasel, rat, squirrel, hamster, guinea pig, beaver, rabbit, koala, kangaroo, monkey, chimpanzee and rang It can be any one of the selected Utans.
  • the method for improving the reproduction ability of male mammals except the human of the present invention it is preferable to irradiate the microscopic light at a distance of 1 to 5 m from the male mammal.
  • the present invention provides a method for increasing sperm or semen production in male mammals, including; irradiating microscopic light to male mammals other than humans.
  • the present invention provides a method for reducing semen disposal from male mammals, including; irradiating microscopic light to male mammals except humans.
  • the extremely weak light according to the present invention uses light in the visible light band, but is transmitted in a weak form that is not visually recognized, without stress, and can be safely irradiated for a long time to improve the reproduction ability of male mammals.
  • the present invention is a useful alternative technique that can be used for a long time and secure the sustainability of the livestock industry. . It can be applied to smart farming in a simple, practical and environmentally friendly way to safely improve the breeding ability of male mammals, resulting in a significant increase in farm productivity.
  • FIG. 1 and 2 are photographs of a light irradiator (PHOTONIA) generating extremely weak light of the present invention installed in a pig house.
  • PHOTONIA light irradiator
  • the present invention provides a method for improving the reproduction ability of male mammals, including human; including irradiating microscopic light to male mammals other than humans.
  • the extremely weak light is a kind of light useful for life, and the light useful for life means light that enters into life and has a positive effect on life, such as activation of biometabolism, enhancement of immunity, and enhancement of cell development.
  • the extremely weak light has characteristics such as polychromatic, coherence, visible range, and polarized.
  • biophoton The extremely weak light generated in living organisms is very weak and is called an ultra weak photon emission or biophton emission (biophoton).
  • biophotons The development of biophotons is related to reactive oxygen species that occur in normal metabolic processes in life. These reactive oxygen species are formed as natural by-products of the normal metabolism of oxygen and play an important role in cell signaling and homeostasis.
  • ATP adenosine triphosphate
  • life forms proteins (enzymes, hormones, etc.), maintains homeostasis, regulates metabolism and performs immune functions, and regulates free radicals.
  • ETS electron transfer system
  • ETS can reduce the generation of reactive oxygen species.
  • the microscopic light showing characteristics similar to the biophoton is irradiated to the living body, it is transmitted to the living body through the absorption of resonance between the microscopic light irradiated on the living body and the living body, and is utilized within the living body.
  • the extremely weak light may be characterized by having a wavelength of 300 to 870nm.
  • the ultra-light has a wavelength of 380 to 780nm, the peak wavelength (peak wavelength) is 704.47nm, the central wavelength (centroid wavelength) is 676.10nm, the dominant wavelength (dominant wavelength) is 588.45nm It is characterized by.
  • the ultra-low light has an intensity of 10 -18 to 10 -13 W/cm 2 , more preferably 10 -15 to 10 -13 W/cm 2 .
  • the ultra-low light may satisfy the intensity and may include, without limitation, the type of the light source without limitation, for a long period of time, and may preferably include a laser, an LED light source, and the like used in phototherapy.
  • the extremely weak light may be characterized by irradiating at 24 hours/day.
  • the ultra-low light may be preferably characterized by irradiating at a distance of 1 to 5 m from a male mammal.
  • the ultrafine light may be characterized by increasing sperm production and quality.
  • the sperm quality means sperm concentration, aggregation, sperm vitality, sperm survival rate, and the like, but is not limited thereto.
  • the ultra-fine light of the present invention can improve sperm productivity and quality by irradiating for 24 hours, 12 months, and improve sperm productivity, but increase sperm production and quality by irradiating male mammals that have been subjected to high temperature stress. Can achieve the effect.
  • the high temperature stress means the stress that the male mammal receives due to the environmental temperature of 25°C or higher.
  • the male mammal is, for example, pig, goat, sheep, cow, cow, horse, deer, roe deer, dog, cat, Double camel, rhino, hippo, giraffe, elephant, bear, tiger, lion, leopard, hyena, badger, fox, wolf, weasel, rat, squirrel, hamster, guinea pig, beaver, rabbit, koala, kangaroo, monkey, chimpanzee and rang It can be any one selected from the utan, and can be applied without limitation.
  • the amount of semen is increased by an average of 8.73 bottles/per harvest in the summer of August, when the amount of semen is decreased by irradiating the microscopic light with 24 hours/day, and the treatment period (Aug ⁇ 11 Month) Overall, the average increase was 3.75 bottles/per collection.
  • the total number of sperm and total number of sperm per head increased compared to the control after irradiation with ultra-low light, and the rate of semen disposal due to excellent semen production was significantly reduced.
  • the method for improving the reproduction ability of a male mammal according to the present invention can be used 24 hours a day, unlike other light sources that can be used only for a short time during bio-irradiation, so that it is possible to improve the reproduction ability of a male mammal in an eco-friendly and safe manner. As a result, the productivity of pups can be significantly improved.
  • the present invention provides a method for increasing sperm or semen production in a male mammal, or a method for reducing semen disposal derived from a male mammal, comprising: irradiating microscopic light to male mammals other than humans.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Type CFL LED LED Spectral range 380 ⁇ 780nm 380 ⁇ 780nm 380 ⁇ 780nm Dominant WL 585.13nm 588.45nm 587.83nm Irradiance 4.282 10 -10 W/cm 2 52.39 10 -10 W/cm 2 29.06 10 -10 W/cm 2 Luminous retention rate 85% 90% 90% Light efficiency 64.50lm/W 85lm/W 80lm/W
  • the modulated LED microlight of Experimental Example 2 with the wavelength of 380 to 780 nm as the main wavelength and the highest luminous flux retention rate of 90% and the light efficiency of 85 lm/W was selected and used for rearing.
  • the intensity was very weak to measure the value using a spectrometer, and the intensity value was measured with the value measured 2 cm in front of the end face of the light irradiator.
  • the intensity of light is inversely proportional to (distance) 2
  • the light irradiator is installed at a radius of about 2 m from the male mammal when installed in the piglet, and the final light intensity is 1 ⁇ 10 -15 to 10 It was confirmed that it was -13 W/cm 2 .
  • Ungdon was used for landrace varieties, and was bred at Ungdon Temple in AI Center (Pig Artificial Insemination Center, Chungju City, Chungbuk) from July 1 to November 30, 2018.
  • a light irradiator (PHOTONIA; Biolight, Korea) that generates the ultra-low light of the present invention was installed in Woongdonsa, one per two, using a separate holder, feed pipe, and ceiling structure.
  • a separate individual breaker (220v/60Hz) was installed together with the light irradiator.
  • 1 to 2 shows a state in which the light irradiator is installed in the pig house.
  • Woongdon was divided into 37 control groups and 15 experimental groups.
  • the experimental group was irradiated with the ultra-low light of Example 2 24 hours a day for the duration of the experiment, and the distance (irradiation distance) of the light irradiator from the male was kept within about 2 m.
  • Example 4 the breeding performance according to the semen amount, concentration, and agglomeration of the broilers reared was analyzed to analyze the propagation ability according to irradiation with ultra-low light, and the results are shown in Tables 2 and 3 below.
  • N number is based on the number of semen collections of each of the control and experimental groups.
  • N number is based on the number of semen collections of each of the control and experimental groups.
  • Ungdon was used for landrace varieties, and was bred at Ungdon Temple in AI Center (Pig Artificial Insemination Center, Chungju City, Chungbuk) from January 1 to November 30, 2019.
  • a light irradiator (PHOTONIA; Biolight, Korea) that generates the ultra-low light of the present invention was installed one at a time in Woongdonsa by using a separate holder, feed pipe, and ceiling structure.
  • Woongdon was divided into 35 control and 37 experimental groups.
  • the experimental sphere was continuously irradiated with the extremely weak light of Example 2 24 hours a day for the duration of the experiment, and the distance (irradiation distance) of the light irradiator from the male was kept within about 2 m.
  • Table 6 and Table 7 show the results of the measurement of semen production and semen disposal rate according to the ultra-light treatment.
  • the control is a general light source used in farms.
  • Semen production results Treatment Daejo District month Total sperm count Head Total sperm count by head Number of manufacturing bottles by head Total sperm count Head Total sperm count by head Number of manufacturing bottles by head January 135,470 37 3,661 183 134,127 35 3,832 192 February 146,516 37 3,960 198 137,171 35 3,919 196 In March 164,897 37 4,457 223 176,085 35 5,031 252 April 165,961 37 4,485 224 157,689 35 4,505 225 In May 142,343 37 3,847 192 120,797 35 3,451 173 June 141,864 37 3,834 192 136,489 35 3,900 195 Before treatment Average 149,509 37 4,041 202 143,726 35 4,106 205 July Church Wall 156,622 37 4,233 212 143,362 35 4,096 205 August 134,028 37 3,622 181 126,565 35 3,616 181 September
  • the method for improving the reproduction ability of male mammals according to the present invention can improve the overall semen production and quality of male mammals, and minimize the decrease in reproduction ability against high temperature stress in the summer.

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Abstract

본 발명은 극미약광을 이용한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 극미약광은 가시광대역의 빛을 사용하나 시각적으로 인지되지 않는 미약한 형태로 전송되어 스트레스를 주지 않고, 장시간 안전하게 조사가 가능하여 수컷 포유류의 번식능력을 향상시킬 수 있다. 기존의 번식능력 향상을 위한 물질 급여 방법이 소모적으로 공급되고, 내성과 오남용으로 인한 환경오염문제를 일으키는 것과 달리, 본 발명은 장기간 사용이 가능하면서도 축산업의 지속가능성을 담보할 수 있는 유용한 대안 기술이다. 이는 간편하고 실용적이며 친환경적인 방법으로 스마트 파밍에 적용되어 안전하게 수컷 포유류의 번식능력을 개선시킬 수 있어 결과적으로 농가 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.

Description

극미약광을 이용한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법
본 발명은 극미약광을 이용한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법에 관한 것이다.
극미약광 (Ultra weak photon)이란, 가시광선 영역 (Visible Light spectrum)대의 다중 파장 (Polychromatic)을 지니며 그 세기가 일반 형광등 밝기의 1/500,000에 해당할 정도로 약한 빛을 의미한다.
극미약광은 생물학적발광 (Bioluminescence)에 비하여 최소 1,000배 약하므로 효율과 안전성이 탁월하다. 극미약광이 생물체에 영향을 미친다는 사실의 가능성은 1930년대 구소련의 Gurvich에 의해 처음으로 제기되었으며, 이후 독일의 광생물물리학자 Popp는 세포들간의 정보교환이 극미약광을 통하여 이루어진다는 실험적 결과를 발표하였다. 이러한 배경을 바탕으로 극미약광을 생명체에 조사하여 다년간 연구한 결과 그 안전성과 유용성이 확인되었다.
한편, 성숙이 완료된 동물들 중 수컷은 성욕과 교미능력을 갖고, 생존 및 수정력을 갖춘 정자를 생산하여 암컷을 임신시킬 수 있는 능력을 갖는데, 이러한 번식능력이 일시적 또는 지속적으로 정지되거나 장해를 받는 상태를 번식장해라고 한다. 그 중에서도 체온조절은 수컷번식능력에 지대한 영향을 미치는 것으로 알려졌다.
특히, 돼지는 체온이 평균 39℃ 정도로 높고, 두꺼운 피하지방층을 가지며, 땀샘이 없어서 겨울철의 추위는 어느 정도 이겨내지만, 환경온도가 25℃ 이상으로 높아지게 되면 체내의 호르몬 조절기능이 약해져 고온다습한 한국의 여름철 날씨에 극심한 고온 스트레스를 받는다. 하절기의 고온 스트레스는 생식기관에도 영향을 미쳐 이에 대한 증상으로 발정이 지연되거나 정액 생산량 및 품질이 급감하는 현상이 나타난다.
따라서, 포유류의 높은 번식 및 생산성을 위해서는 암컷의 건강이 양호해야 할 뿐만 아니라, 수컷의 정자 품질 역시 높아야 한다. 따라서, 전반적인 수컷의 정액 생산량 및 품질을 향상시키고, 하절기 고온 스트레스에 대한 번식능력 저하도 최소화시킬 수 있는 관리 방법이 필요한 실정이다.
이에, 본 발명자들은 친환경적이며 안전한 수컷 포유류의 번식능력 개선을 연구하던 중, 극미약광을 이용하면 수컷 포유류의 정액 생산량과 품질(농도, 응집, 정자 활력, 정자 생존율 등)이 현저히 향상되는 등 극미약광을 조사 (照射)하는 비침습적인 방법을 통해 수컷 포유류의 번식능력이 현저히 개선됨을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 극미약광을 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 극미약광을 인간을 제외한 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법을 제공한다.
본 발명의 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법에 있어, 상기 극미약광은, 바람직하게 300 내지 870nm의 파장을 갖는 것이 좋다.
본 발명의 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법에 있어, 상기 극미약광은, 바람직하게 10 -18 내지 10 -13 W/cm 2의 세기를 갖는 광원을 사용한 것이 좋다.
본 발명의 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법에 있어, 상기 극미약광은, 바람직하게 24시간/일로 조사하는 것이 좋다.
본 발명의 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법에 있어, 상기 극미약광은, 바람직하게 수컷 포유류의 정액 생산량 및 품질을 증가시키는 것이 좋다. 이때, 상기 수컷 포유류는, 바람직하게 고온 스트레스를 받은 수컷 포유류일 수 있다. 이때, 상기 수컷 포유류는, 일 예로 돼지, 염소, 양, 젖소, 소, 말, 사슴, 노루, 개, 고양이, 쌍봉낙타, 코뿔소, 하마, 기린, 코끼리, 곰, 호랑이, 사자, 표범, 하이에나, 오소리, 여우, 늑대, 족제비, 쥐, 다람쥐, 햄스터, 기니피그, 비버, 토끼, 코알라, 캥거루, 원숭이, 침팬치 및 우랑우탄 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법에 있어, 상기 극미약광은, 바람직하게 수컷 포유류로부터 1 내지 5m 거리에서 조사하는 것이 좋다.
한편, 본 발명은 극미약광을 인간을 제외한 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 수컷 포유류의 정자 또는 정액 생산량 증대 방법을 제공한다.
한편, 본 발명은 극미약광을 인간을 제외한 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 수컷 포유류 유래 정액 폐기 저감방법을 제공한다.
본 발명에 따른 극미약광은 가시광대역의 빛을 사용하나 시각적으로 인지되지 않는 미약한 형태로 전송되어 스트레스를 주지 않고, 장시간 안전하게 조사가 가능하여 수컷 포유류의 번식능력을 향상시킬 수 있다. 기존의 번식능력 향상을 위한 물질 급여 방법이 소모적으로 공급되고, 내성과 오남용으로 인한 환경오염문제를 일으키는 것과 달리, 본 발명은 장기간 사용이 가능하면서도 축산업의 지속가능성을 담보할 수 있는 유용한 대안 기술이다. 이는 간편하고 실용적이며 친환경적인 방법으로 스마트 파밍에 적용되어 안전하게 수컷 포유류의 번식능력을 개선시킬 수 있어 결과적으로 농가 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 극미약광을 발생시키는 광조사기 (PHOTONIA)를 돈사에 설치한 사진이다.
본 발명은 극미약광을 인간을 제외한 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법을 제공한다.
상기 극미약광은 생명체에 유용한 광의 일종으로, 상기 생명체에 유용한 광이란 생명체에 입사되어 생체대사의 활성화, 면역력의 증진, 세포 발육의 증강 등과 같이 생명체에 긍정적인 영향을 미치는 광을 의미한다. 상기 극미약광은 다색성 (polychromatic), 동조성 (coherence), 가시광선 영역 (visible range), 편광성 (polarized) 등과 같은 특징을 가지고 있다.
살아 있는 생명체에서 발생하는 극미약광은 세기가 매우 약하여 Ultra weak photon emission 또는 Biophton emission (생체광자)이라 한다. 생체광자의 발생 현상은 생명체의 정상적인 대사 과정에서 발생하는 반응 산소 종 (reactive oxygen species)과 관련이 있다. 이러한 반응 산소 종은 산소의 정상적인 신진 대사의 자연 부산물로 형성되며, 세포 신호 전달과 항상성에 중요한 역할을 수행한다.
생명체에 영양소가 소화·흡수되고, 산소가 흡입되면, 생명체에 흡수된 영양소와 흡입된 산소는 온몸의 조직 세포로 운반된다. 조직 세포로 운반된 영양소와 산소를 기반으로 세포 내의 미토콘드리아는 ATP (adenosine triphosphate) 에너지를 얻게 된다. 이러한 ATP 에너지를 통해 생명체는 단백질 (효소, 호르몬 등)의 생산, 항상성의 유지, 대사 조절과 면역 기능의 수행, 활성산소 조절 등을 하게 된다. 이에 따라, 극미약광을 생명체에 조사하게 되면, 미토콘드리아 내에서 ATP 에너지를 생산하는 전자 전달계 (electron transfer system, ETS)에 전자를 제공하여 ATP 에너지 생산을 증가시킬 수 있고, 전자를 제공하는 것은 전자 전달계 (ETS)에서 발생하는 반응 산소 종의 발생을 감소시킬 수 있다. 즉, 생체광자와 유사한 특징을 나타내는 극미약광을 생명체에 조사하게 되면, 생명체에 조사된 극미약광과 생명체 간의 공명 흡수를 통해 생명체에 전달되어 생명체 내에서 활용되게 된다.
본 발명에 있어, 상기 극미약광은 300 내지 870nm의 파장을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 극미약광은 380 내지 780nm의 파장을 가지며, 피크 파장 (peak wavelength)은 704.47nm, 중심 파장 (centroid wavelength)은 676.10nm, 주파장 (dominant wavelength)은 588.45nm임을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어, 상기 극미약광은 10 -18 내지 10 -13 W/cm 2의 세기를 갖고, 더욱 바람직하게는 10 -15 내지 10 -13 W/cm 2의 세기를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 극미약광은 상기 세기를 만족하고, 부작용없이 장기간 조사될 수 있다면 그 광원의 종류를 제한없이 포함할 수 있고, 바람직하게는 광선요법에 사용되는 레이저, LED 광원 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어, 상기 극미약광은 24시간/일로 조사하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어, 상기 극미약광은 바람직하게 수컷 포유류로부터 1 내지 5m 거리에서 조사하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어, 상기 극미약광은 정자 생산량 및 품질을 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 정자 품질은 정자의 농도, 응집, 정자 활력, 정자 생존율 등을 의미하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 수컷이 고온 스트레스에 노출되거나 몸에 열이 있다면 정액량이 줄고 정액 품질도 저하되는 것은 일반적으로 알려진 사실이다. 특히, 웅돈은 하절기에 정액량과 정액 농도가 감소하고, 특히 정액의 생존율과 활력은 8월이 가장 낮다고 알려져 있어, 하기 실험에서는 대표적으로 웅돈을 이용하여 번식능력을 조사하였다.
따라서, 본 발명의 극미약광은 24시간, 12개월 동안 조사하여 정자생산성 및 품질을 증진함으로써, 번식능력 개선 효과를 달성할 수 있으나, 특히 고온 스트레스를 받은 수컷 포유류에 조사하여 정자 생산량 및 품질을 증가시키는 효과를 달성할 수 있다. 상기 고온 스트레스는 환경온도 25℃ 이상에 의해 수컷 포유류가 받는 스트레스를 의미한다.
이때, 상기 수컷 포유류는, 일 예로 돼지, 염소, 양, 젖소, 소, 말, 사슴, 노루, 개, 고양이, 쌍봉낙타, 코뿔소, 하마, 기린, 코끼리, 곰, 호랑이, 사자, 표범, 하이에나, 오소리, 여우, 늑대, 족제비, 쥐, 다람쥐, 햄스터, 기니피그, 비버, 토끼, 코알라, 캥거루, 원숭이, 침팬치 및 우랑우탄 중 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한없이 적용이 가능하다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 극미약광을 24시간/일로 웅돈에 조사하여 정액의 생산량이 감소하는 8월 하절기에 정액 생산량이 평균 8.73병/채취 당 증가하고, 처리기간(8월~11월) 전체로는 평균 3.75병/채취 당 증가함을 확인하고 있다. 또한, 극미약광 조사후 대조구에 비하여 총 정자수, 두수별 총 정자수가 증가하고, 우수한 정액 생산에 따른 정액 폐기 비율이 현저히 감소하였다.
즉, 본 발명에 따른 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법은 생체 조사 시 단시간 동안만 이용될 수 있는 다른 광원과 달리 하루 24시간 사용이 가능하여, 친환경적이며 안전하게 수컷 포유류의 번식능력을 개선할 수 있어 결과적으로 새끼의 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 극미약광을 인간을 제외한 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 수컷 포유류의 정자 또는 정액 생산량 증대 방법 또는 수컷 포유류 유래 정액 폐기 저감방법을 제공한다.
이하, 하기의 실험예 및 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실험예 및 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 예시의 목적으로 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 범위가 이에 한정되지는 않는다.
[실시예 1 내지 3: 본 발명의 극미약광의 광원 선정]
웅돈에게 조사하기 위한 최적의 광원을 선정하기 위하여, 서로 다른 3종류 극미약광 광원의 분광분석을 수행하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3
Type CFL LED LED
Spectral range 380~780nm 380~780nm 380~780nm
Dominant WL 585.13nm 588.45nm 587.83nm
Irradiance 4.282 10 -10W/cm 2 52.39 10 -10W/cm 2 29.06 10 -10W/cm 2
광속유지율 85% 90% 90%
광효율 64.50lm/W 85lm/W 80lm/W
상기 결과를 토대로, 380 내지 780nm의 파장을 주파장으로 하며, 광속유지율이 90% 및 광효율이 85lm/W로 가장 높은 실험예 2의 변조된 LED 극미약광을 선정하여 웅돈 사육에 사용하였다.
이때, 상기 실시예 1 내지 3의 광원은 스펙트로미터를 이용하여 값을 측정하기에는 강도(irradiance)가 매우 미약하여, 광조사기 끝 단면의 2cm 앞에서 측정한 값으로 강도 값을 측정하였다. 한편, 빛의 강도는 (거리) 2에 반비례하여 감쇠가 일어나므로, 실제 돈사에 설치 시에는 광조사기가 수컷 포유류으로부터 약 2m 반경에 설치되는바, 최종 광원의 세기는 1×10 -15 내지 10 -13 W/cm 2임을 확인하였다.
[실시예 4: 수컷 포유류에 극미약광 조사]
웅돈은 렌드레이스 (landrace) 품종의 웅돈을 사용하였으며, 2018년 7월 1일부터 11월 30일까지 AI 센터 (돼지인공수정센터, 충북 충주시 소재)의 웅돈사에서 사육하였다. 본 발명의 극미약광을 발생시키는 광조사기 (PHOTONIA; Biolight, Korea)를 별도 거치대, 급이 파이프 및 천정 구조물 등을 활용하여 웅돈사에 2두 당 1대씩 설치하였다. 광조사기와 함께 별도의 개별 차단기 (220v/60Hz)를 설치하였다. 광조사기를 돈사에 설치한 모습을 도 1 내지 도 2에 나타내었다.
웅돈은 대조군 37두, 실험군 15두로 나누어 실험하였다. 실험군에는 실시예 2의 극미약광을 하루 기준 24시간 내내 계속하여 실험 기간 동안 조사하였고, 웅돈으로부터 광조사기의 거리 (조사 거리)는 약 2m 이내를 유지하였다.
[실험예 1: 극미약광 조사 전후 수컷포유류의 번식능력 분석 - 2018년 8월]
상기 실시예 4의 방법으로 사육한 웅돈의 정액량, 농도, 응집에 따른 번식성적을 확인하여 극미약광 조사에 따른 번식능력을 분석하고자 하였으며, 결과를 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다. 한편, N수는 대조군 및 실험군 각각의 정액 채취횟수에 따른 것이다.
집단 통계량
N 평균 표준화 편차 표준오차 평균
정액량 실험군 58 222.24 68.333 8.973
대조군 165 176.88 68.507 5.333
농도 실험군 58 8.40 3.072 0.403
대조군 165 9.60 4.435 0.345
응집 실험군 58 2.78 0.497 0.065
대조군 165 2.79 0.649 0.050
제조병수 실험군 58 65.78 22.174 2.912
대조군 165 57.05 22.293 1.735
독립표본 검정
Levene의 등분산 검정 평균의 동일성에 대한 T 검정
F 유의 확률 t 자유도 유의 확률 (양측) 평균 차이 표준 오차 차이 차이의 95% 신뢰구간
하한 상한
정액량 등분산을 가정함 0.182 0.670 4.340 221 0.000 45.357 10.451 24.761 65.952
등분산을 가정하지 않음 4.345 100.051 0.000 45.357 10.438 24.648 66.065
농도 등분산을 가정함 9.893 0.002 -1.902 221 0.058 -1.198 0.630 -2.440 0.043
등분산을 가정하지 않음 -2.257 144.206 0.026 -1.198 0.531 -2.248 -0.149
응집 등분산을 가정함 3.458 0.064 -0.193 221 0.847 -0.018 0.094 -0.203 0.166
등분산을 가정하지 않음 -0.219 129.510 0.827 -0.018 0.083 -0.181 0.145
제조병수 등분산을 가정함 0.297 0.587 2.568 221 0.011 8.727 3.398 2.030 15.425
등분산을 가정하지 않음 2.575 100.299 0.011 8.727 3.390 2.003 15.452
표 2 및 표 3에 나타낸 바와 같이, 극미약광 조사 후 8월달 정액 생산량 및 품질이 현저히 향상됨을 확인하였다. 특히, 정액 생산량이 평균 8.73병/채취 당 증가함을 확인하였다.
[실험예 2: 극미약광 조사 전후 수컷 포유류의 번식능력 분석 - 2018년 8월~11월]
상기 실시예 4의 방법으로 사육한 수컷 포유류의 정액량, 농도, 응집에 따른 번식성적을 확인하여 극미약광 조사에 따른 번식능력을 분석하고자 하였으며, 결과를 하기 표 4 및 표 5에 나타내었다. 한편, N수는 대조군 및 실험군 각각의 정액 채취횟수에 따른 것이다.
집단통계량
처치대조군 N 평균 표준화 편차 표준오차 평균
정액량 실험군 244 237.90 76.419 4.892
대조군 622 201.17 77.150 3.093
농도 실험군 244 7.95 3.063 0.196
대조군 622 9.29 4.318 0.173
응집 실험군 244 2.75 0.502 0.032
대조군 622 2.87 1.362 0.055
제조병수 실험군 244 66.26 22.776 1.458
대조군 622 62.51 24.094 0.966
독립표본 검정
독립표본 검정
Levene의 등분산 검정 평균의 동일성에 대한 T 검정
F 유의확률 t 자유도 유의 확률 (양측) 평균 차이 표준 오차 차이 차이의 95% 신뢰구간
하한 상한
정액량 등분산을 가정함 0.020 0.888 6.319 864 0.000 36.730 5.812 25.322 48.138
등분산을 가정하지 않음 6.346 448.129 0.000 36.730 5.788 25.354 48.105
농도 등분산을 가정함 32.091 0.000 -4.419 864 0.000 -1.337 0.303 -1.931 -0.743
등분산을 가정하지 않음 -5.111 621.708 0.000 -1.337 0.262 -1.851 -0.823
응집 등분산을 가정함 1.434 0.231 -1.275 864 0.203 -0.114 0.089 -0.290 0.062
등분산을 가정하지 않음 -1.801 861.572 0.072 -0.114 0.063 -0.238 0.010
제조병수 등분산을 가정함 0.005 0.943 2.090 864 0.037 3.747 1.793 0.229 7.265
등분산을 가정하지 않음 2.142 467.910 0.033 3.747 1.749 0.310 7.184
표 4 및 표 5에 나타낸 바와 같이, 극미약광 조사 후 8월~11월달 정액 생산량 및 품질이 현저히 향상됨을 확인하였다. 특히, 정액 생산량이 평균 3.75병/채취 당 증가함을 확인하였다.
[실험예 3: 극미약광 조사 전후 수컷 포유류의 번식능력 분석 - 2019년 01월~11월]
웅돈은 렌드레이스 (landrace) 품종의 웅돈을 사용하였으며, 2019년 01월 1일부터 11월 30일까지 AI 센터 (돼지인공수정센터, 충북 충주시 소재)의 웅돈사에서 사육하였다. 본 발명의 극미약광을 발생시키는 광조사기 (PHOTONIA; Biolight, Korea)를 별도 거치대, 급이 파이프 및 천정 구조물 등을 활용하여 웅돈사에 1두 당 1대씩 설치하였다.
웅돈은 대조구 35두, 실험구 37두로 나누어 실험하였다. 실험구는 실시예 2의 극미약광을 하루 기준 24시간 내내 계속하여 실험 기간 동안 조사하였고, 웅돈으로부터 광조사기의 거리 (조사 거리)는 약 2m 이내를 유지하였다. 극미약광 처리에 따른 정액 생산량 및 정액 폐기 비율을 측정한 결과를 하기 표 6 및 표 7에 나타내었다. 대조구는 일반적으로 농가에서 사용되는 일반광원을 처리한 것이다.
정액 생산 결과
처 치 구 대 조 구
월 총정자수 두수 두수별 총정자수 두수별 제조병수 총정자수 두수 두수별 총정자수 두수별 제조병수
1월 135,470 37 3,661 183 134,127 35 3,832 192
2월 146,516 37 3,960 198 137,171 35 3,919 196
3월 164,897 37 4,457 223 176,085 35 5,031 252
4월 165,961 37 4,485 224 157,689 35 4,505 225
5월 142,343 37 3,847 192 120,797 35 3,451 173
6월 141,864 37 3,834 192 136,489 35 3,900 195
처치 전 평균 149,509 37 4,041 202 143,726 35 4,106 205
7월 처치월 156,622 37 4,233 212 143,362 35 4,096 205
8월 134,028 37 3,622 181 126,565 35 3,616 181
9월 173,377 37 4,686 234 128,614 35 3,675 184
10월 140,156 37 3,788 189 114,171 35 3,262 163
11월 135,022 37 3,649 182 123,774 35 3,536 177
처치 후 평균 145,646 37 3,936 197 123,281 35 3,522 176
정액 폐기 비율
　 실험구 대조구
처치 전 845 case n=37 795 case n=35
11 case (1.3%) n=7 (18.9%) 11case (1.4%) n=7 (20%)
처치 후 410 case n=37 344 case n=35
7 case (1.7%) n=4 (10.8%) 15case (4.4%) n=9 (25.7%)
표 6 및 표 7에 나타낸 바와 같이, 극미약광을 웅돈에 조사한 결과 7, 8월 혹서기로 인한 계절스트레스 영향으로 정액의 활력저하로 폐기되는 정액비율이 대체적으로 상승하나, 실험구는 410케이스 중에 7케이스로 1.7%만이 폐기되었으며, 37두 가운데 4두에서만 폐기하는 결과가 나타났다. 반면에 대조구에서는 344케이스 중 15케이스, 35두 중에서 9두에서 정액폐기가 발생하였다. 이는 대조구에서 건강이상개체와 활력저하 정액 생산이 더 많이 발생함을 의미하는 것이다.
상기에서 확인한 바와 같이, 본 발명에 따른 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법은 전반적인 수컷 포유류의 정액 생산량 및 품질을 향상시키고, 하절기 고온 스트레스에 대한 번식능력 저하를 최소화시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 장기간 안전하게 사용할 수 있고, 지속적인 조사가 가능한 극미약광을 이용함에 따라 농장인원의 노동력을 낮추면서 수컷 포유류의 번식능력을 현저히 개선시켜, 경제적이면서도 친환경적으로 양돈 생산성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

Claims (10)

  1. 극미약광을 인간을 제외한 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극미약광은,
    300 내지 870nm의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 극미약광은,
    10 -18 내지 10 -13 W/cm 2의 세기를 갖는 광원을 사용한 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 극미약광은,
    24시간/일로 조사하는 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 극미약광은,
    수컷 포유류의 정액 생산량 및 품질을 증가시키는 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수컷 포유류는,
    고온 스트레스를 받은 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수컷 포유류는,
    돼지, 염소, 양, 젖소, 소, 말, 사슴, 노루, 개, 고양이, 쌍봉낙타, 코뿔소, 하마, 기린, 코끼리, 곰, 호랑이, 사자, 표범, 하이에나, 오소리, 여우, 늑대, 족제비, 쥐, 다람쥐, 햄스터, 기니피그, 비버, 토끼, 코알라, 캥거루, 원숭이, 침팬치 및 우랑우탄 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 극미약광은,
    수컷 포유류로부터 1 내지 5m 거리에서 조사하는 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 수컷 포유류의 번식능력 개선 방법.
  9. 극미약광을 인간을 제외한 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 수컷 포유류의 정자 또는 정액 생산량 증대 방법.
  10. 극미약광을 인간을 제외한 수컷 포유류에 조사하는 단계;를 포함하는 수컷 포유류 유래 정액 폐기 저감방법.
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