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제목 뒤영벌의 인공수정법 - 정자 채취법
등록자 윤형주
첨부파일 정자 채취법.pdf

  공수정에 있어서 가장 중요한 요소는 정자 채취에 있다. 꿀벌의 경우, 1마리의 수벌이 약 1000만 마리의 정자를 가지고 있으며, 정자 채취에 있어서도 뒤영벌에 비해 상대적으로 쉬운 장점을 가지고 있다(Ruttner, 1976; Schley, 1987). 즉 살아있는 수벌의 복부를 눌러 복부파열로 정자와 점액이 도출되면 우유빛 점액위에 떠 있는 갈색부분의 정자만을 채취하면 되지만, 반면에 뒤영벌 수벌은 꿀벌보다는 크기는 하지만 정자수가 40만-60만으로 꿀벌 수벌 정자수의 1/10 정도밖에 되지 않는다(Rőseler, 1973; Dechateau and Marien, 1995, Baer and Schmid-Hempel, 2000). 정자채취 또한 해부를 해서 생식기를 떼어내고, 거기에서 정소낭을 분리해서 정자를 채취하는 복잡한 단계를 거친다. 즉 정자를 채취하기 위해 먼저, 뒤영벌의 수벌을 탄산가스를 이용하여 마취시킨 후, 해부하여 생식기를 분리시킨 다음, 분리된 생식기로부터 정자를 채취하는 방법이 이용되어왔다. 그러나 이와 같은 정자 채취방법은 다음과 같은 문제점들이 있었다. 첫째, 수벌을 탄산가스 등을 이용하여 마취시킨 후 해부하여 생식기를 분리시켜 정자를 채취하게 됨으로써, 정자를 채취하는데 많은 시간이 소요되고, 둘째, 수벌의 마취 후 해부과정을 거치면서 정자의 활성도가 떨어질 뿐 아니라, 정자가 오염될 우려가 있었다. 그러나 새로 개발된 생식기 돌출 방법으로 뒤영벌 정자를 채취할 경우, 시간을 훨씬 단축함과 동시에 정자의 활성을 유지할 뿐 만 아니라 정자의 오염을 줄일 수 장점을 가짐으로서 우량형질의 뒤영벌을 확보 할 수 있을 것으로 생각된다. 특히 교미율이 약한 토종 호박벌의 경우에는 이 방법으로 정자를 채취하여 인공수정을 하면 교미율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 우량형질의 호박벌도 확보, 공급할 수 있게 되어 시설재배농가의 품질향상 및 생산비 절감의 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

 

1. 수벌 복부압박에 의한 생식기 돌출 및 생식기 분리단계

  뒤영벌 인공수정시 가장 중요한 뒤영벌 정자 채취를 기존의 해부에 의한 것이 아니라 생식기 돌출에 의해 생식기를 분리하는 방법은 시간을 단축함과 동시에 정자의 활성을 유지할 뿐 만 아니라 정자의 오염을 줄일 수 있는 장점을 가진다. 뒤영벌 수벌은 우화 6일 이후부터 정자가 정소관(또는 수정관 Vas deferentiae)으로 이동하여 정소관은 커지고 고환은 작아지며, 각 정소관의 중간부분은 결국 두꺼워지고, 성숙한 정자를 위한 저장기관으로서 제공되는 정소낭(Accessory testis)을 형성한다. 또한 정소관에서 정자수는 우화 13일 동안은 증가하지만 그 후부터는 감소를 한다(Dechateau and Marien, 1995). 따라서 정자채취를 위한 뒤영벌 수벌은 우화 6일에서 20일 사이의 성적으로 숙성된 것을 고른 다음(Tasei et al., 1998; Yoon et al., 1999a; Yoon et al., 2007a; Yoon et al., 2008a), 오른손으로 수벌 머리를 잡는다. 한편 왼손으로 수벌복부를 압박하면서 생식기를 돌출시킨다(그림 8). 생식기 돌출 시에 너무 강하게 수벌복부를 압박하면 내부 기관들이 파괴되어 외부로 나올 경우가 생겨 오염 등의 문제가 생길 수 있으므로 천천히 눌러준다.

2. 분리된 생식기에서 정소낭이 붙어있는 정소관 분리단계

  이 단계는 돌출된 수벌의 생식기부분을 핀셋으로 분리하고(그림 9와 그림 10), 분리된 생식기에서 정소낭(Accessory testis)이 붙어있는 코일모양의 정소관(Vas deferens)을 가는 핀셋으로 떼어 분리하는 과정이다(그림 11).

3. 정소관에서 정소낭 분리단계

  이 단계는 코일 모양으로 정소관에서 정소낭을 가는 핀셋이나 예리한 칼로 분리한 다음 정소낭 위쪽부분을 고정시켜서 바깥쪽으로 정자를 쏟아 모으는 과정이다. 즉 정소낭을 코일 모양으로된 정소관에서 가는 핀셋이나 예리한 칼로 분리한다(그림 12). 이때 분리된 정소낭(그림 13)은 혈액이나 주변의 조직들과 섞여 있기 때문에 이를 제거하기 위해 염류수용액인 Insect ringer 용액 등으로 세척함으로써, 정소낭을 깨끗한 상태로 유지하게 할 수 있다. Insect ringer 용액은 곤충의 신경, 근육 등의 표본을 담가 놓고 정상 상태로 장기간 유지하기 위해 만든 염류수용액으로서 곤충의 체액과 같은 이온조성, 삼투압을 갖는 용액을 말한다.

4. 정자 수집 및 채취 단계

  정자수집단계는 정소낭 분리단계에서 분리시킨 정소낭으로부터 정자들을 모으는 단계로서 정소낭을 Insect ringer 용액에 씻은 다음, 용액이 들어있는 글라스 위에 놓고 왼쪽 손의 핀셋으로 한쪽 끝부분을 고정시킨다(그림 14). 동시에 오른쪽의 핀셋으로 꼬여있는 정소낭을 길게 늘이면서 위쪽을 고정시킨 부분부터 조심스럽게 밀어 잘라진 정소낭의 바깥쪽으로 정자들을 쏟아 모은다(그림 15). 마지막 단계인 정자 채취단계는 모아진 정자들을 완충용액이 들어 있는 주사기로 빨아들임으로 이루어진다(그림 16과 그림 17). 이상과 같이 새로 개발한 위의 정자채취법는 수벌이 살아 있는 상태에서 복부파열을 통해 생식기를 분리단계, 정소관 분리단계, 정소낭 분리단계, 정소낭 세척단계, 정자수집 단계 그리고 마지막 단계인 정자 채취단계를 거치게 된다( 그림 18). 이와 같은 방법은 기존의 해부법보다 짧은 시간에 손쉽고 간편하게 채취함으로서 정자의 활성도를 높게 유지할 수 있고, 오염이 적은 우량 형질의 정자를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 결국에는 우량형질의 화분매개곤충 뒤영벌을 확보하여 공급할 수 있게 되어 시설재배농가의 과실 품질향상 및 생산비 절감의 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

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