아메리카동애등에 성충은 음식물 폐자원 등 유기물이 있는 곳에 알을 낳는 습성이 있다. 대부분의 농가는 음식 물폐자원을 가공한 단미사료(습식사료)를 유인배지로 활용하여 그 위에 플로랄폼(오아시스)를 놓고 알을 받는 다. 그러나 플로랄폼은 재사용이 불가하고 생분해되지 않는 환경폐기물로서 처리가 곤란하며 포름알데하이드, 카본 블랙 등의 발암물질을 함유한 것으로도 알려져 있다. 이에 본 연구는 먹이원 자체를 활용하여 폐기물이 발생하지 않는 친환경 산란받이를 개발하였으며 일회용으로 사용되는 플로랄폼을 대체하였다. 먹이원으로 활 용할 수 있는 습식사료와 건식사료를 주재료로 하여 제작하며, 습식사료(수분60~80%)와 건식사료(1~10%)를 1:0.5~1 비율로 혼합한 사료 혼합물과 보조첨가제와 물을 포함하여 제작한다. 친환경 산란받이는 기존 플로랄폼 대비 산란율이 34% 증가하였으며 구매비용 또한 75% 절감하였다.

아메리카동애등에(H. illucens)는 음식물 폐기물 등 유기성 폐자원을 효율적으로 처리할 수 있는 능력을 가지 고 있어 전세계적으로 주목받고 있는 환경정화 곤충이다. 하지만 유기성 폐자원을 처리 시 가장 큰 문제는 아메리 카동애등에가 먹이인 유기성 폐자원을 소화시킬 때 발생되는 악취이다. 국내에서 현재 아메리카동애등에를 사육하고 있는 농가는 223호로 조사되고 있지만 이중 악취발생 저감장치 등을 설치한 농가는 10%가 안되는 것으 로 생각된다. 따라서 국내에서 동애등에 먹이로 가장 많이 사용되는 습식사료를 먹이로 사용하였을 때 농가 사육 장 안에서 발생되는 복합악취와 지정악취 22종에 대하여 분석하였다. 그 결과, 복합악취는 249배였으며, 지정악 취는 22종 중 7종(암모니아, 메틸메르캅탄, 트라이메틸아민, 아세트알데하이드, 프로피온알데하이드, 뷰틸알 데하이드, i-발레르알데하이드)가 검출되었다. 이중 가장 높은 농도를 나타낸 악취물질은 암모니아로 98.4ppm 이 분석되었다. 또한, 아메리카동애등에를 사육 시 가장 많이 발생되는 암모니아의 발생시기는 사육초기인 1~4 령보다 5령 이후 전생육기 중의 대부분을 발생시키는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 암모니아 저감을 위한 적정시기를 설정하는데 도움이 될 것으로 생각된다.

이 연구에서 채집된 아메리카동애등에의 성충은 원산지의 성충과 그 크기가 비슷했다. 체형에서 가장 큰 차이점을 보이는 부분은 더듬이 바깥쪽 (antenna 2) 길이이며, 그 다음으로는 머리넓이 (head width), 복부넓이 (abdomen width) 등의 순으로 나타났다. 이 연구결과는 유기물 분해와 분변토 생산의 우수개체를 선발하는데 기초자료가 될 것이다. 국내 51개 조사지역 중, 22개 지역에서 아메리카동애등에가 출현했으며 위경도 및 고도 등 지리적 특성보다는 유기물의 존재에 더 영향을 받는 것으로 생각된다. 이 곤충의 발생현황은 유기성 폐자원의 선순환 구조를 파악할 수 있는 지표로 사용될 수 있을 것이다.

외래생물인 아메리카동애등에는 뛰어난 유기물분해능으로 주목받아왔다. 이에 우리는 한국내 분포상과 유전적 다양성을 알아보기 위해 전국적으로 채집하여 미토콘드리아의 사이토크롬 C 산화효소 1 (CO1) 유전자를 이용해 집단유전학분석을 실시하였다. 그 결과 이 곤충은 한국에 성공적으로 정착한 것으로 보이며 10개의 미토콘드리아 유전자형이 있었고 개체군 간 분화가 뚜렷했다. 이 결과는 국내정착한 아메리카동애등에가 특정 유전자형의 모계만이 도입된 후 지역 간 분산이 제한적임을 나타내는 것으로, 이는 이들의 단거리 비행 경향에 기인한 것으로 추정된다.

아메리카동애등에(Hermetia illucens)를 대량사육하기위해 발육 기간 동안 음식물건조사료를 주성분으로한 먹이로 조성을 달리하여 사육하였다. 먹이조성비율은 산란된 알의 부화유도배지, 부화유충 1, 2단계 먹이로 서로 다르게 제작하였다. 부화유도배지는 육성돈사료와 물을 4 : 6의 비율로 혼합하고 상부에 밀기울을 3 ㎝ 두께로 덮었다. 부화유충 1단계먹이는 음식물건조사료(50%), 맥주박(40%), 밀기울(9%)에 당밀과 발효액을 각각 0.5%씩 혼합하였고 부화유충 2단계먹이는 음식물건 조사료(99%)에 당밀과 발효액을 0.5%씩 혼합하였다. 부화유충먹이의 함수율은 약 60%로 제작하였다. 부화유도배지에서 동애등에유충은 부화 후 3일간 사육한 후 유충 1단계 먹이로 7 ~ 8일간 사육하였고 2단계 먹이로 6 ~ 7일간 사육하였다. 사육한 종령 및 번데기는 수확하기 전 2일 동안 먹이를 공급하지 않았다. 동애등에유충과 번데기를 수확하기위해 진동채로 분변을 분리하여 수확하였다.

아메리카동애등에(Hermetia illucens) 유충 및 번데기를 대량사육하여 가축사료로 활용하기위해 성충사육상과 산란처의 산란조건을 비교 조사하였다. 성충사육상은 재질에 관계없이 가로, 세로, 높이 2 m 이상의 사육상에서 주당 성충 20,000개체를 투입하여 2일간 채란한 난괴수가 평균 628.0 ~ 648.0개 이었고 1.8 ~ 1 m의 사육상에서는 86.7 ~ 418.7 난괴로 적었다. 산란처를 골판지로 사용하였을 때 41.0 ± 37.7난괴를 산란하였고 플로랄폼에는 326.6 ± 68.4난괴, 녹색테이프를 붙인 골판지는 135.2 ± 41.5난괴를 산란하여 녹색의 산란처를 선호하는 것으로 조사되었다. 골판지에 플로랄폼을 덧씌운 산란처에는 평균 57.7개로 플로랄폼의 64.7개와 유사하게 산란하였다. 산란처의 산란홀 직경은 4 ㎜에서 평균 48.2난괴를 산란하여 직경 6 ㎜의 29.0난괴보다 많았다.

아메리카동애등에(Hermetia illucens)를 육계사료로 활용하기 위해 음식물건조사료, 임신돈사료, 호프박을 이용하여 사육하였다. 임신돈사료에 호프박을 0 ~100% 혼합하여 사육한 유충의 중량은 0.150 ~ 0.031g 으로 큰 차이를 보였다. 실험 종료 후 발육이 부진한 호프박 100%의 실험구에 음식물건조사료를 1주일간 공급하여 사육하면 0.031g에서 0.188g 으로 급격히 중량이 증가하였다. 음식물건조사료를 100, 80, 60, 40%로 사육한 결과 종령유충의 평균 중량은 각각 0.167, 0.125, 0.143, 0.125g 으로 조사되었다. 음식물건조사료 함량 20 ~ 100%에 임신돈사료와 호프박을 혼합하여 사육한 결과 사육초기에는 음식물건조사료의 함량이 높을수록 발육이 부진하였으나 종령시기에는 0.150 ~ 0.158g 으로 유사해졌다. 부화초기의 동애등에는 음식물건조사료보다 일반사료에서 발육이 우수하였고 10일가량 발육한 유충은 음식물건조사료 100%에서도 정상적으로 발육하였다. 동애등에 부화유충의 사료 섭식량은 임신돈사료와 음식물건조사료에서 각각 평균 0.68, 0.80g으로 조사되었다.

다양한 먹이 조건에서 생활하는 아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 장내 세균의 의존성을 가질 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 본 연구는 종령 유충의 소화관에 존재하는 세균을 분리, 동정하고 효소활성 및 항균 능력을 분석하였다. 종령 유충의 소화관은 몸 체장에 약 7 배의 길이를 나타냈다. 한 개체의 소화관 내 존재하는 세균 수는 5.0 x 10⁶ cfu로 98% 이상이 후장에 존재했다. 소화관에는 3 종류의 상이한 세균이 존재했고, 미생물 동정 장치는 이들이 각각 Morganella morganii, Providencia rettgeri 및 Bacillus halodurans로 동정하였다. 이들 소화관 세균을 16S rDNA 서열을 분석한 결과 이 외에 Proteus mirabilis, Providencia alcalifaciens, Providencia sp.를 검출하였다. 이들 장내세균은 항생제 내성을 보였고, 타 미생물의 성장을 억제하였다. 또한 섬유소, 지질, 단백질 및 탄수화물의 분해 능력을 보유하였다. 본 연구 결과들은 아메리카동애등에 소화관에 유용성이 높은 세균을 보유하고 있다고 제시하였다.

아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 대표적인 환경정화곤충으로, 우리나라 에는 1990년에 최초로 발견되어 보고(Kim, 1997)되어 외래종으로 취급되고 있는 종이다. 본 연구는 국립농업과학원에서 인공 사육중인 아메리카동애등에의 유전적 다 양성을 알아보기 위하여 인공 사육장에서 무작위로 성충 50개체를 채집하여 미토 콘드리아 DNA 중 CO1 유전자(cytochrome oxidase 1 gene)를 분석하였다. 아메리 카동애등에 CO1 specific primer set(BSFCO1-f:CAA CAA ATC ATA AAG ATA TTG GAA C, BSFCO1-r:GTC CGA AGA ATC AAA ATA AAT GYT G )를 이용 하였으며, gradient PCR test에서 44˚C부터 55˚C까지의 온도 범위에서 모든 primer 가 CO1 부위에 매우 효율적으로 결합(annealing)하였다. 분석결과 5개의 CO1 Haplotype이 존재했으며, 이 중에서 염기서열이 다른 뉴클레오사이트(informative nucleotide site)는 39로 나타났다. 실험 결과로 얻어진 CO1 염기서열은 유전자 은행(genbank)에 등록하였다 (Genbank Accession number: 2013년 CO1 sequence: KF500241-KF500308).

잡식성인 아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 최근 음식물 쓰레기를 처리하는 환경 정화용 곤충으로 알려져 있을 뿐만 아니라 항생물질을 분비하여 여러 방면에 산업적으로 이용될 가능성이 보이고 있다. 또한 대량적으로 사육이 가능하여 전 사육과정을 자동화하는 기반에서 생산화가 진행되고 있는데 이때 가동되는 기계에서 소음이 발생하게 된다. 곤충에게 소리는 주로 짝짓기나 보호를 위해 사용되기 때문에 이러한 소음은 곤충에게 스트레스로 작용될 수 있다. 본 실험은 동애등에 발육에 미치는 음파의 영향 평가는 최적의 발육 조건인 25℃와 광조건 8:16 h (L:D)에 실시되었다. 분석된 음파는 95 dB 조건에서 상이한 주파수(0-5,000 Hz)를 유충에 처리하였다. 주파수가 증가함에 따라 용화율과 우화율이 현격하게 낮아졌다. 다음으로 동일한 주파수(5,000 Hz)에서 소리세기(0-105 dB)를 다양하게 처리한 경우 85 dB 이상의 음파가 동애등에의 발육을 억제하는 것으로 나타났다. 본 연구는 또한 동애등에 발육에 영향을 주는 음파 조건(5,000 Hz, 95 dB)이 일부 면역 및 소화 유전자들의발현을 교란시켰다. 이상의 결과는 85 dB 이상 고주파 음파 처리가 동애등에의 발육에 영향을 주는 것으로 나타났다.

아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 대표적인 환경정화곤충으로, 본 연구는 대량 사육 시설 보급으로 인하여 발생할 가능성이 있는 생태계 위해성에 대한 영향 예측 및 저감방안 수립에 대한 다양한 연구를 수행하였다. 아메리카동애등에는 우리나라 전역에 분포하고 있었으며, 국내 토착종인 동애 등에 (Ptecticus tenebriefer)와 생태적지위(Ecological Niche)의 중첩도가 매우 높 은 종이며, 기타 파리류와 야생상태에서 산란지 및 서식지를 경쟁하는 관계로 조사 되었다. 구기(mouth part)는 흡취형(sponge type)으로 수분을 쉽게 섭취하기 구조이며, 소화기관은 퇴화되어 병원균을 매개할 가능성이 매우 낮다. 부산물로 발생하는 분변토는 다량의 질산성질소가 포함되어 있어 방치할 경우 하천에 유입되어 하천생태계에 영향을 줄 것으로 예측되었지만 식물의 성장을 촉 진 시키는 것으로 분석되었다. 생태적 지위가 중첩되는 종이 많으며, 야생상태에서 거미류 및 조류 등의 천적이 존재하며, 인간에게는 피해를 주기 않는 것으로 조사되었다. 대량 사육시 부산물로 발생하는 번데기 및 분변토는 다양한 용도로 대량 소비가 가능하기 때문에 대량 사육이 생태계에 큰 위해를 주는 요소는 없는 것으로 조사되 었다.

아메리카동애등에 (Hermetia illucens)와 동애등에 (Ptecticus tenebriefer)는 파 리목 동애등에과 (Family Stratiomyidae)에 속하는 곤충이다. 두종의 유충은 유기 물의 분해에 탁월한 능력을 가지고 있어서 환경 곤충으로 많은 주목을 받고 있다. 이 두 종의 미토콘드리아 CO1유전자의 haplotype의 다양성을 비교한 결과 도입 종인 아메리카동애등에의 haplotype은 10개로 매우 낮은 반면, 동애등에의 haplotype은 약 30개로 매우 높았다. 이러한 이유는 아메리카동애등에는 미국 원산으로 1990년대 말에 한국에서 도 입되었으며, 도입 과정 중 유전적 병목현상 (genetic bottleneck)을 겪은 것으로 생 각된다. 반면 동애등에는 국내 토착종으로서 국내 생태조건에 적응하여 진화한 결과로 외국에서 유입된 종 보다 매우 다양한 haplotype을 가지고 있는 것으로 생각된다.

본 연구는 인공 사육 시설에서 부산물로 발생된 아메리카동애등에 분변토의 식 물 성장 촉진 효과를 알아보기 위하여 분변토를 서로 다른 농도로 혼합한 토양에서 강낭콩(Phaseolus vulgaris L)을 재배하여 식물성장해석법(Plant Growth Analysis) 을 이용하여 평가하였다. 분변토 처리는 엽면적 성장은 6일째부터, 총건중량의 성장은 9일째부터촉진 되 었으며, 분변토를 25% 혼합했을 때보다는 50%로 혼합 했을 때 효과는 더 큰 것으 로 나타났다. 각 처리구 간의 순동화율(NAR)의 변화는 상대성장률(RGR)의 변화와 정상관관 계를 보였으며(Correlation: r=0.89 P<0.01), 상대성장률(RGR)과 엽면적비(LAR) 사이에는 약한 정상관관계(Correlation: r=0.09 p=0.66)가 나타났다. 따라서 상대성장률(RGR)에 영향을 미치는 두 가지 요소 중, 구조적인 면에서 관 계되는 엽면적비(LAR) 값에는 관계가 없으며, 기능적인 측면을 나타내는 순동화 율(NAR)의 변화에 영향이 있는 것으로 나타났다. 그러므로 아메리카동애등에 분변토 처리는 식물의 성장에 구조적인 측면에서 영향을 주어 성장을 촉진 하는 것으로 나타났다.

잡식성인 아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 최근 음식물 쓰레기를 처리하 는 환경 정화용 곤충으로 알려져 있을 뿐만 아니라 항생물질을 분비하여 여러 방면 에 산업적으로 이용될 가능성이 보이고 있다. 또한 대량적으로 사육이 가능하여 전 사육과정을 자동화하는 기반에서 생산화가 진행되고 있는데 이때 가동되는 기계 에서 소음이 발생하게 된다. 곤충에게 소리는 주로 짝짓기나 보호를 위해 사용되기 때문에 이러한 소음은 곤충에게 스트레스로 작용될 수 있다. 위 실험은 동애등에 발 육에 미치는 음파의 영향 평가는 최적의 발육 조건인 25oC와 광조건 8:16 h (L:D) 에 실시되었다. 분석된 음파는 95 dB 조건에서 상이한 주파수를 종령 유충에 처리 하였다. 주파수가 증가함에 따라 용화율과 우화율이 현격하게 낮아졌다. 다음으로 동일한 주파수(5000 Hz)에서 소리세기를 다양하게 처리한 경우 85 dB 이상의 음 파가 동애등에의 발육을 억제하는 것으로 나타났다. 실제로 동애등에 사육시설에 서 성장한 유충을 분석한 결과 대조구와 큰 차이 없이 용화와 우화를 할 것으로 나 타났다. 본 연구는 또한 동애등에 발육에 영향을 주는 음파 조건(5000 Hz, 95 dB)이 일부 면역 유전자의 발현을 현격하게 증가시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 85 dB 이상의 음파 처리가 동애등에의 발육에 영향을 주는 것으로 나타났다.