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.

아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 대표적인 환경정화곤충으로, 우리나라에는 1990년에 최초로 발견되어 보고(Kim, 1997)되어 외래종으로 취급되고 있는 종이다. 아메리카동애등에는 인공적으로 대량 사육이 가능하여 농가에 보급될 예정이다. 본 연구는 농업과학원 인공 사육 시설에서 발생된 분변토의 성분이 생태계 미치는 영향을 알아보기 위하여 생태독성평가(Acute toxicity test)를 수행하였다. Proteose media로 분변토 성분을 추출하여 인위적으로 침출수를 제조하여 Chlorella vulgaris(UTEX-2714, Chlorophyceae)의 Cell number 증가 여부를 72시간 동안 확인 하였다. 100% 농도에서는 C. vulgaris 성장을 억제하지만, 50% 이하 수준에서는 유의성 있는 영향은 없는 것으로 나타났다. 따라서 대량 사육시설에서 발생되는 분변토의 경우 사육시설 주변 하천으로 침출수 형태로 유입이 되더라도 큰 영향은 없을 것으로 추측된다.

트랜스페린은 척추동물 및 무척추 동물에 존재하는 다양한 기능을 가진 철 결합 단백질 중 하나이다. 현재까지 선천성 면역에서 트랜스페린의 역할이 제 안되었음에도 불구하고 감염기간동안 트랜스페린의 면역학적 역할은 보고된 바 없다. 본 연구에서는 누에로부터 트랜스페린(이하 BmTf)을 분리한 후 그 특성을 분석하였다. BmTf 프로모터 영역의 염기서열 분석을 통해 면역기능 조절을 담당하는 전사인자인 Nuclear factor κB(NF-κB)의 결합부위가 다수 존 재하고, 바이러스, 세균, 곰팡이 등 다양한 병원체와 반응한 누에에서 그 발현 량이 크게 증가하므로 선천성면역 관련 기능이 있음을 추정할 수 있었다. 또 한, 배큘로바이러스 발현계를 이용하여 생산된 재조합 BmTf 단백질은 이온 부착능력과 다양한 그람 양성 및 음성 세균에 대하여 항균활성을 나타냄을 확인하였다. 이상의 결과를 통해 BmTf는 곤충 체내에 병원체 감염시 병원체 제거에 중요한 역할을 하는 곤충의 선천성 면역관련 기능을 수행함을 확인할 수 있었다.

아세틸콜린에스테라제(ace)는 신경연접에서 흥분성 신경전달물질인 아세틸 콜론을 후신경연접으로부터 분해시킴으로서 곤충체내의 신경전달을 원활하게 해주는 기능을 하는 신경전달물질 분해효소이다. 이 효소는 해충방제라는 농 업분야에 있어서 유기인계와 카바메이트계 살충제의 목표물로 잘 알려져 있 으며, 해충방제를 목적으로 사용한 살충제들의 남용으로 인한 약제 저항성 문 제로도 잘 알려져 있다. 이 효소는 의학분야에 있어서도 아주 많은 연구의 대 상이다. 이 효소와 관련된 인간의 질병은 너무나 잘 알려진 치매와 연관이 있 다. 현재까지 치매의 종류는 몇 가지로 구분되어 지지만, 특히 많이 알려져 있는 것이 알쯔하이머형 치매이다. 이 알쯔하이머형 치매에는 현재 까지 3가 지의 가설이 있으며, 활발하게 그 원인과 발병기작 연구가 전 세계적으로 진 행 중이다. 3가지의 가설 중에서 ace와 관련된 가설이 cholinergic 가설이다. 이 cholinergic 가설의 주요 내용은 저농도의 살충제에 인간이 오랜 기간 동안 노 출이 되었을 경우에 생체내에서 조금씩 감소된 ace의 량이 되돌림 현상으로 작용되어 신경연접내에 정상보다 많은 ace가 발현되고, 그로 인해서 신경전달 물질이 정상보다 빨리 분해되어 신호전달에 문제가 발생됨으로 인해서 인지 능력저하와 기억력 저하와 같은 치매현상이 나타나게 된다는 내용이다. 그래 서 본 연구는 이와 같은 가설을 증명하기위해 초파리를 이용하여 ace를 과발 현 할 수 있는 형질전환 초파리를 제작하였고, 과발현시 나타나는 이상현상을 근신경연접에서 관찰 하였다.

This study was conducted to investigate the distribution pattern, ecological characteristics and life cycle of the Black Soldier Fly (Hermetia illucens, BSF). The BSF was widely distributed throughout Korea. The insect was mainly found in the vicinity of and in cattle sheds, manure sheds, living waste dump grounds, and food waste dump grounds. Developmental characteristics of the BSF are as follows: the egg was long oval shaped of 887 ㎛ in the major axis and 190 ㎛ in the minor axis, it weighed 24 ㎍. Female oviposited ca. 1,000 eggs on average, eggs hatched in 81 hours under laboratory condition (27℃, 60% R.H.). The duration of the larval stage was approximately 15~20 days. The size of the last instar larvae was 21 ㎜. The cuticle of the pupae gradually acquired red-brown color and the size of them was 19 ㎜. The pupal stage was shorter for females (16 days) than males (15 days). Adults were sized about 13~20 ㎜ long and black-colored. The life span of adult insects was 5~8 days for the first generation (June~July), 7~10 days for the second generation (Aug.~Sept.), and 13~18 days for the third generation (Sept.~Oct.). Mating started on the next day of emergence and actively occurred at the third day after emergence. Mating mostly occurred between 10:00 and 16:00 during which light intensity is highest. Egg-laying started on the third day and was most frequent from the fourth to the sixth day after emergence. Similar to mating time, females oviposited mostly between 10:00 and 16:00.

곤충 기능의 분자생물학적 해석 및 이용 분야의 주요 연구 소재로 초파리와 누에를 들 수 있다. 초파리는 타 곤충에 비해 세대가 짧고 형질 변이체를 많이 보유하고 있어 과거 100여년 동안 유전학, 발생학 등의 연구소재로 이용되어 왔으며, 특히 1980년대에 P인자라고 하는 트랜스포존의 발견과 그 이용에 의한 형질전환 기술이 확립되어 유전자의 도입이 자유롭게 행하여졌다. 누에의 경우 누에알에 외래유전자를 도입하는 미세주사법이 개발되고, 곤충 베큘러바이러스를 이용한 누에 형질전환이 일본에서 시도된 바 있으며, 2000년대에 이르러 일본의 Tamura연구그룹에 의해 PiggyBac이라는 유전자로 만든 운반체를 이용하여 형질전환된 3세대 누에 제작에 성공하였으며, 2003년에는 누에 형질전환 기술의 첫 응용이라 할 수 있는 collagen 단백질이 함유된 재조합 누에고치를 생산하는 형질전환누에가 보고된 바 있다. 국내에서 본격적인 곤충형질전환관련 연구는 1998년 과학기술부 G7과제인 “신기능성을 지닌 견사곤충의 분자육종 기술 개발” 이래 지속적으로 수행되고 있으며 원천기술개발을 위해 외래유전자를 고효율로 발현시킬 수 있는 프로모터와 형질전환 시킨 누에에 도입유전자의 안정적인 발현과 고정이 가능한 운반체 개발을 위한 연구를 추진 중에 있다. 곤충게놈에 대한 연구 현황을 보면 2000년 초파리, 2002년 학질모기, 2004년 누에 및 꿀벌의 게놈이 해독되어 포스트게놈 시대에 돌입하고 있다. 곤충이 번영할 수 있는 원인의 하나로서 자기를 지키는 생체방어능력이 있다는 것을 들 수 있다. 이들 생체방어관련 물질은 1980년대 보고된 이래 지금까지 200종 이상 알려져 있으며, 특히 일본의 Yamakawa연구그룹은 1996년 학술진흥조정비에 의해 “곤충 기능 이용연구”에서 누에, 투구벌레등으로부터 항균성 단백질을 분리하여 그 작용 기작에 대한 연구를 수행하였으며, 이 연구는 2001년도부터 생물계 특정산업기술연구추진기구의 “곤충의 항미생물단백질의 특성해명과 개변” 프로젝트로 계속 수행하고 있다. 국내에서의 연구현황을 보면 농업과학기술연구원에서 누에로부터 누에신 및 엔보신, 꿀벌부채명나방으로부터 갈리오마이신이 개발되어 특성이 구명된 바 있고, 최근에는 소똥구리유충으로부터 분리된 새로운 고기능성 항생펩타이드 “코프리신”이 개발되어 항생제로서의 가능성을 모색하고 있다. 이들 연구 외에 곤충의 발육제어와 호르몬 연구, 곤충의 공생미생물연구 등 다양한 분야에서 많은 연구가 수행되고 있다.

This study investigated the antioxidant effect of Hermetia illucens larvae using different extraction temperatures and solvents. We found significant differences in total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), an in three antioxidant indexes 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 1,1’-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid (ABTS), and ferric-reducing antioxidant power (FRAP) contents, among the samples depending on the extraction temperature and solvent used. The sample extracted with water at 45℃ (HIW-45℃) showed the highest TPC, DPPH, ABTS, and FRAP contents, while the sample extracted with water at 90℃ (HIW-90℃) showed the highest TFC. These differences can be due to the different chemical structures of the extracted components. Based on these results, HIW-45℃ was the optimal extraction method for Hermetia illucens. We intend to further investigate the availability of functional materials for Hermetia illucens using this method.

The present study aimed to examine the effect of dietary Ptecticu tenebrifer powder mixtures as pet dogfeed ingredients on crude fat and ash digestibility. Three groups of feeds Feed A, Feed B, and Feed C supplied from three farms were fed to a total of 45 dogs. The dietary Ptecticu tenebrifer powder mixture were prepared by mixing 25 g of Ptecticu tenebrifer powder with 100 g of canned food. Feed A, Feed B, and Feed C containing dietary Ptecticu tenebrifer powder mixtures were fed to 15 dogs of each breed of bichon, poodle, and chihuahua that were divided into three groups following a completely randomized design. For measuring the crude fat and crude ash digestibility, manure of each dog breed from each group were collected. Crude fat digestibility was not statistically significant among the dog breeds fed with feed C (p>0.05), but overall there was a statistical difference between the feed and the group by dog breed (p<0.05). In terms of crude ash digestibility, the three types of feed showed differences with respect to dog breeds (p<0.05). However, the group with no significant difference was observed in Feed B by dog breed (p>0.05). In conclusion, feeding Ptecticu tenebrifer powder mixture to dog breeds had no positive effect on the crude fat and ash digestibility and can be used as pet dogfeed ingredients.

The present study investigated the feasibility of using the ethanolic extract of Hermetia illucens larvae (HIE) as a whitening improvement material. In cell viability assays using B16F1 melanoma cells, no cytotoxicity was recorded up to 200 μg·mL-1 of HIE. Moreover, while tyrosinase inhibitory activity increased, melanin content decreased in a dose-dependent manner, indicating that HIE likely inhibited tyrosine-induced intracellular melanin biosynthesis in B16F1 melanoma cells. Therefore, HIE is expected to serve as a potent whitening improvement material.

This study aimed to investigate the effects of dietary Ptecticus tenebrifer on the fecal microbiomes of bichon frise. A total of 16 bichon frise dogs (average weight, 2 kg) were randomly allotted to 4 dietary treatments (4 dogs/group): general pet food, two types of domestic pet food containing Ptecticus tenebrifer, and one imported pet food containing Ptecticus tenebrifer. In the controls, Firmicutes accounted for the highest proportion (82%) at the phylum level in the fecal microbiomes. The Tax4Fun2's functional prediction program indicated that the control groups showed a relatively high amount of obesity-related microorganisms; the pathways included three types of carbohydrate metabolism. Among the treatments, Firmicutes abundances was the least in the treatments with the two types of domestic pet food containing Ptecticus tenebrifer; this did not affect the functional prediction of Tax4Fun2. In conclusion, the two types of domestic feed with Ptecticus tenebrifer were healthy and suitable for bichon frise; they could be beneficial in terms of obesity.

This study was conducted to investigate the effects of dietary supplementation with Ptecticus tenebrifer powder on the mortality and meat quality of Korean native chickens. A total of 40,000 Korean native chickens (1 day old, Hanhyup No. 3) were allocated to two dietary treatments (20,000 chickens in each treatment), which were fed the following: basal diet (control) and 1% of Ptecticus tenebrifer powder (T1). Feeding trials were conducted for 12 weeks, and mortality was measured weekly. At the end of the experimental period, 16 chickens (8 chickens in each treatment) were selected and slaughtered to obtain breast meat. The items used to analyze meat quality were pH, TBARS, and meat color. The weekly mortality rate was decreased by around 2 to 3 times in the T1 treatment group compared with the control group. The pH, TBARS, L*, and b* values of Korean native chicken breast were not affected by Ptecticus tenebrifer powder supplementation (p>0.05); however, a* values showed statistical significance (p<0.05). In conclusion, the addition of 1% Ptecticus tenebrifer powder reduced mortality rate and demonstrated its potential in livestock environmental management.

This study investigated the effects of dietary Ptecticu tenebrifer powder and canned mixtures on protein digestibility by different breeds of companion dogs (15 Bichons, 15 Malteses, 15 Chihuahuas and 15 Poodles). The mixtures were divided into Diet A, Diet B, Diet C, Diet D, and Diet E, which were supplied from five farms. Twenty-five grams each was mixed with 100 g of each canned food, and a total of 125 g was measured for each breed of dog. The result of component analysis of the mixtures showed the highest protein contents rather than dry matter, crude ash or crude fat. There were statistical significances (p<0.05) in all mixed feeds fed to bichon, maltese, chihuahua and poodle dog. Overall, protein digestibility by the breeds of dog ranged from 87.44% to 97.18%. Result of breed of dog comparison revealed that Diet E by poodle dog had the highest protein digestibility, and the lowest protein digestibility was observed in Diet C by Maltese. In conclusion, the use of dietary Ptecticu tenebrifer powder and canned mixtures did not only increased protein digestibility by different breeds of dog but also maintained normal manure properties.

We investigate the effects of the immune function (HI titer) in broilers fed diets containing Hermetia illucens (H. illucens) peptide extract over a 40-day period. Twenty-four broiler chicks (Arbor Acres, 1 d old) were divided into four groups and fed different diets (control, 0.1%, 0.5%, and 1% H. illucens peptide extract). To evaluate HI titer, all broilers were vaccinated with H9H2 vaccine subcutaneously on the lateral thorax, according to the manufacturer’s recommendations. Similar HI titer was observed with 1% H. illucens peptide extract treatment compared to the control after 40 days (p>0.01). Groups fed 0.5% H. illucens peptide extract demonstrated the most effective immune effects (p<0.01), followed by groups fed 0.1% H. illucens peptide extract. In conclusion, using 0.1% or 0.5% H. illucens peptide extract before or after vaccination improved HI titer immune function in broilers.

This study was conducted to evaluate the growth performance of broilers fed different levels of Hermetia illucens powder. A total of 400 broiler chicks (1-day old Arbor Acres) were fed commercial diets containing H. illucens powder at 0%, 0.1%, 0.5%, and 1% with four replicates (25 chicks per replicate), for 35 days. Weight gain in broilers fed diets containing different levels of H. illucens powder increased significantly at 28 and 35 days, compared with that of the control (p<0.05). However, feed intake and mortality showed no differences among the treatments as a function of time. At 21, 28, and 35 days, broilers fed different levels of H. illucens powder had lower feed conversion rates (p<0.05) than their counterparts fed the control diet. In conclusion, 0.5% H. illucens powder is the optimal level for improved weight gain and feed conversion.