2008년 8월 제주시에 소재하고 있는 상록수산에서 인공채란 된 넙치, Paralichthys olivaceus의 수정난을 사육하면서 난 발생 및 자치어의 생존과 성장에 미치는 수온 · 염분의 영향 및 체형 변화에 관여하는 후보유전자를 대상으로 RT-PCR을 실시함으로써 각 발생단계에 일어나는 유전자의 발현패턴을 분석에 관한 연구 결과는 다음과 같다.
넙치의 성숙난은 투명한 구형의 분리부성란으로 알의 크기는 0.89~0.95㎜(평균 0.92㎜, n=60)였다. 1개의 유구를 가지며, 유구의 크기는 0.16~0.18㎜(평균 0.17㎜, n=60)이고, 난황위에 많은 ...
2008년 8월 제주시에 소재하고 있는 상록수산에서 인공채란 된 넙치, Paralichthys olivaceus의 수정난을 사육하면서 난 발생 및 자치어의 생존과 성장에 미치는 수온 · 염분의 영향 및 체형 변화에 관여하는 후보유전자를 대상으로 RT-PCR을 실시함으로써 각 발생단계에 일어나는 유전자의 발현패턴을 분석에 관한 연구 결과는 다음과 같다.
넙치의 성숙난은 투명한 구형의 분리부성란으로 알의 크기는 0.89~0.95㎜(평균 0.92㎜, n=60)였다. 1개의 유구를 가지며, 유구의 크기는 0.16~0.18㎜(평균 0.17㎜, n=60)이고, 난황위에 많은 색소포가 산재해 있다. 실험실로 운반한 수정난은 계속 분열하여 수정 후 30시간에 배체가 형성되었으며, Kupffer씨포가 출현하였고, 난황을 뚫고 머리부터 부화하기 시작하여, 수정 후 49시간 10분만에 완전히 부화하였다.
수온 15℃, 18℃, 21℃, 24℃ 및 27℃에서 부화 소요 시간은 각각 71시간 15분, 49시간 10분, 41시간 55분, 40시간 55분, 37시간 25분으로 관찰되었다. 일반적으로 수온이 높을수록 각 발생단계에 이르는 시간이 짧아지는 경향을 나타내었다. 수온별 부화율은 21℃ 구간에서의 부화율이 이들 중 가장 높은 경향을 나타내었다. 각 염분구에 수용된 수정난이 낭배기까지 소요된 시간은 27‰에서 11시간 30분, 30‰에서 11시간, 33‰에서 11시간 05분, 36‰에서 11시간 15분이 소요되었다. 염분농도별 부화율은 27‰에서 92.4%로 가장 낮은 부화율을 보였고, 33‰에서 97.2%로 가장 높은 부화율을 보였다.
부화 직후의 자어는 전장이 2.43~2.53㎜(2.48±0.03 ㎜ n=10)였다. 입과 항문은 아직 열려있지 않았고, 몸집보다 큰 난황을 가지며, 유구는 난황의 뒤쪽 밑 부분에 위치한다. 근절은 11~14+20~23=31~37개였다.
부화 후 18일째의 자어는 전장이 8.81~9.24㎜(9.07±0.16 ㎜, n=10)로 체고는 높아지고, 척색 말단은 뚜렷하게 위로 굽어져 있으며, 꼬리지느러미에 13개의 줄기가 형성되어 있다. 소화계가 발달하여 복부가 현저하게 돌출되어졌다.
부화 후 33일째 치어의 전장은 14.68~15.67㎜(15.36±0.32 ㎜, n=10)였고, 몸의 형태와 반문이 완전하게 성어에 닮아 있고, 옆줄이 완성되어 미성어기에 달하였다.
부화 직후 자어에서 평균 전장 15.36㎜의 치어에 이르기까지 넙치 자치어의 상대성장은 전장에 대한 체장과 항문장, 두장, 체고, 안경 그리고, 두장에 대한 안경 모두 변태 시작을 기점으로 변곡점이 형성되었다. 초기 자어 발달 과정에서 체형과 크기의 변화에 따라 변태전 단계와 치어기 단계를 기점으로 2단계로 나눌 수 있었다. 전장에 대한 체장, 항문장, 두장, 체고, 안경 등은 두직선 사이의 기울기가 뚜렷하게 나타났으며, 또한 두장에 대한 안경의 기울기가 뚜렷하게 나타났다.
수온 15℃에서 33일간 사육된 자어는 24℃에서 17.31±0.81㎜로 가장 높은 성장률을 나타내었고, 수온에 대한 자치어의 생존율은 21℃에서 80.00%로 가장 높게 나타났다. 각 염분농도별 실험구의 자어는 33‰에서 16.45±0.62㎜로 가장 높은 성장률을 나타내었고, 염분 농도별 자치어의 생존율은 33‰에서 66.4%로 가장 높게 나타났다.
넙치는 부화 후 치어 때까지는 다른 어류와 같이 눈이 양쪽에 달려 있고, 부유생활을 하며 헤엄을 친다. 그러다가 치어기를 마치고 바닥 생활(착저)을 시작할 때가되면 눈이 한쪽으로 이동하여 한쪽 면이 바닥을 향하는 체형 변화가 나타난다.
이 연구는 변태기의 넙치 자어 시료로부터 RT-PCR의 template인 cDNA를 합성하여 사용하였으며, 각 발생 단계별 변태 전기, 변태 중기, 변태 후기, 변태 완성기에 관여하는 유전자 발현 패턴을 관찰하였다.
positive control인 EF-1α는 변태 중기, 변태 후기, 변태 완성기에 강한 발현 패턴이 관찰되었으며, 생체구조의 골격을 구성하는 구조단백질인 I형 콜라겐의 α1체인(COLIα1), α2체인(COLIα2) 및 α3체인(COLIα3)은 변태 중기 및 변태 후기에 높게 발현되었다.
BMP1은 변태 초기와 변태 후기에 발현 패턴이 관찰되었으며, MMP 중 MMP2와 MMP13은 변태 초기, 변태 중기, 변태 후기에 강한 발현패턴이 관찰되었고, MMP17은 변태초기에 약한 발현 패턴이 관찰되었다. MMP의 효소활성을 억제하는 TIMP2는 MMP2와 발현패턴이 동일하였다. Fibronectin은 모든 단계에서 발현이 관찰되었으며, β-catenin interacting protein은 변태 초기에 발현이 관찰되었다.
또한, 넙치 치어 유전자의 조직별 분포 및 발현량을 알아보기 위하여, 넙치 미성숙어(9.5cm, 4.9g)의 조직 및 전어체 cDNA를 이용해 RT-PCR을 실시하였다. positive control인 EF-1α의 발현이 모든 개체에서 확인되었으나, 근육, 간, 장, 아가미, 전어체에서는 다소 약한 발현량이 관찰되었으며, 콜라겐 중 I형 콜라겐의 α1체인(COLIα1) 및 α2체인(COLIα2)은 장 조직을 제외하고 모든 구간에서 발현이 관찰되었다. COLⅠα3은 눈알을 포함해 피부, 지느러미에서 발현이 관찰되었다.
BMP2는 지느러미, 직장, 눈알에서 발현이 관찰되었다. MMP2, MMP9 및 TIMP2의 발현은 다양한 조직에 분포하고 있으며, MMP2와 TIMP2의 발현은 기관별로 동일하게 발현 되었다. MMP13과 MMP17은 지느러미와 직장에서 발현되었다. Fibronectin은 모든 기관에서 발현이 관찰되었으며, β-catenin interacting protein은 뇌, 지느러미, 직장, 눈알에서 발현되었다.
2008년 8월 제주시에 소재하고 있는 상록수산에서 인공채란 된 넙치, Paralichthys olivaceus의 수정난을 사육하면서 난 발생 및 자치어의 생존과 성장에 미치는 수온 · 염분의 영향 및 체형 변화에 관여하는 후보유전자를 대상으로 RT-PCR을 실시함으로써 각 발생단계에 일어나는 유전자의 발현패턴을 분석에 관한 연구 결과는 다음과 같다.
넙치의 성숙난은 투명한 구형의 분리부성란으로 알의 크기는 0.89~0.95㎜(평균 0.92㎜, n=60)였다. 1개의 유구를 가지며, 유구의 크기는 0.16~0.18㎜(평균 0.17㎜, n=60)이고, 난황위에 많은 색소포가 산재해 있다. 실험실로 운반한 수정난은 계속 분열하여 수정 후 30시간에 배체가 형성되었으며, Kupffer씨포가 출현하였고, 난황을 뚫고 머리부터 부화하기 시작하여, 수정 후 49시간 10분만에 완전히 부화하였다.
수온 15℃, 18℃, 21℃, 24℃ 및 27℃에서 부화 소요 시간은 각각 71시간 15분, 49시간 10분, 41시간 55분, 40시간 55분, 37시간 25분으로 관찰되었다. 일반적으로 수온이 높을수록 각 발생단계에 이르는 시간이 짧아지는 경향을 나타내었다. 수온별 부화율은 21℃ 구간에서의 부화율이 이들 중 가장 높은 경향을 나타내었다. 각 염분구에 수용된 수정난이 낭배기까지 소요된 시간은 27‰에서 11시간 30분, 30‰에서 11시간, 33‰에서 11시간 05분, 36‰에서 11시간 15분이 소요되었다. 염분농도별 부화율은 27‰에서 92.4%로 가장 낮은 부화율을 보였고, 33‰에서 97.2%로 가장 높은 부화율을 보였다.
부화 직후의 자어는 전장이 2.43~2.53㎜(2.48±0.03 ㎜ n=10)였다. 입과 항문은 아직 열려있지 않았고, 몸집보다 큰 난황을 가지며, 유구는 난황의 뒤쪽 밑 부분에 위치한다. 근절은 11~14+20~23=31~37개였다.
부화 후 18일째의 자어는 전장이 8.81~9.24㎜(9.07±0.16 ㎜, n=10)로 체고는 높아지고, 척색 말단은 뚜렷하게 위로 굽어져 있으며, 꼬리지느러미에 13개의 줄기가 형성되어 있다. 소화계가 발달하여 복부가 현저하게 돌출되어졌다.
부화 후 33일째 치어의 전장은 14.68~15.67㎜(15.36±0.32 ㎜, n=10)였고, 몸의 형태와 반문이 완전하게 성어에 닮아 있고, 옆줄이 완성되어 미성어기에 달하였다.
부화 직후 자어에서 평균 전장 15.36㎜의 치어에 이르기까지 넙치 자치어의 상대성장은 전장에 대한 체장과 항문장, 두장, 체고, 안경 그리고, 두장에 대한 안경 모두 변태 시작을 기점으로 변곡점이 형성되었다. 초기 자어 발달 과정에서 체형과 크기의 변화에 따라 변태전 단계와 치어기 단계를 기점으로 2단계로 나눌 수 있었다. 전장에 대한 체장, 항문장, 두장, 체고, 안경 등은 두직선 사이의 기울기가 뚜렷하게 나타났으며, 또한 두장에 대한 안경의 기울기가 뚜렷하게 나타났다.
수온 15℃에서 33일간 사육된 자어는 24℃에서 17.31±0.81㎜로 가장 높은 성장률을 나타내었고, 수온에 대한 자치어의 생존율은 21℃에서 80.00%로 가장 높게 나타났다. 각 염분농도별 실험구의 자어는 33‰에서 16.45±0.62㎜로 가장 높은 성장률을 나타내었고, 염분 농도별 자치어의 생존율은 33‰에서 66.4%로 가장 높게 나타났다.
넙치는 부화 후 치어 때까지는 다른 어류와 같이 눈이 양쪽에 달려 있고, 부유생활을 하며 헤엄을 친다. 그러다가 치어기를 마치고 바닥 생활(착저)을 시작할 때가되면 눈이 한쪽으로 이동하여 한쪽 면이 바닥을 향하는 체형 변화가 나타난다.
이 연구는 변태기의 넙치 자어 시료로부터 RT-PCR의 template인 cDNA를 합성하여 사용하였으며, 각 발생 단계별 변태 전기, 변태 중기, 변태 후기, 변태 완성기에 관여하는 유전자 발현 패턴을 관찰하였다.
positive control인 EF-1α는 변태 중기, 변태 후기, 변태 완성기에 강한 발현 패턴이 관찰되었으며, 생체구조의 골격을 구성하는 구조단백질인 I형 콜라겐의 α1체인(COLIα1), α2체인(COLIα2) 및 α3체인(COLIα3)은 변태 중기 및 변태 후기에 높게 발현되었다.
BMP1은 변태 초기와 변태 후기에 발현 패턴이 관찰되었으며, MMP 중 MMP2와 MMP13은 변태 초기, 변태 중기, 변태 후기에 강한 발현패턴이 관찰되었고, MMP17은 변태초기에 약한 발현 패턴이 관찰되었다. MMP의 효소활성을 억제하는 TIMP2는 MMP2와 발현패턴이 동일하였다. Fibronectin은 모든 단계에서 발현이 관찰되었으며, β-catenin interacting protein은 변태 초기에 발현이 관찰되었다.
또한, 넙치 치어 유전자의 조직별 분포 및 발현량을 알아보기 위하여, 넙치 미성숙어(9.5cm, 4.9g)의 조직 및 전어체 cDNA를 이용해 RT-PCR을 실시하였다. positive control인 EF-1α의 발현이 모든 개체에서 확인되었으나, 근육, 간, 장, 아가미, 전어체에서는 다소 약한 발현량이 관찰되었으며, 콜라겐 중 I형 콜라겐의 α1체인(COLIα1) 및 α2체인(COLIα2)은 장 조직을 제외하고 모든 구간에서 발현이 관찰되었다. COLⅠα3은 눈알을 포함해 피부, 지느러미에서 발현이 관찰되었다.
BMP2는 지느러미, 직장, 눈알에서 발현이 관찰되었다. MMP2, MMP9 및 TIMP2의 발현은 다양한 조직에 분포하고 있으며, MMP2와 TIMP2의 발현은 기관별로 동일하게 발현 되었다. MMP13과 MMP17은 지느러미와 직장에서 발현되었다. Fibronectin은 모든 기관에서 발현이 관찰되었으며, β-catenin interacting protein은 뇌, 지느러미, 직장, 눈알에서 발현되었다.
The present doctoral thesis describes observation of early developmental stages of Paralichthys olivaceus obtained from Sangrok-susan, Jeju-city in August 2008. The fertilized eggs were applied to different temperature and salinity conditions, and the survival rate and hatching time were monitored. ...
The present doctoral thesis describes observation of early developmental stages of Paralichthys olivaceus obtained from Sangrok-susan, Jeju-city in August 2008. The fertilized eggs were applied to different temperature and salinity conditions, and the survival rate and hatching time were monitored. Moreover, RT-PCR was conducted using a series of primer set involving body form change (metamorphosis) related genes.
The fertilized egg was spherical shape and transparent. The egg size was 0.89-0.95㎜(average 0.92mm, n=60) including one oil globule of 0.16~0.18㎜(average 0.17㎜, n=60), and many pigment cells are scattered on the yolk. During transportation to the laboratory, the fertilized egg was segmented continuously, and formed multiploids at 30 hours after fertilization. Kupffer cell was appeared, and hatched out through egg membrane at 49 hrs and 10 mins after fertilization.
In the different water temperature (15℃, 18℃, 21℃, 24℃ and 27℃), the highest hatching rate was observed at 21℃. The higher the water temperature, the shorter the developmental time was taken. In the different salinity (27‰, 30‰, 33‰, 36‰), the highest and lowest hatching rate were observed at 33‰ and 27‰, respectively.
Total length of just hatched larval fish was 2.43~2.53㎜(2.48±0.03 ㎜ n=10). At this stage, the mouth and anus were not open yet. The yolk was bigger than the body and a oil globule was located behind the yolk. Myotome was 11~14+20~23=31~37.
At 18 days after hatching, full length of the larval fish was 8.81~9.24㎜(9.07±0.16 ㎜, n=10), the end of chorda dorsalis was distinctly bent upward and 13 stems were formed on the tail fin. The stomach was expanded indicating with the development of the digestion system.
At 33 days after hatching, full length of the juvenile was 14.68~15.67㎜(15.36±0.32 ㎜, n=10), the body shape and mottles were similar with adult fish, it turned into juvenile period having complete stripes on the body.
Relative growth from a larval fish just after hatching to a juvenile fish (average total length, 15.36mm) formed breakpoint starting from metamorphosis in body length, anus length, head length, height against the full length, and eye diameter against the head length. The early development stage can be divided into two stages according to body form and size. Body length, anus length, head length, body height, and eye diameter against the full length showed clear gradient between the two straight lines, also the eye diameter against the head length showed clear gradient.
The highest growth rate (17.31±0.81㎜) was observed at 15℃ rearing for 33 days, and the highest survival rate (80.0%) was observed at 21℃. In the different salinity, the highest growth rate (16.45±0.62㎜) was observed at 33‰, and the highest survival rate (66.4%) was observed at 33‰.
A larval Paralichthys olivaceus prior to metamorphosis has two eyes on each side showing similar swimming mode with other fishes. However, the eyes combined together when it starts to live on the bottom.
In order to monitor the regulation of metamorphosis related genes, the present study attempted RT-PCR using cDNAs from larvae and juveniles of the early, mid, late, and complete stages on the process of metamorphosis. A positive control EF-1α showed strong expression signal in the mid, late, and complete stages. Type I procolalgen α1, α2, and α3 chains, consisting of body structure, strongly expressed in the mid and late stages. BMP1 showed an signal in the early and late stages of metamorphosis, the strong expressions of MMP2 and MMP13 were observed in the early, mid, and late stages of metamorphosis, and MMP17 showed a weak expression in the early stage of metamorphosis. TIMP2, which inhibited MMP enzyme activity, showed a similar expression pattern with MMP2. Fibronectin was expressed in the all stages and β-catenin interacting protein was expressed in the early stage of metamorphosis.
Moreover, RT-PCR was tried using cDNAs from various tissues and whole body (9.5cm, 4.9g) to figure out tissue specific distribution and the expression amount. A positive control, EF-1α was observed in all tissues but relatively weak expression was observed in muscle, liver, intestine, gill and the whole body, Type I procollagen α1 and α2 chains were observed in all tissues except for intestine. Type I procollagen α3 chain was found in skin, fin, and eyeball.
BMP2 was observed in fin, rectum, and eyeballs. The expression of MMP2, MMP9, and TIMP2 was observed in various tissues. The expression pattern of MMP2 and TIMP2 was same. MMP13 and MMP17 expressed in fin and rectum. Fibronectin was expressed in all organs and β-catenin interacting protein was expressed in brain, fin, rectum and eyeball.
The present doctoral thesis describes observation of early developmental stages of Paralichthys olivaceus obtained from Sangrok-susan, Jeju-city in August 2008. The fertilized eggs were applied to different temperature and salinity conditions, and the survival rate and hatching time were monitored. Moreover, RT-PCR was conducted using a series of primer set involving body form change (metamorphosis) related genes.
The fertilized egg was spherical shape and transparent. The egg size was 0.89-0.95㎜(average 0.92mm, n=60) including one oil globule of 0.16~0.18㎜(average 0.17㎜, n=60), and many pigment cells are scattered on the yolk. During transportation to the laboratory, the fertilized egg was segmented continuously, and formed multiploids at 30 hours after fertilization. Kupffer cell was appeared, and hatched out through egg membrane at 49 hrs and 10 mins after fertilization.
In the different water temperature (15℃, 18℃, 21℃, 24℃ and 27℃), the highest hatching rate was observed at 21℃. The higher the water temperature, the shorter the developmental time was taken. In the different salinity (27‰, 30‰, 33‰, 36‰), the highest and lowest hatching rate were observed at 33‰ and 27‰, respectively.
Total length of just hatched larval fish was 2.43~2.53㎜(2.48±0.03 ㎜ n=10). At this stage, the mouth and anus were not open yet. The yolk was bigger than the body and a oil globule was located behind the yolk. Myotome was 11~14+20~23=31~37.
At 18 days after hatching, full length of the larval fish was 8.81~9.24㎜(9.07±0.16 ㎜, n=10), the end of chorda dorsalis was distinctly bent upward and 13 stems were formed on the tail fin. The stomach was expanded indicating with the development of the digestion system.
At 33 days after hatching, full length of the juvenile was 14.68~15.67㎜(15.36±0.32 ㎜, n=10), the body shape and mottles were similar with adult fish, it turned into juvenile period having complete stripes on the body.
Relative growth from a larval fish just after hatching to a juvenile fish (average total length, 15.36mm) formed breakpoint starting from metamorphosis in body length, anus length, head length, height against the full length, and eye diameter against the head length. The early development stage can be divided into two stages according to body form and size. Body length, anus length, head length, body height, and eye diameter against the full length showed clear gradient between the two straight lines, also the eye diameter against the head length showed clear gradient.
The highest growth rate (17.31±0.81㎜) was observed at 15℃ rearing for 33 days, and the highest survival rate (80.0%) was observed at 21℃. In the different salinity, the highest growth rate (16.45±0.62㎜) was observed at 33‰, and the highest survival rate (66.4%) was observed at 33‰.
A larval Paralichthys olivaceus prior to metamorphosis has two eyes on each side showing similar swimming mode with other fishes. However, the eyes combined together when it starts to live on the bottom.
In order to monitor the regulation of metamorphosis related genes, the present study attempted RT-PCR using cDNAs from larvae and juveniles of the early, mid, late, and complete stages on the process of metamorphosis. A positive control EF-1α showed strong expression signal in the mid, late, and complete stages. Type I procolalgen α1, α2, and α3 chains, consisting of body structure, strongly expressed in the mid and late stages. BMP1 showed an signal in the early and late stages of metamorphosis, the strong expressions of MMP2 and MMP13 were observed in the early, mid, and late stages of metamorphosis, and MMP17 showed a weak expression in the early stage of metamorphosis. TIMP2, which inhibited MMP enzyme activity, showed a similar expression pattern with MMP2. Fibronectin was expressed in the all stages and β-catenin interacting protein was expressed in the early stage of metamorphosis.
Moreover, RT-PCR was tried using cDNAs from various tissues and whole body (9.5cm, 4.9g) to figure out tissue specific distribution and the expression amount. A positive control, EF-1α was observed in all tissues but relatively weak expression was observed in muscle, liver, intestine, gill and the whole body, Type I procollagen α1 and α2 chains were observed in all tissues except for intestine. Type I procollagen α3 chain was found in skin, fin, and eyeball.
BMP2 was observed in fin, rectum, and eyeballs. The expression of MMP2, MMP9, and TIMP2 was observed in various tissues. The expression pattern of MMP2 and TIMP2 was same. MMP13 and MMP17 expressed in fin and rectum. Fibronectin was expressed in all organs and β-catenin interacting protein was expressed in brain, fin, rectum and eyeball.
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