김 산업은 우리나라의 농수산물 중 가장 많이 수출되며 몇 단계의 가공 단계를 거치면서 많은 고용을 유발하여 특히 지역 경제에 중요한 자리를 매김하고 있다. 최근 10년간 생산과 수출 규모가 급속히 성장함에 따라 양식장의 밀식에 따른 피해가 각종 질병의 창궐로 나타나 매년 지역별, 전국별로 큰 경제적 피해를 일으키고 있다. 김 양식장에 발생하는 질병 중 병원균이 아닌 해수의 영양 결핍에 의해 일어나는 황백화 현상은 매우 광범위한 지역에 회복이 불가능한 피해를 끼치면서 생산 어민들의 생존 기반을 위협하는 심각한 질병이다. 최근에 들어 특히 자주 발생하고 있는 해수의 빈영양화 현상과 이 결과로 인해 나타나는 황백화 질병의 원인을 분석하고 대책 마련하기 위해 해수의 빈영양화가 김에 미치는 세포생리학적 변화를 추적하고 가장 핵심적인 영향을 미치는 요인을 추출하였다. 지금까지 황백화 현상은 양식어장의 해수 중 질소 영양염의 결핍에 기인한 것으로 보고되어 왔다. 황백화가 일어난 서천 지역의 해수를 분석한 결과 평년에 비해 질소염이 현저히 부족한 것을 확인할 수 있었고 실내 배양된 방사무늬김을 이 해수에 노출시켰을 때에 10일 이내에 완전히 탈색되면서 황백화가 유도되었다. 다만 황백화 된 엽체를 회복시키는 데 있어서는 질소의 공급만으로는 부족하고 철분을 추가로 함께 공급하여야 함을 밝힐 수 있었다. 이는 ...
김 산업은 우리나라의 농수산물 중 가장 많이 수출되며 몇 단계의 가공 단계를 거치면서 많은 고용을 유발하여 특히 지역 경제에 중요한 자리를 매김하고 있다. 최근 10년간 생산과 수출 규모가 급속히 성장함에 따라 양식장의 밀식에 따른 피해가 각종 질병의 창궐로 나타나 매년 지역별, 전국별로 큰 경제적 피해를 일으키고 있다. 김 양식장에 발생하는 질병 중 병원균이 아닌 해수의 영양 결핍에 의해 일어나는 황백화 현상은 매우 광범위한 지역에 회복이 불가능한 피해를 끼치면서 생산 어민들의 생존 기반을 위협하는 심각한 질병이다. 최근에 들어 특히 자주 발생하고 있는 해수의 빈영양화 현상과 이 결과로 인해 나타나는 황백화 질병의 원인을 분석하고 대책 마련하기 위해 해수의 빈영양화가 김에 미치는 세포생리학적 변화를 추적하고 가장 핵심적인 영향을 미치는 요인을 추출하였다. 지금까지 황백화 현상은 양식어장의 해수 중 질소 영양염의 결핍에 기인한 것으로 보고되어 왔다. 황백화가 일어난 서천 지역의 해수를 분석한 결과 평년에 비해 질소염이 현저히 부족한 것을 확인할 수 있었고 실내 배양된 방사무늬김을 이 해수에 노출시켰을 때에 10일 이내에 완전히 탈색되면서 황백화가 유도되었다. 다만 황백화 된 엽체를 회복시키는 데 있어서는 질소의 공급만으로는 부족하고 철분을 추가로 함께 공급하여야 함을 밝힐 수 있었다. 이는 홍조식물의 질소 흡수 과정에서 질산염을 암모늄으로 전환하는 경로에 관여하는 nitrate reductase가 조효소로서 철분과 몰리브덴을 요구하기 때문임을 알 수 있었다. 황백화가 일어난 지 한 달 이상 된 엽체라도 영양염이 풍부한 해수에 옮겨주면 10일 이내에 엽록체가 정상적인 형태로 회복되었다. 따라서, 해수의 변화에 따른 일시적인 황백화 현상이 일어났을 경우에는 양식장을 철거하거나 냉동망을 투입하기 보다는 그대로 유지하여 주는 것이 더 나은 결과를 얻을 수 있다는 것을 시사한다. 세포생리학적 조사 결과 방사무늬김은 질소염이 100 ㎍/L이하로 감소하면 틸라코이드 막에 있는 phycobilisome이 분해되면서 엽록체가 위축되고 녹황색으로 변하며 세포질 내에서는 액포가 팽창하는 것을 확인할 수 있었다. Phycobilisome을 구성하는 phycoerythrin, phycocyanin, allophycocyanin 단백질의 유전자를 선별하여 황백화 유도 및 회복 조건에서 발현량을 조사한 결과 질소결핍 배지에서는 3일째부터 이들 유전자의 발현이 현저히 억제되는 것을 알 수 있었으며 질소와 철분을 추가하여 회복되는 단계에서는 이들 유전자의 발현도 뚜렷히 증가하는 것을 알 수 있었다. 황백화 내성 계통주를 얻기 위해 방사무늬김에 방사선을 쬐어 얻은 돌연변이를 질소결핍 배지에 반복적으로 노출시켜 장기간 엽록체의 변형이 일어나지 않는 내성 계통주를 선발할 수 있었다. 이를 반복하여 얻어진 계통주를 단조화를 거쳐 유리사상체 배양을 한 후 새로 배우자체를 유도하였을 때에도 황백화에 내성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
김 산업은 우리나라의 농수산물 중 가장 많이 수출되며 몇 단계의 가공 단계를 거치면서 많은 고용을 유발하여 특히 지역 경제에 중요한 자리를 매김하고 있다. 최근 10년간 생산과 수출 규모가 급속히 성장함에 따라 양식장의 밀식에 따른 피해가 각종 질병의 창궐로 나타나 매년 지역별, 전국별로 큰 경제적 피해를 일으키고 있다. 김 양식장에 발생하는 질병 중 병원균이 아닌 해수의 영양 결핍에 의해 일어나는 황백화 현상은 매우 광범위한 지역에 회복이 불가능한 피해를 끼치면서 생산 어민들의 생존 기반을 위협하는 심각한 질병이다. 최근에 들어 특히 자주 발생하고 있는 해수의 빈영양화 현상과 이 결과로 인해 나타나는 황백화 질병의 원인을 분석하고 대책 마련하기 위해 해수의 빈영양화가 김에 미치는 세포생리학적 변화를 추적하고 가장 핵심적인 영향을 미치는 요인을 추출하였다. 지금까지 황백화 현상은 양식어장의 해수 중 질소 영양염의 결핍에 기인한 것으로 보고되어 왔다. 황백화가 일어난 서천 지역의 해수를 분석한 결과 평년에 비해 질소염이 현저히 부족한 것을 확인할 수 있었고 실내 배양된 방사무늬김을 이 해수에 노출시켰을 때에 10일 이내에 완전히 탈색되면서 황백화가 유도되었다. 다만 황백화 된 엽체를 회복시키는 데 있어서는 질소의 공급만으로는 부족하고 철분을 추가로 함께 공급하여야 함을 밝힐 수 있었다. 이는 홍조식물의 질소 흡수 과정에서 질산염을 암모늄으로 전환하는 경로에 관여하는 nitrate reductase가 조효소로서 철분과 몰리브덴을 요구하기 때문임을 알 수 있었다. 황백화가 일어난 지 한 달 이상 된 엽체라도 영양염이 풍부한 해수에 옮겨주면 10일 이내에 엽록체가 정상적인 형태로 회복되었다. 따라서, 해수의 변화에 따른 일시적인 황백화 현상이 일어났을 경우에는 양식장을 철거하거나 냉동망을 투입하기 보다는 그대로 유지하여 주는 것이 더 나은 결과를 얻을 수 있다는 것을 시사한다. 세포생리학적 조사 결과 방사무늬김은 질소염이 100 ㎍/L이하로 감소하면 틸라코이드 막에 있는 phycobilisome이 분해되면서 엽록체가 위축되고 녹황색으로 변하며 세포질 내에서는 액포가 팽창하는 것을 확인할 수 있었다. Phycobilisome을 구성하는 phycoerythrin, phycocyanin, allophycocyanin 단백질의 유전자를 선별하여 황백화 유도 및 회복 조건에서 발현량을 조사한 결과 질소결핍 배지에서는 3일째부터 이들 유전자의 발현이 현저히 억제되는 것을 알 수 있었으며 질소와 철분을 추가하여 회복되는 단계에서는 이들 유전자의 발현도 뚜렷히 증가하는 것을 알 수 있었다. 황백화 내성 계통주를 얻기 위해 방사무늬김에 방사선을 쬐어 얻은 돌연변이를 질소결핍 배지에 반복적으로 노출시켜 장기간 엽록체의 변형이 일어나지 않는 내성 계통주를 선발할 수 있었다. 이를 반복하여 얻어진 계통주를 단조화를 거쳐 유리사상체 배양을 한 후 새로 배우자체를 유도하였을 때에도 황백화에 내성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
Among the diseases that occur in the Pyropia aquaculture-farms, the chlorosis phenomenon caused by deficiency of nutrient is the most serious diseases that threaten the economic survival of fishermen. So far, it has been reported that the chlorosis phenomenon is caused by a deficiency of nitrogen nu...
Among the diseases that occur in the Pyropia aquaculture-farms, the chlorosis phenomenon caused by deficiency of nutrient is the most serious diseases that threaten the economic survival of fishermen. So far, it has been reported that the chlorosis phenomenon is caused by a deficiency of nitrogen nutrients in seawater. Analysis of seawater in the Seocheon area where the chlorosis occurred showed that there was a considerable deficiency of nitrogen nutrient compared to normal years. When P. yezoensis was exposed to nitrogen deficient seawater chlorosis started in 3 days and cells were totally decolorized within 10 days. The chloroplast was shrunk and changed to green color, several swollen vacuoles occupied most space in the cell. The chloroplast was recovered to normal shape and color when the thalli were transferred to nutrient-enriched seawater, even after one month of chlorosis. Sea farmers often use nitrogen fertilizer when chlorosis occur in their farms. However, our results showed that the chlorosis was not recovered with the supply of nitrogen alone. Additional iron supply was essential for the full recovery from the chlorosis. PCR result using the primers designed from the component of phycobilisome showed that the expression of light harvesting proteins was significantly decreased in three days after P. yezoensis thalli were exposed to nitrogen-deficient seawater, suggesting that the chlorosis may be a programmed process of P. yezoensis to adapt to low nutrient environment. A chlorosis-resistant strain of P. yezoensis was developed using mutant breeding by the use of gamma radiation, which showed normal chloroplast shape and color over 10days in nutrient-deficient seawater.
Among the diseases that occur in the Pyropia aquaculture-farms, the chlorosis phenomenon caused by deficiency of nutrient is the most serious diseases that threaten the economic survival of fishermen. So far, it has been reported that the chlorosis phenomenon is caused by a deficiency of nitrogen nutrients in seawater. Analysis of seawater in the Seocheon area where the chlorosis occurred showed that there was a considerable deficiency of nitrogen nutrient compared to normal years. When P. yezoensis was exposed to nitrogen deficient seawater chlorosis started in 3 days and cells were totally decolorized within 10 days. The chloroplast was shrunk and changed to green color, several swollen vacuoles occupied most space in the cell. The chloroplast was recovered to normal shape and color when the thalli were transferred to nutrient-enriched seawater, even after one month of chlorosis. Sea farmers often use nitrogen fertilizer when chlorosis occur in their farms. However, our results showed that the chlorosis was not recovered with the supply of nitrogen alone. Additional iron supply was essential for the full recovery from the chlorosis. PCR result using the primers designed from the component of phycobilisome showed that the expression of light harvesting proteins was significantly decreased in three days after P. yezoensis thalli were exposed to nitrogen-deficient seawater, suggesting that the chlorosis may be a programmed process of P. yezoensis to adapt to low nutrient environment. A chlorosis-resistant strain of P. yezoensis was developed using mutant breeding by the use of gamma radiation, which showed normal chloroplast shape and color over 10days in nutrient-deficient seawater.
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