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문제 정의
- 그러나 아직까지 국내에 서식하는 꺽저기 집단에 대한 세포 유전학적 연구는 전혀 보고된 바 없음은 물론 우리나라 특산종인 꺽지에 대한 세포 유전학적 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 우리나라에 서식하는 꺽지과 3종에 대한 염색체의 핵형, 적혈구 세포 크기 및 genome size 조사를 통해, 차후 이들 종간의 인위적 잡종 유도 시 또는 염색체 조작을 통한 배수체 유도 시 이들의 분석에 활용될 수 있는 기초 세포 유전학적 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 채취된 혈액은 70% 냉각 에탄올 ImL에 고정한 다음 DNA 함량을 측정할 때까지 냉장 보관하였다. 각 혈액 sample (1X106 cells)을 propidium iodide (Pl) 용액 (50O㎕/mL PI, 0.1% NP-40, 1 mg/mL RNase A in 1×PBS)을 사용하여 실온에서 30분간 염색하였다. 염색이 완료된 후 WinBryte HS flowcytomer (Bio Rad Co.
- 꺽지, 꺽저기 및 쏘가리 10마리를 임의 추출하여 각 개체의 미 병부 정맥으로부터 혈액을 채취한 다음, 슬라이드에 도말하여 100 % ethanolS로 고정한 후 May-Grunbaldt Giemsa 용액으로 염색하였다. 각 개체당 120±10개의 적혈구를 측정하였으며, 적혈구 세포 및 핵의 장경(a)과 단경 (b) 을 광학 현미경 (X1,000)하에서 micro- meter로 측정하였다.
- , USA)를 이용하여 각 종간 비교하였다. 대조군들로서 이미 보고된 잉어(Cyprinus carpio, 3.6 pg/cell), 미꾸라지 (Misgumus mizolepis, 2.8 pg /cell) 및 인간 백혈구 (WBC 7.0pg/cell)를 사용하였으며 (Black- lidge, 1977), 약 100,000개의 세포 내 정보를 수집하여 DNA Mod- fit Program (BioRad, USA)에 의해 DNA 함량을 측정하였다.
- 어류 1마리당 colchicine을 1~ 10㎍/g 체중의 농도로 복강 주사하였으며, 4시간 경과 후에 신장을 적출하였다. 신장 조직은 가위로 잘게 잘라 0.075 M KC1에 15분간 처리한 후 2, 000rpm, 10분간 원심분리하였으며, methanol-glacial acetic acid(3 : 1)에 고정하여 냉장고에 보관한 다음 슬라이드 표본을 작성하여 5% Giemsa 용액에 염색하였다. 각 종당 생식소 조사에 의한 암· 수 각 4마리씩 사용되었으며, 어류 1마리당 20개의 counta ble metaphase를 관찰하여 염색체 수를 조사하였으며, 핵형은 Levan et al.
- (1982)의 방법에 따라 신장 조직을 이용한 direct method로 표본을 작성하였다. 어류 1마리당 colchicine을 1~ 10㎍/g 체중의 농도로 복강 주사하였으며, 4시간 경과 후에 신장을 적출하였다. 신장 조직은 가위로 잘게 잘라 0.
- 1% NP-40, 1 mg/mL RNase A in 1×PBS)을 사용하여 실온에서 30분간 염색하였다. 염색이 완료된 후 WinBryte HS flowcytomer (Bio Rad Co., USA)를 이용하여 각 종간 비교하였다. 대조군들로서 이미 보고된 잉어(Cyprinus carpio, 3.
- 한국산 꺽지과 어류 3종에 대한 세포 유전학적 기초 자료를 얻기 위하여 염색체 핵형, 적혈구 세포 및 핵의 크기와 DNA 함량을 조사하였다. 꺽지 (.
대상 데이터
- 꺽지 (C. herzi)는 1994년 경남 산청군의 경호강 중류에서 채집한 개체들과 이들로부터 인공 종묘 생산된 F1 들을 이용하였고, 꺽저기(C. kawameban)는 전남 장흥군의 탐진강 중류에서 어획된 표본을, 그리고 쏘가리 (S. schezeri)는 경남 산청군의 경호강 중류에서 채집된 표본을 실험실로 수송하여 세포 유전학적 분석에 이용하였다.
- 꺽지, 꺽저기 및 쏘가리의 DNA 함량 측정을 위하여 각종의 10마리로부터 미 부정맥에서 5㎕의 혈액을 채취하였다. 채취된 혈액은 70% 냉각 에탄올 ImL에 고정한 다음 DNA 함량을 측정할 때까지 냉장 보관하였다.
데이터처리
- *Means with different superscripts within a column are statistically different based on ANOVA followed Duncan's multiple range test (P<0.05).
- *Means with different superscripts within a column are statistically different based on ANOVA followed Duncan's multiple range test (P<0.05).
- 적혈구 세포 및 핵의 표면적과 이들의 부피, 그리고 DNA 함량서 각 종간 평균 차이의 통계적 유의성을 확인하기 위하여 일원 배치 분산분석 (one-way ANOVA)를 수행 후 Duncan's multiple range test를 수행하였다. 가설 검정을 위한 유의 수준은 P=0.
이론/모형
- 075 M KC1에 15분간 처리한 후 2, 000rpm, 10분간 원심분리하였으며, methanol-glacial acetic acid(3 : 1)에 고정하여 냉장고에 보관한 다음 슬라이드 표본을 작성하여 5% Giemsa 용액에 염색하였다. 각 종당 생식소 조사에 의한 암· 수 각 4마리씩 사용되었으며, 어류 1마리당 20개의 counta ble metaphase를 관찰하여 염색체 수를 조사하였으며, 핵형은 Levan et al. (1964)의 방법에 따라 분석하였다.
- 염색체는 Kim et al. (1982)의 방법에 따라 신장 조직을 이용한 direct method로 표본을 작성하였다. 어류 1마리당 colchicine을 1~ 10㎍/g 체중의 농도로 복강 주사하였으며, 4시간 경과 후에 신장을 적출하였다.
성능/효과
- 1), 차후 배수체 또는 잡종 유도 시 유도된 개체의 분석에 유용한 ma rker chromosome으로 활용될 수 있으리라 판단된다. 꺽저기는 sub metacentric chromosome이 3쌍으로 나타나 다른 두 종보다 1쌍이 많아 흥미로운 결과를 보였으며, 일본산 꺽저기 핵형 48 acrocentric chromosome (Nogusa, I960)과는 다른 6 submetacentric+42 ac rocentric or telocentric chromosome을 나타내었다. 차후 지역적 격리에 기인된 이러한 일본산 꺽저기와 국내산 꺽저기를 대상으로 보다 자세한 핵형 분석이 요구되었다.
- 한국산 꺽지과 어류 3종에 대한 세포 유전학적 기초 자료를 얻기 위하여 염색체 핵형, 적혈구 세포 및 핵의 크기와 DNA 함량을 조사하였다. 꺽지 (.Coreoperca herzi), 꺽저기(C. kawamebari) 및 쏘가리 (Siniperca schezen)^\ 핵형은 각각 2n=48(4SM+44A,T), 2n=48(6SM+42A.T)2n=48(4SM+44A, T)이었으며, 암. 수간 heteromorphic 한 성염색체는 발견할 수 없었다.
- 2는 본 연구에 사용된 각 어종의 적혈구 형태를 나타내고 있으며, 이들의 적혈구 크기 측정 결과는 Table 2와 같다. 꺽지, 꺽저기 및 쏘가리의 적혈구 세포 장축은 각각 10.10, 10.36, 9.51 ㎛로 나타나 쏘가리가 가장 작게 나타났다. 세포 단 경에 있어서도 같은 경향이었으며 세포 및 핵의 표면적과 체적에 있어서는 꺽저기, 꺽지 및 쏘가리 순으로 크게 나타났다 (P<0.
- 각종들의 암 ' 수간 heteromorphic 한 성염색체는 발견할 수 없었다. 본 연구 결과 꺽지인 경우 2쌍의 submetacentric chromosome 중 1쌍의 염색체 크기가 다른 쌍의 염색체 크기의 2배에 달하여 (Fig.
- , 1989). 본 연구에서도 세포 및 핵의 크기, 특히 핵의 부피에 따라 genome size도 결정되는 경향을 나타내었다. 따라서 이러한 결과로 볼 때 꺽지과 어류 3 종간에는 배 수화나 gene duplication 등의 기작은 일어나지 않고 진화가 이루어진 것으로 생각된다.
- 한편 꺽저기 (C kawa- meban')는 6개의 submetacentrics와 42개의 acrocentrics로 구성되 어 있어 arm number가 54였다. 쏘가리 속의 쏘가리(S. scherzeri) 는 4개의 submetacentrics와 44개의 acrocentrics로 구성되어 arm number가 52로 나타나 종간 핵형의 변이가 뚜렷하였다 (Fig. 1). 각종들의 암 ' 수간 heteromorphic 한 성염색체는 발견할 수 없었다.
후속연구
- 1), 차후 배수체 또는 잡종 유도 시 유도된 개체의 분석에 유용한 ma rker chromosome으로 활용될 수 있으리라 판단된다. 꺽저기는 sub metacentric chromosome이 3쌍으로 나타나 다른 두 종보다 1쌍이 많아 흥미로운 결과를 보였으며, 일본산 꺽저기 핵형 48 acrocentric chromosome (Nogusa, I960)과는 다른 6 submetacentric+42 ac rocentric or telocentric chromosome을 나타내었다.
- Ohno (1974)는 어류 조상의 염색체 수는 2n=48이고 모두 ac rocentric chromosome으로 구성되었을 것으로 가정한 바 있다. 본 연구 결과 3종 모두 2n=48이지만 핵형에 있어서는 모두 달라 차후 이들 종간의 진화 과정을 주론 하기 위하여 여러 banding 법에 의한 보다 자세한 핵형 분석이 이루어져야 할 것이며, 아울러 보다 직접적인 증거를 추적하기 위해 mtDNA 및 DNA fingerprinting 기법 등의 중복 사용이 요구된다.
- 이상의 본 연구를 통해 얻어진 세포 유전학적 자료들은 꺽지과 어류의 종간 분석 차원에서 유용할 것이며, 차후 꺽지과 어류의 잡종 유도 시 종간 잡종의 genetic constitution (두 종의 반수체간 karyogamy)을 규명하기 위한 세포 유전학적 지표를 제공할 수 있을 것이고, 아울러 인공 처녀 생식 및 배수체 조작의 분석을 위한 유용 기초 자료로 활용될 수 있으리라 판단된다.
- 꺽저기는 sub metacentric chromosome이 3쌍으로 나타나 다른 두 종보다 1쌍이 많아 흥미로운 결과를 보였으며, 일본산 꺽저기 핵형 48 acrocentric chromosome (Nogusa, I960)과는 다른 6 submetacentric+42 ac rocentric or telocentric chromosome을 나타내었다. 차후 지역적 격리에 기인된 이러한 일본산 꺽저기와 국내산 꺽저기를 대상으로 보다 자세한 핵형 분석이 요구되었다. 한편 본 연구결과에서 얻어진 경호 강산 쏘가리 역시 한강에서 채집된 쏘가리의 염색체 결과 (Park and Kang, 1981) 2n = 48(4SM + 44A) 와 동일하게 나타남으로써 염색체 수준의 집단 간 또는 계통 간 변이가 검색되지는 않았다.
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