노래미와 쥐노래미의 유전적인 종 동정의 확립과 우량 품종 개발을 위한 유전 육종학적 연구의 기초 자료를 얻고자, 최근 양식 대상어로 대두되고 있는 두 어종을 대상으로 적혈구 세포와 핵의 크기, DNA 함량, 핵형 분석 등의 세포유전학적 연구를 수행하였다. 노래미의 적혈구 세포의 크기는 장, 단축이 각각 $9.76{\pm}0.27{\mu}m^2$, $6.35{\pm}0.07{\mu}m$로, 쥐노래미의 $9.17{\pm}0.05{\mu}m$, $6.2424{\pm}0.04{\mu}m$ 보다 크게 나타났으며 , 표면적과 부피 역시 노래미가 $48.62{\pm}1.74{\mu}m^2$, $213.67{\pm}7.51{\mu}m^3$로 쥐노래미의 적혈구 세포 표면적 $44.85{\pm}0.44{\mu}m^2$, 부피 $187.57{\pm}2.45{\mu}m^3$보다 큰 것으로 나타났다. 또한 노래미의 DNA 함량은 2.15$\pm$0.04pg, 쥐노래미는 2.10$\pm$0.03pg으로 핵의 크기와 유사한 양상을 나타내었다. 노래미와 쥐노래미의 염색체수는 48개로 동일한 핵형으로 구성되어 있었으며, NOR분석 결과 역시 두 종에서 1쌍의 acrocentric chromosome의 short arm에서 NOR이 확인되었다. 성별에 따른 염색체의 수적 차이나 hetero-morphic한 염색체, 그리고 개체간 염색체 다형 현상은 관찰되지 않았다.
노래미와 쥐노래미의 유전적인 종 동정의 확립과 우량 품종 개발을 위한 유전 육종학적 연구의 기초 자료를 얻고자, 최근 양식 대상어로 대두되고 있는 두 어종을 대상으로 적혈구 세포와 핵의 크기, DNA 함량, 핵형 분석 등의 세포유전학적 연구를 수행하였다. 노래미의 적혈구 세포의 크기는 장, 단축이 각각 $9.76{\pm}0.27{\mu}m^2$, $6.35{\pm}0.07{\mu}m$로, 쥐노래미의 $9.17{\pm}0.05{\mu}m$, $6.2424{\pm}0.04{\mu}m$ 보다 크게 나타났으며 , 표면적과 부피 역시 노래미가 $48.62{\pm}1.74{\mu}m^2$, $213.67{\pm}7.51{\mu}m^3$로 쥐노래미의 적혈구 세포 표면적 $44.85{\pm}0.44{\mu}m^2$, 부피 $187.57{\pm}2.45{\mu}m^3$보다 큰 것으로 나타났다. 또한 노래미의 DNA 함량은 2.15$\pm$0.04pg, 쥐노래미는 2.10$\pm$0.03pg으로 핵의 크기와 유사한 양상을 나타내었다. 노래미와 쥐노래미의 염색체수는 48개로 동일한 핵형으로 구성되어 있었으며, NOR분석 결과 역시 두 종에서 1쌍의 acrocentric chromosome의 short arm에서 NOR이 확인되었다. 성별에 따른 염색체의 수적 차이나 hetero-morphic한 염색체, 그리고 개체간 염색체 다형 현상은 관찰되지 않았다.
Cytogenetic analysis was conducted to obtaining informations for genetic improvement of spotty belly greenling (Hexagrmmos agrammus) and greenling (H. otakii) in aquaculture. Erythrocytes of spotty belly greenling were slightly larger than those of greenling (p<0.05). The nuclear volume of spotty be...
Cytogenetic analysis was conducted to obtaining informations for genetic improvement of spotty belly greenling (Hexagrmmos agrammus) and greenling (H. otakii) in aquaculture. Erythrocytes of spotty belly greenling were slightly larger than those of greenling (p<0.05). The nuclear volume of spotty belly greening erythrocytes averaged 15.14 $\pm$ 0.92 ${\mu}m^3$ while that of greening averaged 14.61 $\pm$ 0.15 $\mu$m^3 the difference was not significant (p>0.05). Consequently, genome size of spotty belly greenling was also slightly larger than those of greenling. DNA content per cell of spotty belly greenling and greenling were 2.15 pg and 2.10 pg, respectively. The modal chromosome number of both greenling species were same as 2n=48 and karyotypes were also identical as 2 metacentrics, 11 snbrnetacentrics and 11 acrocentric pairs $(W: 74), There was no evidence of polymorphism including aneuploidy or sex-related heterornorphisrn for all specimens examined. The nuclear organizer regions (NOR_s)$ were localized on a small acrocentric chromosome pair in both species, Spotty belly greenling showed large sizes of active rRNA coding regions in their chromosomes. However, greenling examined only small sizes of active rRNA coding regions with dimorphism.
Cytogenetic analysis was conducted to obtaining informations for genetic improvement of spotty belly greenling (Hexagrmmos agrammus) and greenling (H. otakii) in aquaculture. Erythrocytes of spotty belly greenling were slightly larger than those of greenling (p<0.05). The nuclear volume of spotty belly greening erythrocytes averaged 15.14 $\pm$ 0.92 ${\mu}m^3$ while that of greening averaged 14.61 $\pm$ 0.15 $\mu$m^3 the difference was not significant (p>0.05). Consequently, genome size of spotty belly greenling was also slightly larger than those of greenling. DNA content per cell of spotty belly greenling and greenling were 2.15 pg and 2.10 pg, respectively. The modal chromosome number of both greenling species were same as 2n=48 and karyotypes were also identical as 2 metacentrics, 11 snbrnetacentrics and 11 acrocentric pairs $(W: 74), There was no evidence of polymorphism including aneuploidy or sex-related heterornorphisrn for all specimens examined. The nuclear organizer regions (NOR_s)$ were localized on a small acrocentric chromosome pair in both species, Spotty belly greenling showed large sizes of active rRNA coding regions in their chromosomes. However, greenling examined only small sizes of active rRNA coding regions with dimorphism.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
노래미와 쥐노래미의 유전적인 종 동정의 확립과 우량 품종 개발을 위한 유전 육종학적 연구의 기초 자료를 얻고자, 최근 양식 대상어로 대두되고 있는 두 어종을 대상으로 적혈구 세포와 핵의 크기, DNA 함량, 핵형 분석 등의 세포유전학적 연구를 수행하였다. 노래미의 적혈구 세포의 크기는 장, 단축이 각각 9.
이에 본 연구는 노래미와 쥐노래미의 유전적인 종 동정의 확립과 염색체 조작을 통한 배수체 및 종간 잡종들과 유전공학 기법의 접목에 의한 우량 품종 개발을 위한 유전 육종학적 연구의 기초 자료를 얻고자, 최근 양식 대상어로 대두되고 있는 두 어종을 대상으로 적혈구 세포와 핵의 크기, DNA 함량, 핵형 분석 등의 세포유전학적 연구를 수행하였다.
제안 방법
, 1988). DNA 함량 대조군으로는 미꾸라지 (Misgumus mi- zo/epis)의 적혈구와 정자를 혼합 염색하여 비교, 계산하였다 (Kim et al., 1995).
노래미와 쥐노래미 암수 각 10마리의 미부정맥에서 채혈한 혈액을 슬라이드에 도말하고 95% ethanol 고정한 다음 Giemsa 용액으로 염색하였다. 각 개체 당 100개 이상의 적혈구 세포와 핵의 장 (a), 단경 (b)을 현미경 하에서 eyepiece micrometer로 즉 정하여, 표면적 (S)=ab/r/4와 부피 (V)=4(a/2)(b/2)2”/3를 계산하였다 (Sezaki and Kobayashi, 1978).
염색체 상의 NOR을 분석하기 위해 판독이 선명한 중기 분열 상의 염색체 표본에 50% AgNCh와 gelatin solution(2% gelatin, 1% formic acid)을 2:1로 섞은 염색 시약을 떨어뜨리고 커버글 라스를 덮은 후 70℃에서 60초 동안 반응시키고 물로 씻어준 후 광학 현미경 (X1,000)하에서 염색체상의 NOR을 관찰하였다.
Kim 등 (1982)의 방법에 의거 신장 조직으로부터 염색체 표본을 작성하여 5% Giemsa 용액에 염색하였다. 현미경 (XI, 000) 하에서 관찰하기 좋은 중기 분열상의 염색체를 대상으로 염색체 수를 계수하였고 사진 촬영 후 idogram을 작성하여 핵형을 분석하였다.
혈액을 채취한 후 1><1俨개의 적혈구 세포를 ImL의 PI 염색액 (10 mM Tris, 10 mM NaCl, 0.1% NP40, 50 pL/mL propidium io- dide)에 넣어 15~30분 동안 실온에서 염색하고, flowcytometer (Bio Rad Co., USA)를 이용하여 DNA 함량을 측정하였다 (Kent et al., 1988). DNA 함량 대조군으로는 미꾸라지 (Misgumus mi- zo/epis)의 적혈구와 정자를 혼합 염색하여 비교, 계산하였다 (Kim et al.
대상 데이터
본 연구에 사용된 노래미 (.Hexagrammos agrammus)와 쥐노래미 (H. otakii)는 거제, 통영, 마산 둥 남해 연안에서 채포된 개체 들이었다.
데이터처리
각 개체 당 100개 이상의 적혈구 세포와 핵의 장 (a), 단경 (b)을 현미경 하에서 eyepiece micrometer로 즉 정하여, 표면적 (S)=ab/r/4와 부피 (V)=4(a/2)(b/2)2”/3를 계산하였다 (Sezaki and Kobayashi, 1978). 두 종간 적혈구 세포 및 핵 크기 비교는 student t-test를 수행하였다.
성능/효과
Ag-NOR staining법에 의해 염색체상의 NOR을 분석한 결과, 노래미와 쥐노래미 모두 1쌍의 acrocentric chromosome의 short arm에서 NOR이 확인되었으며, NOR의 크기는 쥐노래미에 비하여 노래미에서 더 크게 나타났다 (Table 3; Fig. 3).
Flow cytometry를 이용하여 미꾸라지의 정자 (n= 1.4pg)와 적혈구(2n = 2.8pg)를 대조군으로 노래미와 쥐노래미의 DNA 함량을 분석한 결과, 노래미의 세포당 DNA 함량은 2.15±0.04pg, 쥐노래미는 2.10 ± 0.03 pg으로 나타났다 (Fig. 1).
04pg으로 약간의 차이를 보였으나 노래미, 쥐노래미 모두 암수간 염색체의 수적 차이나 heteromorphic한 염색체는 관찰할 수 없었으며, 또한 개체간 염색체 다형 현상도 관찰되지 않았다. NOR 염색 결과 역시 두 종 모두 한 쌍의 acrocentric chromosome 단완에서 NORs이 나타나는 유사성을 보였다 (Fig. 3). NOR 분석은 대부분의 어류의 경우 반수체당 한 개의 NOR을 갖음으로 배수체 판별에 매우 유용하다 (Fontana, 1994).
03 pg으로 핵의 크기와 유사한 양상을 나타내었다. 노래미와 쥐노래미의 염색체 수는 48개로 동일한 핵형으로 구성되어 있었으며, NOR 분석 결과 역시 두 종에서 쌍의 acrocentric chromosome의 short arm에서 NOR이 확인되었다. 성별에 따른 염색체의 수적 차이나 hetero- morphic한 염색처】, 그리고 개체간 염색체 다형 현상은 관찰되지 않았다.
노래미와 쥐노래미의 염색체 핵형 분석 결과, 두 종 모두 2n= 48, FN=74의 같은 핵형을 나타내었다 (Fig. 2). 쥐노래미에서 암 수간 DNA 함량이 암컷 2.
노래미의 염색체 수는 2n=48이었으며, 핵형 분석 결과 2쌍의 metacentric chromosome, 11쌍의 submetacentric chromosome, 그리고 11쌍의 acrocentric 사iromosome으로 이루어져 fundamental number(FN)는 74였다 (Table 2; Fig. 2A). 쥐노래미의 염색체 수는 노래미와 마찬가지로 2n=48이었으며, 핵형 또한 노래미와 동일하게 구성되어 있었다 (Table 2; Fig.
, 2000)으로 생각되며, 이들 두 종이 유전적으로 매우 가까운 근연종임을 나타낸다. 또한 DNA 함량 및 NOR 범위 등에서 보이는 약간의 차이는 아마도 많은 DNA 함량을 가진 원시 조상종이 좁은 생태학적 서식지에서 진화가 진행되는 과정에서 DNA 감소가 일어난다는 진화 가설 (Ohno et al., 1968; Hinegarder and Rosen, 1972; Park and Chung, 1985)에 비추어 볼 때, DNA 함량이 많고, 크기가 큰 NOR을 갖는 즉, 더 많은 rRNA의 복사본을 갖고 있는 노래미가 쥐노래미보다 원시종이었을 것으로 추정할 수 있다. 그러나 보다 정확한 종간 진화 과정을 밝히기 위해서는 다양한 banding 방법의 적용에 의한 염색체의 미세 분석 등의 세포유전학적 연구와 함께 미토콘드리아 DNA, microsatellite loci 분석에 의한 DNA typing, 유전자 염기서열 분석 등 분자생물학적인 연구들이 더해져야 할 것으로 생각되며, 이러한 자료들은 본 연구 결과와 더불어 노래미와 쥐노래미의 유전공학 기법의 적용 및 우량 품종 개발을 위한 유전 육종학적 연구의 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.
(Table 1). 세포 당 DNA 함량 조사 결과 노래미는 2.15 pg으로 인간에 비해 30.4%, 쥐노래미는 2.04pg으로 30.0% 밖에 되지 않았으며, 미꾸라지의 2.8pg, 잉어의 3.6pg 보다 genome 크기가 작은 것으로 나타났다 (Fig 1). 세포 및 핵의 크기와 DNA 함량과의 비교에 있어 세포 및 핵의 크기 큰 노래미가 DNA 함량이 많아 이들 두 종 역시 DNA 함량의 증감이 핵 크기 변화와 일치하는 진화적 양상을 보였다 (Szarski, 1976; Wolters et al.
2B). 이들 두 종의 염색체 분석에서 모두 암수간 염색체의 수적 차이나 heteromorphic 한 염색체는 관찰할 수 없었으며, 또한 개체간 염색체 다형 현상도 볼 수 없었다.
2). 쥐노래미에서 암 수간 DNA 함량이 암컷 2.11 ±0.07 pg, 수컷 2.09 ±0.04pg으로 약간의 차이를 보였으나 노래미, 쥐노래미 모두 암수간 염색체의 수적 차이나 heteromorphic한 염색체는 관찰할 수 없었으며, 또한 개체간 염색체 다형 현상도 관찰되지 않았다. NOR 염색 결과 역시 두 종 모두 한 쌍의 acrocentric chromosome 단완에서 NORs이 나타나는 유사성을 보였다 (Fig.
후속연구
, 1968; Hinegarder and Rosen, 1972; Park and Chung, 1985)에 비추어 볼 때, DNA 함량이 많고, 크기가 큰 NOR을 갖는 즉, 더 많은 rRNA의 복사본을 갖고 있는 노래미가 쥐노래미보다 원시종이었을 것으로 추정할 수 있다. 그러나 보다 정확한 종간 진화 과정을 밝히기 위해서는 다양한 banding 방법의 적용에 의한 염색체의 미세 분석 등의 세포유전학적 연구와 함께 미토콘드리아 DNA, microsatellite loci 분석에 의한 DNA typing, 유전자 염기서열 분석 등 분자생물학적인 연구들이 더해져야 할 것으로 생각되며, 이러한 자료들은 본 연구 결과와 더불어 노래미와 쥐노래미의 유전공학 기법의 적용 및 우량 품종 개발을 위한 유전 육종학적 연구의 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.
, 1982). 모든 생물 종은 각각의 고유한 DNA 함량을 가짐으로 flow cytometry를 이용한 직접적인 DNA 함량 측정은 그 정확도 및 신속도 등을 생각할 때 종간 확인 및 진화 과정 규명 뿐 아니라 배수체의 판별 등에 매우 편리하고 유용하게 이용할 수 있을 것이다. (Thorgaard et al.
, 1984). 본 연구 결과 노래미가 쥐노래미보다 적혈구 세포 및 핵의 크기 모두 약간 큰 것으로 나타났으며 따라서 이러한 결과들은 노래미와 쥐노래미의 양식 생산성 향상을 위한 배수체 및 잡종 유도시 그 판단 기준으로 이용될 수 있을 것이다. (Table 1).
참고문헌 (16)
Benfey, T.J., A.M. Sutterlin and R.J. Thompson. 1984. The use of erythrocyte measurements to identify triploid salmoiuds. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 41, 980-984
Cruz, T.A., J.P. Thorpe and R.S.V. Pullin. 1982. Enzyme electrophoresis in Tilapia zilli: a pattern for determining biochemical genetic markers for use in tilapia stock identification. Aquaculture, 29, 311-329
Fontana, F. 1994. Chromosomal nucleolar organizer regions in four sturgeon species as markers of karyotype evolution in Acipenseriformes (Pisces). Genome, 37, 888-892
Ida, H., N. Oka and K.-I. Hayashigaki. 1991. Karyotypes and cellular DNA contents of three species of the subfamily Clupeinnae. Jap. J. Ichthyol., 38, 289-294
Kent, M., R. Chandler and S. Wachtel. 1988. DNA analysis by flow cytometry. Cytogenet. Cell Genet., 47, 88-89
Kim, D.S., E.H. Park and J.S. Kim. 1982. Karyotypes of nine species of Korean catfishes (Teleostomi: Siluriformes). Kor. J. Genetics, 4, 57-68
Kim, D.S., Y.K. Nam and I.-S. Park. 1995. Survival and kaiyological analysis of reciprocal diploid and tnploid hybrids between mudloach (Misgarnus mizolepis) and cyprinid loach (M. anguillicaudatus). Aquaculture, 135, 257-265
Park, E.H. and C.Y. Chung. 1985. Genome and nuclear sizes of Korean cobitid fishes (Teleostomi: Cyprinifonnes). Kor. J. Genetics, 7, 111-118
Park, I.-S., Y. Choi, Y.H. Kim, Y.K. Nam and D.S. Kim. 2000. Flow cytometric and cytogenetic studies in Rhynchocypiis oxycephalus and R. steindachneri. J. Aquacult., 13, 193-196
Sezaki, K. and H. Kobayashi. 1978. Comparison of eiythrocytic size between diploid and tetraploid in spinous loach, Cobitis biwae. Bull. Jap. Soc. Sci. Fish., 41, 851-854
Szarski, H. 1976. Cell size and nuclear DNA content in vertebrates. Inter. Rev. Cytol., 44, 93-112
Thorgaard, G.H., P.S. Rabinovitch, M.W. Shen, G.A.E. Gall, J. Propp and F.M. Utter. 1982. Triploid rainbow trout identified by flow cytometry. Aquaculture, 29, 305-309
Wolters, W.R., C.L. Chrisman and G.S. Libey. 1982. Erythrocyte nuclear measurements of diploid and tnploid channel catfish, Ictalurs punctatus rafinesque. J. Fish Biol., 20, 253-258
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.