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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 해조 자원으로써의 옥덩굴의 이용도를 높이기 위하여 이들의 생장 특성을 파악하고, 자연 상태의 성숙 시기와 성숙을 유발하는 요인을 밝혀 옥덩굴류의양식 기법 개발을 위한 자료로 제공하고자 하였다.
제안 방법
- sT)의 조합인 총 12개의 배 양조건별로 3번 반복 실험하였다. 배양액은 PES 배양액 (Provasoli 1968)에 ABM 용액(Guillard 1968)과 GeO2를 첨가하여 사용하였으며, 5 일 간격으로 전량 교환하였다. 직립 엽체의 생장은 길이 생장과 습중량으로 측정하였고, 성숙 여부는 배양 62일 동안 직립지의 배우자낭그물의 형성 유무로 판별하였으며, 성숙률은 각 실험구의 10개 직립지 가운데 배우자낭그물을 형성한 직립지의 비율로서 나타내었다.
- 월별 수온의 변동은 시료 채취시 현장의 표층수온을 전자온도계 (DELTA PC-9400, Japan)를 사용하여 기록하였다. 옥덩굴 개체군의 계절 변동은 매월 채집된 개체 중 포복경을 제외한 30개의 직립지 (erect branch)를 무작위로 절단, 선발하여 길이 , 폭, 습중량과 건중량의 변화를 조사하였다. 건중량은 80℃에서 48시간 건조한 후 측정하였다.
- 옥덩굴의 성숙 유도를 위한 유효적산온도(degree-days) 의 추정은 옥덩굴의 생장 자료를 근거로 하여 옥덩굴의 생육 영점온도를 13℃로 설정하였고(Fig. 1) , 조사지점의 표면 수온 측정치와 부산지역의 해양 정지 관측치 (1999년부터 2001년까지 3개년 동안 옥덩굴의 주생장기인 4월부터 7월까지의 누적치를 평균한 값, Table 1)를 근거로 하여 1일 평균 수온에서 생육영점온도를 뺀 값을 누적시켜 아래의 식에 의하여 구하였다(Allen 1976).
- 채집된 개체는 ice box를 이용하여 실험실로 즉시 운반한 뒤, 멸균해수로 수회 세척한 후, 25 l의 배양용기에 넣어 aeration을 하면서 보관하였고, 이를 월별 야외 개체군의 생장 분석에 사용하였다. 월별 수온의 변동은 시료 채취시 현장의 표층수온을 전자온도계 (DELTA PC-9400, Japan)를 사용하여 기록하였다. 옥덩굴 개체군의 계절 변동은 매월 채집된 개체 중 포복경을 제외한 30개의 직립지 (erect branch)를 무작위로 절단, 선발하여 길이 , 폭, 습중량과 건중량의 변화를 조사하였다.
- 배양액은 PES 배양액 (Provasoli 1968)에 ABM 용액(Guillard 1968)과 GeO2를 첨가하여 사용하였으며, 5 일 간격으로 전량 교환하였다. 직립 엽체의 생장은 길이 생장과 습중량으로 측정하였고, 성숙 여부는 배양 62일 동안 직립지의 배우자낭그물의 형성 유무로 판별하였으며, 성숙률은 각 실험구의 10개 직립지 가운데 배우자낭그물을 형성한 직립지의 비율로서 나타내었다.
- 3 cm 길이의 직립지로 절단하였다. 직립지 10개씩을 멸균한 각각의 1 l 삼각플라스크에 넣어 배양기(Twin-room incubator, VS-1203P4N)에서 장일(16:8, L:D) 조건에서 4 개 온도구간(15, 20, 25, 30℃)과 3개 조도구간 (20, 50, 80 〃mol.m-2.sT)의 조합인 총 12개의 배 양조건별로 3번 반복 실험하였다. 배양액은 PES 배양액 (Provasoli 1968)에 ABM 용액(Guillard 1968)과 GeO2를 첨가하여 사용하였으며, 5 일 간격으로 전량 교환하였다.
- 의하여 무작위로 채집하였다. 채집된 개체는 ice box를 이용하여 실험실로 즉시 운반한 뒤, 멸균해수로 수회 세척한 후, 25 l의 배양용기에 넣어 aeration을 하면서 보관하였고, 이를 월별 야외 개체군의 생장 분석에 사용하였다. 월별 수온의 변동은 시료 채취시 현장의 표층수온을 전자온도계 (DELTA PC-9400, Japan)를 사용하여 기록하였다.
대상 데이터
- A, Vegetative thalli; B, Condensed dark green pigments formation on ramuli after 12 days culture; C, Gemetangial network in fertile assimilator after 12 days culture; D, Liberation tube (arrow head) formation from the surface of ramuli for gamete release after 14 days of culture; E, Bleached erect branch after gamete release; F, Biflagellate male and female gamete; G, Quadriflag이late zygote after conjugation. Scale bars are 5 mm (A-E) and 10 “m (F, G).
- 실내 성숙 유도 실험을 위하여 2001년 6월에 채집한 엽체를 3 cm 길이의 직립지로 절단하였다. 직립지 10개씩을 멸균한 각각의 1 l 삼각플라스크에 넣어 배양기(Twin-room incubator, VS-1203P4N)에서 장일(16:8, L:D) 조건에서 4 개 온도구간(15, 20, 25, 30℃)과 3개 조도구간 (20, 50, 80 〃mol.
- 옥덩굴 시료는 부산시 용호동 백운포 인근의 조하대 수심 3-5 m에서 1999년 11월부터 2001년 10월까지 매월 SCUBA diving에 의하여 무작위로 채집하였다. 채집된 개체는 ice box를 이용하여 실험실로 즉시 운반한 뒤, 멸균해수로 수회 세척한 후, 25 l의 배양용기에 넣어 aeration을 하면서 보관하였고, 이를 월별 야외 개체군의 생장 분석에 사용하였다.
성능/효과
- 대부분이 무성적으로 증식하는 것으로 알려져 있다(Ceccherelli and Piazzi 2001). 그러나 본 연구 결과, 자연에서도 유성생식의 징후인 배우자낭그물의 형성과 배우자방출관 형성이 확인되었으며 , 이와 같은 결과는 실내배양을통한 성숙 과정에서도 동일한 양상으로 나타났다(Fig. 4). 다만 옥덩굴의 배우자낭그물 형성으로부터 배우자 방출관형성에 이르는 성숙 과정은 실험 기간동안 매우 짧은 시간 (약 24시간) 동안에 일어나며 , 자연 상태의 엽체에서는 서식처의 수온 조건에 따라 매우 한정된 시기에 일어나므로 관찰하기가 매우 어렵다.
- 따라서 본 연구의 결과는 옥덩굴의 경우 유효적산온도를 이용하여 수온의 인위적인 조절을 통하여 성숙을 앞당기거나 지 연시킬 수 있음을 보여 주었다. 그러나 Table 2에서와같이 15℃ 조건에서는 80 emol-m-2-s-1 조건에서만 배우자낭 그물이 형성되었으며 , 30℃ 조건에서는 20 emol-m-2-s-1 조건에서만 배우자낭그물이 형성된 점으로 보면, 옥덩굴의 성숙에는 적산온도가 가장 중요한 작용을 하나 이외에도 광도, 광주기와 광 파장 등 다른 환경요인들과의 복합적인 상호작용에 의한 영향도 있는 것으로 고려해 볼 수 있다.
- 배우자낭의 형성 비율로 나타낸 옥덩굴의 성숙률은 Fig. 5 와 같이 25℃와 20 emol-m-2-s-1 조건에서 64%로 가장 높았으며 , 30℃ 온도구간의 20 emol-m-2-s-1 조건에서 25% 로 나타났다. 이외에 25℃ 구간의 50 〃mol.
- 9일이 경과되면 성숙에 도달하는 것으로 예측해볼 수 있다. 본 연구 결과 15℃ 조건에서는 배양 58일 후 성숙에 도달하였으며 , 20℃ 조건에서는 배양 16-20일 후, 25℃ 조건에서는 배양 10일 후 그리고 30℃ 조건에서는 배양 12 일 후 성숙에 도달하였다. 유효적산온도를 기준으로 추정한 결과와의 차이는 15℃ 조건에서는 8일과 20-25℃ 조건에서는 2일에 불과하였다.
- 본 연구 결과 실내 배양 조건에서 옥덩굴 엽체의 성숙은일부 조건을 제외하면 20-25℃의 수온 조건에서 주로 나타났으며, 가장 먼저 성숙이 일어나기 시작한 조건은 25℃와 20 emol-m-2-s-1 조건으로, 배양 10일 후 처음 배우자낭그물의 형성이 나타나기 시작하였으며, 성숙률은 최대 64%에달하였다. 이후 같은 25℃ 온도 조건의 50 ”moLm-2・sT과 80 emol-m-2-s-1 구간에서는 각각 배양 12일 및 16일째 배우자낭그물의 형성이 이루어졌다.
- 특정 종의 발달 단계를 위해 요구되는 누적온도의 총합은 항상 일정하며 온도와 시간의 조합에 따라 같은 양으로 나타나게 된다(Baskerville and Emin 1969; Allen 1976). 자연상태에서 옥덩굴은 20℃ 전후의 수온 조건에서 성숙하였으나(Fig. 1), 실내 배양에서는 조도구간에 따른 차이는 있으나 15-30℃의 조건에서 성숙이 관찰되었다. 야외 개체군 조사에서 옥덩굴의 경우 생장 영점 온도는 13℃로 추정되었으며(Table 1), 성숙에 도달하는 유효적산온도는 267.
- 7℃)에관찰되었다. 자연상태의 수온변화에 따른 3년간의 자료 조사 결과 옥덩굴의 생장임계온도는 13℃ 였으며 , 성숙에 요구되는 유효적산온도는 약 270 degree-days였다(Table 1).
후속연구
- 그러나 Table 2에서와같이 15℃ 조건에서는 80 emol-m-2-s-1 조건에서만 배우자낭 그물이 형성되었으며 , 30℃ 조건에서는 20 emol-m-2-s-1 조건에서만 배우자낭그물이 형성된 점으로 보면, 옥덩굴의 성숙에는 적산온도가 가장 중요한 작용을 하나 이외에도 광도, 광주기와 광 파장 등 다른 환경요인들과의 복합적인 상호작용에 의한 영향도 있는 것으로 고려해 볼 수 있다. 그러므로 금후 보다 많은 생육 환경 요인들을 바탕으로 한 배 양 실험으로 옥덩굴의 유효적산온도에 대한 보다 정확한 검증이 필요할 것으로 보인다.
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