난태생종인 다슬기(Semisulcospira libertina libertina)와 곳체다슬기(Semisulcospira gottchei) 어미에게 여러 가지 물리 화학적 자극을 주어 출산 개시 소요 시간, 출산 유생 치패수 및 치패 출산율을 조사하였다. 곳체다슬기는 온도, 공기 노출, serotonin 및 acetylcholine 자극에 대하여 다슬기보다 더욱 민감하게 반응하였으나, $H_2O_2$ 및 $NH_4OH$ 자극에 대하여는 두 종 모두 반응하지 않았다. 다슬기는 acetylcholine $10^{-9}M$ 자극에서 모패당 68개체로 가장 많은 유생과 치패를 출산하였으며, 치패 출산율도 57.5%로 높았다. 곳체다슬기는 수온을 $9^{\circ}C$ 상승시켰을 때, 모패당 113개체의 유생과 치패를 출산하였고 치패 출산율은 56.3%였으며, acetylcholine $10^{-12}M$ 첨가했을 때는 각각 83개체, 61.7%였다. 결론적으로, 다슬기와 곳체다슬기의 인공 종묘 생산 시 치패의 대량 출산 유도에는 신경전달물질인 acetylcholine 자극이 효과적인 것으로 나타났다.
난태생종인 다슬기(Semisulcospira libertina libertina)와 곳체다슬기(Semisulcospira gottchei) 어미에게 여러 가지 물리 화학적 자극을 주어 출산 개시 소요 시간, 출산 유생 치패수 및 치패 출산율을 조사하였다. 곳체다슬기는 온도, 공기 노출, serotonin 및 acetylcholine 자극에 대하여 다슬기보다 더욱 민감하게 반응하였으나, $H_2O_2$ 및 $NH_4OH$ 자극에 대하여는 두 종 모두 반응하지 않았다. 다슬기는 acetylcholine $10^{-9}M$ 자극에서 모패당 68개체로 가장 많은 유생과 치패를 출산하였으며, 치패 출산율도 57.5%로 높았다. 곳체다슬기는 수온을 $9^{\circ}C$ 상승시켰을 때, 모패당 113개체의 유생과 치패를 출산하였고 치패 출산율은 56.3%였으며, acetylcholine $10^{-12}M$ 첨가했을 때는 각각 83개체, 61.7%였다. 결론적으로, 다슬기와 곳체다슬기의 인공 종묘 생산 시 치패의 대량 출산 유도에는 신경전달물질인 acetylcholine 자극이 효과적인 것으로 나타났다.
The effects of various physicochemical stimuli in parturition induction were assayed on ovoviviparous freshwater melania snails, Semisulcospira libertina libertina and S. gottschei. Both of them did not respond to $NH_4OH$ and $H_2O_2$, but showed responses to the water tempera...
The effects of various physicochemical stimuli in parturition induction were assayed on ovoviviparous freshwater melania snails, Semisulcospira libertina libertina and S. gottschei. Both of them did not respond to $NH_4OH$ and $H_2O_2$, but showed responses to the water temperature raising, serotonin and acetylcholine. S. gottschei showed stronger responses to the stimulants in parturition induction compared with S. libertina libertina. In case of S. libertina libertina exposed to $10^{-9}M$ acetylcholine, the number of newly born larvae and juveniles per adult and juvenile parturition rate were 68 individuals and 57.5%, which were the most among experimental groups, respectively. In the parturition induction with temperature raising of $9^{\circ}C$, S. gottschei bred 113 larvae and juveniles in which juvenile parturition rate was 56.3% and $10^{-12}M$ acetylcholine also induced very high juvenile parturition rate(61.7%) and 83 larvae and juveniles. It could be concluded that the treatment of acetylcholine has a high effectiveness in the parturition induction of S. libertina libertina and S. gottschei.
The effects of various physicochemical stimuli in parturition induction were assayed on ovoviviparous freshwater melania snails, Semisulcospira libertina libertina and S. gottschei. Both of them did not respond to $NH_4OH$ and $H_2O_2$, but showed responses to the water temperature raising, serotonin and acetylcholine. S. gottschei showed stronger responses to the stimulants in parturition induction compared with S. libertina libertina. In case of S. libertina libertina exposed to $10^{-9}M$ acetylcholine, the number of newly born larvae and juveniles per adult and juvenile parturition rate were 68 individuals and 57.5%, which were the most among experimental groups, respectively. In the parturition induction with temperature raising of $9^{\circ}C$, S. gottschei bred 113 larvae and juveniles in which juvenile parturition rate was 56.3% and $10^{-12}M$ acetylcholine also induced very high juvenile parturition rate(61.7%) and 83 larvae and juveniles. It could be concluded that the treatment of acetylcholine has a high effectiveness in the parturition induction of S. libertina libertina and S. gottschei.
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문제 정의
본 연구에서는 전술한 바와 같이 양식 기술의 개발이 시급히 요청되고 있는 다슬기와 곳체다슬기를 대상으로 여러 가지 물리 · 화학적 자극을 통한 효과적인 출산 유도 방법을 구명하여, 다슬기류의 인공 종묘 생산 기술 개발을 위한 기초자료를 제공하는 데에 연구 목표를 두었다.
제안 방법
NH4OH 와 H2O2 자극에서는 다슬기와 곳체다슬기 각각 20개체를 250mL의 용기에 각각 1개체씩 수용한 다음, NH4OH는 2×10-3, 4×l0-3, 6×10-3 및 8×l0-3N, H2O2는 0.25×10-2, 0.50×10-2, l.00×l0-2 및 2.00×10-2N의 농도로 첨가하여 자극하였다. Serotonin과 acetylcholine 자극에서는 250mL의 용기에 다슬기와 곳체다슬기를 각각 1개체씩 수용한 다음, serotonin(5-hydroxytryptamine, C14H19N5O2 .
00×10-2N의 농도로 첨가하여 자극하였다. Serotonin과 acetylcholine 자극에서는 250mL의 용기에 다슬기와 곳체다슬기를 각각 1개체씩 수용한 다음, serotonin(5-hydroxytryptamine, C14H19N5O2 . H2SO4, Sigma, USA)은 10-8, 10-6, 10-4 및 10-2M, acetylcholine chloride (C7H16CINO2, Acres, Belgium)는 10-12, 10-9, 10-6 및 10-3M의 농도로 첨가하여 자극을 주었다.
공기 노출 자극 실험에서는 다슬기와 곳체다슬기 각각 20 개체를 바람이 잘 통하는 그늘진 곳에 10분, 30분, 60분, 90분씩 노출시킨 다음, 각각 1개체씩 250mL의 용기에 수용하였으며, 온도 자극 실험에서는 20℃에 수용되어 있던 다슬기와 곳체다슬기 각각 20개체를 250mL의 용기에 각각 1개체씩 넣고 3℃, 6℃, 9℃ 및 12℃의 수온 상승 자극을 주었다. NH4OH 와 H2O2 자극에서는 다슬기와 곳체다슬기 각각 20개체를 250mL의 용기에 각각 1개체씩 수용한 다음, NH4OH는 2×10-3, 4×l0-3, 6×10-3 및 8×l0-3N, H2O2는 0.
출산 유도 효과로는 각각의 출산 유도 자극에 대하여 자극 후 출산 개시까지의 소요 시간을 파악하고 출산 반응률은 각자극에 반응한 모패의 수를 실험 개체수로 나누어 계산하였다. 출산된 유생 · 치패수는 출산 개시 후 7시간째 까지 출산된 개체수로 산정하였다.
출산된 유생 · 치패수는 출산 개시 후 7시간째 까지 출산된 개체수로 산정하였다. 출산되거나 보육낭에 잔존한 유생 및 치패의 발생 단계 구분은 Nakano(1990)와 Chang et al.
대상 데이터
채집된 모패는 연구실로 옮겨 수온 20℃의 실내 수조(20L)에 수용하여 사육하면서 출산 유도 실험에 사용하였다. 모든 출산 유도 자극 실험에 사용한 사육수는 지하수(경도 208mg/L 전기전도도 0.697ms/cm, 총암모니아성 질소 0.9mg/L)로 하였다.
실험에 사용된 다슬기와 곳체다슬기는 출산기인 9월에 각각 경상남도 양산시 내원사 계곡, 강원도 평창군 평창강 일대에서 채집된 암컷으로 그 크기는 Table 1에서 보는 바와 같다. 채집된 모패는 연구실로 옮겨 수온 20℃의 실내 수조(20L)에 수용하여 사육하면서 출산 유도 실험에 사용하였다.
데이터처리
출산 유도 실험에서 얻어진 모든 자료는 Computer Program Statistix 3.1 (Analytical Software, St. Paul, Min. USA)로 분산분석을 실시한 다음, 최소유의차 검정을 통하여 P=0.05 수준에서 유의차 유무를 판정하였다.
이론/모형
출산되거나 보육낭에 잔존한 유생 및 치패의 발생 단계 구분은 Nakano(1990)와 Chang et al.(2001)의 방법을 따랐으며(Fig. 1), 총출산율과 치패 출산율은 출산 개체 수와 보육낭 내 잔존 유생 · 치패수를 조사한 후, 다음 의식에 의해 계산하였다.
성능/효과
Serotonin 및 acetylcholine 자극에서도 총출산율이 가장 높았던 자극 농도에서 치패 출산율도 높아지는 경향을 보였으며,serotonine 10-4M에서 8.3±0.1%인 반면, acetylcholinee 10-12 M에서 무려 61.7±11.2%의 높은 치패 출산율을 나타냈다.
곳체다슬기는 다슬기와는 달리 공기 노출에 대하여 매우 높은 반응률을 보여, Table 3에서 보는 바와 같이 공기 노줄 10분에서 50%, 30분, 60분, 90분에서는 모두 100%의 출산반응률을 나타냈다. 자극 후 출산에 이르는 소요 시간은 10~ 18분으로 역시 다른 자극 방법에 비해 짧았다.
2 개체로 가장 많은 유생과 치패를 출산하였다. 곳체다슬기에게 serotonin 자극을 준 결과, 10-4 M에서 5.0±1.4 개체를 출산했던 다슬기와는 달리 동일 농도에서 모패당 19.5±6.4 개체의 유생과 치패 출산량을 보였다. 특히 acetylcholine 자극시에는 10-12M에서 82.
, 1988). 그러나 본 연구에서는 serotonin에 비해 acetylcholine이 월등한 출산 유도 효과를 나타냄으로써, 조개류와 고둥류의 산란·방정에 작용하는 신경지배 기구가 서로 다름을 시사하는 것으로 인정된다. 앞으로는 아민성 신경지배와 콜린성 신경지배에 의한 신경전달물질의 다슬기 출산 기구에 대한 역할을 연구해 볼 가치가 충분히 있다.
다슬기는 공기 노출, NH4OH 및 H2O2 자극에 대해서는 반응하지 않았다. 그러나 온도 상승자극에서는 수온을 12℃ 상승시켰을 때 모패당 22.5±3.5개체로 가장 많은 유생과 치패를 출산하였으며, 온도 상승폭이 클수록 출산 유생 · 치패수가 많아지는 경향을 보였다. 한편, serotonine 10-4M에서 5.
그러나 출산 유생 · 치패수는 비교적 적어서 serotonine 다슬기류의 출산 유도에 적합하지 않을 것으로 판단된다. 그러나 콜린성 신경전달물질인 acetylcholine 10-9M 자극에서 다슬기는 66.7%의 높은 출산반응률을 보였으며, 출산 개시까지의 소요 시간도 10분으로 온도 상승 자극보다도 짧았다. 또한 출산 유생 · 치패수에 있어서도 온도 상승 자극보다 많았다.
또한 출산 유생 · 치패수에 있어서도 온도 상승 자극보다 많았다. 더욱이 곳체다슬기에서는 acetylcholine 10-12M에서 100%의 출산 반응률을 나타냈으며, 출산 개시까지의 소요 시간은 10분, 출산 유생 ·치패수는 모패당 78개체로 가장 좋은 효과를 나타냈다. 1980년대 이후 serotonin이 참가리비(Patinopecten yessoensis)를 비롯한 조개류의 산란 기구에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀지고 있으며, 참가리비 난소의 생식상피와 난소 소낭에서 serotonin성 신경전달물질의 존재가 확인된 바 있다(Matsutani & Nomura, 1982).
이에 비하여 곳체다슬기 모패는 6℃, 9℃ 상승시 100%의 출산 반응률을 나타냈으며, 9℃ 상승시에 가장 많은 유생 · 치패 출산량을 보였다. 또한 출산 개시까지의 소요 시간 역시 두 종 모두에서 수온이 높을수록 짧아지는 경향을 보임으로써, 온도 상승자극 시 사육 수온보다 9℃ 높일 때 출산 유도 효과가 컸음을 알 수 있었다. 한편, 공기 노출 자극은 다슬기에게는 효과를 나타내지 못한 반면, 곳체다슬기에 대하여는 30분 이상 노출시 100%의 출산반응률을 보임으로써, 유효한 출산 유도 자극방법이 될 것으로 판단된다.
사육 수온(20℃)보다 3, 6, 9, 12℃ 상승시킨 모든 수온 자극에 서 다슬기의 출산이 유도되었으나, 출산 반응률은 9℃ 상승 실험구에서 71.4%로 가장 높은 값을 보였다. 그러나 다슬기 모패는 공기 노출, H2O2 및 NH4OH 자극에 대하여 반응을 보이지 않았다.
자극 후 출산에 이르는 소요 시간은 10~ 18분으로 역시 다른 자극 방법에 비해 짧았다. 온도 상승 자극에서는 6℃와 9℃ 상승구에서 100%의 출산반응률을 보여 온도 자극의 효과가 인정되었으며, 출산에 이르는 소요 시간은 11~25분으로서 온도 상승폭이 클수록 짧아지는 경향을 나타냈다. Serotonin 자극에서도 곳체다슬기는 높은 반응률을 나타냈으며, 10-6M에서 모든 개체가 출산하였다.
4). 온도 상승자극에서 다슬기는 12℃ 상승 시에 13.4±8.5%의 치패 출산율을 보였으며, serotonin l0-4M에서는 21.4±9.4%로 높았다. 특히, acetylcholine 자극에서는 총출산율이 높았던 10-9M에서 치패출산율이 57.
7). 온도상승 자극에서 9℃ 상승 시 56.3±3.4%의 치패 출산율을 나타냄으로써, 과반수의 치패들이 출산되었음을 알 수 있었다.
이상의 연구 결과로부터 다슬기와 곳체다슬기의 효과적인 출산 유도를 위한 적정 자극 방법을 종합하여 보면, 다슬기에서는 acetylcholine을 l0-9M의 농도로 자극하는 것이 가장 높은 출산 유도 효과를 보이며, 곳체다슬기에서는 온도를 20℃로부터 9℃ 상승시키거나, acetylcholine을 10-9M 농도로 자극하는 것이 대량 출산에 효과적일 것으로 판단된다. 아울러 두 종 모두 serotonin 자극보다는 acetylcholine 자극에 대하여 높은 출산율을 나타낸 점으로 보아, acetylcholine과 같은 신경전달물질이 다슬기류의 계획적인 출산 유발 물질로 적극 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
2개체의 출산량을 보였다. 이에 비하여 곳체다슬기 모패는 6℃, 9℃ 상승시 100%의 출산 반응률을 나타냈으며, 9℃ 상승시에 가장 많은 유생 · 치패 출산량을 보였다. 또한 출산 개시까지의 소요 시간 역시 두 종 모두에서 수온이 높을수록 짧아지는 경향을 보임으로써, 온도 상승자극 시 사육 수온보다 9℃ 높일 때 출산 유도 효과가 컸음을 알 수 있었다.
출산 반응 종료 후 모패의 보육낭 내 잔존 유생 · 치패수를 조사하여 각 자극 방법에 따른 총출산율을 산정한 결과, 온도를 12℃ 상승시켰을 때 3.2±2.2%였다. 한편, serotonine 10-4 M에서, acetylcholinee 10-9M에서 각각 3.
출산 반응 종료 후 모패의 보육낭내 잔존 유생 · 치패수를 조사하여 각 자극 방법에 따른 총출산율을 산정한 결과, Fig. 6과 같이 온도를 9℃ 상승시켰을 때 12.0±6.4%로 가장 높게 나타났다. 공기 노출 자극에 있어서 출산 유생 ·치패수가 가장 많았던 60분 노출 시에 5.
7%로 가장 높은 출산반응률을 나타낸 반면, 10-12M 및 10-3M에서는 전혀 반응하지 않았다. 출산 자극 개시 후 출산까지의 소요 시간은 10~125분으로 온도 상승 자극에서 가장 짧은 경향을 나타냈다.
Serotonin 자극에서도 곳체다슬기는 높은 반응률을 나타냈으며, 10-6M에서 모든 개체가 출산하였다. 출산에 이르는 소요 시간은 6~20분으로 온도 상승 자극보다 더 짧은 경향을 보였으며, serotonin의 농도가 높을수록 소요 시간이 짧은 것으로 나타났다. Acetylcholine 역시 효과적인 출산 자극제인 것으로 보이며, 10-12M에서 100%의 모패가 출산에 가담하였다.
Acetylcholine 역시 효과적인 출산 자극제인 것으로 보이며, 10-12M에서 100%의 모패가 출산에 가담하였다. 특히 출산에 이르는 소요 시간은 acetylcholine의 농도가 낮을수록 짧아지는 경향을 보였다. 그러나 다슬기의 경우와 같이 곳체다슬기 역시 NH4OH와 H2O2 자극에 대하여는 전혀 반응하지 않았다.
5%로 가장 높았다. 특히, acetylcholine 자극에 대하여 다슬기는 농도별로 민감한 반응을 보여 10-9M에서 66.7%로 가장 높은 출산반응률을 나타낸 반면, 10-12M 및 10-3M에서는 전혀 반응하지 않았다. 출산 자극 개시 후 출산까지의 소요 시간은 10~125분으로 온도 상승 자극에서 가장 짧은 경향을 나타냈다.
4%로 높았다. 특히, acetylcholine 자극에서는 총출산율이 높았던 10-9M에서 치패출산율이 57.5±5.3%로 가장 높았다.
그러나 다슬기 모패는 공기 노출, H2O2 및 NH4OH 자극에 대하여 반응을 보이지 않았다. 한편, serotonin 자극에 대한 다슬기의 출산 반응률은 전반적으로 낮은 편이었으며, 실험구 내에서는 10-6 M이 12.5%로 가장 높았다. 특히, acetylcholine 자극에 대하여 다슬기는 농도별로 민감한 반응을 보여 10-9M에서 66.
2%였다. 한편, serotonine 10-4 M에서, acetylcholinee 10-9M에서 각각 3.9±0.7%, 24.4±0.5%의 총출산율을 보여 온도 자극에 비해 출산율이 높았으며, acetylcholine 10-9M 자극은 모든 자극 방법 중에서 가장 높은 출산율을 나타냈다(P<0.05)(Fig. 3).
5개체로 가장 많은 유생과 치패를 출산하였으며, 온도 상승폭이 클수록 출산 유생 · 치패수가 많아지는 경향을 보였다. 한편, serotonine 10-4M에서 5.0±1.4 개체의 출산 유생·치패수를 나타냈으며, acetylcholine 자극에서는 10-9M에서 68.0±8.5 개체로 가장 많은 출산량을 나타냈다(P<0.05).
또한 출산 개시까지의 소요 시간 역시 두 종 모두에서 수온이 높을수록 짧아지는 경향을 보임으로써, 온도 상승자극 시 사육 수온보다 9℃ 높일 때 출산 유도 효과가 컸음을 알 수 있었다. 한편, 공기 노출 자극은 다슬기에게는 효과를 나타내지 못한 반면, 곳체다슬기에 대하여는 30분 이상 노출시 100%의 출산반응률을 보임으로써, 유효한 출산 유도 자극방법이 될 것으로 판단된다.
한편, 아민성 신경전달물질의 하나인 serotonin에 대한 다슬기 모패의 출산 반응률은 10-6M에서 12.5%로 약간 높았지만, 출산 개시까지 60분 이상의 시간이 소요되었으며, 출산한 유생 · 치패수도 매우 적어 온도 상승 자극에 비해 효과가 낮은 것으로 보인다. 그러나 곳체다슬기에서는 serotonin 104M에서 100%의 반응률을 보였고, 출산 개시까지의 소요 시간도 다슬기에 비해 짧았다.
후속연구
아울러 두 종 모두 serotonin 자극보다는 acetylcholine 자극에 대하여 높은 출산율을 나타낸 점으로 보아, acetylcholine과 같은 신경전달물질이 다슬기류의 계획적인 출산 유발 물질로 적극 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
그러나 본 연구에서는 serotonin에 비해 acetylcholine이 월등한 출산 유도 효과를 나타냄으로써, 조개류와 고둥류의 산란·방정에 작용하는 신경지배 기구가 서로 다름을 시사하는 것으로 인정된다. 앞으로는 아민성 신경지배와 콜린성 신경지배에 의한 신경전달물질의 다슬기 출산 기구에 대한 역할을 연구해 볼 가치가 충분히 있다.
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