먹이섭취 후 흰다리새우, Litopenaeus vannamei (Boone) 소화기관의 trypsin 활성 및 배설률 Post Feeding Trypsin Activity in the Digestive Organs and the Gastric Evacuation Rate of Litopenaeus vannamei (Boone)원문보기
흰다리새우 양식기법의 최적화를 위하여 소화기간 동안의 간췌장, 전장 그리고 중장에서의 trypsin의 활성변화를 조사하였다. 체중에 대한 전장, 중장의 무게 그리고 그 무게 합의 비율은 섭취된 먹이의 이동 및 소화과정을 나타내는 지표로서 공급량과 잔류량에 의한 먹이섭취량을 측정하는 것 보다 더 정확한 지표로서 사용 가능하였다. 평균적으로 치대 먹이섭취량은 전장에서 먹이섭취 후 30분 이내에 체중에 0.3%로 나타났다. 또한 30분 이후부터 전장이 비워지기 시작되었으며 중장의 무게가 최대에 이르는 시각은 2시간째였다. $3{\sim}5$시간 후에는 먹이가 배설됨으로 인하여 중장의 체중에 대한 무게비가 감소하였으나 전장에서는 비교적 같은 비율을 유지하였다. 먹이섭취에 의한 trypsin활성변화는 간췌장에서 가장 커서 전장에서의 활성변화에 비하여 약 3배로 나타났다. 소화시간이 지날수록 간췌장에서의 trypsin 활성은 지속적으로 증가하였다. 전장에서의 trypsin 효소의 활성은 중장보다 약 $2{\sim}3$배정도 높았다 먹이섭취 후 2시간이 지났을 때 trypsin 활성은 303 n mol/mg/min였고, 4시간까지 이 활성이 유지($277{\sim}306$ n mol/mg/min)되었으며, 그 후에는 점차 감소하였다. 중장에서는 typsin 활성이 먹이를 섭취하여 한 시간이 지나면서 $65{\pm}29$ (SE) n mol/mg/min로 증가하였다. 그 이후에는 $80{\sim}97$ n mol/mg/min의 범위를 나타내었으며, 5시간이 경과하였을 때 $52{\pm}17$ (SE) n mol/mg/min로 감소하였고 소화관내에 잔류하고 있는 먹이 량은 최대 섭취량의 50%로 나타났다.
흰다리새우 양식기법의 최적화를 위하여 소화기간 동안의 간췌장, 전장 그리고 중장에서의 trypsin의 활성변화를 조사하였다. 체중에 대한 전장, 중장의 무게 그리고 그 무게 합의 비율은 섭취된 먹이의 이동 및 소화과정을 나타내는 지표로서 공급량과 잔류량에 의한 먹이섭취량을 측정하는 것 보다 더 정확한 지표로서 사용 가능하였다. 평균적으로 치대 먹이섭취량은 전장에서 먹이섭취 후 30분 이내에 체중에 0.3%로 나타났다. 또한 30분 이후부터 전장이 비워지기 시작되었으며 중장의 무게가 최대에 이르는 시각은 2시간째였다. $3{\sim}5$시간 후에는 먹이가 배설됨으로 인하여 중장의 체중에 대한 무게비가 감소하였으나 전장에서는 비교적 같은 비율을 유지하였다. 먹이섭취에 의한 trypsin활성변화는 간췌장에서 가장 커서 전장에서의 활성변화에 비하여 약 3배로 나타났다. 소화시간이 지날수록 간췌장에서의 trypsin 활성은 지속적으로 증가하였다. 전장에서의 trypsin 효소의 활성은 중장보다 약 $2{\sim}3$배정도 높았다 먹이섭취 후 2시간이 지났을 때 trypsin 활성은 303 n mol/mg/min였고, 4시간까지 이 활성이 유지($277{\sim}306$ n mol/mg/min)되었으며, 그 후에는 점차 감소하였다. 중장에서는 typsin 활성이 먹이를 섭취하여 한 시간이 지나면서 $65{\pm}29$ (SE) n mol/mg/min로 증가하였다. 그 이후에는 $80{\sim}97$ n mol/mg/min의 범위를 나타내었으며, 5시간이 경과하였을 때 $52{\pm}17$ (SE) n mol/mg/min로 감소하였고 소화관내에 잔류하고 있는 먹이 량은 최대 섭취량의 50%로 나타났다.
The tryptic enzyme activities from hepatopancreas, foregut, midgut and feces were examined to optimize the feeding method in whiteleg shrimp, Litopenaeus vannamei. The highest tryptic enzyme activity was found in hepatopancreas. The enzyme activities of hepatopancreas were 4 times higher than those ...
The tryptic enzyme activities from hepatopancreas, foregut, midgut and feces were examined to optimize the feeding method in whiteleg shrimp, Litopenaeus vannamei. The highest tryptic enzyme activity was found in hepatopancreas. The enzyme activities of hepatopancreas were 4 times higher than those of foregut per mg dry weight at 30 minutes feeding. Post feeding period, the activities of hepatopancreas increased continuously up to 30 hours after feeding. Trypsin activities of foregut showed about 3 times higher than did those of midgut. Average activity of foregut reached the pick with $303{\pm}68\;(mean{\pm}SE)$ nmol/mg/min at two hours after feeding and kept the activity up to 4 hours after feeding and thereafter the activity decreased. Average tryptic enzyme activity of midgut increased to $96{\pm}26nmol/mg/min$ up to two hours after feeding and it decreased to $52{\pm}17nmol/mg/min$ at five hours after feeding eventhough the gastric evacuation rate was still 50% by then. Foregut clearance occurred in 30 minutes after feeding and midgut weight increased up to 2 hours after feeding. Also we found that the maximal food ingestion in foregut was equivalent to the average 0.3% of its body weight by 30 minutes after feeding. Up to 5 hours after feeding, the weight ratio of midgut to body weight reduced, but still the weight ratio of foregut to body weight kept the similarity until then. These indicated that the tryptic enzyme activity and the clearance rate are different among the digestive organs and between forgot and midgut during the post feeding period in whiteleg shrimp.
The tryptic enzyme activities from hepatopancreas, foregut, midgut and feces were examined to optimize the feeding method in whiteleg shrimp, Litopenaeus vannamei. The highest tryptic enzyme activity was found in hepatopancreas. The enzyme activities of hepatopancreas were 4 times higher than those of foregut per mg dry weight at 30 minutes feeding. Post feeding period, the activities of hepatopancreas increased continuously up to 30 hours after feeding. Trypsin activities of foregut showed about 3 times higher than did those of midgut. Average activity of foregut reached the pick with $303{\pm}68\;(mean{\pm}SE)$ nmol/mg/min at two hours after feeding and kept the activity up to 4 hours after feeding and thereafter the activity decreased. Average tryptic enzyme activity of midgut increased to $96{\pm}26nmol/mg/min$ up to two hours after feeding and it decreased to $52{\pm}17nmol/mg/min$ at five hours after feeding eventhough the gastric evacuation rate was still 50% by then. Foregut clearance occurred in 30 minutes after feeding and midgut weight increased up to 2 hours after feeding. Also we found that the maximal food ingestion in foregut was equivalent to the average 0.3% of its body weight by 30 minutes after feeding. Up to 5 hours after feeding, the weight ratio of midgut to body weight reduced, but still the weight ratio of foregut to body weight kept the similarity until then. These indicated that the tryptic enzyme activity and the clearance rate are different among the digestive organs and between forgot and midgut during the post feeding period in whiteleg shrimp.
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문제 정의
본 연구는 효율적인 먹이공급체계를 확립하기 위한 연구의 일환으로 먹이 섭취 후 경과시간에 따른 trypsin의 활성변동을 각 소화기관별로 분석을 하여 효율적인 먹이공급과 성장을 유도하여 새우류 사육기술을 개발함을 목적으로 하였다.
제안 방법
9g)를 5마리씩 11개의 20 L 원형 아크릴 수조에 수용한 후, 수온은 20±0.5。(2로 유지하고 에어스톤으로 포기를 한 상태에서 2 g씩의 배합사료를 공급하여 충분한 먹이섭취가 이루어지도록 하였으며 시간별 먹이섭취 상태를 관찰하였다.
Trypsin 활성은 먹이공급 후 0.5, 1, 2, 3, 4 그리고 5 시간이 지난 후, 새우를 5마리씩 채포하여 간췌장, 전장, 중장 그리고 배설물을 분리하고(Fig. 2), -60℃에서 동결 건조하여 형광 광도법으로 각 개체마다 측정을 하였다(Ueberschaer, 2000). 새우들로부터 절취한 간췌장(l~1.
먹이공급 1시간 후에는 각 실험구의 잔류먹이를 수거, 동결건조(-56 ℃, 48시간)를 하였고 자연손실에 의한 먹이 잔류량의 감소를 비교구로 하여 먹이섭취량을 조사하였다. 개체별로 먹이 섭취량의 측정은 다음과 같은 공식에 의해 산정하였다: FC=F]X(Fo-Fr) (Nunes and Parsons, 2000).
먼저 실험동물의 소화관을 완전히 비우기 위해 48시간동안 먹이공급 없이 안정된 상태로 수용하였다. 이후 소화관이 비워진 상태의 새우(평균 체중 9.
2), -60℃에서 동결 건조하여 형광 광도법으로 각 개체마다 측정을 하였다(Ueberschaer, 2000). 새우들로부터 절취한 간췌장(l~1.5mg), 전장(1.5~2.5 mg) 그리고 중장(2.5~3.5 mg)은 Tris-HCl 용액(0.1 M Tris(hydroxymethyl) aminomethan, 0.02 M CaCkHzO, Merck사, HO, pH 8) 500 μ1 를 첨가하여 마쇄를 하고, 0~4℃, 4, 110 g에서 60분간 원심분리를 하여 , 상등액을 50 μ1씩 microplate에 3회 분주를 하고 0.2 mmol의 Na-benzoyl-L-arginin-4-methylcoumarinyl-7-amid (Bachem, 사, 0.5% dimethyl-sulfoxide, Merck) 기질용액을 250 μ1씩 첨가하여 fluorescence microplate reader (Fluoroskan Ascent FL, Thermo사)로 3(TC에서 20분간 가온을 한 후, 2분 간격으로 5번 측정을 하여 평균 trypsin의 활성을 측정하였다. 효소의 활성은 1분 동안 단위중량당 기질의 가수분해된 양으로 표시하였다(hydrolysed MCA nmol/mg/min).
측정 시 extinctione 380 nm, emissione' 440 nm였다. 표준검정식 (standard curve}은 7-amino-4-methylcoumarin (Bachem사)0.5 mg을 100 卜il dimethylsulfoxide 용액에 녹여 Tris-HCl 용액으로 희석을 하고 각 농도별로 측정을 하였다(Fig. 1).
흰다리새우 양^기법의 최적화를 위하여 소화기간 동안의 간췌장, 전장 그리고 중장에서의 trypsin의 활성변화를 조사하였다. 체중에 대한 전장, 중장의 무게 그리고 그 무게 합의 비율은 섭취된 먹이의 이동 및 소화과정을 나타내는 지표로서 공급량과 잔류량에 의한 먹이섭취량을 측정하는 것보다 더 정확한 지표로서 사용 가능하였다.
대상 데이터
갑각류 연구센터에서 생산한 흰다리새우를 사용하여 2005년도 1월 9일부터 12일까지 72시간 동안 실험을 실시하였다. 먼저 실험동물의 소화관을 완전히 비우기 위해 48시간동안 먹이공급 없이 안정된 상태로 수용하였다.
성능/효과
배설률을 나타내는 GERe 소화시간이 경과함에 따라 지속적으로 증가하여 5시간후 50%의 비율을 나타내었고 섭취된 먹이의 절반이 소화흡수 후 배설되었다. 23시간 경과시 GERe 86%, 30시간 후 89%로 나타나 먹이섭취 후 장시간이 지나도 11%의 먹이가 중장에 일부 잔류하고 있는 것으로 나타났다. 배설물내의 trypsin 효소의 활성은 시간에 따라 증감을 반복하는 경향을 보였고 먹이 섭취량에 따른 배설물의 양은 상관관계를 나타내지 않는 것으로 분석 되 었다.
특히 소화관내에 먹이가 존재하지 않을 경우에는 장내 trypsin 활성이 낮은 것으로 나타났다. 소화액을 생성하고 분비하는 간췌장에서는 실험 시작 전 2 일간의 절식상태에서 낮은 활성을 나타내었으나, 먹이 섭취 후 먹이 공급이 중지되고 전장에서 중장으로 다량의 먹이가 이동된 2시간 후에도 비교적 일정한 600±193 (SE) nmol/mg/min의 활성을 가짐으로서 trypsin。] 소화관으로 이동하여 전장과 중장에서는 높은 효소 활성을 보이고 간췌장에서는 일정한 효소 활성을 나타낸 것으로 비교적 빠른 시간 안에 간췌장에서 효소생성이 촉진되고 이동되는 것을 알 수 있었다. 먹이섭취 후 23~30 시간에는 간췌장에서의 trypsin 활성이 급격하게 증가하는 것으로 보아 간췌장에서 소화효소가 지속적으로 다량 생성되고 소화관 내의 잔존 먹이량이 감소되어 이동량이 적어지고, 분비되지 않은 효소들이 저장되는 것으로 나타났다.
5와 같다. 간췌장의 trypsin 효소 활성은 48시간 절식한 개체 및 1시간동안 충분히 먹이를 섭취한 실험구에서 각각 610±88 (SE) n mol/mg/min, 680±99 n mol/mg/min로 뚜렷한 변화는 관찰되지 않았으나, 3시간경과 후부터 급격히 증가하기 시작하여 4시간 후 907±229 n mol/mg/min의 높은 값을 나타내었다. 전장에서의 trypsin 효소 활성은 먹이섭취 30분 후에 13l±29n mol/mg/min로 중장과 비교하면 2배정도 높았다.
소화액을 생성하고 분비하는 간췌장에서는 실험 시작 전 2 일간의 절식상태에서 낮은 활성을 나타내었으나, 먹이 섭취 후 먹이 공급이 중지되고 전장에서 중장으로 다량의 먹이가 이동된 2시간 후에도 비교적 일정한 600±193 (SE) nmol/mg/min의 활성을 가짐으로서 trypsin。] 소화관으로 이동하여 전장과 중장에서는 높은 효소 활성을 보이고 간췌장에서는 일정한 효소 활성을 나타낸 것으로 비교적 빠른 시간 안에 간췌장에서 효소생성이 촉진되고 이동되는 것을 알 수 있었다. 먹이섭취 후 23~30 시간에는 간췌장에서의 trypsin 활성이 급격하게 증가하는 것으로 보아 간췌장에서 소화효소가 지속적으로 다량 생성되고 소화관 내의 잔존 먹이량이 감소되어 이동량이 적어지고, 분비되지 않은 효소들이 저장되는 것으로 나타났다. 전장과 중장의 경우는 먹이섭취가 계속된 1시간 동안의 효소활성이 약 5시간까지 유지되었고, 더 이상의 먹이섭취가 일어나지 않은 상태에서도 중장의 먹이가 배설되지 않고 50% 정도 잔류하고 있는 것으로 나타나 영양학적인 측면에서 적절 먹이 공급주기를 파악한다면 단백질 흡수율을 높이고 사료를 절감하여 생산성 향상에 기여 할 수 있을 것으로 생각된다.
1 mg의 배설물이 수거되었다. 배설률을 나타내는 GERe 소화시간이 경과함에 따라 지속적으로 증가하여 5시간후 50%의 비율을 나타내었고 섭취된 먹이의 절반이 소화흡수 후 배설되었다. 23시간 경과시 GERe 86%, 30시간 후 89%로 나타나 먹이섭취 후 장시간이 지나도 11%의 먹이가 중장에 일부 잔류하고 있는 것으로 나타났다.
23시간 경과시 GERe 86%, 30시간 후 89%로 나타나 먹이섭취 후 장시간이 지나도 11%의 먹이가 중장에 일부 잔류하고 있는 것으로 나타났다. 배설물내의 trypsin 효소의 활성은 시간에 따라 증감을 반복하는 경향을 보였고 먹이 섭취량에 따른 배설물의 양은 상관관계를 나타내지 않는 것으로 분석 되 었다.
4와 Table 1). 배설은 먹이섭취 2시간 이후부터 지속적으로 일어났으나, 본 시험에서의 장이 비워지는 비율인 GERe 5시간에 50%, 23시간 후 86% 그리고 먹이섭취 후 하루가 지난 30시간 후에도 89% 로 나타나 지속적으로 먹이를 섭취하지 못할 경우에 소화관 내를 이동하는 먹이의 속도가 완만해짐으로 소화관 내 먹이가 잔류하는 것으로 추정되었다. 새우류는 전장의 먹이량을 일정하게 유지하기 위해 지속적으로 섭식을 하는 습성을 갖고 있다.
al, 1992). 본 실험에서는 흰다리새우의 간췌장에서 trypsin 이 다량 검출된 점으로 보아 척추동물과는 달리 간췌장에서 이미 trypsin이 활성화 되어 있는 상태로 존재하는 것을 확인할수 있었다.
본 연구에서 trypsin의 활성변화는 소화기관의 부위 및 개체 간에 따라 큰 차이를 나타내었다. 특히 소화관내에 먹이가 존재하지 않을 경우에는 장내 trypsin 활성이 낮은 것으로 나타났다.
, 1990) 개체간에도 차이가 큰 것으로 보고되어있다. 본 연구에서도 먹이가 지속적으로 공급된 1시간 동안에도 실험구마다 먹이 이동량과 배설량의 차이를 보여 개체 간의 소화 시간의 차이가 큰 것으로 나타났다(Fig. 4와 Table 1). 배설은 먹이섭취 2시간 이후부터 지속적으로 일어났으나, 본 시험에서의 장이 비워지는 비율인 GERe 5시간에 50%, 23시간 후 86% 그리고 먹이섭취 후 하루가 지난 30시간 후에도 89% 로 나타나 지속적으로 먹이를 섭취하지 못할 경우에 소화관 내를 이동하는 먹이의 속도가 완만해짐으로 소화관 내 먹이가 잔류하는 것으로 추정되었다.
표기하였다. 자연먹이 손실량(11%)을 감안한 각 실험구별 1시간 동안의 먹이 섭취량(FC)은 평균 0.72±0.05 g이었다. 먹이공급 후 30분 만에 5마리의 흰다리새우가 0.
먹이섭취 후 23~30 시간에는 간췌장에서의 trypsin 활성이 급격하게 증가하는 것으로 보아 간췌장에서 소화효소가 지속적으로 다량 생성되고 소화관 내의 잔존 먹이량이 감소되어 이동량이 적어지고, 분비되지 않은 효소들이 저장되는 것으로 나타났다. 전장과 중장의 경우는 먹이섭취가 계속된 1시간 동안의 효소활성이 약 5시간까지 유지되었고, 더 이상의 먹이섭취가 일어나지 않은 상태에서도 중장의 먹이가 배설되지 않고 50% 정도 잔류하고 있는 것으로 나타나 영양학적인 측면에서 적절 먹이 공급주기를 파악한다면 단백질 흡수율을 높이고 사료를 절감하여 생산성 향상에 기여 할 수 있을 것으로 생각된다.
5 mg(컨종량)。] 수거됨으로 위의 보리새우류의 연구에서 나타난 2~4시간보다 빠르게 소화가 진행이 된 것으로 나타났다. 전장의 무게가 최고에 이른 새우는 역으로 중장에서는 최소의 무게비율을 나타내었고, 1시간동안 섭식 후 전장에 저장된 먹이들이 효소와 혼합이 되어 중장으로 이동되기까지 약 2시간이 소요 되었으며, 그 이후에는 전장에서 중장으로의 먹이 이동량이 완만해지는 것으로 나타났다. 갑각류의 소화시간은 수온, 먹이농도, 생물의 크기, 공식, 탈피단계, 먹이섭취 및 배설률 등의 영향으로(Marchant and Hynes, 1981; Murtaugh, 1984 and 1985; Heyraud, 1979; Kurmaly et al.
체중(습중량)과 간췌장 무게(건중량)의 관계는 YF9.358X-88.519의 상관관계식을 보여 체중이 클수록 간췌장의 무게가 비례하여 증가하는 것으로 나타났다 (Fig. 3).
2%로 증가하기 시작하였다. 총 먹이 섭취량으로 계산되어지는 체중에 대한 전장과 중장의 무게합의 비율은 1 시간에 이르러 0.41±0.04%로 최대값을 기록하였고 그 이후에는 서서히 감소되는 경향을 보였다. 전장무게와 중장무게와의 관계는 먹이섭취가 활발히 이루어진 0.
체중에 대한 전장, 중장의 무게 그리고 그 무게 합의 비율은 섭취된 먹이의 이동 및 소화과정을 나타내는 지표로서 공급량과 잔류량에 의한 먹이섭취량을 측정하는 것보다 더 정확한 지표로서 사용 가능하였다. 평균적으로 최대 먹이섭취량은 전장에서 먹이섭취 후 30분 이내에 체중에 0.3%로 나타났다. 또한 30분 이후부터 전장이 비워지기 시작되었으며 중장의 무게가 최대에 이르는 시각은 2시간째였다.
후속연구
, 1991; Garcia-Carreno, 1992). 새우류의 Trypsine chemotrypsin 과 함께 간췌장에서 다량 검출되는 단백질 분해효소로서 60% 이상의 총단백질 분해에 관여하며 (Galgani et al., 1984), 이 효소들의 합성과 조절과정을 파악하면 생물체의 생리를 이해하고 새우류 양식시 먹이공급방법을 개선하는데 중요한 자료를 제공할 것이다.
, 2000). 이에 따라, 지속적인 섭식으로 배설이 촉진되고 먹이가 장에 머무르는 시간이 짧아지면 소화효율이 떨어지고 동화되지 않은 먹이의 배설로 인한 수질악화, 사료 소모 등의 결과를 나타낼 수 있음으로 이에 관한 더 세밀한 연구가 실행되어져야 할 것으로 생각된다.
참고문헌 (33)
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