인위적 성숙 유도된 뱀장어 Anguilla japonica의 자연산란에 의한 난발생과 Pre-leptocephalus 자어의 발달 Development of the Eggs and Pre-Leptocephalus Larvae by Natural Spawning of Artificially-Matured Japanese Eel, Anguilla japonica원문보기
극동산 뱀장어의 자연 수정란을 이용하여 $23{\pm}0.5^{\circ}C$의 여과 해수가 공급되는 실내수조에서 난발생과 pre-leptocephalus 자어발달을 관찰하였다. 친어 관리에 있어서 암컷은 연어 뇌하수체 추출물(20 mg/fish)과 수컷은 HCG (1 IU/g BW)를 매주 복강 주사하여 인위적인 성성숙 및 자연산란을 유도하였다. 수정란은 직경 1.0 mm 정도의 분리 부성란으로, 전형적인 반상분할(discoidal cleavage)을 통해 분할이 이루어졌다. 부화는 $23^{\circ}C$의 여과 해수에서 수정 후 38시간부터 개시되었다. 부화 직후의 자어는 전장 약 3.0 mm, 근절수는 평균 42개였다. 부화자어의 입과 항문은 부화 후 4.5일째에 열렸고, 난황은 부화 후 6.5 일째에 거의 흡수되었다. 자어는 14.5일 동안 생존하였고, 이때 전장 $5.87{\pm}0.25mm$, 근절은 98개였다. 그러나 수정란과 prelaptocephalus 자어발생의 형태학적 특징은 자연수정과 건식법에 의한 인공수정과 큰 차이점은 없었다.
극동산 뱀장어의 자연 수정란을 이용하여 $23{\pm}0.5^{\circ}C$의 여과 해수가 공급되는 실내수조에서 난발생과 pre-leptocephalus 자어발달을 관찰하였다. 친어 관리에 있어서 암컷은 연어 뇌하수체 추출물(20 mg/fish)과 수컷은 HCG (1 IU/g BW)를 매주 복강 주사하여 인위적인 성성숙 및 자연산란을 유도하였다. 수정란은 직경 1.0 mm 정도의 분리 부성란으로, 전형적인 반상분할(discoidal cleavage)을 통해 분할이 이루어졌다. 부화는 $23^{\circ}C$의 여과 해수에서 수정 후 38시간부터 개시되었다. 부화 직후의 자어는 전장 약 3.0 mm, 근절수는 평균 42개였다. 부화자어의 입과 항문은 부화 후 4.5일째에 열렸고, 난황은 부화 후 6.5 일째에 거의 흡수되었다. 자어는 14.5일 동안 생존하였고, 이때 전장 $5.87{\pm}0.25mm$, 근절은 98개였다. 그러나 수정란과 prelaptocephalus 자어발생의 형태학적 특징은 자연수정과 건식법에 의한 인공수정과 큰 차이점은 없었다.
Embryonic and pre-leptocephalic larvae development of the eel, Anguilla japonica, are described following natural fertilization in the indoor tank of $23^{\circ}C$ water temperature. Following a routine hormone treatment technique for the brood stock, female eels were artificially matured...
Embryonic and pre-leptocephalic larvae development of the eel, Anguilla japonica, are described following natural fertilization in the indoor tank of $23^{\circ}C$ water temperature. Following a routine hormone treatment technique for the brood stock, female eels were artificially matured by weekly intramuscular injections of salmon pituitary extracts (SPE) at a dosage of 20 mg/kg body weight (BW) for a total of 10-14 doses to induce ovarian maturation, while male eels received weekly intramuscular injections of human chorionic gonadotropin (HCG) at a dosage of 1 IU/g BW for a total of 6-10 doses to induce testicular maturation in a separate aquarium and induced natural spawning. Fertilized eggs of about 1.0 mm in diameter were pelagic and showed a typical discoidal cleavage. Hatching occurs 38 hrs after fertilization at a water temperature of $23^{\circ}C$. The newly hatched larvae measured about 3.0 mm in total length and the number of myomeres averages 42. Their mouths and anuses were opened at 4.5 days and the yolk sacs of the pre-leptocephalic larvae were almost absorbed at 6.5 days after hatching. Pre-leptocephalic larvae survive for 14.5 days. At this time they are $5.87{\pm}0.25mm$ in total length and have about 98 myomeres. However, morphological characterization of embryonic and pre-leptocephalic larvae were not different between natural fertilization and artificial fertilization by the dry method.
Embryonic and pre-leptocephalic larvae development of the eel, Anguilla japonica, are described following natural fertilization in the indoor tank of $23^{\circ}C$ water temperature. Following a routine hormone treatment technique for the brood stock, female eels were artificially matured by weekly intramuscular injections of salmon pituitary extracts (SPE) at a dosage of 20 mg/kg body weight (BW) for a total of 10-14 doses to induce ovarian maturation, while male eels received weekly intramuscular injections of human chorionic gonadotropin (HCG) at a dosage of 1 IU/g BW for a total of 6-10 doses to induce testicular maturation in a separate aquarium and induced natural spawning. Fertilized eggs of about 1.0 mm in diameter were pelagic and showed a typical discoidal cleavage. Hatching occurs 38 hrs after fertilization at a water temperature of $23^{\circ}C$. The newly hatched larvae measured about 3.0 mm in total length and the number of myomeres averages 42. Their mouths and anuses were opened at 4.5 days and the yolk sacs of the pre-leptocephalic larvae were almost absorbed at 6.5 days after hatching. Pre-leptocephalic larvae survive for 14.5 days. At this time they are $5.87{\pm}0.25mm$ in total length and have about 98 myomeres. However, morphological characterization of embryonic and pre-leptocephalic larvae were not different between natural fertilization and artificial fertilization by the dry method.
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문제 정의
따라서, 이 연구는 뱀장어의 인공종묘생산을 위한 중요한 과정 중의 하나인 양질의 수정란을 대량 확보하는 방법으로서, 호르몬 처리에 의해 인위적으로 성성숙을 유도한 어미를 실내수 조에 수용하여 자연산란을 유도하였고, 난 발생 및 부화자어의 형태학적 연구를 통해 뱀장어 종묘생산을 위한 기초자료로 제공하고자 한다.
제안 방법
DHP (2 µ g/g body weight) 주사 16시간 후 10마리중 8마리가 배란하였으며, 그 중 3마리가 자연산란하였다.
DHP 처리 15~18시간 이후, 자연산란에 의해 수정된 수정란을 산란수조의 배수관에 연결된 집란조(60×40×30 cm, 200 µm 뮬러가제)를 이용하여 부상란을 수거하였다.
그 후, Kim et al. (2006a)의 방법에 따라 연어 뇌하수체 추출물(SPE, Salmon Pituitary Extraction)을 eel’s ringer로 균질화한 추출액(20 mg/fish)을 10-14주간 매주 복강에 주사하여 인위적인 성성숙을 유도하 였다.
극동산 뱀장어의 자연 수정란을 이용하여 23±0.5℃의 여과 해수가 공급되는 실내수조에서 난발생과 pre-leptocephalus 자어발달을 관찰하였다.
난발생 단계 및 pre-leptocephali의 형태학적 특성을 조사하기 위하여 수정 후 일정시간 간격으로 무작위로 100개 이상의 수정란과 10~50개체의 pre-leptocephali를 5% 중성 formalin에고정한 후 스테레오 현미경을 이용하여 난과 pre-leptocephali의크기 및 형태를 조사하였다. 또한, 부화 7~8일 이후부터 Tanaka et al.
난발생 단계 및 pre-leptocephali의 형태학적 특성을 조사하기 위하여 수정 후 일정시간 간격으로 무작위로 100개 이상의 수정란과 10~50개체의 pre-leptocephali를 5% 중성 formalin에고정한 후 스테레오 현미경을 이용하여 난과 pre-leptocephali의크기 및 형태를 조사하였다. 또한, 부화 7~8일 이후부터 Tanaka et al. (2001) 방법에 따라 shark egg powder를 공급하면서 preleptocephali의 발육에 따른 체형 변화를 조사하기 위하여 전장 (Total Length, TL), 항문체장(Preanal Length, PAL), 전장에 대한 항문체장의 비율(PAL/TL) 및 근절수의 변화를 측정하였다.
(2006a)의 방법에 따라 연어 뇌하수체 추출물(SPE, Salmon Pituitary Extraction)을 eel’s ringer로 균질화한 추출액(20 mg/fish)을 10-14주간 매주 복강에 주사하여 인위적인 성성숙을 유도하 였다. 수컷 뱀장어는 Kim et al. (2006b)의 방법에 따라 human chronic gonadotropin (HCG; 1 IU/g body weight/week; 대성 미생물)을 6-10주간 매주 복강에 주사하여 배정(spermiation)을유도하였다. 양식산 암컷 뱀장어는 매주 증체량(WG %, Weight Gain=[(final body weight-initial weight)]/initial weight×100) 측정을 통해 성숙도를 결정하였다.
수컷 뱀장어는 복부에 압박을 가해 소량의 정액을 채취하여 정자의 운동성을 확인한 후, 암컷 뱀장어의 배란시기에 맞추어 고농도의 HCG (1000 IU/g body weight)를 주사하여 암컷과 수컷을 각 1:2 비율로 산란수조에 수용하여 자연산란 및 수정을 유도하였다.
외관적으로 복부가 팽만한 암컷 뱀장어(WG 20% 이상) 10마리를 선별하여 여과사에 의한 1차 여과장치 및 카트리지 3중필터(10 µm, 5 µm 및 3 µm)로 여과한 가온해수가 공급되는 2000 L FRP 산란수조에 수용하였으며, 이때 가온해수를 20±0.5℃에서 23±0.5℃로 서서히 조절하였다.
6 mm) 단계까지 성장시켰 다고 보고하였다. 이 연구에서 부화 직후의 자어는 입과 항문이 개구되지 않았고, 완전히 난황 및 유구흡수가 완료되는 부화 후 8.5일까지 전장 6.25 mm로 성장하면서 체형이 발달하고 소화관이 형성되어, shark egg powder를 주요성분으로 soybean peptide와 비타민 및 미네랄을 첨가한 인공배합사료를 젤리타 입으로 제조하여 공급하였으나, 사료섭취율 미흡과 사육 환경의 악화 등으로 부화 후 14.5일까지 생존하였다. 따라서 이 연구에서는 shark egg powder에 대한 뱀장어 자어의 인공배합사 료로써의 성장 효과 등을 증명하지는 못하였지만, 이전 연구들의 결과에 의해 현재까지 뱀장어 자어사육을 위한 적합한 사료로 받아들여지고 있다.
이후 상기 개체들에 대해 Ohta et al. (1996)의 방법을 변형하여 고농도의 SPE (35 mg/fish) 를 복강 내 1회 투여한 후, 2~3일 경과 후 증체량이 32~37% 로 증가한 개체를 다시 선별하여 polyethylene canula를 산란관에 삽입하여 난 성숙 상태를 확인한 후, 당일 18시경에 2 µg/g body weight 농도의 17α, 20β-dihydroxy-progesteron (DHP)를주사하여 배란을 유도하였다.
이 연구의 실험어는 국립수산과학원 남부내수면연구소에서 사육중인 양식산 뱀장어를 제공받아, 1일 5 psu 씩 증가시켜 일주일 간 해수 순치기간을 통해 점차적으로 해수에 적응시켰다. 이후, 암컷 뱀장어(400~600 g)와 수컷 뱀장어(200~350 g)를 1000 L FRP 사육수조에 수용하여 호르몬 처리에 의한 인위적인 성성숙을 유도하였다. 호르몬 처리 기간 동안 사육수온은 20±0.
해수 순치 이후, 1회 호르몬 투여 직전에 개체식별을 위해 2-phenoxyethanol (200 ppm)에 마취하여 Tag ID microchip (#2.1×12 mm, DESTRON technologies, USA)을 암컷 뱀장어 등근육에 삽입하여 mini portable reader (HS5900LF, DESTRON technologies, USA)로 개체 ID를 식별하였다.
대상 데이터
이 연구의 실험어는 국립수산과학원 남부내수면연구소에서 사육중인 양식산 뱀장어를 제공받아, 1일 5 psu 씩 증가시켜 일주일 간 해수 순치기간을 통해 점차적으로 해수에 적응시켰다. 이후, 암컷 뱀장어(400~600 g)와 수컷 뱀장어(200~350 g)를 1000 L FRP 사육수조에 수용하여 호르몬 처리에 의한 인위적인 성성숙을 유도하였다.
자어는 14.5일 동안 생존하였고, 이때 전장 5.87±0.25 mm, 근절은 98개였다.
성능/효과
SPE (20 mg/fish) 주사 10-14주 이후 체중 변화를 보인 10마리를 대상으로 polyethylene canula를 이용하여 채취된 성숙란의 난경은 평균 800 µm (n=50) 이상으로 확인되었다.
10~14 주간 SPE를 처리한 암컷 뱀장어는 대부분 난황형성이 완료되었고, 이후 상기의 개체들에 대해 DHP를 주사하여 배란 및 자연산란을 유도하였다. 그 결과 총 10마리 중 8마리가 배란(80%)하였고, 그 중 3마리가 자연산란하였으며, 배란한 개체들에 대한 평균 산란수는 584,830개였다. 또한, 수정란의 평균 부상률과 수정률 및 부화율은 각각 76.
25 mm, 근절은 98개였다. 그러나 수정란과 prelaptocephalus 자어발생의 형태학적 특징은 자연수정과 건식법에 의한 인공수정과 큰 차이점은 없었다.
대부분의 개체가 폐사한 부화 후 14.5일째 pre-leptocephali 자어의 근절은 몸통부분에 56개, 꼬리부분에 42개로 총 98개가 형성되었다(Fig. 2-F). 아래턱이 위턱보다 전방으로 돌출되었고, 위아래턱의 이빨은 더욱 발달하였다(Fig.
또한, 수정란의 평균 부상률과 수정률 및 부화율은 각각 76.8±2.7%, 74.1±3.4%, 60.4±5.5%로 나타났다.
5일까지의 자어에서는 각각 44~45개, 55~58개 사이로 부화 일수에 따른 근절의 변화가 관찰되었다. 또한, 전장에 대한 항문체장의 비율은 부화 후 0.5일째 항문체장이 85.9%로항문은 몸의 후부에 위치하였고, 부화 1.5일 후부터 서서히 몸의 전방으로 이동하기 시작하여 부화 6.5일 후 최대 성장시기의 자어에서는 68.7%로 항문이 몸의 전방으로 이동하였다가, 이후 다시 후방으로 이동하는 경향을 나타내었다. 그러나 Yamamoto et al.
또한 수정란의 평균 크기는 1 mm로 나타났다. 뱀장어과(Anguillidae) 어류의 수정란의 크기에 있어서 A. japonica에 대한 이전의 연구(Yamamoto et al., 1975a) 및 유럽산 뱀장어 A. anguilla (Pedersen, 2004)의 크기와 유사한 범위에 있었지만, 갯장어 Muraenesox cinereus(Umezawa et al., 1991) 1.8~2.1 mm, 먹붕장어 Ariosoma anagoides(Asano et al., 1997) 1.18 mm에 비해 작았고, 붕장어 Conger myriaster(Horie et al., 2002) 0.86~1.06 mm에 비해 큰 것으로 확인되었다. 수정 후 부화까지 소요되는 시간에 있어서 본 연구에서는 수온 23±0.
부화 후 4.5일이 경과한 pre-leptocephali 자어의 근절은 몸통부분에 55개, 꼬리부분에 35개로 총 90개가 형성되었고, 꼬리부분의 흑색소포의 양이 증대되었다. 이 시기에 난황의 흡수가왕성함을 확인하였다(Fig.
부화 후 6.5일이 경과한 pre-leptocephali 자어의 근절은 부화 4.5일 째와 동일하였고, 꼬리부분 흑색소포의 밀도는 농후해졌다(Fig. 2-D). 머릿부분의 위턱은 부리형태로 변형되었고, 아래턱에는 약 3개의 이빨 원기가 형성되기 시작하였다(Fig.
부화 후 8.5일이 경과한 pre-leptocephali 자어의 근절은 몸통부분에 58개, 꼬리부분에 36개로 총 94개로 형성되었다(Fig. 2-E). 상하악이 새부리 형태로 개구되어 전방을 향하고, 위아래턱의 길이는 거의 동일하며 약 3개의 날카로운 이빨이 형성되었다.
1A). 수정 30분 후 수정란의 세포질과 난막이 분리되어 위란강이 형성되는 것을 관찰할 수 있었고, 이때 난경은 위란강을 포함하여 1.3 mm였다.
1-G). 수정 33시간 후에는 28~35개의 근절이 관찰되었고, 꼬리부분이 난황 에서 분리되어 꼬리의 형태를 갖추고 있었으며, 심장이 박동하는 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 1-H). 수정 38시간 후에는 격렬한 움직임과 함께 난막을 뚫고 돌출하면서 부화가 개시되었다(Fig.
이 연구에서 자연산란에 의해 생산된 부화 직후 자어들의 항문 후방의 근절은 아직 분화중으로 개체에 따른 변이가 높았으나, 항문 전방의 근절은 부화 0.5일부터 1.5일까지와 부화 4.5일부터 14.5일까지의 자어에서는 각각 44~45개, 55~58개 사이로 부화 일수에 따른 근절의 변화가 관찰되었다. 또한, 전장에 대한 항문체장의 비율은 부화 후 0.
이 연구의 결과 자연산란에 의해 얻어진 수정란의 평균 부상 률과 수정률 및 부화율은 각각 76.8±2.7%, 74.1±3.4%, 60.4±5.5%로 나타났다(unpublish data).
5℃에서 수정 후 38시간 후부터 부화가 개시되었다. 이에 대해 인공수정한 극동산 뱀장어의 수정란은 수온 22~23℃ 에서 수정 38시간(Yamamoto et al., 1975a), 38~45시간(Yamamoto and Yamauchi, 1974), 40시간(Tanaka et al., 2003) 이후부터 부화가 개시되었다는 결과와 유사하여 이는 수정방식에 따른 수정란의 부화시간은 차이가 없음을 확인할 수 있었으며, 수차례실험을 통해 자연산란에 의한 수정란의 부화율이 높은 것으로 생각되었다. 또한, 유럽산 뱀장어의 부화시간은 수온 20~21℃ 에서 수정 후 48시간(Pedersen, 2004), 붕장어의 경우 수온 12~14℃에서 84시간(Horie et al.
전장은 5.08±0.25 mm로 성장이 다소 감소하는 경향을 나타내었고, 항문체장은 3.74±0.27 mm, 전장에 대한 항문체장의 비율은 72.7%였다(Fig. 4).
후속연구
japonica 자어의 경우 부화 2일부터 5일까지 항문 전방의 근절은 51~54마디 사이로 큰 변화는 없다고 보고하였다. 따라서 이 연구에 대한 근절수의 차이는 부화일수에 따른 차이 인지 혹은 수정 방법에 의한 차이인지를 확인하기 위한 추후관련 연구가 요구된다. 한편 뱀장어과의 다른 어종인 유럽산 뱀장어 A.
따라서 이러한 차이들은 어미의 인공성숙유도 과정에서 호르몬 농도 및 투여 방법이나 난질의 영향에 의한 것으로 추정 되며, 추후에 산란장 환경 조건에 맞는 인공 종묘생산 기법을 정립해야 될 것으로 판단된다.
, 1997)이 소요되는 것에 비해 짧았다. 이러한 결과는 부화시간은 수온에 영향을 받는다고 할 수있으나, 극동산 뱀장어의 산란장과 산란시기의 수온이 명확히 밝혀져 있지 않았기 때문에 생태학적 연구와 더불어 부화율 향상을 위한 부화 적정수온 및 환경 조건 등에 관한 연구가 수행 되어야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
극동산 뱀장어는 어떤 어종인가?
극동산 뱀장어(Anguilla japonica)는 고부가가치의 양식어종 으로 현재까지 인공종묘생산기술이 정립되지 않아 강하구로 소상하는 자연산 실뱀장어의 채포에 의존한 불완전양식으로 수행 되고 있다. 또한, 종묘로 이용되는 실뱀장어의 공급량과 가격이 불안정하여 뱀장어 양식의 문제점으로 지적됨에 따라 이러한 문제점을 해결하기 위해 뱀장어 인공종묘생산을 통한 완전양식을 실현하고자 활발히 연구가 수행되어 왔다.
극동산 뱀장어의 양식은 무엇이 수행되고 있는가?
극동산 뱀장어(Anguilla japonica)는 고부가가치의 양식어종 으로 현재까지 인공종묘생산기술이 정립되지 않아 강하구로 소상하는 자연산 실뱀장어의 채포에 의존한 불완전양식으로 수행 되고 있다. 또한, 종묘로 이용되는 실뱀장어의 공급량과 가격이 불안정하여 뱀장어 양식의 문제점으로 지적됨에 따라 이러한 문제점을 해결하기 위해 뱀장어 인공종묘생산을 통한 완전양식을 실현하고자 활발히 연구가 수행되어 왔다.
Anguilla japonica의 종묘로 이용되는 실뱀장어의 문제점은 무엇인가?
극동산 뱀장어(Anguilla japonica)는 고부가가치의 양식어종 으로 현재까지 인공종묘생산기술이 정립되지 않아 강하구로 소상하는 자연산 실뱀장어의 채포에 의존한 불완전양식으로 수행 되고 있다. 또한, 종묘로 이용되는 실뱀장어의 공급량과 가격이 불안정하여 뱀장어 양식의 문제점으로 지적됨에 따라 이러한 문제점을 해결하기 위해 뱀장어 인공종묘생산을 통한 완전양식을 실현하고자 활발히 연구가 수행되어 왔다. 특히, 호르몬 처리에 의한 A.
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