[논문]여수해만산 유독 와편모조류 Gymnodinium catenotum (Graham)의 용존태 무기인에 대한 성장 및 흡수

오석진; 윤양호; 양한섭

doi:10.5657/kfas.2007.40.2.095

여수해만산 유독 와편모조류 Gymnodinium catenotum (Graham)의 용존태 무기인에 대한 성장 및 흡수
Growth and Phosphate Uptake of the Toxic Dinoflagellate Gymnodinium catenatum Isolated from Yeosuhae Bay, South Korea 원문보기

한국수산학회지 = Journal of the Korean Fisheries Society, v.40 no.2, 2007년, pp.95 - 101

오석진 (부경대학교 해양과학공동연구소) , 윤양호 (전남대학교 해양기술학부) , 양한섭 (부경대학교 해양과학공동연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the growth and phosphate uptake of a toxic dinoflagellate, Gymnodinium catenatum, isolated from Yeosuhae Bay, South Korea. A short-term phosphate uptake experiment revealed that its maximum uptake and the half-saturation constant were 1.39 pmol/cell/hr and $2.65{\mu}M$, respectively. In a semicontinuous culture, the maximum specific growth rate and minimum phosphorus cell quota of G. catenatum were 0.39/day and 1.27 pmol/cell, respectively. Thus, G. catenatum is a poor competitor in terms of inorganic nutrient use and is unlikely to form blooms in Yeosuhae Bay.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

지금까지 여수해만에서 이 종에 따른 패독 발생 또는 어업피해 보고는 없으나, 생물 및 환경 조건의 변화에 따른 이 종의 대량증식의 가능성을 배제할 수 없다. 따라서 본 연구는 여수해만산 G. catenatum^, 인산염흡수와 인 제한조건의 성장실험을 통하여 그들의 흡수 능력과 성장 동력학적 특성을 알아보고, 종간 경쟁 (interspecific competitioh)에 대한 생존전략을 살펴보았다.

가설 설정

또한, 배양액의 희석에 따라 감소한 세포밀도는 지수적으로 성장을 하기 때문에 다음날 희석까지는 회복하는 것으로 가정하고 상대성장속도 (“)는 다음 식 에 따라 계산 하였다 (Tilman and Kilham, 1976; Nakamura, 1985).
35/ day)에따라 배양액을 채취 후 동량의 L1 배지를 첨가하였다. 채취한 배양액 중의 세포밀도를 매일 관찰하였으며, 세포밀도의 변화가 ±5%의 상대오차 이하일 때 실험계가 정상상태에 도달하는 것으로 가정하고, 인산염의 농도를 측정하였다. 인산염의 농도변화에 따른 세포내 인 함유량 (Q)은 다음 식에 따라 구하였다.

제안 방법

, 1987, Guillard and Hargraves, 1993). 세포성장이 정지할 때까지 배 양을 수행 하고 (<0.02 “M), 인산염 (PQrP) 이 3"M로 들어 있는 500 mL 배지에 인 고갈 G. cafemmm을 접종하였다. 배양개시 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180분에 각각 배양액을 채수하여, 인산염을 측정하였다.
배양온도와 염분의 조건은 현장수온과 염분에 상응하는 조건 (25°C, 30 psu)으로, 조도는 약 100 ^mol/m2/s (12L:12D; cool-white fluorescent lamp)에서 실시하였다. 2차 생물학적 오염을 막기 위해 모든 실험 기구는 autoclave (202 kpa, 20 min) 또는 건조멸균 (185°C, 1 hr)하여 사용하였으며, 모든 실험은 clean bench 내에서 작업을 수행하였다.
, 1989; Yamamoto and Tarutani, 1999). 그래서 영양염 흡수 실험을 수행하기 전에 영양염 흡수의 경시간적 변화를 살펴보았다.
mL 배 양용기에 150 mL씩 분주하였다. 다음날부터 매 일 오전 10:00시에 희석율 (0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35/ day)에따라 배양액을 채취 후 동량의 L1 배지를 첨가하였다. 채취한 배양액 중의 세포밀도를 매일 관찰하였으며, 세포밀도의 변화가 ±5%의 상대오차 이하일 때 실험계가 정상상태에 도달하는 것으로 가정하고, 인산염의 농도를 측정하였다.
1). 따라서 G. catenatum의 흡수속도 실험을 위한 시간설정을 30분으로 하였다. G.
배양시간은 상기에 서술한 실험의 결과를 이용하여 30분으로 하였다 (결과 및 고찰 참고). 또한 G. catenatum 세포를 포함한 영양염 고갈세포를 첨가할 시 인산염 농도가 낮아지기 때문에 전배양의 배양액 및 각 농도로 조제한 배지의 농도를 측정하여 실제 농도를 계산하였다. 이 실험 모두 오전 10시에 수행하였다.
cafemmm을 접종하였다. 배양개시 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180분에 각각 배양액을 채수하여, 인산염을 측정하였다. 여기에서 흡수속도가 일정한 시간을 다음의 영양염 흡수실험의 측정시간으로 정하였다.
, 1959), DAPI (4', 6-diamidino- 2-phenylinodole) 검사를 통하여 검증하였다. 보존배양을 위한 배지는 Hiroshima만 해수를 바탕으로 한 f/2 (Guillard and Ryther, 1962)로 selenium (HzSeO)을 최종농도가 0.001 “M 되게 첨가하였다. 그리고 최근 연구에서 G.
세포내의 인을 고갈시키기 위해 G. catenatum을 인 (phosphate) 원이 포함되어 있지 않은 인공해수 (AK)를 바탕으로 한 L1 배지에서 전배양 (pre-culture)을 하였다 (Keller et al., 1987, Guillard and Hargraves, 1993). 세포성장이 정지할 때까지 배 양을 수행 하고 (<0.
배양개시 10, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180분에 각각 배양액을 채수하여, 인산염을 측정하였다. 여기에서 흡수속도가 일정한 시간을 다음의 영양염 흡수실험의 측정시간으로 정하였다.
22 “m pore size, Millipore GSWP)에 4-5회 세척한 후 배양튜브 (TB-2800, Japan)에 이식하였다. 이들 세포들은 항생물질 혼합액 AM 9를 이용하여 무균화 작업을 수행하였으며 (Provasoli et al., 1959), DAPI (4', 6-diamidino- 2-phenylinodole) 검사를 통하여 검증하였다. 보존배양을 위한 배지는 Hiroshima만 해수를 바탕으로 한 f/2 (Guillard and Ryther, 1962)로 selenium (HzSeO)을 최종농도가 0.
인산염 의 흡수속도는 250 mL 배 양용기 (Nalgen Nunc International Co., USA)에 각각 1, 2, 5, 10, 12, 15, 20“M을 조제한 L1 배지 90mL를 분주하였다. 인 고갈 G.

대상 데이터

2003년 9월 Hiroshima 대학 실습선 (Toyoshio-Maru, 320 ton) 을 이용하여 한국 남해 중앙부에 위치하는 여수해만의 표층 해수를 채수하였다. G.

이론/모형

변수값 ("'max과 Qo)은 실험값을 식 (4)에 대입하여 비선형 최소자승법에 따라 구하였다.
, 1996). 그래서 1일 1회 초기배지를 추가하고, 손으로 가볍게 용기를 흔들어 교반하는 반연속배 양법 (semi- continuous growth experiment)을 사용하였다.
, USA)에 각각 1, 2, 5, 10, 12, 15, 20“M을 조제한 L1 배지 90mL를 분주하였다. 인 고갈 G. catenatum^] 포함된 배양액 10 mL (약 l, 000cells/mL)을 첨가하여 일정 시간 배양 후, 배양액의 인산염의 농도를 몰리브덴 청법 (molybdenum blue method)°11 따라 즉정 하였다 (Strickland and Parsons, 1972). 배양시간은 상기에 서술한 실험의 결과를 이용하여 30분으로 하였다 (결과 및 고찰 참고).
이 실험 모두 오전 10시에 수행하였다. 흡수속도는 실험 전후의 영양염의 농도 차로부터 구하였으며, 이들 농도를 Michaelis-Menten 식에 대입하여 농도 의존성을 정량적으로 파악하였다(Dugdale, 1967).

성능/효과

19 pmol/cell로 크기 때문에 storage strategy를 가지는 것으로 판단된다. 따라서 본 종은 영양염의 공급이 제한적인 경우에는 공급될 때에 필요량 이상의 영양염을 흡수하여 영양염의 공급이 없을 경우 세포내에 축적된 영양염을 이용하여 성장할 수 있을 것으로 판단할 수 있다.
, 1969). 본 연구에서 얻어 진 G. catenatum의 Ks값 (2.65 “M)은 Hiroshima만에서 분리한 G. cafewft伽의 3.4/^M (Yamamoto et al., 2004) 보다는낮은 값이었으나, 다른 종의 식물플랑크톤 瓦값보다 높았다 (Table 1). 이와 같은 결과는 본 종이 무기영양염류에 대한 친화성이 낮다는 것을 의미하며, 해수 중의 무기영양염이 낮아지면 종간 경쟁에 , 불리하다는 것을 나타낸다.
, 2004) 보다는낮은 값이었으나, 다른 종의 식물플랑크톤 瓦값보다 높았다 (Table 1). 이와 같은 결과는 본 종이 무기영양염류에 대한 친화성이 낮다는 것을 의미하며, 해수 중의 무기영양염이 낮아지면 종간 경쟁에 , 불리하다는 것을 나타낸다.
87로서 다른 종에 비해 낮았다 (Table 1). 이와 같은 결과로부터 이 종은 환경수 중 무기태 영양염이 충분히 존재하더라도 이것을 효율적으로 흡수할 수 없다는 것을 시사하며, 무기태 영양염에 대해서는 종간 경쟁에서 불리한 생리적 조건을 가지고 있다.
3). 정상상태에서 얻어진 성장속도와 세포 내인 함유량의 관계는 세포내 인 함유량에 의존하여 Droop 식 ⑵으로 잘 재현되 었다 (r=0.91; Fig 4). 이 Droop 식으로부터인 제 한에 서 “%林 과 최 소 세 포내 인 함유 량 (Qp)은 각각 0.
흡수하여 세포내에 축적할 수 있다. 최대 흡수속도 Vmax (Pmax/Q。)를 계산하여 보면 본 종은 26.2/day로 다른 식물플랑크톤에 서 보고되 어진 Vmax값에 비 교하면 낮았다. 또한, 본 종의 Vmax/Ks비는 9.

후속연구

G. ctz仞에 따른 적조발생의 피해를 미연에 방지하기 위해서는 용존태 유기물의 이용 특성 등의 생리적인 데이터 축적과 피식—포식 관계 등의 고찰이 필요하며, 이와 같은 결과들을 종합적으로 이용하여 여수해만에서 G. 眾倒皿如과다른 종 사이의 종간 경쟁 등을 고려한 공존기작 모델을 구축하여 자연계에서 이 종의 동태를 해명하는 것이 중요하다고 할 수 있을 것이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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