겨울철 사육조건이 양식산 뱀장어 Anguilla japonica의 인위적인 성성숙 유도 및 번식에 미치는 영향 Effects of Rearing Condition during the Winter Period on Artificial Maturation and Reproduction of Cultured Female Eel, Anguilla japonica원문보기
겨울철 사육조건이 양식산 뱀장어 Anguilla japonica의 인위적인 성성숙 유도 및 번식에 미치는 영향을 조사하였다. 봄철 salmon pituitary extracts(SPE)을 이용하여 성성숙 유도 예정인 양식산 암컷 뱀장어 친어를 8주의 겨울철 사육기간 동안, 4개의 사육환경(해수저온, $10^{\circ}C$; 해수고온, $20^{\circ}C$; 담수저온, $10^{\circ}C$; 담수고온, $20^{\circ}C$)에 각각 순치하여 사육하였다. 그 후 각각의 실험구의 뱀장어를 해수 $20^{\circ}C$로 이동하여 SPE를 매주 1회 8주 동안 복강 주사하였다. 그 결과, 생식소증량지수(GSI)와 성호르몬(E2)의 농도가 해수 실험구에서 유의적으로 증가하였으며, 특히 해수저온 실험구에서 가장 높은 값을 나타냈었다. 번식률 또한 해수저온 실험구에서 가장 높게 나타났다. 이러한 결과는 겨울철 사육환경이 봄철의 성성숙 유도에 효과적인 것으로 추측되며, 양식산 뱀장어의 성성숙 유도와 부화율 향상을 위한 기초자료로 유용할 것으로 사료된다.
겨울철 사육조건이 양식산 뱀장어 Anguilla japonica의 인위적인 성성숙 유도 및 번식에 미치는 영향을 조사하였다. 봄철 salmon pituitary extracts(SPE)을 이용하여 성성숙 유도 예정인 양식산 암컷 뱀장어 친어를 8주의 겨울철 사육기간 동안, 4개의 사육환경(해수저온, $10^{\circ}C$; 해수고온, $20^{\circ}C$; 담수저온, $10^{\circ}C$; 담수고온, $20^{\circ}C$)에 각각 순치하여 사육하였다. 그 후 각각의 실험구의 뱀장어를 해수 $20^{\circ}C$로 이동하여 SPE를 매주 1회 8주 동안 복강 주사하였다. 그 결과, 생식소증량지수(GSI)와 성호르몬(E2)의 농도가 해수 실험구에서 유의적으로 증가하였으며, 특히 해수저온 실험구에서 가장 높은 값을 나타냈었다. 번식률 또한 해수저온 실험구에서 가장 높게 나타났다. 이러한 결과는 겨울철 사육환경이 봄철의 성성숙 유도에 효과적인 것으로 추측되며, 양식산 뱀장어의 성성숙 유도와 부화율 향상을 위한 기초자료로 유용할 것으로 사료된다.
In the present study, we investigated the effects of rearing condition during the winter period on artificial maturation and reproduction of cultured female eel, Anguilla japonica. The female eel was adapted by combination of environmental conditions (seawater/low temperature, $10^{\circ}C$
In the present study, we investigated the effects of rearing condition during the winter period on artificial maturation and reproduction of cultured female eel, Anguilla japonica. The female eel was adapted by combination of environmental conditions (seawater/low temperature, $10^{\circ}C$; seawater/high temperature, $20^{\circ}C$; freshwater/low temperature, $10^{\circ}C$; freshwater/high temperature, $20^{\circ}C$) during 8 weeks of the winter period. Then, the female eel cultivated by different conditions during the winter were transferred to seawater at $20^{\circ}C$ for induction of artificial maturation by salmon pituitary extraction (SPE) injection. The results shown that gonadosomatic index (GSI) and plasma levels of estradiol-$17{\beta}$ (E2) were significantly higher in female eel were reared in seawater than in freshwater, and were the highest at eel adapted by seawater/low temperature. Also, reproduction coefficient were higher in seawater/low temperature than in the other groups. These results will provide valuable information for elevation of the artificial maturation and reproduction coefficient in the cultured female eel.
In the present study, we investigated the effects of rearing condition during the winter period on artificial maturation and reproduction of cultured female eel, Anguilla japonica. The female eel was adapted by combination of environmental conditions (seawater/low temperature, $10^{\circ}C$; seawater/high temperature, $20^{\circ}C$; freshwater/low temperature, $10^{\circ}C$; freshwater/high temperature, $20^{\circ}C$) during 8 weeks of the winter period. Then, the female eel cultivated by different conditions during the winter were transferred to seawater at $20^{\circ}C$ for induction of artificial maturation by salmon pituitary extraction (SPE) injection. The results shown that gonadosomatic index (GSI) and plasma levels of estradiol-$17{\beta}$ (E2) were significantly higher in female eel were reared in seawater than in freshwater, and were the highest at eel adapted by seawater/low temperature. Also, reproduction coefficient were higher in seawater/low temperature than in the other groups. These results will provide valuable information for elevation of the artificial maturation and reproduction coefficient in the cultured female eel.
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문제 정의
따라서, 이러한 결과를 토대로 봄철 SPE에 의한 뱀장어 Anguilla Japonica의 성성숙 유도율 및 번식률을 높이기 위하여 겨울철 사육 환경조건(염분 및 수온) 변화를 통해 초기 성성숙을 유도하고자 한다.
본 연구에서는 선행 연구(Bae et al., 2007)를 바탕으로 봄철 SPE 주사 예정인 암컷 뱀장어의 겨울철 사육 환경 조건(수온 및 염분)에 변화에 따른 성성숙 유도 및 번식률을 조사 하였다. 그 결과, 겨울철에 담수보다는 해수, 고온보다는 저온에서 사육한 암컷 뱀장어 친어들의 GSI 및 혈중 E2 농도가 유의적으로 증가하였으며, 번식률에도 높은 경향을 나타내었다.
제안 방법
배란 유도는 Kim et al.(2007) 방법에 따라 SPE 9회 주사 후 부터 외관상 복부가 팽만한 뱀장어(WG 20% 이상)를 선별하여 동일 농도의 SPE를 복강 주사하여 최종 성성숙을 유도하였다. 1~2일 경과 후 체중이 32~37% 증가한 개체를 다시 선별하여 생식공에 polyethylene cannula를 삽입하여 난성숙 상태를 확인한 후 배란을 유도하기 위하여 당일 18시경에 2 μg/g body weight 농도의 17α ,20 β-dihydroxy-4-pregnen-3-one(DHP)을 주사한 후 15-18시간째(익일 09:00~12:00)에 재란하였다.
(2007)의 방법에 따라 Chum salmon(Oncorhynchus keta) pituitary powder(i-JARD, Hokkaido, Japan)를 eel's ringer액으로 균질화한 추출액(SPE; 20 mg/fish)을 매주 1회 복강 주사하였다.
1~2일 경과 후 체중이 32~37% 증가한 개체를 다시 선별하여 생식공에 polyethylene cannula를 삽입하여 난성숙 상태를 확인한 후 배란을 유도하기 위하여 당일 18시경에 2 μg/g body weight 농도의 17α ,20 β-dihydroxy-4-pregnen-3-one(DHP)을 주사한 후 15-18시간째(익일 09:00~12:00)에 재란하였다.
해수 실험구의 경우 1일 염분농도는 5 pus씩 상승시켰으며, 수온은 1℃씩 조절하여 각 실험구에 목적한 염분농도 및 수온을 설정하였다. 8주간 사육 후 각 실험구별로 암컷 뱀장어 5마리씩을 선별하여 혈액 재취 및 해부하여 GSI를 계산하였다.
8주간 사육한 후, SPE 주사에 의한 인위적인 성성숙을 유도하기 위하여 각 실험구를 동일한 조건인 해수 20℃로 설정하였다. 이때 담수 실험구의 경우 1일 염분농도 상승온 5 pus씩, 저수온 실험구의 수온은 1℃씩 상승시켜 모든 실험구를 해수 20℃로 유지하였다.
DHP 주사에 의해 배란된 뱀장어는 각 실험구별로 각각 해수 저온 실험구 5마리, 해수 고온 실험구 5마리, 담수 저온 실험구 4마리 및 담수 고온 실험구에서 3마리였으며, 각 실험구별로 건식법에 의한 인공 수정하였다. 각 실험구별 수정률 및 부화율은 Table 1에 나타내었다.
겨울철 동안 뱀장어 친어의 적정 사육환경 조건을 파악하기 위해 12월 초순 담수 사육 중인 뱀장어를 해수저온(10℃), 해수고온(20℃), 담수저온(10℃), 담수고온(20℃) 4개의 실험구(2톤 FRP 수조)를 설정하여 30마리씩 분산 수용하여 유수식으로 사육하였다. 해수 실험구의 경우 1일 염분농도는 5 pus씩 상승시켰으며, 수온은 1℃씩 조절하여 각 실험구에 목적한 염분농도 및 수온을 설정하였다.
또한, 실험에 사용한 뱀장어들은 ID microchip(.2.1 x 12 mm)을 등 근육에 삽입하여 mini portable reader(HS5900LF, DESTRON technologies, USA)를 이용하여 개체를 식별하였다.
뱀장어는 국립수산과학원 남부내수면연구소에서 담수 25℃에서 사육중인 약 2.5년생 양식산 뱀장어 120마리를 선별하여 사용하였다 선별된 뱀장어는 12월 초순경 실험시작 전 암컷 5마리를 선별하여 혈액 채취 및 생식소 중량지수(gonadosomatic index; GSI)를 계산하였다.
성숙도 조사는 매주 증체량(WG %, weight gain=[(final body weight-initial body weight)]/initial body weightx100) 측정을 통해 성숙도를 결정하였다. 혈액은 Heparin 처리된 1회용 주사기를 이용하여 0.
(2007)의 방법에 따라 Chum salmon(Oncorhynchus keta) pituitary powder(i-JARD, Hokkaido, Japan)를 eel's ringer액으로 균질화한 추출액(SPE; 20 mg/fish)을 매주 1회 복강 주사하였다. 주사 4주째 그리고 8주째에 각 실험구별로 암컷 5마리씩 선별하여 혈액 채취 및 해부하여 GSI를 계산하였다.
데이터처리
Data (mean±SEM) were subjected to an ANOVA followed by a Duncan's multiple-range test A significant difference (p<0.05) was observed between points indicated by different letters.
통계처리는 분산분석 후, Duncan's new multiple range test에 의해서 유의성을 검정하였다(p<0.05).
이론/모형
채취된 정액은 Ohta et al.(1996) 방법에 따라 인공 정장액(artificial seminal plasma, ASP) 에 희석하여 인공 수정에 이용하였다. 인공 수정은 건조법으로 Bae et al.
(2007)의 방법에 따라 실시하였으며, 수정란의 수정률과 부화율은 Seoka et al.(2003)의 방법에 따라 조사하였다.
수컷은 Kim et al.(2006)의 방법에 따라 HCG(human chorionic gonadotropin, 대성미 생물)를 1 IU/g body weight 농도로 매주 복강 주사하여 인위적으로 성성숙을 유도시킨 후 복부가 괭만한 개체를 선별하여 복부에 압박을 가하여 정액을 채취하였다. 채취된 정액은 Ohta et al.
(2007)의 방법에 따라 radioimmunoassay(RIA)법으로 혈중 estradiol- 17β(E2) 농도를 측정하였다.
인공 수정은 건조법으로 Bae et al.(2007)의 방법에 따라 실시하였으며, 수정란의 수정률과 부화율은 Seoka et al.(2003)의 방법에 따라 조사하였다.
성능/효과
각 실험구별 수정률 및 부화율은 Table 1에 나타내었다. 각 실험구별 수정률 및 부화율은 해수 저온 실험구에서 가장 높게 나타났으며, 담수 고온 실험구에서 가장 낮게 나타났다. 하지만 각 실험구간의 유의적인 차이는 보이지 않았다.
2A, B에서는 실험1의 각 사육 조건별 8주간 사육 후, SPE 주사에 따른 GSI와 혈중 E2 농도 변화를 나타내었다. 그 결과, GSI는 SPE 주사 4주째에서는 유의적인 차이를 나타나지 않았고, 8주째에 GSI 값이 해수 실험구에서 담수 실험구에 비해 높게 나타났다. 특히 해수 저온 실험구는 담수 고온 실험구보다 약 3배 정도의 높은 값을 나타내었다(p<0.
, 2007)를 바탕으로 봄철 SPE 주사 예정인 암컷 뱀장어의 겨울철 사육 환경 조건(수온 및 염분)에 변화에 따른 성성숙 유도 및 번식률을 조사 하였다. 그 결과, 겨울철에 담수보다는 해수, 고온보다는 저온에서 사육한 암컷 뱀장어 친어들의 GSI 및 혈중 E2 농도가 유의적으로 증가하였으며, 번식률에도 높은 경향을 나타내었다. 이는 겨울철 사육환경 변화로 인한 조기 성성숙으로 봄철 외재성 호르몬(SPE)에 대한 난소의 감수성의 증가로 추측되어진다.
본 연구 결과를 종합하여 볼 때, 겨울철에 암컷 뱀장어 친어를 자연 수온의 해수 조건에서 사육하는 것이 봄철 인위적인 성성숙 유도에 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 뱀장어의 인위적인 성성숙 유도 및 난질 개선을 위한 기초 자료로 이용될 것이며, 향후 뱀장어의 인위적인 성성숙 개시에 대한 외부 환경적 요인에 대한 체계적이고 과학적인 연구가 깊이 있게 수행되어져야 한다고 생각되어진다.
본 연구에서 수정률과 부화율을 조사한 결과, 각 실험구별 유의적인 차이는 없었으나, 해수 저온 실험구에서 비교적 높은 부화율을 나타내었다. 이러한 결과는 앞선 연구 결과(Kim et al.
실험구별 GSI 값은 담수 실험구보다 해수 실험구에서 높은 경향을 나타내었으며, 해수 실험구에서는 저수온 실험구가 고수온 실험구보다 유의적으로 높았게 나타났으며(p<0.05), 담수 실험구에서는 수온 차이에 따른 GSI 변화는 나타나지 않았다(Fig. 1A).
, 2001). 이러한 결과는 자연산 및 양식산 뱀장어에 있어서도 계절에 따라 미약하지만 생식소 발달이 조절되며, 외재성 호르몬인 SPE 투여에 따른 감수성이 계절별로 다르게 나타나 난성숙 유도에 영향을 미치는 것으로 추측되어진다 또한, 암컷 뱀장어의 사육 환경 조건에 따라 연중 인위적 성성숙 유도 가능성을 암시하였다.
한편, 혈중 E2 농도는 SPE 주사 4주째 및 8주째 모두 해수 실험구가 담수 실험구보다 높은 경향을 나타내었고, 특히 해수 저온 실험구가 담수 실험구보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).
후속연구
본 연구 결과를 종합하여 볼 때, 겨울철에 암컷 뱀장어 친어를 자연 수온의 해수 조건에서 사육하는 것이 봄철 인위적인 성성숙 유도에 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 뱀장어의 인위적인 성성숙 유도 및 난질 개선을 위한 기초 자료로 이용될 것이며, 향후 뱀장어의 인위적인 성성숙 개시에 대한 외부 환경적 요인에 대한 체계적이고 과학적인 연구가 깊이 있게 수행되어져야 한다고 생각되어진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
뱀장어 인위적인 성성숙 유도는 어느 계절에 성 성숙 유도의 성공률이 높다고 보고되고 있는가?
지금까지 밝혀진 뱀장어 인위적인 성성숙 유도는 주로 가을철에 수행하는 것이 성성숙 유도의 성공률이 높다고 보고되고 있다(Aoyama et al., 2001; Ishikawa et al.
암컷 뱀장어의 경우 외재성 gonadotropins의 일종인 무엇을 반복 주사하여 난황형성기를 완료 하는가?
, 2004). 따라서, 암컷 뱀장어의 경우, 외재성 GTH 일종인 salmon pituitary extracts(SPE)의 반복주사로 난황형성기 완료와 maturation-inducing hormone으로 작용하는 DHP에 의한 최종성숙 및 배란을 유도(Yamamoto & Yamauchi, 1974; Ohta et al., 1996; Adachi et al.
뱀장어는 인위적인 사육 환경 하에서 생식소가 발달하지 않는 것으로 알려져 있는데, 그 이유는 무엇인가?
뱀장어는 인위적인 사육 환경 하에서 뇌하수체내 gonadotropins (GTHs) 합성능력이 미흡하여 생식소가 발달하지 않는 것으로 알려져 있으며 (Nagahama & Yamamoto 1973), 이러한 당단백질성 GTH는 어류를 포함한 척추동물의 생식소 형성과 발달에 필수적인 것으로 보고되어져 있다(Kumar et al., 1997; Ma et al.
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