참굴 (Crassostrea gigas) 유생의 절식에 따른 성장 및 체내 에너지원의 소비변화 Variations in Reserved Nutrient Consumption and Growth of Pacific Oyster (Crassostra gigas) Larvae during Starvation원문보기
The nutritional demand of oyster larva (Crassostrea gigas) were investigated to determine the optimal culture conditions and improve micro-algae utilization. Changes in nutrients and shell growth were examined in fed and 96-h (48 h in late umbone stage) oysters at four larval stages. Shell growth in...
The nutritional demand of oyster larva (Crassostrea gigas) were investigated to determine the optimal culture conditions and improve micro-algae utilization. Changes in nutrients and shell growth were examined in fed and 96-h (48 h in late umbone stage) oysters at four larval stages. Shell growth increased significantly in D shape larvae, regardless of feeding variations. No growth was observed in starved larvae, except in shell length of umbone (to 11.9 ${\mu}m$). Fed larvae showed significant growth in all development stages (P < 0.05). During starvation, lipids were most significantly decreased in all larval stages (by 76.8%, 68.3%, 76.3%, and 40.3%, respectively), followed by protein (41.1%, 31.1%, 33.1%, 16.7%) and nitrogen-free extracts (40.8%, 24.3%, 36.9%, 20.1%), Gross energy (kcal/g) consumption in each larval stage was 49.6%, 35.1%, 39.1%, and 20.4%, respectively. Our results indicate that lipids are the most important energy source during the early larval development stages of C. gigas.
The nutritional demand of oyster larva (Crassostrea gigas) were investigated to determine the optimal culture conditions and improve micro-algae utilization. Changes in nutrients and shell growth were examined in fed and 96-h (48 h in late umbone stage) oysters at four larval stages. Shell growth increased significantly in D shape larvae, regardless of feeding variations. No growth was observed in starved larvae, except in shell length of umbone (to 11.9 ${\mu}m$). Fed larvae showed significant growth in all development stages (P < 0.05). During starvation, lipids were most significantly decreased in all larval stages (by 76.8%, 68.3%, 76.3%, and 40.3%, respectively), followed by protein (41.1%, 31.1%, 33.1%, 16.7%) and nitrogen-free extracts (40.8%, 24.3%, 36.9%, 20.1%), Gross energy (kcal/g) consumption in each larval stage was 49.6%, 35.1%, 39.1%, and 20.4%, respectively. Our results indicate that lipids are the most important energy source during the early larval development stages of C. gigas.
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문제 정의
본 연구는 참굴 인공종묘생산에 필요한 효과적인 먹이생물 공급 관리를 위한 영양요구조건을 구명하고, 나아가 조개류 유생사육용 인공배합사료개발에 요구되는 기초적인 사료 설계 자료를 얻기 위하여 상업적인 규모의 대량배양조건에서 인위적인 절식에 따른 축적 영양원의 이용도를 평가하여 기본적인 참굴 유생의 영양요구 조건 밝히고자 실시하였다.
제안 방법
D형 유생에서 각정기 유생 단계까지는 12, 24, 48, 96시간별로 수거 후 성장 및 소모된 축적에너지 함량의 변화를 조사하였고, 후기각정기 유생 단계는 48시간이 경과하면 대부분 사육수조벽면 등에 부착하기 때문에 12, 24, 48시간 째 성장 및 에너지함량변화를 분석하였다 (n=3). 본 연구의 실험을 위해 사용한 어미는 남해특성화연구센터 패류중간육성장에서 사육 중이던 만 1년생 참굴이었으며, 크기는 평균 각장 60.
환수는 2일마다 걸름망을 이용하여 사육 중인 전체 유생을 수거한 후 깨끗한 여과해수가 채워진 수조에 재 수용하는 방법으로 하였다. 먹이공급구에 공급된 먹이생물은 Isochrysis galbana (KMCC H-2), Cheatoceros gracilis (KMCC B-52), Pavlova lutheri (KMCC H-006), Phaeodactylum tricornutum (KMCC B-14), Nannochloris oculata (KMCC C-31), Tetraselmis tetrathele (KMCC P-002)를 각각 30%:20%:20%:10%:10%:10%의 비율로 혼합하여 일일 3회 공급하였다. 공급량은 초기 D형 유생을 기준으로 1회 공급 시 최초 0.
모든 과정의 유생사육은 지수식으로 행하였으며 사육수온은 26±1℃로 조절하였고, 사육수는 일차 고압모래여과기로 여과한 후 규조토여과기로 2차 여과하여 망목크기 1μm의 bag filter로 3차의 여과과정을 거친 후 사용하였다.
성분 분석용 시료는 다른 점액질 및 불순물을 제거하기 위하여 깨끗한 여과해수로 3회 세척한 후 다시 염분기를 제거하기 위하여 증류수로 1회 세척하였다. 수분, 습중량, 건중량 및 회분제외건중량 (AFDW)은 시료수집 후 바로 처리하였고, 체성분 분석용 시료는 전 처리 후 곧 바로 -75℃에서 급냉 후 진공동결건조기로 건조시킨 다음 분석 전까지 -75℃에서 보관하였다.
실험은 유생의 발달단계에 따라 D형, 초기 각정기, 각정기 및 후기 각정기 단계로 나누어 실시하였다. 실험 유생은 먼저 60톤 대형수조에서 대량 사육하면서 크기에 따른 발달단계별로 선별망을 이용하여 선별하여 별도 여과해수가 채워진 10톤 콘크리트 수조에 수용하여 먹이공급구와 절식구로 설정하였다 (Table 1).
실험은 유생의 발달단계에 따라 D형, 초기 각정기, 각정기 및 후기 각정기 단계로 나누어 실시하였다. 실험 유생은 먼저 60톤 대형수조에서 대량 사육하면서 크기에 따른 발달단계별로 선별망을 이용하여 선별하여 별도 여과해수가 채워진 10톤 콘크리트 수조에 수용하여 먹이공급구와 절식구로 설정하였다 (Table 1).
유생발달단계별 실험시간의 경과에 따라 성장변화를 조사하기 위하여 시험구별로 100마리의 유생을 수거한 후 Profile-Project (Nikon-v12, Japan)와 Quadra-Chek 4000 Program (Metronics, USA)을 이용하여 각장과 각고를 0.1 μm까지 측정하였다.
모든 과정의 유생사육은 지수식으로 행하였으며 사육수온은 26±1℃로 조절하였고, 사육수는 일차 고압모래여과기로 여과한 후 규조토여과기로 2차 여과하여 망목크기 1μm의 bag filter로 3차의 여과과정을 거친 후 사용하였다. 환수는 2일마다 걸름망을 이용하여 사육 중인 전체 유생을 수거한 후 깨끗한 여과해수가 채워진 수조에 재 수용하는 방법으로 하였다. 먹이공급구에 공급된 먹이생물은 Isochrysis galbana (KMCC H-2), Cheatoceros gracilis (KMCC B-52), Pavlova lutheri (KMCC H-006), Phaeodactylum tricornutum (KMCC B-14), Nannochloris oculata (KMCC C-31), Tetraselmis tetrathele (KMCC P-002)를 각각 30%:20%:20%:10%:10%:10%의 비율로 혼합하여 일일 3회 공급하였다.
대상 데이터
Change of shell hight of Crassostrea gigas larvae at each rearing times by starvation and feeding trial. The data presented are the average size of three replicates. Different superscripts on the bar are significantly different at P＜0.
본 연구의 실험을 위해 사용한 어미는 남해특성화연구센터 패류중간육성장에서 사육 중이던 만 1년생 참굴이었으며, 크기는 평균 각장 60.0±5.8 mm, 각고 107.4±11.3 mm, 전중 95.7±27.2 g이였다.
데이터처리
결과의 통계처리는 SPSS 프로그램을 사용하여 ANOVAtest를 실시한 후, Duncan's multiple range test (Duncan's, 1955)로 평균간의 유의성 (P＜0.05)을 검정하였다.
이론/모형
일반성분은 AOAC (1995) 방법에 따라 수분은 상압가열건조법 (105℃, 4시간), 조단백질은 Kjeldahl 질소정량법 (N×6.25)으로 분석하였고, 조회분은 직접회화법으로 분석하였다.
25)으로 분석하였고, 조회분은 직접회화법으로 분석하였다. 조지방은 시료를 12시간 동결 건조한 후, Soxtec system 1046 (Tacator AB, Sweden)을 사용하여 soxhlet 추출법으로 분석하였다.
성능/효과
각 단계별 실험종료 시 먹이 공급구와 절식 실험구에서 각장과 각고의 크기 변화를 조사한 결과 D형 발달단계는 각각 평균 33.3 μm와 50.3 μm, 5.9 μm와 8.7 μm로 먹이공급 유무에 관계없이 모두 유의적인 성장을 보였지만, 먹이공급 실험구가 절식 실험구에 비해 5배 이상 높은 유의적인 성장을 보였다.
각정기 단계는 평균 각장과 각고의 변화가 먹이공급구는 각각 90.2 μm와 93.3 μm 매우 높은 성장을 보였지만, 절식 실험구는 각각 11.9 μm와 10.4 μm로 일부 성장 변화를 보였지만, 각고의 경우는 초기 실험개시 시에 비해 유의적인 성장 차이를 보이지 않았다.
8 μm로 감소하는 경향을 보였는데, 이와 같은 결과는 시간이 경과함에 따라 비교적 큰 개체들이 많이 폐사함에 따라 나타난 현상으로 보인다. 각정기 및 후기 각정기 유생단계에서도 먹이 공급구에서는 모두 조사 시간이 경과함에 따라 유의적인 성장변화를 보이지만, 절식 실험구에서는 유의적 (P＜0.05)인 변화가 나타나지 않았다 (Fig. 1).
이러한 결과에 비추어보면 지질은 해산이매패류의 부유유생기 동안 주 축적 에너지원으로서 매우 중요한 역할을 하며 (Holland and Spencer, 1973; Waldock and Nascimento, 1979) 유생 발달 동안 지질의 결핍이 발생할 경우 유생의 발달이 지연되거나 사망할 가능성이 매우 높은 것으로 사료된다. 그런데 본 조사에서는 단백질과 탄수화물의 감소율이 비슷한 경향으로 축적에너지 이용성에 있어 상기 보고와 비교하여 단백질은 어느 정도 비슷한 경향이지만, 탄수화물 (NFE)의 이용성에는 많은 차이를 보였다. 이와 같은 결과는 사육환경 조건의 차이에서 유래된 것으로 보이지만, 향 후보다 다양한 조건에서 깊이 있는 연구가 있어야 될 것으로 사료된다.
먹이공급의 중요성은 체내 영양소의 변화를 보면 명확히 알 수 있는데, 본 실험의 결과 (Table 3) 먹이 공급구에서는 모든 유생 발달단계에서 조사된 체중 성장요소가 실험 개시 때에 비해 유의적 (P＜0.05)으로 증가한 경향을 보이지만, 절식 실험구에서는 각정기와 후기 각정기 유생 단계에서 습중량이 개시 시에 비해 일부 증가하였으나, 건중량과 회제거건중량 (AFDW)는 모든 발달단계에서 감소하는 경향이 나타났다. 그러나 모든 발달단계에서 무게변화의 유의적인 차이는 나타나지 않았다 (Table 3).
한편, 유생 발달단계별 절식시간에 따른 축적 유기물질의 변화를 알아보기 위하여 조단백질, 조지질 및 nitrate free extract (NFE)의 조성변화를 조사하여 Table 4에 나타내었다. 모든 유생발달단계에서 유기물질 중 가장 높은 조성을 보인 것은 조단백질 이었고, 다음으로 NFE, 조지질 순이었다. 한편, 절식 시간 경과에 따라 전체 영양소를 구성하고 있는 총 유기물질의 변화는 개시 시에 비해 실험종료 시 모든 발달단계에서 감소하였다.
본 실험에서 비록 종과 사육온도는 달랐지만, 각각의 영양소별 감소율은 발달단계에 따라 지질 76.8~40.3%, 단백질 41.1~16.7%, 탄수화물로 대변되는 NFE의 감소율 40.8∼20.1%를 보여 전체적으로 절식기간 동안 가장 많은 소비율을 보인 영양소는 지질이었으며 버지니아굴에 대한 Utting (1986)과 Mann and Gallager (1985)의 결과와 비슷한 경향을 보였다.
실험구별 실험 시간경과에 따른 발달단계별 각고의 성장변화를 조사한 결과 D형 유생 단계의 경우 먹이 공급구에서는 실험 12시간째 평균 6.8 μm로 성장변화를 보이면서 모든 조사 시간대별로 유의적인 성장변화를 보였다.
한편, 절식 시간 경과에 따라 전체 영양소를 구성하고 있는 총 유기물질의 변화는 개시 시에 비해 실험종료 시 모든 발달단계에서 감소하였다. 영양소별로 단백질은 D형, 초기각정기, 각정기, 후기각정기 발달단계에서 절식 12 시간부터 유의적으로 감소하기 시작하여 절식 96시간(후기각정기 48시간) 동안 각각 평균 41.1%, 31.1%, 33.1% 및 16.7% 감소하였다. 지질은 전체 영양소 중 가장 높은 감소율을 보였는데, 전 유생발달단계에서 대체적으로 시간경과에 따라 유의적으로 감소하여 실험 종료 시 발달단계에 따라 각각 76.
9%로 개시 시에 비해 유의적인 감소를 보였다. 이에 따라 총에너지 함량의 변화는 유생발달단계에 따라 실험 종료 시 각각 49.6%, 35.1%, 39.1% 및 20.4%로 유의적인 감소를 보였다. 이와 같은 결과는 지질이 유생의 성장기 또는 기아 시 주 에너지원으로 이용되어진다(Millar and Scott, 1967; Utting, 1986)점을 알 수 있고, 전체 유생사육 기간 동안 축적된 지질의 함량이 유생의 성장활력에 많은 영향을 미칠 수 것으로 사료된다.
7% 감소하였다. 지질은 전체 영양소 중 가장 높은 감소율을 보였는데, 전 유생발달단계에서 대체적으로 시간경과에 따라 유의적으로 감소하여 실험 종료 시 발달단계에 따라 각각 76.8%, 68.3%, 76.3% 및 40.3% 감소하였다. 회분은 전체적으로 실험기간이 경과함에 성장에 따른 패각 형성과 관련하여 유의적으로 증가하는 경향을 보였다.
참굴 유생의 발달단계별 요구되는 영양소의 변화를 조사하기 위하여 일시적인 기아 실험을 발달단계별로 실시한 결과 실험 종료 시 각장과 각고의 크기 변화는 먹이공급 유무에 따라 유의적인 차이를 보였다 (P＜0.05, n=100).
초기 각정기 단계의 경우는 각각 평균 80.4 μm와 92.1 μm, -2.7 μm와 -2.8 μm로 먹이를 공급한 실험구에서는 각장과 각고 모두 유의적인 성장을 하였지만, 절식 실험구는 유의적인 변화 없이 감소하는 경향을 보였다.
한편, 탄수화물 함량으로 대변되면 Nitrogen free extracts(NFE) 함량은 단백질과 지질에 비해 비교적 적은 감소를 보였는데, 실험종료 시 각 발달단계에 따라 각각 13.6%, 5.9%, 11.9% 및 7.9%로 개시 시에 비해 유의적인 감소를 보였다. 이에 따라 총에너지 함량의 변화는 유생발달단계에 따라 실험 종료 시 각각 49.
후기 각정기 단계의 실험종료 시 평균 각장과 각고의 성장변화는 먹이 공급구에서는 각각 40.2 μm와 38.9 μm로 성장하였지만, 절식 실험구에서는 각장은 성장 변화가 없었고, 각고는 11.1 μm로 초기 실험개시 시에 비해 어느 정도 성장변화를 보였지만, 유의적인 변화는 나타나지 않다 (Table 2).
후속연구
일반적으로 전체 대사 가능한 에너지의 구성 비율은 해산 무척추동물의 유생을 안정적이고 건강하게 사육하기 위해서는 매우 중요 (Lucas, 1990)하기 때문에 이용 가능한 영양소의 균형을 맞추기 위해서는 올바른 먹이생물의 공급이 매우 중요하다. 본 실험의 결과로 보아 참굴 유생의 발달단계에 따른 영양소별 소비율의 변화와 결핍에 따른 성장변화의 파악은 가능하지만, 각각의 영양소별 결핍에 따른 정확한 현상을 파악하는 데는 어려움이 있다. 뿐만 아니라, 생물이 요구하는 영양원은 크기와 환경조건에 따라 달라지기 때문에 성공적인 상업적 인공종묘생산을 위해서는 보다 다양한 조건에서 깊이 있는 유생의 영양요구조건에 대한 연구가 진행 되어야 할 것이다.
본 실험의 결과로 보아 참굴 유생의 발달단계에 따른 영양소별 소비율의 변화와 결핍에 따른 성장변화의 파악은 가능하지만, 각각의 영양소별 결핍에 따른 정확한 현상을 파악하는 데는 어려움이 있다. 뿐만 아니라, 생물이 요구하는 영양원은 크기와 환경조건에 따라 달라지기 때문에 성공적인 상업적 인공종묘생산을 위해서는 보다 다양한 조건에서 깊이 있는 유생의 영양요구조건에 대한 연구가 진행 되어야 할 것이다.
그런데 본 조사에서는 단백질과 탄수화물의 감소율이 비슷한 경향으로 축적에너지 이용성에 있어 상기 보고와 비교하여 단백질은 어느 정도 비슷한 경향이지만, 탄수화물 (NFE)의 이용성에는 많은 차이를 보였다. 이와 같은 결과는 사육환경 조건의 차이에서 유래된 것으로 보이지만, 향 후보다 다양한 조건에서 깊이 있는 연구가 있어야 될 것으로 사료된다. 한편, 단백질은 중요한 생화학적 요소 (Whyte, 1987; Whyte et al.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인공종묘의 한계는 무엇인가?
그러나 인공종묘는 천연종묘에 비해 생산단가가 높고, 먹이생물 배양 등 고난도의 기술이 필요함으로써 대량생산에 많은 어려움이 있다. 따라서 단위면적당 생산량을 높이고 초기 유생의 폐사를 최소화시킬 수 있는 최적 생존조건을 구명 하는 것은 매우 중요한 일이다.
난질이 매우 중요한 이유는 무엇인가?
절식 실험구에서 마이너스(-) 성장을 보인 것은 일부 큰 개체가 폐사함으로써 전체 평균크기에 영향을 미친 결과로 보인다. D형과 초기 각정기 단계에서 영양적으로 가장 크게 작용하는 것은 난내 축적된 에너지원으로 주로 난황물질에 의존하게 되는데, D형 발달단계에서 먹이를 공급하지 않은 경우에도 일부 성장이 관찰된 것은 축적된 난황물질을 이용한 결과로 사료된다. 이와 같은 이유로 난질은 매우 중요한데, 주로 배발생 및 먹이섭취이전 유생단계 (Gallager et al.
인공종묘의 생존율은 어떠한 특징을 보이는가?
인공종묘의 생존율은 사육단계에 따라 많은 차이를 보이는데, 수정에서 부착기까지는 0~18%로 매우 낮은 생존율을 보이고 (Gallager et al., 1986), 부착기 유생에서 초기 부착치패까지는 10~30% (Jones and Jones, 1983), 부착치패에서 30 mm 까지는 90~100% (Garcia-Esquivel et al., 2001)로 유생발달 단계에 따라 폐사율이 다르게 나타나고 있다. 그렇지만, 아직까지 근본적인 원인은 정확히 밝혀지지 않은 상태이다.
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