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문제 정의
- 따라서 본 연구는 먹이생물인 Artemia를 대체 가능할 것으로 판단되는 기수산 물벼룩, D. celebemis의 대량배양을 위한 기초 자료를 제공하기 위해 이들의 최적 성장 조건인 수온과 염분에 대해서 조사하였다.
제안 방법
- 개체배양 실험은 계대배양 하던 D. celebensis 중에서 무성생식으로 포란한 암컷을 따로 분리 수용하여 30분 간격으로 금방 산란된 어린 유생을 확인한 뒤, 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 한 마리씩 접종하여 폐사할 때까지 관찰하였다. 실험기간은 각각의 암컷이 폐사하는 시기까지로 하여 어린 유생단계부터 첫 번째 알을 포란하여 처음으로 유생을 산란하는 시간까지를 생식 전 단계 (Pre-reproductive phase), 첫 번째 유생을 산란한 후 수명 내에 마지막 유생을 산란할때까지를 순 생식 단계 (Reproductive phase), 암컷의 수명 및 총 산란수로 각각 구분하여 관찰하였다.
- 실험은 3반복으로 19일간 이루어졌으며 실험기간 동안 폭기는 시켜주지 않았다. 개체배양 실험은 밀집배양과 동일한 실험 구로 행하여 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 갓 산란된 어린 유생을 한 마리씩 접종한 후 발달단계, 산란수 및 수명을 조사하였다. 이때 염분 및 먹이 공급량은 밀집배양과 동일하게 하였다.
- 또한 실험은 다채널배양기 (EYELA, MTI-202, Japan)를 수온 25℃로 설정하여 12일간 3반복으로 행하였으며, 실험기간 동안 폭기는 시켜주지 않았다. 개체배양 실험은 밀집배양과 동일한 염분구로 행하여 12 wells culture plate (배양수 3 mL) 에 갓 산란된 어린 유생을 한 마리씩 접종한 후 발달단계, 산란수 및 수명을 조사하였다. 먹이 공급량은 밀집배양과 동일하게 공급하였다.
- 실험기간은 각각의 암컷이 폐사하는 시기까지로 하여 어린 유생단계부터 첫 번째 알을 포란하여 처음으로 유생을 산란하는 시간까지를 생식 전 단계 (Pre-reproductive phase), 첫 번째 유생을 산란한 후 수명 내에 마지막 유생을 산란할때까지를 순 생식 단계 (Reproductive phase), 암컷의 수명 및 총 산란수로 각각 구분하여 관찰하였다. 관찰간격은 생식 전단계는 1시간 간격으로 관찰하였으며, 이후부터는 12시간 간격으로 조사하였다.
- 기수산 물벼룩인 D. celebensise] 최적 염분 및 수온을 규명하기 위한 실험은 밀집배양과 개체배양으로 나누어 수행하였다.
- 먹이는 한국미세조류은행 (KMCC)에서 분양받은 녹조류, Tetraselmis suecica (KMCC- P-3)를 bIO, cells/mL로 1일 1회를 기준으로 공급하였으며, 3일마다 전량환수를 시켜주었다. 또한 실험은 다채널배양기 (EYELA, MTI-202, Japan)를 수온 25℃로 설정하여 12일간 3반복으로 행하였으며, 실험기간 동안 폭기는 시켜주지 않았다. 개체배양 실험은 밀집배양과 동일한 염분구로 행하여 12 wells culture plate (배양수 3 mL) 에 갓 산란된 어린 유생을 한 마리씩 접종한 후 발달단계, 산란수 및 수명을 조사하였다.
- 되도록 접종한 후 행하였다. 먹이는 T. suecica를 1일 1회 2xl05 cells/mL로 공급하였으며, 4일마다 전량환수를 시켜주었다. 실험은 3반복으로 19일간 이루어졌으며 실험기간 동안 폭기는 시켜주지 않았다.
- 수온에 따른 밀집배양 실험은 20, 25, 30, 35 및 40℃로 조절된 다채널배양기 (EYELA, MTI-202, Japan)에서 1 L 비커 (배양수 500 mL)에 10 psu의 배양수를 준비하여 mL 당 1개체가 되도록 접종한 후 행하였다. 먹이는 T.
- celebensis 중에서 무성생식으로 포란한 암컷을 따로 분리 수용하여 30분 간격으로 금방 산란된 어린 유생을 확인한 뒤, 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 한 마리씩 접종하여 폐사할 때까지 관찰하였다. 실험기간은 각각의 암컷이 폐사하는 시기까지로 하여 어린 유생단계부터 첫 번째 알을 포란하여 처음으로 유생을 산란하는 시간까지를 생식 전 단계 (Pre-reproductive phase), 첫 번째 유생을 산란한 후 수명 내에 마지막 유생을 산란할때까지를 순 생식 단계 (Reproductive phase), 암컷의 수명 및 총 산란수로 각각 구분하여 관찰하였다. 관찰간격은 생식 전단계는 1시간 간격으로 관찰하였으며, 이후부터는 12시간 간격으로 조사하였다.
- suecica를 1일 1회 2xl05 cells/mL로 공급하였으며, 4일마다 전량환수를 시켜주었다. 실험은 3반복으로 19일간 이루어졌으며 실험기간 동안 폭기는 시켜주지 않았다. 개체배양 실험은 밀집배양과 동일한 실험 구로 행하여 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 갓 산란된 어린 유생을 한 마리씩 접종한 후 발달단계, 산란수 및 수명을 조사하였다.
- 염분에 따른 밀집배양 실험은 5, 10, 15, 20, 25 및 34 psu로한 1 L 비커 (배양수 500 mL)에 D. celebensis의 개체밀도가 mL 당 1개체가 되도록 접종하였다. 먹이는 한국미세조류은행 (KMCC)에서 분양받은 녹조류, Tetraselmis suecica (KMCC- P-3)를 bIO, cells/mL로 1일 1회를 기준으로 공급하였으며, 3일마다 전량환수를 시켜주었다.
대상 데이터
- celebensis의 개체밀도가 mL 당 1개체가 되도록 접종하였다. 먹이는 한국미세조류은행 (KMCC)에서 분양받은 녹조류, Tetraselmis suecica (KMCC- P-3)를 bIO, cells/mL로 1일 1회를 기준으로 공급하였으며, 3일마다 전량환수를 시켜주었다. 또한 실험은 다채널배양기 (EYELA, MTI-202, Japan)를 수온 25℃로 설정하여 12일간 3반복으로 행하였으며, 실험기간 동안 폭기는 시켜주지 않았다.
데이터처리
- 모든 실험 결과는 one-way ANOVA-test를 실시 후 Duncan's multiple range test (Duncan, 1955)를 실시하여 처리 평균 간의 유의성 (P<0.05)을 SPSS program (Ver. 14.0)으로 검정하였다.
이론/모형
- 염분 및 수온별에 따른 밀집배양 실험에서 성장률 (Specific growth rate, r)은 Rico-Martinez and Dodson (1992)의 방법에 따라 계산하였고, 매일 개체수를 조사하여 mL 당 개체 수로 나타내었다.
성능/효과
- D. celebensis 성체의 암컷 당 종 산란수는 10 psu에서 평균 55.3개체로 가장 높게 나타났고, 그 뒤로 5, 15 및 20 psu가 유의적인 차이 없이 높게 나타났다(/><0.05, Fig. 4). 반면 높은 염분인 34 psu는 22.
- celebensis는 광염성의 종이라 판단된다. 그러나 고염분인 34 psu에서 낮은 성장률을 보여 순수한 해수산 종은 아니며, 단지 염분에 대한 내성력이 강하다는 사실을 확인할 수 있었다. 이처럼 염분변화에 강한 것은 분포하는 서식지와 그 서식지의 환경에 적응하려는 생물의 반응 때문이라 판단된다.
- 없었다 (Jung et al, 2001). 그러나 본 실험에 이용된 D. celebensis 종은 5~34 psu까지 성장이 가능한 것으로 나타나 광범위한 염분 내성력의 장점을 지니고 있으며, 또한 다른 Diaphanosoma 속의 종들보다도 증식속도가 20% 이상 빠른것 (Segawa and Yang, 1990)으로 알려져 있기 때문에 평균산란수가 다른 기수산 및 해수산 지각류보다 높아 해산 종묘생산을 위한 먹이생물로써 그 이용 가능성이 높을 것으로 판단된다.
- 따라서 본 연구를 종합하여 볼 때, 지금까지 해산어 종묘생산 시 &伪秫诒의 대체 먹이생물로 가장 많이 이용되고 있는 담수산 지각류, Moina fncicrocopct는 대 량배 양이 가능함에도 불구하고 15 psu에서는 전량 폐사가 일어나는 약한 염분 내성력 때문에 그동안 해산 양식산업에서 제한적으로 사용될수밖에 없었다 (Jung et al, 2001). 그러나 본 실험에 이용된 D.
- , 2002). 또한 30℃를 기준으로 할 때 M mong시ica의 평균 산란수와 수명은 각각 10.1 개체, 4.4일 (He et al., 2001)이였으며, M. salinae: 26.6개체, 10.9일 (Gordo et al., 1994)로 본 종의 40.0개체와 16.2일에 비해 낮은 산란수를 보여 D. celebensis 종은 다른 지각류와 비교할 때 대량배양의 가능성이 높은 종이라고 판단된다.
- 05). 또한 일간 산란수에 있어서도 10 psu에서 2.2개체로 가장 높은 값을 보인 반면 염분이 증가할수록 낮아지는 경향을 보여 34 psu에서 1.4개체로 가장 낮게 나타났다 (P<0.05).
- 05). 또한 일간 산란수에 있어서도 30℃에서 2.7개체로 가장 높은 값을 보인 반면 수온이 가장 높고 낮은 20 및 40℃에서는 낮아지는 경향을 보였다 (P<0.05).
- 본 수온별 개체배양에서 생식 전 단계는 수온이 높아질수록 단축되는 경향을 보였다. 수온이 증가함에 따라 알의 생성과 발달 시간이 짧아지는 것은 다른 지각류에서도 동일하게 나타난 결과이다 (Bottrell, 1975; Anderson and Benke, 1994; Hall and Burns, 2002; Lemke and Benke, 2003; Marazzo and Valentin, 2003).
- (2002)는 기수역과 같은 환경에서 서식하는 수중생물들은 삼투압 조절, 이온 조절 및 세포생리의 항상성을 유지하려는 능력을 가지고 있다고 언급하였다. 본 실험에서도 이러한 기수산 종의 특징 때문에 염분에 대한 내성력이 높아 34 psu에서도 성장 및 생식이 가능했던 것으로 판단되어 진다.
- 본 연구의 염분별 밀집배양 실험을 수행한 결과, 5~34 psu에서 성장 및 생식 이 가능한 D. celebensis는 광염성의 종이라 판단된다. 그러나 고염분인 34 psu에서 낮은 성장률을 보여 순수한 해수산 종은 아니며, 단지 염분에 대한 내성력이 강하다는 사실을 확인할 수 있었다.
- (1998)의 Daphnia magna 종도 높은 염분일수록 폐사율이 높다고 보고하였다. 본 염분별 밀집배양실험에서도 비교적 낮은 염분구인 5, 10 및 15 psu에서 성장이 양호했던 반면 염분이 증가할수록 최고밀도 및 성장률은 유의적으로 낮아지는 경향을 보여 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 이처럼 염분이 높아질 때 개체밀도 및 성장률이 낮아지는 것은 배양수 내 존재하는 이온의 영향과 그에 따른 요구량의 차이 때문이라 판단된다.
- , 1973) 등으로 이어지게 된다. 본 종의 수온별 밀집배양 실험에서도 이러한 영향이 작용하여 수온이 증가할수록 개체밀도 및 성장률은 높아지는 경향을 보였다. 또한 Khan and Khan (2008)에 의하면, D.
- 05). 순 생식 단계도 비교적저염분의 실험구에서 높은 값을 보여 10 psu에서 24.6일로 유의적으로 가장 길게 나타났다 (P<0.05).
- 본 종도 염분이 높아질수록 생존에만 의존하려는 경향에 맞춰 성장과 생식에 관여하는 호르몬의 분비가 불균형을 이뤘기 때문에 산란수와 수명이 저염분에 비해 낮았던것으로 판단되어진다. 아울러, 본 종의 최고 산란수는 10 psu에서 55.3개체로 나타났는데 이는 해산 지각류인 Penilia avirostris 보다도 최소 8배 정도 높은 것이며 (Segawa and Yang, 1987), 기수산 지각류 M. mongolica의 42.1 개체 (He et al, 2001) 보다도 높은 것으로 나타났기 때문에 다른 지각류종들보다도 대량배양의 가능성이 높은 종이라 할 수 있겠다.
- 3에 나타내었다. 우선 첫 번째 유생을 산란하는 시기인 생식전 단계는 염분이 낮을수록 유의적으로 단축되는 경향을 보여 5 및 10 psu에서 4.3 일로 가장 빠른 산란을 하였으며, 34 psu는 6.1 일로 가장 늦게 나타났다 (P<0.05). 순 생식 단계도 비교적저염분의 실험구에서 높은 값을 보여 10 psu에서 24.
- 이상의 수온에 따른 본 실험을 통해, 기수산 물벼룩인 D. cel가Eis의 대량배양을 위한 수온 조건은 25~30℃이나 그중에서도 세대교번이 빠르고 산란수가 가장 높았던 30℃가 최적 수온이라 판단된다.
- 이상의 염분에 따른 밀집 및 개체배양 실험을 통해 D. celebensis의 대 량배양을 위한 염분 조건은 비교적 낮은 5~15 psu이나 그 중에서도 산란기간, 수명 및 산란수가 가장 높았던 10 psu가 최적 염분이라고 판단된다.
- 05). 최고밀도까지의 개체성장률 (r)은 낮은 염분인 5 psu에서 0.40 으로 가장 높게 나타났으나 (P<0.05), 염분이 증가할수록 낮아지는 경향을 보여 25 및 34 psu에서 유의적으로 가장 낮게 나타났다 (F<0.05, Fig. 2).
- 05). 평균 수명은 10 psu에서 29.5일로 가장 긴 수명을 나타냈고, 34 psu에서 23.3일로 가장 빠른 폐사를 보여 염분이 낮을수록 긴 경향을 보였다 (P<0.05).
- 7일로 가장 낮은 값을 보였다. 평균수명에 있어서도 20℃에서 29.7일로 가장 높은 수명을 보인 반면 수온이 증가할수록 낮아지는 경향을 보여 40℃ 실험구에서는 가장 낮은 7.2일로 나타났다 (P<0.05).
- 한편, 본 개체배양 실험에서 성장 한계수온인 4(TC를 제외하곤 수온이 증가할수록 평균 산란수가 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 높은 온도에 따른 체내 기작에서 생식에너지의 이용성이 보다 높았기 때문인 것으로 판단된다.
- 한편, 본 염분별 개체배양 실험에서 생식 전 단계는 염분이 낮아질수록 소요되는 시간이 단축되는 것으로 나타났으며, 그로 인해 낮은 염분에서의 순 생식 단계 기간이 높은 염분에 비해 긴 것으로 조사되었다. 이는 Achuthankutty et al.
- 한편, 염분이 증가할수록 총 산란수 및 평균 수명은 저하되는 경향을 보였다. 이는 M.
후속연구
- 본 실험은 규모가 작은 1 L 비커에서 행해졌기 때문에 따로 폭기를 시켜주지 않았다. 그로 인해 용존산소의 영향이 작용한 것으로 사료되며, 앞으로 용존산소와 개체밀도 사이의 연관성에 대한 실험도 필요할 것으로 판단되어진다.
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