난질과 유생발생을 이용한 4개 멍게(Halocynthia roretzi) 어미계군 특성 비교 Differences in Egg Quality and Larval Development among Four Populations of Sea Squirt Halocynthia roretzi Adults원문보기
To compare four populations of sea squirt Halocynthia roretzi adults, their egg quality and larval development were investigated in the hatchery. The populations were: south sea wild (SSW), south sea cultured (SSC), east sea wild (ESW) and Iwate Japan cultured (IJC). Egg quality and larval developme...
To compare four populations of sea squirt Halocynthia roretzi adults, their egg quality and larval development were investigated in the hatchery. The populations were: south sea wild (SSW), south sea cultured (SSC), east sea wild (ESW) and Iwate Japan cultured (IJC). Egg quality and larval development were compared using 13 factors (fertilization rate and diameter, proximate composition, amino acid and fatty acid contents of eggs, hatching rate and various sizes of tadpole larvae) which were obtained from each population. Fertilized egg diameter, hatching rate and size of tadpole larvae were significantly different among the four populations (P<0.05). Eggs were produced with higher crude protein ($5.20{\pm}0.00%$ SSW, $4.71{\pm}0.01%$ ESW, $4.66{\pm}0.01%$ SSC and $3.96{\pm}0.01%$ IJC) and lipid ($1.22{\pm}0.01%$ ESW, $1.01{\pm}0.00%$ SSW, $0.77{\pm}0.01%$ SSC and $0.69{\pm}0.00%$ IJC,) contents from domestic wild populations than from Japanese or cultured populations. Also amino acid and fatty acid contents were different. The extent of similarity between domestic and Japanese populations (30.5% IJC:SSW, 34.3% IJC:SSC and 40.7% IJC:ESW) was relatively low but was very high between SSW and SSC (73.9%). These results may have been due to differences in the abundance of food types and environmental conditions in the four localities and consequent differences in the diets of the sea squirts.
To compare four populations of sea squirt Halocynthia roretzi adults, their egg quality and larval development were investigated in the hatchery. The populations were: south sea wild (SSW), south sea cultured (SSC), east sea wild (ESW) and Iwate Japan cultured (IJC). Egg quality and larval development were compared using 13 factors (fertilization rate and diameter, proximate composition, amino acid and fatty acid contents of eggs, hatching rate and various sizes of tadpole larvae) which were obtained from each population. Fertilized egg diameter, hatching rate and size of tadpole larvae were significantly different among the four populations (P<0.05). Eggs were produced with higher crude protein ($5.20{\pm}0.00%$ SSW, $4.71{\pm}0.01%$ ESW, $4.66{\pm}0.01%$ SSC and $3.96{\pm}0.01%$ IJC) and lipid ($1.22{\pm}0.01%$ ESW, $1.01{\pm}0.00%$ SSW, $0.77{\pm}0.01%$ SSC and $0.69{\pm}0.00%$ IJC,) contents from domestic wild populations than from Japanese or cultured populations. Also amino acid and fatty acid contents were different. The extent of similarity between domestic and Japanese populations (30.5% IJC:SSW, 34.3% IJC:SSC and 40.7% IJC:ESW) was relatively low but was very high between SSW and SSC (73.9%). These results may have been due to differences in the abundance of food types and environmental conditions in the four localities and consequent differences in the diets of the sea squirts.
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문제 정의
이에 본 연구는 국내 멍게 인공종묘생산에서 가장 많이 이용하고 있는 4개 집단의 어미 계군을 대상으로 생산된 난의 발생과 화학적 조성 그리고 유생의 형태적 특징을 조사하여 4개 어미 집단의 특성을 비교 평가하기 위하여 실시하였다.
제안 방법
각 계군별 어미는 2010년 12월 중순 일괄적으로 확보하여 활어차와 선박을 이용하여 국립수산과학원 남동해수산연구소 남해양식센터로 수송한 후 채란 전 안정을 위하여 수용적 4톤 FRP 수조에서 각 계군별로 임시 수용한 후 자연해수 유수식으로 관리하였다.
부화율 실험은 3반복으로 실시하였다.
수거된 난은 여과해수로 수 차례 세척한 다음 여과해수가 채워진 50 L 원형 플라스틱 수조에 전체 수거된 난을 각각 재 수하한 다음 5 mL 취한 후 Profile-Project(Nikon-v12, Japan)와 Counter chamber glass를 이용하여 전체 난수와 이 중 정상 발생된 난의 개수를 5회 반복 부분 조사하여 계군별로 수거된 전체 난의 개수와 정상 발생된 난의 개수를 환적법으로 계산하였다.
수정난의 크기와 수정률 조사는 방란·방정 개시 2 시간 후 계군별로 2 중 거름망을 이용하여 먼저 방란·방정과 함께 배출된 분과 큰 이물질을 제거하고 난을 분리 수거하였다.
올챙이유생 부화율은 수집된 수정난을 12.0±1℃의 여과해 수가 채워진 3 L 비이커에 mL 당 1개의 수정난을 수용한 후 미세하게 통기시키면서 24시간 사육 후 측정하였다.
이 때 수정률은 전체 난 중정상 발생된 난의 비율로 계산하였고, 수정난의 크기는 각 계군 별로 Profile-Project(Nikon-v12, Japan)와 Quadra-Chek 4000 Program(Metronics, USA)을 이용하여 직경을 0.1 µm까지 측정하였다(n=50).
조지방은 시료를 12시간 동결 건조한 후, Soxtec system 1046(Tacator AB, Sweden)을 사용하여 soxhlet 추출법으로 분석하였다.
채란 전 먼저 피낭 표면에 붙어 있는 이물질을 제거하고, 공기 중에 1시간 간출 후 계군별로 수용적 500 L 사각 FRP 수조 2개에 각각 균등 분리 수용 한 후 자연 여과해수를 채운 다음 산란을 유도하였다.
대상 데이터
25F) 온도는 180℃에서 8분간 유지시킨 다음, 3 ℃/min로 230℃까지 승온시키고, 15분간 유지하였다. Carrier gas는 He(1.0 kg/cm2)을 사용하였으며, split ratio는 1:20으로 하였다.
실험에 이용한 멍게 어미 계군은 4개 집단으로 경남 남해군 상주면 지선(남해자연산) 과 강원도 삼척시 임원지선(동해자연산)에서 채취한 3년생 자연산 어미, 경남 통영시 어의도 지선 국립수산과학원 남동해수산연구소 시험교습어장에서 양식한 3년생 어미(남해양식산) 그리고 일본 센다이 이와테현 주변해역에서 양식된 3년생 어미(일본양식산)이었다(Table 1).
이 때 부화된 올챙이 유생의 크기는 전장, 두장 및 두폭을 수정난 크기조사와 동일한 방법으로 각 실험군 별로 30마리를 측정하였다.
데이터처리
각 실험 결과로부터 얻어진 모든 통계적 측정값들은 평균±표준오차로 표시하였다.
그리고 계군별 난질비교에 따른 각각의 요소별에 따라 principal coordinates and component analysis를 MVSP program을 이용한 다중분석을 통해 각각의 결과 값들의 상관관계를 분석하였다.
측정값들의 유의차 유무는 SPSS program을 사용하여 ANOVA-test를 실시한 후, Tukey HSD test로 평균간의 유의성(P＜0.05)을 검정하였다.
이론/모형
구성아미노산 분석은 동결 건조된 시료 20 mg을 test tube에 넣고 6 N HCl 15 mL를 가하여 밀봉한 후 110℃에서 24시간 가수분해 한 후 분해 액을 여과한 다음, 감압 건조하여 HCl을 완전히 제거한 후, Sodium dilution buffer(pH 2.2)로 25 mL 되게 정량한 후 이 용액을 일정량 취하여 아미노산 자동분석기 S433(Sykam, Germany)를 이용하여 Ninhydrin 방법으로 분석하였다.
일반성분은 AOAC(1995) 방법에 따라 수분은 상압가열건조법(105℃, 4시간), 조단백질은 Kjeldahl 질소정량법(N×6.25)으로 분석하였고, 조회분은 직접회화법으로 분석하였다.
지방산 분석은 동결 건조한 시료에서 Folch et al (1957)의 방법에 따라 CHCl3 : MeOH(2:1)로 지질을 추출하여 20 mg의 지용성 획분에 0.5 N NaOH-methanol 과 14% BF 3 -methanol로 Fame 시킨 후 Heaxane으로 추출하여 methylation 시킨 후, Gas chromatography(Trace, Germany)로분석하였다.
성능/효과
각종 난질 평가 9개 요소와 올챙이 유생의 발생형태 특성요소 4개 항목을 이용해 어미 계군별 상사도(similarity coefficient)를 비교 분석한 결과 어미 계군별 상사도는 많은 차이를 보였다.
계군별 총 포화지방산, 일불포화지방산 및 다불포화지방산의 조성은 두렷한 경향 없었는데, 총 포화지방산과 총 다불포화 지방산은 동해자연산이 각각 33.1±0.0%와 30.9±0.1%로 다른 계군에 비해 비교적 높은 함량을 보였고, 총 일불포화지방산은 남해양식산이 37.0±0.1%로 비교적 높은 함량을 보였고, 다불포화지방산은 일본양식산이 높은 함량을 보였다.
국내 멍게 인공종묘생산에서 가장 많이 이용하고 있는 4개집단의 어미 계군을 대상으로 생산된 난의 발생과 화학적 조성 그리고 유생의 형태적 특징을 조사하여 4개 어미 집단의 특성을 비교 평가한 결과 어미 계군별로 차이가 있었다.
그러나 총 구성 아미노산 함량은 각각 4.5±0.0%, 4.6±0.1%, 4.4±0.0%, 3.6±0.0%로 남해양식산이 비교적 높은 함량을 보였고, 일본양식산이 낮은 함량을 보였다.
그렇지만, 난과 유생에서 조사된 전체적인 결과를 종합해보면 국내산과 일본산, 남해산과 동해산 그리고 양식산과 자연산 계군으로 구획화가 되었다.
그리고 전체적으로 지역에 관계없이 자연산에 비해 양식산의 영양소함량이 비교적 낮게 나타났다(Table 4).
그리고 총 분석된 구성아미노산 중 필수아미노산의 조성은 각각 2.2±0.1%, 2.2±0.0%, 2.1±0.0%, 2.2±0.0% 로 비슷한 함량을 보였다.
그리고 평균 회분함량은 3.39±0.02%, 3.34±0.02%, 3.68±0.01%, 2.91±0.00%로 나타나 일본양식산이 국내산에 비해 전체적으로 비교적 낮은 영양소 함량을 보였다.
남해자연산과 양식산, 동해자연산 그리고 일본양식산의 수정 후 24시간 경과된 올챙이 유생의 크기를 조사한 결과 평균 전장은 각각 1,650.8 µm, 1,675.4 µm, 1,646.4 µm, 1,578.2 µm로국내산간에는 차이가 없었지만, 일본양식산은 국내산에 비해 유의적으로 작았다.
남해자연산과 양식산, 동해자연산 그리고 일본양식산의 수정난의 영양소 함량을 분석한 결과 평균 조단백질 함량은 각각 5.20±0.00%, 4.66±0.01%, 4.71±0.01% 및 3.96±0.01% 였으며, 평균 조지방 함량은 각각 1.01±0.00%, 0.77±0.01%, 1.22±0.01%, 0.69±0.00%였다.
본 조사에서도 수정율과 부화률이 높고, 올챙이 유생의 전장 길이가 길었던 국내산이 일본산에 비해 난 내 유기물질 함량이 비교적 높게 나타났다.
수정률은 각각 남해양식산 79.8%, 남해자연산 78.0%, 동해자연산 68.9%, 일본양식산 62.5%순으로 남해양식산이 가장 높았고, 동해자연산과 일본양 식산이 낮았다.
아미노산 함량은 어미계군에 관계없이 전체적으로 Glutamic acid가 0.5%이상으로 가장 높은 함량을 보였고, 다음으로 Aspartic acid가 0.4%이상으로 높은 함량을 보였다.
어미 계군별 수정난의 크기와 수정률을 조사한 결과(Table 2), 수정난의 평균 크기는 동해자연산 465.1 µm, 일본양식산 449.4 µm, 남해자연산 435.8 µm 남해양식산 428.1 µm 순으로 유의적 크기에 따라 동해자연산과 일본산양식산 그리고 남해자연산과 양식산 두 그룹으로 나누어지면서 두 그룹 간에 유의적인(P〈0.05) 크기 차이를 보였다.
유의적으로 난경이 적은 남해자연산과 양식산이 동해자연산, 특히 일본양식산에 비해 수정율과 부화률 그리고 올챙이 유생의 전장 크기는 유의적으로 높고 크게 나타났다.
전체적으로 올챙이 유생의 크기는 국내산 간에는 남해자연산과 동해자연산의 평균 두폭 차이를 제외하고는 유의적인 차이가 없었다.
평균 부화율은 각각 남해양식산 72.1%, 남해자연산 69.8%, 동해자연산 68.2%, 그리고 일본양 식산 66.2%로 국내산 간에는 유의적인 차이를 보이지 않았지만, 일본양식산은 남해양식산에 비해 유의적으로 낮은 부화율을 보였다(P＜0.05).
한편, 난질 평가 9개 요소와 올챙이 유생의 발생형태 특성요소 4개 항목, 총 13 가지 평가요소와 각 계군과의 상호 상관관계를 비교 분석한 결과 구성요소 간의 상관관계는 낮게 나타났지만, 수정율, 부화률, 올챙이 유생의 전장, 총 아미노산의 함량이 높을수록 남해양식산과의 관계가 높았고, 조단백질, 조지질 및총 포화지방산의 함량이 높고 클수록 남해자연산과의 관계가 높았다.
후속연구
roretzi 인공종묘생산 과정에 필요한 계군별 어미특성 차이에 대한 기초적인 정보를 제공할 수 있겠지만, 물렁증 내성 품종개발을 위한 평가지표로 이용하는 데는 어려움이 있다. 따라서 물렁증 내성 품종개발을 위한 선발육종지표를 개발하기 위한 어미특성 평가는 분자육종학적 지표와 함께 발생생물학적 요인을 동시에 검정하는 평가기법을 개발해야 할 것이다.
따라서 이러한 경험적 근거와 물렁증 관련 유전자 지표 등을 이용해 선발육종 기법을 개발하면 물렁증 내성품종을 개발할 수 있을 것으로 본다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내의 멍게 양식이 시작된 시기는?
우리나라의 멍게 양식은 1980년대 초부터 본격적인 양식이 시작된 이후 지금까지 주기적인 대량폐사로 양식어가에 많은 피해를 입혔는데, 최근에는 물렁증으로 심각한 피해를 입고 있다. 물렁증으로 인한 추정 피해액은 연간 약 200억 원을 상회하는 것으로 보고되고 있다(NFRDI, 2009).
멍게 양식산업을 안정화시키기 위해 필요한 것은?
물렁증으로 인한 추정 피해액은 연간 약 200억 원을 상회하는 것으로 보고되고 있다(NFRDI, 2009). 따라서 멍게 양식산업을 안정화시키기 위해서는 무엇보다도 물렁증의 원인을 명확히 밝혀 해결점을 찾는 것이 급선무이지만, 단 기간에 이 문제를 해결하기는 어렵다. 특히 광범위한 양식현장에서 적정처리를 실시하는 것은 매우 어렵다.
2010년 기준 한국과 일본의 멍게 양식 생산량은?
전 세계적으로 멍게(Halocynthia roretzi) 양식은 극동 아시아 지역에서만 이루어지고 있고, 이 중 한국과 일본이 대부분을 생산하고 있다. 최근 양국의 생산량은 일본이 10,937톤, 한국이 7,208톤으로 일본의 생산량이 높지만(FAO, 2010), 주 소비국은 한국이다.
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