멍게의 물렁증 발생에 미치는 용존산소의 영향 Effect of Dissolved Oxygen on Occurrence of Tunic Softness Syndrome in Sea Squirt Halocynthia roretzi, Tongyeong, South Coast of Korea원문보기
본 연구는 멍게 대량폐사의 주요 현상으로 나타나고 있는 물렁증 발생의 원인을 찾기 위하여 저산소의 영향에 의한 물렁증 발생, 생존률, 대사율 및 병리조직학적 변화를 분석하였다. 용존산소의 감소에 따른 멍게의 생존률은 용존산소 농도 $2mg\;L^{-1}$에서 노출 4일째 모두 폐사하였으며, $3mg\;L^{-1}$에서는 노출 5일째 50%를 나타내어 5days-$LC_{50}$은 $3.55mg\;L^{-1}$ (1.86~$4.96mg\;L^{-1}$)로 나타났다. 그러나 저산소에 노출된 기간 동안 물렁증 발생은 관찰되지 않았다. 산소소비율은 대조구와 비교하여 용존산소 농도 $5mg\;L^{-1}$ 이하에서 유의하게 감소하여 저산소에 노출되면 일정기간 호흡률을 조절하는 것으로 추정된다. 저산소에 의한 멍게의 새낭, 소화선 및 피낭의 병리조직학적인 변화는 각 기관을 구성하고 있는 상피 세포층의 괴사, 혈구세포의 침윤, 세포핵 응축 및 변형 등이 관찰되었다. 형태적인 변화는 피낭이 쪼글어들어 부피가 작아지고 내부 기관은 탈색되고 아가미와 간췌장의 괴사가 관찰되었다.
본 연구는 멍게 대량폐사의 주요 현상으로 나타나고 있는 물렁증 발생의 원인을 찾기 위하여 저산소의 영향에 의한 물렁증 발생, 생존률, 대사율 및 병리조직학적 변화를 분석하였다. 용존산소의 감소에 따른 멍게의 생존률은 용존산소 농도 $2mg\;L^{-1}$에서 노출 4일째 모두 폐사하였으며, $3mg\;L^{-1}$에서는 노출 5일째 50%를 나타내어 5days-$LC_{50}$은 $3.55mg\;L^{-1}$ (1.86~$4.96mg\;L^{-1}$)로 나타났다. 그러나 저산소에 노출된 기간 동안 물렁증 발생은 관찰되지 않았다. 산소소비율은 대조구와 비교하여 용존산소 농도 $5mg\;L^{-1}$ 이하에서 유의하게 감소하여 저산소에 노출되면 일정기간 호흡률을 조절하는 것으로 추정된다. 저산소에 의한 멍게의 새낭, 소화선 및 피낭의 병리조직학적인 변화는 각 기관을 구성하고 있는 상피 세포층의 괴사, 혈구세포의 침윤, 세포핵 응축 및 변형 등이 관찰되었다. 형태적인 변화는 피낭이 쪼글어들어 부피가 작아지고 내부 기관은 탈색되고 아가미와 간췌장의 괴사가 관찰되었다.
This study analyzed the occurrence of tunic softness, survival rate, metabolic rate and histopathologic changes arising from the effect of hypoxic environment in order to find the causes of occurrences of tunic softness, which manifests as the key phenomenon of mass mortality of Halocynthia roretzi....
This study analyzed the occurrence of tunic softness, survival rate, metabolic rate and histopathologic changes arising from the effect of hypoxic environment in order to find the causes of occurrences of tunic softness, which manifests as the key phenomenon of mass mortality of Halocynthia roretzi. Regarding the survival of H. roretzi with reduction in dissolved oxygen, all the entities died on the 4th day of exposure to the dissolved oxygen concentration of $2mg\;L^{-1}$ while 50% mortality was observed on the 5th day of exposure to the dissolved oxygen concentration of $3mg\;L^{-1}$. Therefore the 5 days-$LC_{50}$ was found to be $3.55mg\;L^{-1}$ (1.86~$4.96mg\;L^{-1}$). However, occurrence of tunic softness was not observed during the period of exposure to low oxygen concentration. The oxygen consumption rate significantly decreases at the dissolved oxygen concentration of less than $5mg\;L^{-1}$ in comparison to the control group. Therefore, it is presumed that H. roretzi controls the respiration rate for prescribed period of time when exposed to hypoxic environment. Regarding the histopathologic changes in the gill, digestive gland and cyst of H. roretzi due to hypoxic environment, necrosis of epithelial layer, in filtration of blood cells, and condensation of nucleus that compose each of the organs were observed. Regarding morphological changes, the decrease in volume with shrinking of the tunic, discoloration of the internal organs and necrosis of gill and hepatopancreas were observed.
This study analyzed the occurrence of tunic softness, survival rate, metabolic rate and histopathologic changes arising from the effect of hypoxic environment in order to find the causes of occurrences of tunic softness, which manifests as the key phenomenon of mass mortality of Halocynthia roretzi. Regarding the survival of H. roretzi with reduction in dissolved oxygen, all the entities died on the 4th day of exposure to the dissolved oxygen concentration of $2mg\;L^{-1}$ while 50% mortality was observed on the 5th day of exposure to the dissolved oxygen concentration of $3mg\;L^{-1}$. Therefore the 5 days-$LC_{50}$ was found to be $3.55mg\;L^{-1}$ (1.86~$4.96mg\;L^{-1}$). However, occurrence of tunic softness was not observed during the period of exposure to low oxygen concentration. The oxygen consumption rate significantly decreases at the dissolved oxygen concentration of less than $5mg\;L^{-1}$ in comparison to the control group. Therefore, it is presumed that H. roretzi controls the respiration rate for prescribed period of time when exposed to hypoxic environment. Regarding the histopathologic changes in the gill, digestive gland and cyst of H. roretzi due to hypoxic environment, necrosis of epithelial layer, in filtration of blood cells, and condensation of nucleus that compose each of the organs were observed. Regarding morphological changes, the decrease in volume with shrinking of the tunic, discoloration of the internal organs and necrosis of gill and hepatopancreas were observed.
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문제 정의
본 연구는 멍게 대량폐사의 주요 현상으로 나타나고 있는 물렁증 발생의 원인을 찾기 위하여 저산소의 영향에 의한 물렁증 발생, 생존률, 대사율 및 병리조직학적 변화를 분석하였다.
제안 방법
5 mg L-1을 유지하였다. 각 실험에 사용된 멍게는 순치중인 건강한 개체를 선별하여 각 실험구별 20마리씩 수용하여 실험에 사용하였으며, 3회 반복하여 평균값을 결과로 처리하였다. 실험에 사용한 개체의 평균 체고 72.
생존율은 12시간 간격으로 냄새를 맡거나 수관부의 수축반응 등을 통해 파악하였으며, 반응이 없을 시 죽은 것으로 간주하였다. 물렁증 발생 여부는 냄새, 수관부의 수축반응, 피낭의 연화상태, 피낭돌기의 탄력 및 피낭색을 관찰하여 물렁증 발생을 분석하였다. 용존산소 농도에 따른 멍게의 생리적 반응을 조사하기 위하여 산소소비율, 암모니아질소배설률 및 조직학적 분석을 수행하였다.
본 연구는 멍게 대량폐사의 주요 현상으로 나타나고 있는 물렁증 발생의 원인을 찾기 위하여 저산소의 영향에 의한 물렁증 발생, 생존률, 대사율 및 병리조직학적 변화를 분석하였다.
수중의 용존산소 농도 감소에 따른 멍게의 생존율 및 물렁증 발생을 조사하기 위해 수온 12±0.5℃에서 용존산소 농도 2, 3, 4, 5 mg L-1 및 대조구(염분 33.5±0.5 psu, 9 mg L-1)에서 수행하였다. 실험은 지수식 및 순환 여과식으로 행하였으며, 실험용액은 여과해수(ø 1.
5 psu, 9 mg L-1)에서 수행하였다. 실험은 지수식 및 순환 여과식으로 행하였으며, 실험용액은 여과해수(ø 1.0 μm)를 사용하였으며, 용존산소 농도는 N2가스를 주입하여 실험농도로 조절하였으며, 실험용액의 농도를 일정하게 유지하기 위하여 12시간 간격으로 환수하였다. 실험기간 동안 수질의 악화를 피하기 위하여 먹이공급은 중단하였다.
물렁증 발생 여부는 냄새, 수관부의 수축반응, 피낭의 연화상태, 피낭돌기의 탄력 및 피낭색을 관찰하여 물렁증 발생을 분석하였다. 용존산소 농도에 따른 멍게의 생리적 반응을 조사하기 위하여 산소소비율, 암모니아질소배설률 및 조직학적 분석을 수행하였다. 산소소비율은 Shin et al.
대상 데이터
실험에 사용된 멍게는 2012년 1월부터 10월 동안 경남 통영시 영운지선 멍게양식장에서 양성중인 멍게를 직접 채취하여 실험실로 운반한 후, 유수식 5 m3 사육수조에 수용하여 일주일간 순치 시킨 후 실험에 사용하였다. 순치기간 중 먹이는 매일 2회씩 시판중인 복합규조류를 공급하였다.
데이터처리
실험동물의 용존산소에 대한 반수치사 농도(LC50)는 probit법에 의해 분석(Finney 1971) 하였으며, 자료 분석에 사용한 통계처리는 SPSS-통계패키지를 이용하여 ANOVA 및 Duncan’s multiple range에 의해 판정하였다.
이론/모형
산소소비율은 Shin et al. (2011)의 방법에 따라 1.0 L의 respirometer chamber와 생물호흡측정기 (Orbis 3600 made by Switzerland)를 이용하여 측정하였다. 암모니아질소배설률은 산소소비율 측정과 동시에 수행하였으며, respirometer chamber에서 용액 2 mL을 채수하여 phenol-hypochlorite (Solorzano 1969)의 방법을 이용하였다.
0 L의 respirometer chamber와 생물호흡측정기 (Orbis 3600 made by Switzerland)를 이용하여 측정하였다. 암모니아질소배설률은 산소소비율 측정과 동시에 수행하였으며, respirometer chamber에서 용액 2 mL을 채수하여 phenol-hypochlorite (Solorzano 1969)의 방법을 이용하였다. 조직학적 분석은 새낭, 소화선 및 피낭을 적출하여 실시하였다.
성능/효과
2에 나타내었다. 멍게의 산소소비율은 대조구(9 mg L-1)에서 0.02 mgO2 g-1 DW hr-1이었으나, 용존산소 농도 5 mg L-1 이하에서는 0.005~0.007 mgO2 g-1 DW hr-1으로 현저히 감소하여 5 mg L-1 이하 낮은 용존산소의 농도 간에 산소소비율의 유의한 차이(p> 0.05)를 나타내지 않았다. 그러나 대조구와 5 mg L-1 이하에 노출시킨 멍게의 산소소비율은 유의한 차이를 나타내어(p<0.
05) 수중에 용존산소가 감소하면 일정기간 호흡률을 조절하는 것으로 추정된다. 암모니아질소배설률은 5 mg L-1 이하 저농도에서 매우 낮았으며, 호흡률과 유사한 경향을 나타내었으며, 대조구와 5 mg L-1 이하에 노출시킨 멍게의 암모니아질소배설률은 유의한 차이를 나타내었다(p< 0.05).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
멍게의 대량 폐사원인은 무엇이 있는가?
5% 그리고 2012년에는 여름철 고수온 및 빈산소에 의해 멍게의 종묘 및 성체 70% 이상이 폐사한 것으로 추정하고 있으며, 피해금액은 약 200억 원 이상으로 추정되고 있다. 멍게의 대량 폐사원인은 피낭이 연화되는 현상인 물렁증으로 추정되고 있으며, 최근 물렁증 발생 원인은 편모충, Azumiobodo hoyamusi (Shin et al. 2011)과 미생물(Kim et al. 2012) 등으로 밝혀지고 있다.
양식 생물에 용존산소는 어떤 영향을 미치는가?
일반적으로 수온, 염분, 용존산소 등 해양 환경의 요인들은 연안에 서식하고 있는 양식 생물의 생리적 과정에 영향을 미친다(Bohle 1972; Widdows 1985). 용존산소는 수서생물의 다양한 생리적 과정에 영향을 미치는 가장 주요한 환경요인 중 하나로서, 저산소는 생물의 행동과 호흡, 순환, 섭이, 대사 및 성장 등과 같은 정상적인 생리적과정에 영향을 미친다(Aquacop and Soyez 1988). 저산소에 대한 수서생물의 반응은 대사율 감소(Hill et al.
수서생물이 저산소 환경에 노출되면 어떤 결과를 초래하는가?
1971), 혈림프내 선-염기 균형, 헤모시아닌 결합능, 산화헤모시아닌단백질, 혈림프 삼투질 농도 및 이온 농도 등의 변화가 나타난다(Maruo and Malecha 1984). 수서생물이 저산소 환경에 직면하면 아가미표면적을 증대시켜 과호흡을 하게 되고, 이로 인해 이산화탄소 배출이 증가하여 혈림프내 CO2량은 감소하고 이는 혈액내 pH를 증가시키는 결과를 초래하고(Morris and Bulter 1996), 이로 인한 생리적 불균형으로 결국 죽음을 초래하게 된다.
참고문헌 (34)
Aquacop EB and C Soyez. 1988. Effects of dissolved oxygen concentration on survival and growth of Penaeus vannamei and Penaeus stylirostris. J. World Aquacult. Soc. 19:12A.
Armsworthy SL, BA MacDonald and JE Ward. 2001. Feeding activity, absorption efficiency and suspension feeding processes in the ascidian, Halocynthia pyriformis (Stolodobranchia: Ascidiacea): responses to variations in die quantity and qualitity. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 260:41-69.
Bayne BL. 1973. The responses of three species of bivalve mollusc to declining oxygen tension at reduced salinity. Comp. Biochem. Physiol. 45A:793-806.
Bayne BL and RC Newell. 1983. Physiological energetics of marine molluscs. In the mollusca, Vol. 4 (Wilbur KM and AS Saleuddin eds.). Academic Press, New York. pp. 407-515.
Bohle B. 1972. Effects of adaptation to reduced salinity on filtration activity and growth of mussels (Mytilus edulis). J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 10:41-49.
Choi DL, BY Jee, HJ Choi, JY Hwang, JW Kim and FCj Berthe. 2006. First report on histology and ultrastructure of an intrahemocytic paramyxean parasite (IPP) from tunicate Halocynthia roretzi in Korea. Dis. Aquat. Organ. 72:65-69.
DeZwaan A and TCM Wijsman. 1976. Anaerobic metabolism in bivalvia (Mollusca). Characteristics of anaerobic metabolism. Comp. Biochem. Physiol. 54B:313-317.
Finney DJ. 1971. Probit analysis, 3rd. pp. 333. Cambridge University Press, London.
Herreid CF. 1980. Hypoxia in invertebrates. Comp. Biochem. Physiol. 67A:311-320.
Hirai E. 1941. An outline of the development of Halocynthia roretzi Drasche. Sci. Rep. Tohoku Imp. Univ. Biol. 16:217-232.
Hirai E. 1965. On the changes of the adhesive papillae of the larvae of an ascidian Halocynthia roretzi. Bull. Mar. Biol. St. Asamushi. 12:9-11.
Jang YJ. 1979. Studies on the early growth of the sea squirt, Halocynthia roretzi (Drasche). Bull. Fish. Res. Dev. Agency 21:69-76. (in Korean)
Jiang AL, J Lin and CH Wang. 2008. Physiological energetics of the ascidian Styela clava in relation to body size and temperature. Comp. Biochem. Physiol. part A 149:129-136.
Kim BS, JD Bang, HY Ryu, JP Hong and EY Chung. 2001. Gametogenesis, Gonadal Development and Maturation of the Sea Squirt, Halocynthia roretzi. Dev. Reprod. 5:137-144.
Kim SH, HO Yang, YK Shin and HC Kwon. 2012. Hasllibacter halocynthiae gen.nov., sp. nov., a nutriacholic acid-producing bacterium isolated from the marine ascidian Halocynthia roretzi. Internal J. System. Evo. Micro. 62:624-631.
Kumagai A, A Suto, H Ito, T Tanabe, JY Song, Kitamura, SI Hirose, ET Kamaishi and S Miwa. 2010. Soft tunic syndrome in the edible ascidian Halocynthia roretzi is caused by a kinetoplastid protist. Dis. Aquat. Org. 95:153-161, 2011.
Kumagai, A, A Suto, H Ito, T Tanabe, K Takahashi, T Kamaishi and S Miwa. 2010. Mass mortality of cultured ascidians Halocynthia roretzi associated with softening of the tunic and flagellate-like cells. Dis. Aquat. Org. 90:223-234.
Maruo NA and SR Malecha. 1984. The effect of hypoxia on blood pH and lactate levels in Macrobrachiium rosenbergii (de Man). Comp. Biochem. Physiol. 77A:627-630.
McMahon BR, WW Buggen and EW Taylor. 1978. Acid-base changes during recovery from disturbance and during long term hypoxic exposure in the lobster, Homarus vulgaris. J. Exp. Zool. 205:361-370.
Morris S and SL Butler. 1996. Hemolymph respiratory gas, acid and ion status of the amphibious purple shore crab Leptograpsus variegates (Fabricus) during immersion and environmental hypoxia. J. Crust. Biol. 16:253-266.
Pamatmat MM. 1980. Faculaive anaerobiosis of benthos. In, marine benthic dymanics, edited by K.R. Tenore and B.C. Coull, University of south Carolina, Columbia. pp. 69-90.
Ryland JS. 1990. A circadian rhythm in the tropical ascidian Diplosoma virens (Ascidiacea : Didemnidae). J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 138:217-225.
Shin YK, BH Kim, BS Oh, CG Jung, SG Sohn and JS Lee. 2006. Physiological responses of the ark shell Scapharca broughtonii (Bivalvia: Arcidae) to decrease in salinity. J. Fish. Sci. Technol. 9:153-159.
Shin YK, HJ Kim, KI Park, JC Jun and EO Kim. 2011. Occurrence of bi-flagellated protists in the tunics of ascidians Halocynthia roretzi with tunic-softness syndrome collected from Tongyeong, south coast of Korea. J. Fish Pathol. 24: 197-204.
Shin YK, JC Jun, EO Kim and YB Hur. 2011. Physiological changes and energy budget of the sea squirt Halocynthia roretzi from Tongyeong, South Coast of Korea, Korean J. Fish. Aqua. Sci. 44:366-371.
Shin YK, TS Moon and CH Wi. 2002. Effects of the dissolved oxygen concentration on the physiology of the Manila clam, Tegillarca granosa (Linnaeus). J. Korean Fish. Soc. 35:485-489.
Shin YK, Y Kim and EY Chung. 2001. Effects of the dissolved oxygen concentration on the physiology of the manila clam, Ruditapes philippinarum. J. Korean Fish. Soc. 34:190-193.
Truchot JP. 1975. Changements de l'tat acide-base du sang en fonction de l'xygenation de l'au chez le crabe Carcinus maenas (L.). J. Physiol. 70:583-592.
Yoo SK, HS Lim and DT Lim. 1988. On the growth of the sea squirt (Halocynthia roretzi) from artificial seed. Korean J. Aquacult. 1:75-84.
Yoo SK, KH Kang and YH Chang. 1990. Influence of water temperature on spawning induction, egg development and sead collection of sea squirt, Halocynthia roretzi. Korean J. Aquacult. 3:79-88.
Wilbur KM and CM Yonge. 1966. Physiology of mollusca. Academic press, New York and London, Volume II, pp. 201-203.
Winddows J. 1985. Physiological procedures. In: The Effects of Stress and Pollution on Marine Animals, Bayne, ed. Academic Press, New York and London, pp. 161-178.
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