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문제 정의
- 본 연구는 미더덕 양식장에서 대량폐사가 주로 발생하는 여름철의 수온변화 및 빈산소 발생과 관련하여 미더덕의 수온 및 용존산소의 내성범위와 이에 따른 생리적 반응을 조사하여 미더덕의 폐사원인을 찾기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
- 본 연구는 미더덕의 집단폐사가 주로 발생하는 여름철 고수온 및 빈산소에 의한 생물학적 지표를 찾아 대량폐사 원인 구명을 위한 기초자료로 활용하기 위하여 미더덕의 생존에 미치는 수온 및 빈산소 임계범위, 생리적 반응 및 조직학적 분석 등을 조사하였다.
제안 방법
- 각 실험수온 및 용존산소 농도에 노출된 미더덕의 조직학적 반응을 관찰하기 위하여 미더덕의 새낭, 소화관 및 피낭을 적출하여 조직학적 분석을 실시하였다. 시료는 aqueous Bouin’s fluid에 12시간 동안 고정한 후, 24시간 동안 수세하였다.
- 생존율은 12시간 간격으로 냄새를 맡거나 침으로 자극을 주어 반응이 없으면 죽은 것으로 간주하여 구하였다. 각 실험수온에 노출된 미더덕의 산소소비율은 호흡챔버와 생물호흡측정기(Orbis 3600, Switzerland)를 이용하여 1시간 간격으로 24시간 측정한 후 평균값을 사용하였다. 암모니아질소배설률은 산소소비율 측정과 동일한 호흡챔버에서 1시간 간격으로 실험용액을 2 mL 샘플하여 phenol-hypochlorite (Solorzano 1969)법을 이용하여 분석하였다.
- 각 실험수온에 노출시킨 미더덕의 조직학적 영향을분석하기 위하여 노출 6일째 수온 23℃및 26℃에서 생존한 미더덕을 대상으로 분석하였다(Fig. 6).
- 미더덕에 미치는 수온의 영향을 알아보기 위하여 15(대조구), 20, 23, 26, 29±0.5℃에서 6일 동안 노출시키면서 생존율, 산소소비율, 암모니아질소 배설률 및 조직학적 반응을 조사하였다.
- 미더덕의 수온 및 용존산소내성 범위를 조사하기 위하여 실험수온 15 (대조구), 20, 23, 26, 29±0.5℃, 실험용액의 용존산소 농도는 2, 3, 4, 5, 8.5±0.5 (대조구) mgO2 L-1를 설정하였다.
- 미더덕의 집단폐사가 주로 발생하는 여름철 고수온및 빈산소에 의한 생물학적 지표를 찾아 대량폐사 원인구명을 위한 기초자료로 활용하기 위하여 수온상승 및용존산소농도 감소에 따른 미더덕의 생존율, 생리적 반응 및 조직학적 변화 등을 조사하였다.
- 수온 및 용존산소의 변화에 따른 미더덕의 새낭, 소화관 및 피낭의 조직학적 변화를 관찰하였다. Fig.
- 시료는 aqueous Bouin’s fluid에 12시간 동안 고정한 후, 24시간 동안 수세하였다.
- 5 psu)를 사용하였으며 광주기는 12L : 12D를 유지하였다. 실험방법은 지수식 및 순환여과식으로 행하였으며, 수온은 수온자동조절기를 이용하여 수온조건을 조절하였다. 실험해수의 용존산소 농도는 질소가스와 공기를 주입시키면서 산소검량기(Orbis 3600, Switzerland)를 사용하여 설정된 실험농도를 조절하였다.
- 실험방법은 지수식 및 순환여과식으로 행하였으며, 수온은 수온자동조절기를 이용하여 수온조건을 조절하였다. 실험해수의 용존산소 농도는 질소가스와 공기를 주입시키면서 산소검량기(Orbis 3600, Switzerland)를 사용하여 설정된 실험농도를 조절하였다. 생존율은 12시간 간격으로 냄새를 맡거나 침으로 자극을 주어 반응이 없으면 죽은 것으로 간주하여 구하였다.
- 표본은 Mayer’s hematoxylin-eosin (H-E) 염색과 Alcian Blue-periodic acid and Schiff’s solution (AB-PAS, pH 2.5) 반응을 실시한 후 광학현미경(Carl Zeiss, DE/ Axloscope A1)으로 관찰하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 개체의 크기는 체장 29.8±4.6 mm, 전중 5.4±0.8 g의 것을 사용하였다.
- 실험에 사용된 미더덕은 경남 창원시 마산합포구 진동만 미더덕 양식장에서 채취하여 실험실로 옮긴 후 5톤 수조에서 실험조건에 순치시킨 후 실험에 사용하였다. 순치기간 동안 수온 15±1℃, 염분은 33.
- 포매된 시료는 microtome (RM2235, Leica, Germany)을 이용하여 4~6 μm 두께로 연속 절편하여 조직표본을 제작하였다.
이론/모형
- 암모니아질소배설률은 산소소비율 측정과 동일한 호흡챔버에서 1시간 간격으로 실험용액을 2 mL 샘플하여 phenol-hypochlorite (Solorzano 1969)법을 이용하여 분석하였다. 실험수온에 따른 반수치사 수온은(50% lethal temperature) probit법에 의해 분석하였다(Finney 1971).
- 각 실험수온에 노출된 미더덕의 산소소비율은 호흡챔버와 생물호흡측정기(Orbis 3600, Switzerland)를 이용하여 1시간 간격으로 24시간 측정한 후 평균값을 사용하였다. 암모니아질소배설률은 산소소비율 측정과 동일한 호흡챔버에서 1시간 간격으로 실험용액을 2 mL 샘플하여 phenol-hypochlorite (Solorzano 1969)법을 이용하여 분석하였다. 실험수온에 따른 반수치사 수온은(50% lethal temperature) probit법에 의해 분석하였다(Finney 1971).
성능/효과
- 6D). 23℃의수온에 노출된 피낭은 큐티클층의 소멸 및 기질에 존재하는근섬유들의 초자변성이 확인되었으며(Fig. 6E), 26℃의경우에는 과립세포 응축, 괴사 및 큐티클층 소멸, 식세포및혈구침윤, 초자변성등과 같은 조직병리학적 증상이관찰되었다(Fig. 6F).
- 2는 용존산소 농도 감소에 따른 미더덕의 생존율을 나타낸 것이다. 각 용존산소 농도에서 11일간 노출시키면서 미더덕의 생존율을 조사한 결과, 노출 7일째부터 용존산소농도 4.0 mg L-1 이하에서 폐사하기 시작하여 노출 11일째 생존율 20%였으며, 2 mg L-1에서 모두 폐사하여 반수치사용존산소 농도(11day-LC50)는 3.88 mg L-1 (3.29~4.57 mg L-1)였다(Fig. 2).
- 5℃에서 6일 동안 노출시키면서 생존율, 산소소비율, 암모니아질소 배설률 및 조직학적 반응을 조사하였다. 노출기간 동안 미더덕의 생존율은 수온 29℃에서 6일째 모두 사망하였으며, 수온 26℃에서 생존율은 56.6%, 수온 23℃에서 63.3%를 나타내어노출 6일 동안의 반수치사수온(6day-LT50)은 24.58℃(19.48~35.48℃)였다(Fig. 1).
- 미더덕의 수온 상승 및 용존산소 농도 감소에 따른새낭, 소화관 및 피낭의 병리조직학적 결과는 각 기관을구성하고 있는 상피세포층의 증식, 응축 및 괴사, 식세포및 혈구침윤, 섬모탈락, 근섬유 변성 등 조직학적 변성이Table 1과 같이 공통적으로 관찰되었다.
- 57 mg L-1)였다. 산소소비율과 암모니아질소 배설률은 임계수온 및 임계용존산소 농도이하에서 감소하였다.
- 수온상승에 따른 미더덕의 산소소비율은 각 실험수온에서 노출 6일째 측정하였으며, 수온 29℃에서는 실험 개체가 모두 사망하여 측정이 불가능하였다. 수온 12℃와 20℃에서 산소소비율은 0.21 및 0.25 mgO2/g DW/h으로 수온 상승에 따라 증가하였으나, 수온 26℃에서는 0.122 mgO2/g DW/h으로 현저히 감소하였다(Fig. 3). 암모니아질소배설률은 산소소비율과 마찬가지로 수온 상승에 따라 증가하여 수온 20℃와 23℃에서 각각 4.
- 수온 상승 및 용존산소 농도 감소에 따른 미더덕의새낭, 소화관 및 피낭의 병리조직학적 결과는 각 기관을구성하고 있는 상피세포층의 증식, 응축 및 괴사, 식세포및 혈구침윤, 섬모탈락, 근섬유 변성 등의 변성이 공통적으로 관찰되었다. 미더덕은 수온 24℃ 이상, 용존산소 3.
- 수온상승과 빈산소에 기인한 미더덕의 생리학적 반응은 수온과 용존산소농도별 산소소비율 및 암모니아질소배설률 반응 그리고 미더덕의 새낭, 소화선 및 피낭의조직학적 관찰을 통해알수있었다. 미더덕의 수온상승에 따른 산소소비율은 수온 23℃ 이상에서 감소하기 시작하여 수온 26℃에서는 수온 20℃에비해51% 감소하여 고수온에 대한 생리적 장애가 나타났다.
- 수온상승에 따른 미더덕의 산소소비율은 각 실험수온에서 노출 6일째 측정하였으며, 수온 29℃에서는 실험 개체가 모두 사망하여 측정이 불가능하였다. 수온 12℃와 20℃에서 산소소비율은 0.
- 4). 실험용액의 용존산소 농도 5 mg L-1 이상에서 미더덕의 산소소비율은 0.35~0.4 mgO2/g DW/h였으며, 반면 실험용액의 용존산소 농도 2 mg L-1에노출된 미더덕에서는 0.2 mgO2/g DW/h으로 대조구에 비해 산소소비율은 50%의 감소를 나타내었다(Fig. 4).
- 암모니아질소배설률은 산소소비율과 마찬가지로 수온 상승에 따라 증가하여 수온 20℃와 23℃에서 각각 4.3 μgNH4/g DW/h와 6.45 μgNH4/g DW/h으로 증가하였으나, 수온 26℃에서는 4.4 μgNH4/g DW/h으로 감소하였다(Fig. 3).
- 용존산소 감소에 따른 미더덕의 산소소비율은 실험용액의 용존산소 농도 감소에 따라 감소하는 경향을 나타내었다(Fig. 4). 실험용액의 용존산소 농도 5 mg L-1 이상에서 미더덕의 산소소비율은 0.
- 48℃)였다. 용존산소 농도 감소에 따른 생존율은 노출 11일째 용존산소농도 4.0 mg L-1에서20%였으며, 2.0 mg L-1에서는 모두 사망하였고, 반수치사용존산소 농도 (11day-LC50)는 3.88 mg L-1 (3.29~4.57 mg L-1)였다. 산소소비율과 암모니아질소 배설률은 임계수온 및 임계용존산소 농도이하에서 감소하였다.
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