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문제 정의
- 본 연구에서는 물렁증 치료가능성 및 이에 대한 대책을 위한 기초자료를 얻기 위해서 물렁증 진행단계에 따른 대사변화, 면역학적 및 조직병리학적 반응 등을 조사하였다.
제안 방법
- 멍게의 물렁증 진행단계는 개체의 피낭 탄성, 체색, 피낭 돌기의 형태 등의 특징을 고려하여 4단계(S0, S1, S2, S3)로 구분하였으며, 물렁증 발생 여부는 실험수온별 24시간 간격으로 확인하였다. S0는 정상개체로서 수관의 수축반응이 1~2초 내에 이루어지고 돌기가 수직으로 형성되어 있는 상태를 기준으로 하였다.
- 수온조절 (6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27°C)에 의해 유도된 멍게의 물렁증 진행에 따른 생리학적 특성을 연구하였다.
- 시료는 aqueous Bouin’s fluid에 12시간 동안 고정한 후, 24시간 동안 수세하였다.
- 실험생물의 산소소비율은 용량 1.5 L의 호흡측정 챔버를 사용하였으며, 호흡측정기 내 용존산소의 농도는 용존산소측정기 (Orbis, 3600 made by Switzerland)를 이용하여 실험 전후 용존산소의 차로서 구하였다. 여수율은 수온 15±1°C, 염분농도 32±1 psu에서 Cole and Hepper (1954)의 방법에 의하여 1 L 용량의 수조에 0.
- 이후 에폭시 수지로 포매하고, 1~0.5 μm 두께의 semithin section을 만든 다음 toluidine blue로 염색하여 관찰하였다.
- 표본은 Mayer’s hematoxylin-eosin (H-E) 염색과 alcian blue-periodic acid and Schiff’s solution (AB-PAS, pH 2.5) 반응을 실시한 후 광학현미경으로 관찰하였다.
- 피낭, 수관부, 새낭, 육질부 및 소화선을 적출하여 조직학적 분석을 실시하였다. 시료는 aqueous Bouin’s fluid에 12시간 동안 고정한 후, 24시간 동안 수세하였다.
대상 데이터
- 를 1 : 1로 혼합하여 매일 2회 공급하였다. 실험기간은 35일이었으며, 실험수조는 100 L 용량으로 실험개체는 각 실험수조 당 120마리씩 수용하였다.
- 실험에 사용된 멍게는 2012년 9월 남해안의 한산∙거제만에 위치한 멍게 양식장에서 채집하였다. 채집한 멍게는 수온 18±1°C, 염분농도 32±0.
- 2011a)에 의해 물렁증 증상이 없는 개체들을 사용하였다. 실험에 사용한 개체는 인공종묘생산 후 20~24개월 된 것으로 체고 70.7~86.3 mm, 전중 61.9~93.8 g이었다.
- 5 psu 조건에서 7일 간 순치시킨 후 실험에 사용하였다. 실험에는 개체의 피낭 탄성, 체색, 피낭 돌기의 형태 등의 기준 (Kitamura et al. 2010; Shin et al. 2011a)에 의해 물렁증 증상이 없는 개체들을 사용하였다. 실험에 사용한 개체는 인공종묘생산 후 20~24개월 된 것으로 체고 70.
- 포매된 시료는 microtome (RM2235, Leica, Germany)을 이용하여 4~6 μm 두께로 연속 절편하여 조직표본을 제작하였다.
데이터처리
- (2012) 의 방법을 따랐다. Image analyzer로부터 얻어진 자료는 Excel 2007 (Microsoft Corporation, USA)을 이용하여 통계분석을 실시하였다.
- 자료 분석에 사용한 통계처리는 SPSS-통계패키지를 이용하여 ANOVA test를 실시한 후 각 값에 대한 평균값을 Duncan’s multiple range test를 통해 유의수준 95%로 검정하였다.
이론/모형
- 여수율은 수온 15±1°C, 염분농도 32±1 psu에서 Cole and Hepper (1954)의 방법에 의하여 1 L 용량의 수조에 0.001%의 neutral red 해수를 넣은 다음 실험동물을 넣고 실험 전후의 색소과립 제거율을 spectrophotometer의 파장 500 nm에서 측정하여 계산하였다.
- 5 μm 두께의 semithin section을 만든 다음 toluidine blue로 염색하여 관찰하였다. 혈구의 종류는 Shin et al. (2012)의 보고에 따라 여섯 가지로 구분하였다. 혈구의 종류별 분포율은 image analyzer (IMT-VT Image analysis, IMT Inc.
- (2012)의 보고에 따라 여섯 가지로 구분하였다. 혈구의 종류별 분포율은 image analyzer (IMT-VT Image analysis, IMT Inc., USA)를 이용하여 분석하였으며, 혈구의 구분과 명칭은 Milanesi and Burighel (1978), Burighel and Cloney (1997) 및 Shin et al. (2012) 의 방법을 따랐다. Image analyzer로부터 얻어진 자료는 Excel 2007 (Microsoft Corporation, USA)을 이용하여 통계분석을 실시하였다.
성능/효과
- S0에 비해 S3단계에서 혈구 구성비의 가장 뚜렷한 변화는 multi-vacuole cell은 약 1/2 감소하였으며, morula cell은 약 10배 증가하였다. 기관계 구조의 변화는 피낭, 수관, 새낭, 육질부, 소화선에서 상피세포의 변성, 미세섬유의 변성, 혈구의 증가 및 근섬유의 변형이 확인 되었다. 이러한 모든 특징들은 멍게의 정상적인 생리학적 기능에 영향을 미칠 수 있다.
- 멍게 피낭의 물렁증 특징은 초기단계인 S1에서 수축 반응이 대조구에 비해 느려지며, 피낭지수, 피낭색 및 형태 등 다양한 변화를 보이며 호흡률, 배설률 및 여수율 등의 대사반응에도 장애가 나타났다.
- 3%로 가장 낮았다. 멍게의 물렁증 진행단계에 따른 혈구의 조성비 변화는 혈구종류별로 다소 차이는 있었으나 특히, multi-vacuole cell과 morula cell에서 뚜렷한 변화를 보였다. Multivacuole cell은 S0, S1, S2, S3에서 각각 69.
- 물렁증 진행단계에 따른 멍게의 산소소비율은 정상개체인 S0에서 0.82±0.14 mg O2/g DW/h로 물렁증이 진행 되고 있는 S1-S3에 비해 유의하게 높았다 (p<0.05).
- 본 연구 결과, 물렁증 발생률은 수온 6°C~35일 조건에서 20%, 9°C~35일 조건에서 82%로 9°C 이상에서 급격히 발생하여 주성장수온인 15°C에서 35일 만에 100%를 보였다.
- 본 연구에서 멍게의 산소소비율은 수온 12°C에서 0.82 mg O2/h/gDW으로 각 종간에 산소소비율의 차이는 있으나, 이는 서로 다른 수온에 순치된 결과로 여겨지며, 고착생물이라 하더라도 종간 차이가 있는 것으로 여겨진다.
- 수온조절에 의한 물렁증 유도율은 수온 15°C에서 가장 높았으며, 24°C에서 가장 낮았다.
- 실험수온은 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27±1°C이었으며, 염분농도는 32±0.5 psu를 유지하였다.
- 아치사단계인 S3에서 여수율은 0.26±0.07 L/g DW/h로 S0에 비해 62% 감소하여 물렁증 단계가 진행될수록 여수율은 현저히 감소하였다(Fig. 2).
- 위의 결과를 종합하여 보면 멍게의 물렁증은 수온 9~15°C에서 주로 발생하며 S1에서 약 20일의 잠복기간이 지나면 비정상적인 대사장애가 유발되어 물렁증은 빠르게 진행되고 폐사에 이르는 것으로 추정된다.
- 물렁증은 피낭 색깔 및 탄성을 기준으로 S0, S1, S2, S3의 4단계로 구분하였다. 정상개체와 물렁증을 가진 개체들 사이에서 산소소비율과 여수율은 유의한 차이를 보였다. S0에 비해 S3단계에서 혈구 구성비의 가장 뚜렷한 변화는 multi-vacuole cell은 약 1/2 감소하였으며, morula cell은 약 10배 증가하였다.
후속연구
- 2001). Phenoloxidase와 quinone은 항산화 및 전자전달계의 기능에 관여하는 물질이라는 점에서 물렁증 진행에 따라 대사물질의 축적은 감소하고 반면, 에너지 소비는 증가하는 특징의 설명이 가능할 것이다.
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