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선박평형수 처리 시스템 효율 검증을 위한 해양 플랑크톤 생사판별시 Neutral red 염색법 적용 가능성 연구
Application of Neutral Red Staining Method to Distinguishing Live and Dead Marine Plankton for the Investigation of Efficacy of Ship's Ballast Water Treatment System 원문보기

바다 : 한국해양학회지 = The sea : the journal of the Korean society of oceanography, v.19 no.4, 2014년, pp.223 - 231  

현봉길 (한국해양과학기술원 선박평형수센터) ,  신경순 (한국해양과학기술원 선박평형수센터) ,  정한식 (한국해양과학기술원 선박평형수센터) ,  최서열 (한국해양과학기술원 선박평형수센터) ,  장민철 (한국해양과학기술원 선박평형수센터) ,  이우진 (한국해양과학기술원 선박평형수센터) ,  최근형 (한국해양과학기술원 선박평형수센터)

초록
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선박평형수를 통한 외래종 확산을 방지하기 위해 국제해사기구(IMO)에서는 2004년 선박평형수관리협약을 채택하였다. 이 협약에 따르면 앞으로 대부분의 선박들은 선박평형수 처리시스템을 통해서 해양 생물을 사멸 또는 제거시킨 후 배출해야 하며, 이는 플랑크톤의 생사판별방법을 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 국제적으로 선박평형수 처리후 생사판별법으로 널리 사용되고 있는 fluorescein diacetate assay (FDA) 염색방법의 제한성과 이의 대안으로 Neutral red (NR) 염색방법사용 가능성을 살펴보고자 하였다. FDA 염색법은 대부분의 플랑크톤 염색에 되어서 현재 가장 널리 사용되는 방법임에도 불구하고 본 연구에서는 Ditylum brightwellii 을 제외한 모든 식물플랑크톤 대해서 낮은 염색 효율(전체 평균 염색 효율 <50%)을 보였으며, 식물플랑크톤이 갖는 고유한 형광(적색)에 간섭을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 FDA는 형광파장에 노출된 후 빠르게 색이 바래지는 경향도 관찰되었다. 반면에 NR은 조사된 모든 동 식물플랑크톤 개체수에 대해서 90% 이상의 높은 염색 효율을 보였다. 두 염색법 모두 포르말린을 이용해서 사멸시킨 동 식물플랑크톤에 대해서는 염색이 되지 않았다. 본 연구결과를 통해서 NR 염색법을 이용한 동 식물플랑크톤 생사판별은 매우 효율적이라고 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to prevent the spread of non-indigenous aquatic species through the ballast water in commercial ships, International Maritime Organization (IMO) adopted in 2004 the International Convention for Control and Management of Ship's Ballast Water and Sediments. The Convention mandates treatment o...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 문제를 해결하기 위해서 현재 가장 널리 사용되고 있는 생사판별기법은 염색법이다. 따라서 본 연구에서는 선박평형수 처리시스템 형식 승인 및 설치된 장비의 효율을 조사하는데 있어 FDA와 NR염색법의 적용 가능성을 알아 보았다. 일반적으로 염색법은 다음과 같은 사항을 충족해만 선박평형수 처리장치를 통과한 생물의 생사판별에 적용될 수 있다; 1) 염색 방법이 간단·명료 해야 한다.
  • 따라서 본 연구에서는 자연상태의 동·식물플랑크톤 군집을 대상으로 NR 염색효능을 파악해 보고자 하였다.
  • 따라서 선박평형수 처리 시스템의 운영 효율을 검증하기 위한 동·식물플랑크톤 생사판별에 복합적으로 적용할 수 있는 효과적이면서 간단한 생사 판별 기술이 필요한 실정이며, 이러한 요구에 대한 대안으로 본 연구에서는 NR 염색법의 적용 가능성 여부를 확인해 보았다.
  • 또한 식물플랑크톤 군집을 대상으로 생사판별 시 보편적으로 사용되고 있는 FDA 결과를 NR 염색 결과와 비교해서 NR이 선박평형수 처리 시스템 생사판별을 하는데 있어서 동·식물플랑크톤 생사판별기법으로 이용될 수 있는지를 알아보았다.
  • 또한 사멸한 플랑크톤들이 염색 유무를 판별하기 위해 4% 중성포르말린 용액을 이용하여 동·식물플랑크톤을 고정한 후 바로(0h) 그리고 24시간 뒤에 염색 유무를 확인하였다. 모든 분석은 하나의 종에 대해서 100개체 이상 염색 유무를 확인하였으며, 샘플링 당시 개체수가 많지 않았던 Cylindrotheca closterium(규조류) 및 와편모조류는 50개체 이상을 계수해서 결과값의 통계적 유의성을 확보하고자 하였다.

가설 설정

  • FDA 와 NR 모두 방법이 간단하고 염색에 소요되는 시간도 약 15분 정도로 적게 소요되기 때문에 이 부분에 대해서는 둘 다 충족을 한다고 판단된다. 2) 일정 시간 이상 염색이 지속 되어야 한다. 현미경을 통한 생사판별시 염색 지속 시간이 짧아서 염색된 색상이 바래지면 결과값에 오차가 발생할 수 있다.
  • 본 연구에서도 광의 세기를 측정하지는 못했지만 일정시간 450-490 nm 파란색 파장에 노출된 FDA로 염색된 샘플의 형광의 강도가 약해지는 경향을 보였다. 3) 대상 생물에 대한 염색 효율이 좋아야 한다. 가장 중요한 항목으로 약하게 염색이 되거나 같은 종임에도 불구하고 염색 유무가 불확실하다면 생사판별시 매우 큰 어려움이 따른다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선박평형수은 무엇인가? 선박평형수는 해양 생물을 다른 지역으로 장거리 이동시키는 여러 가지 인자 중 가장 중요한 운송 수단으로, 전세계적으로 연간 약~50-100억 톤이 선박평형수가 이동되고 있다(Endresen et al., 2004).
NR 염색법의 최근 연구에서는 어떤 결과가 보고 되었나? , 1978). 하지만 최근 Zetsche and Meysman (2012)의 연구에서는 동·식물플랑크톤의 크기에 관계없이 시험에 사용된 모든 종(배양종+자연종)들이 염색이 되었으며, 특히 크기가 큰 규조류인 경우 매우 염색이 잘되는 것으로 보고 되었다. 현재까지 배양종이 아닌 자연 상태의 군집을 이용한 식물플랑크톤 NR 염색법에 관한 연구가 많이 진행 되지 않았으며, 동물플랑크톤을 대상으로도 특정 분류군의 염색 유무에 서로 다른 의견을 보이고 있다(Elliott and Tang, 2009).
선박평형수 운송 과정에서 살아 남은 몇몇 생물들이 어떤 문제를 일으키고 있나? 선박평형수 안에는 동·식물플랑크톤뿐만 아니라 이들의 발아 전 단계인 동물플랑크톤의 알(eggs)과 식물플랑크톤 휴면포자도 포함 되어 있으며, 이들 중 대부분은 운송 과정(ballasting and de-ballasting operation and long voyage time) 및 배출된 후 새로운 환경에 잘 적응하지 못하고 사멸하게 된다(백과 신, 2009). 그러나 현재까지의 많은 연구 결과들은 선박평형수 운송 과정에서 살아 남은 몇몇 생물들이 해당지역의 수서 생태계를 교란시켜 심각한 환경적 및 경제적 문제를 일으키고 있다고 보고 하고 있다(Bax et al., 2003; Pimentel et al.
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참고문헌 (27)

  1. Agusti, S., M.C. Sanchez, 2002. Cell viability in natural phytoplankton communities quantified by a membrane permeability probe. Limnol. Oceanogr., 47: 818-828. 

  2. Baek, S.H. and K. Shin, 2009. Applicability of fluorescein Diacetate (FDA) and Calcein-AM to determine the viability of marine plankton. Ocean Polar Res., 31(4): 349-357. 

  3. Bax. N., A. Williamson, M. Aguero, E. Gonzalez, W. Geeves, 2003. Marine invasive alien species: a threat to global biodiversity. Mar. Policy, 27(4): 313-323. 

  4. Bentley-Mowat, J., 1982. Application of fluorescence microscopy to pollution studies on marine phytoplankton. Bot. Mar., 25: 203-204. 

  5. Bickel, S.L., K.W. Tang and H.-P. Grossart, 2009. Use of aniline blue to distinguish live and dead crustacean zooplankton composition in freshwaters. Freshwater Biol., 54: 971-981. 

  6. Crippen, R.W. and J.L. Perrier, 1974. The use of neutral red and Evans blue for live-dead determinations of marine plankton (with comments on the use of rotenone for inhibition of grazing). Biotech. Histochem., 49: 97-104. 

  7. Chihara, M. and M. Murano, 1997. An illustrated guide to marine plankton in Japan, University of Tokai Press, Tokyo. 

  8. Cupp, E.E., 1943. Marine plankton diatoms of the west coast of North America, University of California Press, Berkeley and Los Angeles. 

  9. Dressel, D.M., D.R. Heinle and M.C. Grote, 1972. Vital Staining to Sort Dead and Live Copepods. Ches. sci., 13: 156-159. 

  10. Elliott, D.T. and K.W. Tang, 2009. Simple staining method for differentiating live and dead marine zooplankton in field samples. Limnol. Oceanogr. Methods, 7: 585-594. 

  11. Endresen, O., H. Lee Behrens, S. Brynestad, A. Bjorn Andersen, R. Skjong, 2004. Challenges in global ballast water management. Mar. Pollut. Bull., 48: 615-623. 

  12. Franklin, D., C. Cegres, O. Hoegh-Guldberg, 2006. Increased mortality and photoinhibition in the symbiotic dinoflagellates of the Indo-Pacific coral Stylophora pistillata (Esper) after summer bleaching. Mar. Biol., 149: 633-642. 

  13. Fuhr, F., J. Finke, P.P. Stehouwer, S. Oosterhuis, M. Veldhuis, 2010. Factors influencing organism counts in ballast water samples and their implications. In Bellefontaine, N., Haag, F., Linden, O. et al. (eds), IMO-WMU Research and Development Forum. WMU Publications, Malmo, Sweden, pp. 253-259. 

  14. Garvey, M., B. Moriceau and U. Passow, 2007. Applicability of the FDA assay to determine the viability of marine phytoplankton under different environmental conditions. Mar. Ecol. Prog. Ser., 352: 17-26. 

  15. Horobin, R.W., J.A. Kiernan, 2002. Conn's biological stains: A handbook of dyes, stains and fluorochromes for use in biology and medicine. (10th Ed) BIOS Scientific Publishers, Oxford. 

  16. IMO, 2001. Report on the ballast water treatment standards workshop. In 1st International ballast water treatment standards workshop, IMO London, pp. 28-30 March 2001. http://globallast .Imo.org/workshopreport.htm. 

  17. Onji, M., T. Sawabe, T. Ezura, 2000. An evaluation of viable staining dyes suitable for marine phytoplankton. Bull. Fac. Fish. Hokkaido Univ., 51(3): 153-157. 

  18. Peperzak, L., C.P.D. Brussaard, 2010. Phytoplankton viability assay for oil compounds in water. In Timmis, K.N. (ed.) Handbook of hydrocarbon and lipid microbiology. Springer, Berlin Heidelberg, pp. 4499-4508. 

  19. Pimented, D., R. Zuniga, D. Morrison, 2005. Update on the environmental and economic costs associated with alien-invasive species in the United States. Ecol. Econ., 52(3): 273-288. 

  20. Reynolds, A., G. Mackiernan, S. Van Valkenburg, 1978. Vital and mortal staining of algae in the presence of chlorine-produced oxidants. Estuaries, 1(3): 192-196. 

  21. Steinberg, M., E. Lemieux, L. Drake, 2011. Determining the viability of marine protists using a combination of vital, fluorescent stains. Mar. Biol., 158: 1431-1437. 

  22. Tang, Y.Z., F.C., Dobbs, 2007. Green autofluorescence in dinoflagellates, diatoms, and other microalgae and its implications for vital staining and morphological studies. Appl. Environ. Microbiol., 73: 2306-2313. 

  23. Tomas, C.R., 1997. Identifying marine phytoplankton, Academic Press, California. 

  24. USCG, 2010. Generic Protocol for the Verification of Ballast Water Treatment Technology. NSF International. 157pp. 

  25. USEPA, 2013. Vessel general permit for discharges incidental to the normal operation of vessels. 193pp. 

  26. Wait, T.D., J. Kazumi, P.V.Z. Lane, L.L. Farmer, S.G. Smith, S.L. Smith, G. Hitchcock, T.R. Capo, 2003. Removal of natural populations of marine plankton by a large-scale ballast water treatment system. Mar. Ecol. Prog. Ser., 258: 51-63. 

  27. Zetsche, E.-M. and F.J.R. Meysman, 2012. Dead or alive? Viability assessment of micro- and mesoplankton. J. Plankton Res., 34: 493-509. 

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