선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 제주도 주변 해역을 중심으로 고등어 난·자치어의 분포특성을 조사하여 향후 제주도 주변해역의 고등어 산란장에 대한 정보를 수집하는데 그 목적을 두었다.
- 이번의 고등어 난·자치어 분자동정 연구결과와 기존에 보고된 COI barcoding 관련 연구와 비교하여 종동정이 올바르게 이루어졌나에 대하여 판명해 보았다.
제안 방법
- COI 염기서열은 ABA 3730XL sequencer (Applied Biosystems Inc., USA)에서 ABA Bigdye terminator cycle sequencing ready reaction kit v3.1 (Applied Biosystems Inc., USA)를 이용하여 결정하였다.
- Neighbor joining tree (NJ)는 Mega 5 (Tamura et al., 2011)를 이용하여 작성하였으며, 1,000회의 bootstrap을 수행하였다.
- PCR 반응은 최종 volume을 50 ㎕로 하였으며, 10 mM Tris-HCl (pH 8.3)과 50 mM KCl, 2 mM MgCl2, 0.2 mM dNTP mix, 0.5 mM of each primer, 50 ng template DNA solution, 1 U Ex Taq DNA polymerase (Takara, Japan)을 포함하게 하였다. 반응은 Thermal cycler (Biochemical Corporation, USA)를 이용하여 반응시켰다.
- 종 동정은 mitochondrial DNA 내 cytochrom oxidase subunit I (COI) 영역을 대상으로 수행하였다. Total DNA는 Chelex 100 resin (Bio-rad, USA)을 이용하여 어란은 1립씩, 자치어는 오른쪽 눈에서 추출하였다. PCR 증폭은 Ward et al.
- 또한 해역 내 분포하는 고등어 난·자치어의 분포밀도를 알아보기 위해 채집시 네트 입구에 유량계 (HYDRO-BIOS flowmeter)를 부착하여 여과효율과 채집 당시 유량계의 실제 회전수에 의해 여과된 수량을 계산하고, 고등어 난·자치어의 출현밀도를 해수 1,000 m3당 개체수로 환산하여 표시하였다.
- 우선적으로 형태 형질에 근거하여 채집된 자치어들을 분류하였으며, 종 수준까지 동정이 어려운 경우 분자 분석을 실시하여 고등어 자치어를 분류하였다. 어란의 경우에는 우선 Okiyama (1988)를 참고하여 정점별로 난경, 난막의 구조, 유구의 유무 및 흑색소포의 패턴 등의 형태 형질에 근거하여 타입 (type)을 나누었으며, 이후에 분자 분석 실시를 통해 고등어 어란을 따로 분류하였다.
- 우선적으로 형태 형질에 근거하여 채집된 자치어들을 분류하였으며, 종 수준까지 동정이 어려운 경우 분자 분석을 실시하여 고등어 자치어를 분류하였다. 어란의 경우에는 우선 Okiyama (1988)를 참고하여 정점별로 난경, 난막의 구조, 유구의 유무 및 흑색소포의 패턴 등의 형태 형질에 근거하여 타입 (type)을 나누었으며, 이후에 분자 분석 실시를 통해 고등어 어란을 따로 분류하였다.
- 이러한 한계를 극복하기 위해 최근에는 국내에서도 어란과 자치어들의 정확한 종동정을 위하여 분자동정 분석기법을 사용하고 있는 추세이며 (Ji and Kim, 2010; Ji et al., 2011a; Ji et al., 2011b ; Lee and Kim, 2014), 본 연구에서도 이 방법으로 고등어 어란 및 자치어를 종동정하여 제주도 주변해역에서의 고등어 어란 분포상황 및 고등어 산란상황을 파악하고자 하였다.
- 조사해역 내 환경요인들을 측정하기 위해 CTD를 이용하여 각 정점에서 SST (sea surface temperature)를 측정하였다. 고등어 난과 자치어의 채집은 표층은 RN 80네트 (망구 80 cm, 길이 300 cm, 망목 333 ㎛), 30 m 수층은 봉고네트 (망구 45 cm, 길이 300 cm, 망목 333 ㎛)를 이용하여 각 수층에서 1∼2 knot의 속도로 약 10분간 수평예인하여 채집하였다.
- 채집된 시료는 선상에서 즉시 99% 알콜에 고정시킨 후 실험실로 옮겨, 99% 알코올에 재고정하였으며 난, 자치어만을 따로 분리하여 워싱 (washing)한 후에 소팅(sorting)하였다.
대상 데이터
- 고등어 난과 자치어의 채집은 표층은 RN 80네트 (망구 80 cm, 길이 300 cm, 망목 333 ㎛), 30 m 수층은 봉고네트 (망구 45 cm, 길이 300 cm, 망목 333 ㎛)를 이용하여 각 수층에서 1∼2 knot의 속도로 약 10분간 수평예인하여 채집하였다.
- 고등어의 난·자치어 분포조사를 위해 2013년 4월, 5월 그리고 2014년 5월, 6월에 각각 1회씩 총 4회에 걸쳐 제주도 주변 해역에 설정된 총 20개의 정점에서 고등어 난·자치어를 채집하였다 (Fig. 1).
- 제주도 주변해역에서 고등어의 난·자치어 분포상황을 조사하기 위해 2013년 4월, 5월 그리고 2014년 5월, 6월에 각각 1회씩 총 4회에 걸쳐 총 20개의 정점에서 고등어 난·자치어를 채집하였다.
- 종 동정은 mitochondrial DNA 내 cytochrom oxidase subunit I (COI) 영역을 대상으로 수행하였다. Total DNA는 Chelex 100 resin (Bio-rad, USA)을 이용하여 어란은 1립씩, 자치어는 오른쪽 눈에서 추출하였다.
- 종동정은 NCBI (National Center for Biotechnology Information) 또는 BOLD: The Barcode of Life Data System (Ratnasingham and Hebert, 2007)의 데이터에 등록된 고등어과 어류 10종을 이용하였으며, 참조분류군 (outgroup)으로는 전갱이과의 갈전갱이 (Carnagoides equula)와 전갱이 (Trachurus japonicus)를 사용하였다.
이론/모형
- Total DNA는 Chelex 100 resin (Bio-rad, USA)을 이용하여 어란은 1립씩, 자치어는 오른쪽 눈에서 추출하였다. PCR 증폭은 Ward et al. (2005)의 primer를 사용하였으며, Table 1에 나타내었다.
- 유전적 거리는 Mega 5 (Tamura et al., 2011)의 Kimura-2-parameter model (Kimura, 1980)로 계산하였다.
성능/효과
- 이와 관련하여 본 연구에서는 제주도 주변해역에서 고등어 어란이 가장 많이 출현하였던 4월에 해역별 수온분포 상황을 조사한 결과, 당시 대부분의 해역들에서 평균수온이 17℃ 미만으로 낮게 형성된 반면에 제주도 동부 해역측에서는 18℃로 수온이 높게 형성되고 있었고 전반적으로 동측 해역의 수온이 높게 형성되고 있었으며, 이러한 해역에 고등어 어란도 고밀도로 출현하고 있음을 알 수 있었다.
- 3℃의 수온 분포범위를 나타내고 있었는데, 제주도 연안으로 중심으로 21℃ 내외로 형성되고 있었고, 동부측에는 22℃ 이상의 고수온의 해수가 분포하고 있었다. 다음으로, 조사해역을 동서남북 해역별로 구분하여 평균 표층수온을 살펴보면, 다른 해역들에 비해 동측 해역의 수온이 전반적으로 높게 형성되고 있음을 알 수 있었다 (Table 2). 또한 조사기간 동안 수심 30 m대의 수온분포변화도 표층과 유사하게 나타나고 있었다.
- 02)로 나타나 고등어 간 유전적 거리보다 높은 거리 차이를 나타냈다 (Table 4). 따라서 이러한 결과는 이번 연구에 채집된 어란 11립 및 자어 1개체에 대하여 유전적으로 고등어로 정확하게 동정되었다고 판단된다.
- 5~100%로 고등어의 어란 및 자어로 판단된다. 또한 같은 고등어속에 속하는 망치고등어(Scomber australasicus)의 염기서열과 K2P 거리가 97.1~97.6%로 나타났으며, 고등어속 내 종간 종을 동정하는데 분자지표로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. Neighbor joining tree (NJ)에서는 채집된 어란과 자어가 고등어와 가장 가깝게 유집되었으며 100%의 높은 bootstrap 값으로 이를 지지하고 있다.
- 4 mm의 고등어 자치어의 외부형태를 살펴보면, 두부는 주둥이가 아래턱 끝부분보다 약간 앞으로 나와 있고 두부의 등쪽 외관은 둥근 형태를 띠고 있었다. 몸체에는 제1등지느러미 뿐만 아니라 제2등지느러미, 뒷지느러미, 토막지느러미에도 줄기가 나타나고 있었으며, 제1등 지느러미 기저 양옆에 흑색소포의 열이 나타나고 있었고 제2등지느러미 열도 거의 연속되어 나타났다. 항문은 몸의 중앙보다 약간 후방측에 위치하고 있었다.
- 이와 관련하여 본 연구에서도 제주도 동측 해역에서 고등어 주산란이 지난 6월에 자치어 출현밀도도 상대적으로 높게 나타나고 있어서 결론적으로 고등어 산란이 활발하게 이루어진 곳에서 고등어 자치어들도 많이 출현하고 있음을 확인할 수 있었다.
- 조사기간 동안 채집된 고등어 어란들을 대상으로 난경분포 상황을 살펴본 결과, 난경은 전체적으로 0.94~1.18 mm 범위에 있었으며, 그 중에 1.06~1.10 mm 크기의 어란이 우점하고 있었다 (Fig. 5).
- 채집된 어란 및 자어의 정확한 종동정은 mitochondrial DNA내 cytochrome oxidase subunit I (COI) 영역의 염기서열 423 bp를 분석하였다. 채집된 어란 12립 및 자어 1개체의 염기서열은 고등어의 염기서열과 Kimura-2-parameter (K2P) 거리가 99.5~100%로 고등어의 어란 및 자어로 판단된다. 또한 같은 고등어속에 속하는 망치고등어(Scomber australasicus)의 염기서열과 K2P 거리가 97.
후속연구
- 따라서 이번의 고등어 어란과 자치어의 경우도 제주도 동측 해역에 존재하는 복잡하고 다양한 해류 흐름의 영향을 받으면서 이동하다가 최종적으로는 강한 세력의 대마난류에 의해 북동방향의 해류 흐름을 타고 남해 중부 해역측으로 수송되고 있으리라 추정되며, 향후 해양물리학적 해류 패턴의 병행조사를 통하여 규명되어야 할 것이라 판단된다.
- 현재까지 우리나라 연근해에서 고등어 어란의 출현량에 대해서 보고된 바가 전혀 없기 때문에 이번 조사에서 나타난 고등어 어란의 해역 내 출현량이 어느 정도인지 직접적으로 가늠하기가 어려운 상황이다. 하지만 고등어가 우리나라에서 매우 중요한 수산자원임을 감안했을 때 향후 고등어의 합리적인 자원관리방안 마련을 위해서라도 우리나라 주변해역에서 고등어 산란상황에 관한 연구를 앞으로도 지속적으로 실시해 나아가야 할 필요가 있다고 생각한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.