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문제 정의
- 따라서 본 연구는 우리나라 환경에 맞는 바리과 어류를 개발하고자, 붉바리 암컷과 대왕바리 수컷을 교배하여 만든 교잡종인 대왕붉바리를 대상으로 스트레스 지표로 알려진 코티졸과글루코스의 혈중 농도 및 삼투질농도를 조사하여 염분에 따른 삼투압조절 능력 및 스트레스반응에 관한 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 국내에서 바리과 어류의 양식을 활성화시키기 위해 성장이 빠르면서 시장에서 상품가치가 높은 신품종을 개발하고자 붉바리와 대왕바리를 교잡하여 기존의 붉바리보다 성장률이 높고 저온에 강한 대왕붉바리(red-giant grouper, E. akaara ♀ × E. lanceolatus ♂)를 개발하였다. 대왕붉바리를 새로운 양식 대상 종으로 개발하고자 노력하고 있지만 아직 대왕붉바리의 사육조건에 관한 정보가 매우 부족하여 체계적인 대량 사육이 어려운 실정이다.
- 한편 Ht와 Hb을측정하여 어체로 산소 공급 능력을 함께 조사하였다. 또한, 장기적으로 저염분이 바리과 어류의 성장에 미치는 영향을 이해하고자 성장도와 사료효율 등을 조사하였다.
- 실험 어의 안정을 위해 차광막을 이용하여 실험수조 절반을 가렸다. 먹이로는 1일 3회 시판용 배합사료(ⵁ2.9-3.4 mm, 우성 7호)를공급 하였고, 매일 사이펀(siphon)으로 바닥에 가라앉은 찌꺼기를 제거하였다.
- 그래서 어류의 혈장 cortisol과 glucose는 어체가 받는 스트레스 지표로 인정되고 있으며(Wedemeyer and Yasutake, 1977), 혈액의 젖산, 지질, 전해질, 총 단백질, 헤모클로빈, 헤마토크리트 및 간 글리코겐 등도 스트레스 여부와 어체의 건강도 평가를 위한 지표로사용되고 있다(Wedemeyer and Yasutake, 1977; Wedemeyer and McLeay, 1981; Schreck, 1982). 본 연구에서는 cortisol과 glucose를 스트레스의 지표로 사용하였으며, 스트레스로 인한어체의 생리적 변화는 혈장의 삼투질농도 및 Na+, K+, Cl- 농도를 측정하여 삼투압 조절 능력을 파악하였다. 한편 Ht와 Hb을측정하여 어체로 산소 공급 능력을 함께 조사하였다.
- 1). 사육 수의 환수를 위하여 저수조에서 미리 각 실험구에 적합한 염분과 수온을 맞춘 후 실험 수조마다 전량 환수(1.5톤/일)하였다. 실험 어의 안정을 위해 차광막을 이용하여 실험수조 절반을 가렸다.
- 실험 시작부터 종료 시까지 매일 사료 공급량을 기록 하였고, 버니어캘리퍼스와 전자저울을 사용하여 실험어의 전장과 체중을 각각 0.1 cm와 0.1 g까지 측정하였다. 측정한 성장 자료와 사료공급량을 바탕으로 성장관련 요인을 아래의 식을 이용하여 계산하였다.
- 5톤/일)하였다. 실험 어의 안정을 위해 차광막을 이용하여 실험수조 절반을 가렸다. 먹이로는 1일 3회 시판용 배합사료(ⵁ2.
- 측정한 성장 자료와 사료공급량을 바탕으로 성장관련 요인을 아래의 식을 이용하여 계산하였다. 실험기간 중 각 실험구에서 폐사개체를 매일 파악하고 그 수를 역산하여 생존율을 산정하였다.
- 0℃와 자연 광주기 조건에서 사육하였다. 염분을 단계적으로 낮추기 위해 32 psu에서 3일간 적응시킨 후 1일 간격으로 실험구당 8 psu씩 염분을 낮춰 최종적으로 실험 수조의 염분은 32 psu, 24 psu, 16 psu, 8 psu로 조절되었으며 40일간 사육되었다(Fig. 1). 사육 수의 환수를 위하여 저수조에서 미리 각 실험구에 적합한 염분과 수온을 맞춘 후 실험 수조마다 전량 환수(1.
- 채혈은 실험 시작 시 10마리와 실험 종료 후 각 실험구별 5마리를 무작위로 채집하여 heparin sodium (20 IU/mL, Choongwae Co., Korea) 처리한 1 mL 주사기를 사용하였다. 채혈을 위해 실험어들은 150 ppm 3-aminobenzoic acid ethyl ester (Sigma, USA)로 1분간 마취하였으며, 마취 후 1분 이내에 미 병부의 혈관에서 개체별로 채혈 하였다.
- , Korea) 처리한 1 mL 주사기를 사용하였다. 채혈을 위해 실험어들은 150 ppm 3-aminobenzoic acid ethyl ester (Sigma, USA)로 1분간 마취하였으며, 마취 후 1분 이내에 미 병부의 혈관에서 개체별로 채혈 하였다. 채취한 혈액은 1.
- 5톤)를 사용하였고, 그 안에 50×50×50 cm 정사각형 가두리를 설치하였다. 한 가두리 안에 치어를 30마리씩 수용 한 후, 사육 수온 25±1.0℃와 자연 광주기 조건에서 사육하였다. 염분을 단계적으로 낮추기 위해 32 psu에서 3일간 적응시킨 후 1일 간격으로 실험구당 8 psu씩 염분을 낮춰 최종적으로 실험 수조의 염분은 32 psu, 24 psu, 16 psu, 8 psu로 조절되었으며 40일간 사육되었다(Fig.
- 본 연구에서는 cortisol과 glucose를 스트레스의 지표로 사용하였으며, 스트레스로 인한어체의 생리적 변화는 혈장의 삼투질농도 및 Na+, K+, Cl- 농도를 측정하여 삼투압 조절 능력을 파악하였다. 한편 Ht와 Hb을측정하여 어체로 산소 공급 능력을 함께 조사하였다. 또한, 장기적으로 저염분이 바리과 어류의 성장에 미치는 영향을 이해하고자 성장도와 사료효율 등을 조사하였다.
- 헤마토크리트(hematocrit, Ht)와 헤모글로빈(hemoglobin, Hb)은 자동혈액분석기(BC-2800Vet, China)를 이용하여 채혈 직후 전혈 상태로 측정 하였고, 혈장의 삼투질농도는 삼투압측정기(Vapor Preesure Osmometer Model 5520, USA)로 측정 하였다. 혈장의 Na+, K+, Cl- 농도는 자동혈액분석기(i-smart 30 Vet, Korea)를 이용하였고, 혈장 glucose 농도는 건식생화학분석기(FUJI DRI-CHEM 4000i, Japan)로 측정하였다.
- 하였다. 혈장의 Na+, K+, Cl- 농도는 자동혈액분석기(i-smart 30 Vet, Korea)를 이용하였고, 혈장 glucose 농도는 건식생화학분석기(FUJI DRI-CHEM 4000i, Japan)로 측정하였다. 혈장 cortisol 농도는 cortisol EIA kit (Oxford, USA)를 사용하여 효소면역분석법(enzyme immunoassay, EIA)으로 측정하였다.
대상 데이터
- 4 g이었다. 붉바리와 대왕붉바리 모두 전라남도 무안군 현경면에 위치한 청솔수산에서 2015년도에 생산된 치어들을 사용하였다.
- 실험 수조는 2톤 용량의 직사각형 섬유강화플라스틱 탱크 (270×110×60 cm, 수용량 1.5톤)를 사용하였고, 그 안에 50×50×50 cm 정사각형 가두리를 설치하였다. 한 가두리 안에 치어를 30마리씩 수용 한 후, 사육 수온 25±1.
- 실험에 사용된 붉바리 치어는 평균 전장 8.2±0.1 cm, 평균 체중 8.3±0.4 g이었으며, 대왕붉바리 치어는 평균 전장 8.6±0.1 cm, 평균 체중 10.0±0.4 g이었다. 붉바리와 대왕붉바리 모두 전라남도 무안군 현경면에 위치한 청솔수산에서 2015년도에 생산된 치어들을 사용하였다.
데이터처리
- 각 실험결과로부터 얻어진 측정값(mean±S.D)들의 유의 차 유무는 SPSS-통계프로그램(version 23)에 의한 ANOVA 및 Tukey’s test로 검정하였다(P>0.05).
이론/모형
- 혈장의 Na+, K+, Cl- 농도는 자동혈액분석기(i-smart 30 Vet, Korea)를 이용하였고, 혈장 glucose 농도는 건식생화학분석기(FUJI DRI-CHEM 4000i, Japan)로 측정하였다. 혈장 cortisol 농도는 cortisol EIA kit (Oxford, USA)를 사용하여 효소면역분석법(enzyme immunoassay, EIA)으로 측정하였다. 혈장 100 μLe 1 mL ethyl ether와 섞은 후 나눠진 상층 액을 새로운 튜브에 담아 N2가스로 증발시켰다.
성능/효과
- 0 g까지 성장하였다. 16 psu 실험구의 체중은 8 psu 실험 구의 체중보다 유의하게 높았다(P<0.05). 증중률과 일간 성장률도 16 psu 실험구에서 각각 176.
- 05). Cl- 농도는 붉바리의 경우 실험구들 사이에서 유의적인 차이가 없었으나, 대왕붉바리의 혈중 Cl- 농도는 8 psu, 16 psu, 24 psu, 32 psu에서 각각 97.0±3.0, 75.0±4.6, 76.3±1.5, 98.5±4.4 mmol/L로 나타나, 8 psu와 32 psu 실험 구에서 16 psu와 24 psu 실험구 보다 유의하게 높은 값을 보였다(P<0.05) (Fig. 3).
- 05). 그러나 증중률은 16 psu에서 52.4±6.6%로 32 psu의 42.8±6.6%보다 유의하게 높았으며(P<0.05), 일간 사료 섭취율도 16 psu에서 1.67±0.04%로 24 psu와 32 psu의 1.41±0.02%나 1.46±0.04% 보다 유의하게 높은 값을 보였다 (P<0.05). 일간성장률과 사료효율 및 비만도에서는 실험 구들 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.
- 대왕붉바리의 혈중 Na+, K+ 수준은 모든 실험구에서 차이가 보이지 않았지만, Cl-에서는 염분에 따라 유의한 차이가 관찰되었다. 담수 경골어류와 해수 경골어류는 각각 250-350 mOsm/kg, 350-500 mOsm/kg의 혈액 삼투질농도를 갖는데, 붉바리의 삼투질농도는 16 psu, 24 psu, 32 psu에서 정상적인 범위를 나타냈으며 8 psu에서는 15일 차에 모두 폐사하여 삼투질농도를 조사하지 못했다. 대왕붉바리의 경우 32 psu에서 16 psu나 24 psu 보다 유의적으로 낮았지만 8 psu와는 유의적인 차이를 보이지 않았고, 모두 정상적인 범위를 나타내었다.
- 그러나 대왕붉바리의 일간성장률이 붉바리보다 두 배 이상 높은 것으로 판단할 때 대왕붉바리는 붉바리보다 성장이 빠를 것으로 예상할 수 있다. 대왕붉바리와 붉바리의 치어 모두 저염분인 16 psu에서 증중률, 일간성장률, 사료효율 등이 높게 나타난 것으로 판단할 때, 치어시기에는 자연 해수(32 psu)보다 16 psu 전후의 저염분에 잘 적응하는 것으로 사료된다. 이것은 Boeuf and Payan (2001)이 지적한 것처럼 해산어류의 치어들은 중간 염분에서 성장이 좋다는 내용과 일치한다.
- 혈중 K+농도도 32 psu에서 가장 낮게 나타났지만, 다른 실험구와 유의한 차이를 보이지 않았다. 대왕붉바리의 혈중 Na+, K+ 수준은 모든 실험구에서 차이가 보이지 않았지만, Cl-에서는 염분에 따라 유의한 차이가 관찰되었다. 담수 경골어류와 해수 경골어류는 각각 250-350 mOsm/kg, 350-500 mOsm/kg의 혈액 삼투질농도를 갖는데, 붉바리의 삼투질농도는 16 psu, 24 psu, 32 psu에서 정상적인 범위를 나타냈으며 8 psu에서는 15일 차에 모두 폐사하여 삼투질농도를 조사하지 못했다.
- 05). 대왕붉바리의 혈중 cortisol 농도는 전체적으로 붉바리의 혈중 cortisol 농도보다 낮았으며, 염분에 따른 일정한 경향을 보이지 않았다. 붉바리의 glucose 농도는 32 psu에서 22.
- 따라서 붉바리와 대왕붉바리의 치어시기에는 자연해수보다는 기수처럼 염분이 낮은 해역에서 양식하는 것이 효과적일 것으로 판단된다. 그러나 본 연구는 40일간 수행된 연구로 붉바리와 대왕붉바리의 치어시기에 적합한 사육환경을 구명하기 위해서는 보다 장기적이고 체계적인 연구가 요구된다.
- Hb과 Ht는 체내의 산소 운반 능력을 가지며 스트레스와 생리 활성의 지표로도 사용이 되는데, Davis and Parker (1990)는 해산어류가 스트레스로 인해 Ht와 Hb이 증가 된다고 하였다. 본 연구에서 붉바리의 Ht 수치는 24 psu에서 급격하게 상승하였고, 대왕붉바리는 유의한 차이를 보이지 않았다. Hb 수치는 두 종 모두 큰 차이를 보이지 않았다.
- , 1989), 결과적으로 글루코스 신생합성 (gluconeo-genesis)을 통해 글루코스가 혈중으로 분비가 된다. 본 연구의 cortisol 농도의 경우 붉바리에서는 염분에 따른 차이를 찾을 수 없었으며, 대왕붉바리의 경우는 24 psu에서만 자연 해수 실험구보다 높은 경향을 보였다. 일반적으로 염분 변화에 따른 스트레스 반응으로 혈중 cortisol 농도의 상승은 시간 경과와 함께 빠르게 안정된 상태로 회복되는 특성을 보인다(Tsui et al.
- 본 연구의 결과를 종합해 보면 붉바리보다 대왕붉바리가 저염분에 대한 내성이 강하였으며 두 종 모두 자연해수보다 염분이 낮은 16 psu에서 성장이나 사료효율이 높게 나타났다. 따라서 붉바리와 대왕붉바리의 치어시기에는 자연해수보다는 기수처럼 염분이 낮은 해역에서 양식하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.
- 대왕붉바리의 혈중 cortisol 농도는 전체적으로 붉바리의 혈중 cortisol 농도보다 낮았으며, 염분에 따른 일정한 경향을 보이지 않았다. 붉바리의 glucose 농도는 32 psu에서 22.5±0.5 mg/dL로 가장 낮게 나타났고, 24 psu와 16 psu에서 각각 24.5±1.5, 36±6.3 mg/dL으로 저 염분으로 갈수록 점차 올라가는 경향을 보였으며, 대왕붉바리 혈중의 glucose 농도는 32 psu에서 11.5±1.5 mg/dL로 가장 낮은 값을 보였으며, 24 psu에서 32.5±4.1 mg/dL로 다른 실험구와 비교하여 가장 높은 값을 나타내었다(P<0.05).
- 05). 사료 효율은 16 psu, 24 psu, 32 psu 실험구들이 8 psu 실험구보다 유의하게 높은 값을 보였으며(P<0.05), 일간사료섭취율은 8 psu 와 16 psu 실험구가 24 psu나 32 psu 실험구들보다 높은 값을 보였다(P<0.05). 비만도는 염분에 따른 실험구들 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.
- 24 psu와 16 psu에서도 폐사가 발생하였는데 이것은 저염분에 의한 폐사가 아니라 전량 공식에 의한 폐사였다. 생존율과 성장도 결과로 판단할 때 대왕붉바리가 붉바리 보다 염분에 대한 내성이 강한 것을 알 수 있다.
- 즉 외부의 삼투질농도가 체액과 비슷할수록 삼투조절에 소비되는 에너지가 감소하기 때문에 성장에 긍정적인 효과를 주는 것이다. 염분 별 사료 섭식량도 붉바리와 대왕붉바리 모두 실험구들 사이에서 큰 차이를 보이지 않았으며, 사료 효율과 비만도 역시 염분 별로 차이는 나타나지 않았다. 본 결과는 Han et al.
- (2013)이 보고한 강도다리(Platichthys stellatus)의 경우와 비교하였을 때 비슷한 경향을 보였다. 염분별 생존율을 조사한 결과 붉바리의 경우 8 psu에서 전량 폐사한 것을 제외하곤 염분에 의한 폐사가 관찰되지 않았으며, 대왕붉바리에서는 8 psu에서 최종 생존율이 90%였고 24 psu와 16 psu에서도 96.7%의 생존율을 보였다. 8 psu에서의 폐사는 저염분에 의한 만성 스트레스로 어체가 약해진 개체들에서 발생하였으며 이때 약해진 개체들에 대한 공식도 폐사율을 높인 원인이었다.
- 05). 일간성장률과 사료효율 및 비만도에서는 실험 구들 사이에서 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05).
- 05). 증중률과 일간 성장률도 16 psu 실험구에서 각각 176.1±9.9%와 2.54±0.09로 다른 실험구들보다 유의하게 높은 값을 보였다(P<0.05). 사료 효율은 16 psu, 24 psu, 32 psu 실험구들이 8 psu 실험구보다 유의하게 높은 값을 보였으며(P<0.
후속연구
- 따라서 붉바리와 대왕붉바리의 치어시기에는 자연해수보다는 기수처럼 염분이 낮은 해역에서 양식하는 것이 효과적일 것으로 판단된다. 그러나 본 연구는 40일간 수행된 연구로 붉바리와 대왕붉바리의 치어시기에 적합한 사육환경을 구명하기 위해서는 보다 장기적이고 체계적인 연구가 요구된다.
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