[논문]해산로티퍼(Brachionus plicatilis)의 생존 및 개체군 성장률을 이용한 Phenanthrene의 독성평가

황운기; 최훈; 장수정; 허승; 이주욱

doi:10.11626/kjeb.2017.35.4.573

해산로티퍼(Brachionus plicatilis)의 생존 및 개체군 성장률을 이용한 Phenanthrene의 독성평가
Toxicity Assessment of Phenanthrene using the Survival and Population Growth Rate of the Marine Rotifer, Brachionus plicatilis 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.35 no.4, 2017년, pp.573 - 580

황운기 (국립수산과학원 서해수산연구소 해양생태위해평가센터) , 최훈 (국립수산과학원 서해수산연구소 해양생태위해평가센터) , 장수정 (국립수산과학원 서해수산연구소 해양생태위해평가센터) , 허승 (국립수산과학원 서해수산연구소 해양생태위해평가센터) , 이주욱 (국립수산과학원 서해수산연구소 해양생태위해평가센터)

초록
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해산로티퍼(Brachionus plicatilis)의 생존율 및 개체군 성장률을 사용하여 Phenanthrene (PHE)에 대한 독성평가를 수행하였다. PHE에 24시간 노출한 생존율은 최고 농도 $300mg\;L^{-1}$에서 영향이 나타나지 않았다. PHE에 72시간 노출한 개체군 성장률은 $37.5mg\;L^{-1}$ 농도에서 급격한 감소가 시작되어 최고 농도 $150.0mg\;L^{-1}$에서 개체군 성장이 나타나지 않아, 농도의존적으로 감소하는 경향을 보였다. PHE에 노출된 개체군 성장률의 $EC_{50}$ 값은 $63.7(48.4{\sim}84.5)mg\;L^{-1}$, PHE에 대한 개체군 성장률의 NOEC는 $18.8mg\;L^{-1}$, LOEC는 $37.5mg\;L^{-1}$로 나타났다. 연구결과 PHE를 평가하는 데 있어 생존율보다 개체군 성장률이 적합하며 해양환경에서 PHE의 LOEC 이상의 농도는 B. plicatilis에게 독성영향을 미칠 수 있는 농도로 판단된다. 또한 NOEC와 $EC_{50}$은 독성을 평가하는 기준점으로 이용할 수 있으며, 차후 PAHs의 통합적인 생물영향을 판단하기 위한 기초자료로 해양생태계 평가에 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The oxicity assesment of Phenanthrene (PHE) has been investigated by using the rate (r) of survival and population growth in rotifer Brachionus plicatilis. The survival rate was determined after 24 h of exposure to PHE. The survival rate of PHE had no effect at a maximum of $300mg\;L^{-1}$. The r was determined after 72 h of exposure to PHE. It was observed that r in the controls (absence PHE) was greater than 0.5, but that it suddenly decreased with an increased concentration of PHE. PHE reduced r in a dose-dependent manner and a significant reduction occurred at a concentration of greater than $37.5mg\;L^{-1}$. The $EC_{50}$ value of r in PHE exposure was $63.7mg\;L^{-1}$. The no-observed-effect-concentration (NOEC) of r in PHE exposure was $18.8mg\;L^{-1}$. The lowest-observed-effect-concentration (LOEC) of r in the PHE exposure was $37.5mg\;L^{-1}$. From the results, the concentration of PHE (greater than $37.5mg\;L^{-1}$) has a toxic effect on the r of B. plicatilis in natural ecosystems. These results(including NOEC, LOEC and $EC_{50}$) might be useful for the Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) toxicity assessment in marine ecosystems.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

(2007)은 PHE에 노출된 육상생물 지렁이(Eisenia fetida)에서 lysenin 관련 단백질과 lombricine kinase 등의 변화를 관찰하였고, Sasaki(1997)는 인간의 림프구에서 P450과 epocide hydrolase 유전자를 발현하는 human B-lymphoblastoid cell lin과 MCL-5를 이용하여 유전자 수준에서 돌연변이를 보고하였다. PHE는 광범위한 생물에게 영향을 미치고 있기 때문에 다양한 생태학적 지위의 해양생물을 이용한 PHE의 위해성을 평가하는 연구가 필요하다고 생각되며, 따라서 최근 우리나라에서 생물영향 연구로 활발하게 사용되고 있는 B. plicatilis의 생존 및 개체군 성장률을 이용하여 PHE의 영향을 평가하였다.
plicatilis의 개체군 성장률은 연안지역의 PHE 오염평가에 유용하게 적용할 수 있을 것으로 생각된다. 또한, PHE에 노출된 B. plicatilis의 독성결과를 이용하여 무영향농도(NOEC), 최소영향농도(LOEC) 및 반수영향농도(EC₅₀)를 제시하여 해양환경 평가를 위한 기준치 마련을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.

제안 방법

해양은 육상으로부터 다양한 오염물질이 유입되는 곳이며, 빈번하게 발생되는 유류사고 등에 의해 PHE 등과 같은 PAHs에 쉽게 노출될 수 있어 생태학적 지위가 다양한 해양생물을 이용하여 PHE의 독성평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 해양생태계 내에서 1차 소비자로써, 다른 시험생물에 비해 사육 및 관리가 쉽고 생활사가 짧아 세대교번을 통한 생물영향을 평가할 수 있는 해산윤충류 Brachionus plicatilis의 생존 및 개체군 성장률을 이용하여 PHE의 독성평가를 실시하였다.

대상 데이터

2000). 시험생물 B. plicatilis는 서해수산연구소 해양생태위해평가센터 항온실에서 3개월 이상 계대배양하며 이용하였다. 배양액은 자연해수를 0.
45 μmmembrane filter로 여과한 후에 멸균하여 사용하였고, 먹이생물로 Chlorella vulgaris를 하루에 한 번 공급하였다. 실험당일 계대배양 중인 B. plicatilis에서 포란 중인 성체(amiticfemale)를 분리하고 2시간 이내 부화된 neonate 중 운동성이 활발한 neonate를 선별하여 사용하였다(Fig. 1).

데이터처리

대조군과 실험군의 유의성 검정은 SigmaPlot software(SigmaPlot 2001, SPSS Inc., USA)의 Student’s t-test로 비교하였으며 p가 0.05 이하인 것을 유의한 것으로 판단하였다. 생존율 및 개체군 성장률에 대한 반수영향농도(50% Effective Concentration; EC₅₀)와 95% 신뢰구간(95% Confidence Limit; 95% Cl)은 Toxicalc 프로그램(Toxicalc 5.
0, Tidepool scientific software, USA)의 probit 통계법을 이용하여 분석하였다. 무영향농도 (No Observed Effective Concentration; NOEC) 및 최소영향농도 (Lowest Observed Effective Concentration; LOEC)도 Toxicalc 프로그램의 Dunnett’s test를 이용하여 분석하였다.
05 이하인 것을 유의한 것으로 판단하였다. 생존율 및 개체군 성장률에 대한 반수영향농도(50% Effective Concentration; EC₅₀)와 95% 신뢰구간(95% Confidence Limit; 95% Cl)은 Toxicalc 프로그램(Toxicalc 5.0, Tidepool scientific software, USA)의 probit 통계법을 이용하여 분석하였다. 무영향농도 (No Observed Effective Concentration; NOEC) 및 최소영향농도 (Lowest Observed Effective Concentration; LOEC)도 Toxicalc 프로그램의 Dunnett’s test를 이용하여 분석하였다.

성능/효과

5 이상으로 시험에 적합한 것으로 판단되었다. PHE의 농도 변화에 따른 개체군 성장률은 18.80 mg L^-1 이하의 농도에서는 대조구와 유의한 차이가 없었지만, 37.50 mg L^-1에서 0.42±0.04 (p<0.01)로 대조구 대비 16.17% 유의적인 감소가 나타나기 시작했다. 75.
2013). 따라서 PHE의 독성평가에 있어 B. plicatilis의 개체군 성장률을 이용하는 것이 더 명확한 방법이라고 판단된다.
본 연구결과 PHE에 대한 B. plicatilis의 개체군 성장률은 PHE의 농도가 증가함에 따라 농도의존적인 감소 현상을 보였지만, 생존율은 최고 농도(300 mg L^-1)에서도 모든 개체가 100% 생존하였다. 생존율 (24시간)과 개체군 성장률 (72시간)의 민감도 차이는 이전 연구에서 B.

후속연구

2002). 따라서 해안 산업단지 및 연안지역과 해안 대도시 주변에서도 PHE 조사가 필요하다고 판단되며, B. plicatilis의 개체군 성장률은 연안지역의 PHE 오염평가에 유용하게 적용할 수 있을 것으로 생각된다. 또한, PHE에 노출된 B.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	다환방향족탄화수소류의 특징은 무엇인가?	다환방향족탄화수소류(Polycyclic aromatic hydrocarbons; PAHs)는 두 개 이상의 벤젠고리를 가지고 있는 유기오염물질이며, 낮은 농도에서도 독성이 강한 대표적인 발암성 환경오염물질로 알려져 있다 (Shin and Kim 2003; Chiapusio et al. 2007).
	PHE는 어떤 질병을 일으키는가?	2007). PHE는 생물의 초기 발생단계에서 독성을 나타내며 심낭 및 난황 부종, 심장 기능장애와 같은 기형을 나타내거나 DNA손상, 전사 조절 방해, 세포사멸 및 암을 일으키는 것으로 알려져 있다(Heintz et al. 2000; Lin 2005; Yu and Lin 2005; Incardona et al.
	다환방향족탄화수소류가 포함하고 있는 대표적 물질은 무엇인가?	2007). PAHs는 다양한 물질을 포함하지만 대표적으로 naphthalene, phenanthrene (PHE), fluoranthene, pyrene 등이 있으며, 대부분 독성이 높지만 특히 PHE는 동물과 사람에게 암을 일으키는 물질로 분류되어 있다(Wu et al. 2013).

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동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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