[논문]갈조류 미역 유리배우체의 분리, 재생 및 성숙 유도

유현일; 김수홍; 이기현; 하동수; 황은경

doi:10.11626/kjeb.2017.35.4.622

갈조류 미역 유리배우체의 분리, 재생 및 성숙 유도
Isolation, Regeneration and the Maturation Induction of Free-Living Gametophytes of Undaria pinnatifida (Phaeophyceae) 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.35 no.4, 2017년, pp.622 - 630

유현일 (국립수산과학원 해조류연구센터) , 김수홍 (국립수산과학원 해조류연구센터) , 이기현 (국립수산과학원 해조류연구센터) , 하동수 (국립수산과학원 해조류연구센터) , 황은경 (국립수산과학원 해조류연구센터)

초록
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본 연구에서는 다양한 온도(5, 10, 15 and $20^{\circ}C$), 조도(5, 10, 20 and $40{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$) 및 광주기(14 : 10, 12 : 12 and 10 : 14 h L : D) 조건에서 미역 배우체의 분리, 재생 및 성숙 조건을 파악하였다. 암배우체 단편은 $15^{\circ}C$, $20{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10 : 14 h (L : D) 조건에서 빠른 생장을 보인 반면 수배우체는 $15^{\circ}C$, $5{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 14 : 10 h (L:D) 조건에서 빠른 생장을 보여 차이를 나타냈다. 암수배우체의 최적 성숙 조건은 각각 $5^{\circ}C$, $20{\sim}40{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10 : 14 h (L : D) 조건과 $15^{\circ}C$, $40{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10 : 14 h (L: D) 조건이었다. 본 연구 결과 확인된 미역 유리배우체의 재생과 성숙 조건은 미역의 형질개선과 교잡 육종 등을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The induction of regeneration and the maturation of the free-living gametophytes of Undaria pinnatifida were studied at temperatures(5, 10, 15 and $20^{\circ}C$), irradiance (5, 10, 20 and $40{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$) and photoperiods (14 : 10, 12 : 12 and 10 : 14 h L: D). Female gametophyte fragments were maintained in active regeneration without them reaching sexual maturity under conditions of $15^{\circ}C$, $20{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10 : 14 h (L : D); by contrast, the conditions for male gametophytes were slightly different at $15^{\circ}C$, $5{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 14 : 10 h (L: D). The sexual maturation of female and male gametophytes took place under $5^{\circ}C$, $20-40{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10 : 14 h (L : D) and $15^{\circ}C$, $40{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10 : 14 h (L : D), respectively. These results provide basic information for controlling the regeneration and maturation of free-living gametophytes for srain improvement as well as the cross breeding of U. pinnatifida.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 이 연구에서는 미역의 유리배우체 분리, 재생 및성숙 조건을 규명하여 유리배우체 대량배양 조건을 확인함 으로써, 미역의 품종개량과 교잡연구에 기여하고 나아가서는 산업적 중요성이 큰 미역의 안정적 종묘 수급방안 마련에 기여하고자 하였다.

제안 방법

배양액 (PESI 배지)은 7일마다 교환하였다. 배우체의 상대생장률 (RGR)은 배양 시작 시 배우체의 평균 길이와 배양 종료 시 배우체 길이를 이용하여 계산하였다 (Serisawa et al. 2002).
절단된 유리배우체 단편의 생장 및 성숙 유도의 최적 조건을 파악하기 위하여 덩어리로 자란 암수 유리배우체를 Hwang et al. (2010)의 방법을 이용하여 분쇄하였다. 배양 조건은 4개 온도구간 (5, 10, 15, 20℃)과 4개 조도 (5, 10, 20, 40 μmol photons m^-2s^-1) 및 3개 광주기 (10 : 14, 12 : 12, 14 : 10 h L : D)로 설정된 incubator (EYELA MTI-202B, Japan)에서 배양하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 전남 완도군 약산면에 위치한 국립수산과 학원 해조류연구센터의 미역 시험어장에서 양성 중인 성숙된 엽체를 2009년 4월에 채취하여 사용하였다. 성숙된 미역의 엽체는 Ice box에 넣어 실험실로 운반하여 포자엽을 잘라 멸균해수로 수회 세척하였다.

데이터처리

온도, 조도 및 광주기 조건에 따른 배우체의 생장률 데이 터는 통계분석을 위해 arcsine 변환 (arcsine transformation) 하였으며 Levene의 등분산검정 (test of homogeneity of variances)을 실시하여 데이터의 동질성이 확인되면 oneway ANOVA test를 실시하여 유의차를 검정하였고, 유의차가 발견되면 Tukey’s HSD test 방법으로 사후검정 하였다. 자료분석을 위해 사용된 프로그램은 STATISTICA version 5.

이론/모형

배양 시작과 종료 시 배우체의 길이및 세포수는 도립현미경 (IX73, Olympus, Japan)하에서 실험 구별로 25개체를 측정하였으며 조건별로 3개의 반복구를 두었다. 세단된 배우체의 길이별 재생은 배양 시작시의 배우체의 길이, 세포수와 배양 종료시 배우체 길이, 세포수를 이용 하여 상대생장률 (RGR; relative growth rate)을 계산하여 비교하였다 (Serisawa et al. 2002; Hwang et al. 2010).

성능/효과

(2004)은 미역 암배우체의 분리배양 시 25℃에서 최대 생장을 보고하여 기존연구와의 차이를 보고하였다. 이 연구에서 미역의 배우체는 분리배양 시단일 조건 (8 : 16 h L : D)에서 암배우체는 15℃에서, 수배우 체는 25℃에서 최대 생장을 보여 차이를 나타냈으며, 장일 (16 : 8 h L : D)에서는 암수배우체 모두 20℃에서 최적 생장을 나타냈다.
(2015)은 다시마의 경우 수배우체가 암배우체보다 낮은 온도 및 광량에서 먼저 성숙한 후 암배우체를 성숙시킴으로써 충분한 수정시간 확보를 통해 수정률을 향상시킨다고 보고하였다. 이 연구에서 미역의 배우체는 상대적으로 낮은 온도 (10℃)와 조도 (5~20 μmol photons m^-2s^-1)에서 수배우체가 성숙하고, 높은 온도 (15~20℃)와 조도 (20~40 μmol photons m^-2s^-1)에서 암배 우체가 성숙하여 다시마와 유사한 패턴을 보였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미역은 무엇인가?	미역 (Undaria pinnatifida)은 동아시아의 극동지역에 분포하는 유용 갈조류로서 (Yamanaka and Akiyama 1993), 우리나라 전 연안에 널리 자생하고 양식되고 있는 해조류 중의 하나이다. 미역은 주로 식용, 사료용, 공업용, 의료용으로 이용될 뿐만 아니라 식품가공용 원료인 알긴산과 푸코이단의 주요 공급원으로서 산업적으로 중요하게 이용되고 있다 (Watanabe and Nisizawa 1984).
	미역 양식에서 이용되는 유주자 채묘의 단점을 보완하는 채묘 방법은 무엇인가?	2010). 반면 유리배우체 채묘는 소량의 성숙엽체만으로도 많은 양의 배우체 확보가 가능하며, 확보된 배우체는 무성적인 대량증식을 통해 지속적인 계대배 양이 가능할 뿐 아니라 클론 배우체의 유도를 통한 품종 간교배와 선발육종에 이용될 수 있는 유용한 방법이다 (Li et al. 1999; Wu et al.
	유리배우체 채묘법의 장점은?	2010). 반면 유리배우체 채묘는 소량의 성숙엽체만으로도 많은 양의 배우체 확보가 가능하며, 확보된 배우체는 무성적인 대량증식을 통해 지속적인 계대배 양이 가능할 뿐 아니라 클론 배우체의 유도를 통한 품종 간교배와 선발육종에 이용될 수 있는 유용한 방법이다 (Li et al. 1999; Wu et al.

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