[논문]갈조류 개다시마 유리배우체의 재생 및 성숙 유도

유현일; 이기현; 김수홍; 하동수; 황은경

doi:10.11626/kjeb.2018.36.4.576

갈조류 개다시마 유리배우체의 재생 및 성숙 유도
Regeneration and the Maturation Induction of Free-Living Gametophytes of a Kelp Saccharina sculpera (Phaeophyceae) 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.36 no.4, 2018년, pp.576 - 583

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

초록
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본 연구에서는 다양한 온도(5, 10, 15, 20, $25^{\circ}C$), 조도(10, 20, 40, 60, $80{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$) 및 광주기(10:14, 12:12, 14:10 h L:D) 조건에서 개다시마 유리배우체 단편의 생장 및 성숙 유도조건을 파악하였다. 암배우체 단편의 생장은 $20^{\circ}C$, $20{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10:14 h (L:D) 조건에서 빠른 생장을 보인 반면 수배우체는 $15^{\circ}C$, $20{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 14:10 h (L:D) 조건에서 빠른 생장을 보여 차이를 나타내었다. 암배우체의 최적 성숙조건은 $15^{\circ}C$, $40{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 14:10 h (L:D) 조건에서 가장 빠른 성숙을 보인 반면 수배우체는 $10^{\circ}C$, $20{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10:14 h (L:D) 조건에서 빠른 성숙을 보여 차이를 나타내었다. 본 연구 결과 확인된 개다시마 유리배우체 단편의 생장 및 성숙조건은 개다시마의 자원조성 및 대량양식 기반조성의 기초자료로 활용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Investigation of optimal temperature, irradiance and photoperiod conditions for free-living gametophytes of Saccharina sculpera for natural resources conservation and mass cultivation of endangered species in the eastern coast of Korea. Induction of regeneration and maturation of the free-living gametophytes of S. sculpera were cultured at temperatures (5, 10, 15, 20 and $25^{\circ}C$), irradiance (10, 20, 40, 60 and $80{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$ and photoperiods (14:10, 12:12 and 10:14 h L:D). The female gametophyte were actively regenerated without reaching sexual maturity under $10^{\circ}C$, $20{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$ and 12:12 h (L:D) conditions. In contrast, the conditions for male gametophytes were slightly different at $15^{\circ}C$, $10{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$ and 12:12 h (L:D). The sexual maturation of female and male gametophytes took place under $15^{\circ}C$, $40{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 14:10 h (L:D) and $10^{\circ}C$, $20{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, 10:14 h (L:D), respectively. These results provide basic information for controlling the regeneration and maturation of free-living gametophytes for conservation and utilization of S. sculpera.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구에서는 개다시마 자연자원의 보호와 효율적인 이용을 위하여, 개다시마 암·수배우체의 재생 및 성숙 조건을 파악하고 안정적인 유리배우체의 확보와 대량배양 조건을 확립하는 것을 목적으로 하였다.

제안 방법

배양 시작 및 종료시 배우체의 길이와 세포수는 도립현미경(IX73, Olympus, Japan)하에서 측정하였다. 배우체의 길이에 따른 재생은 배양 시작과 종료시의 배우체의 길이, 세포수를 이용하여 상대생장률(RGR; relative growth rate)을 계산하여 비교하였다(Serisawa 2002; Hwang et al. 2010).
배우체는 5개 온도구간(5, 10, 15, 20, 25℃)과 5개 조도 (10, 20, 40, 60, 80 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. 암·수배우체의 길이측정 및 성숙여부는 도립현미경(IX73, Olympus, Japan)하에서 5일 간격으로 조사하였다. 온도구간별 실험에서 조도 및 광주기는 각각 20 μmol photons m^-2s^-1 및 14:10 h (L:D)로 고정하였으며, 조도구간별 실험에서 온도 및 광주기는 각각 15℃, 14:10 h (L:D)로 조정하였고, 광주기 실험은 온도 15℃, 조도를 20 μmol photons m^-2s^-1로 설정하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 강원도 사근진 연안에 밀려온 성숙된 개다시마 엽체를 2012년 11월에 확보하여 사용하였다. 성숙된 개다시마의 엽체를 실험실로 운반하여 자낭반(포자엽)을 잘라 여과멸균해수로 세척하였다.

데이터처리

온도, 조도 및 광주기에 따른 배우체의 생장률 데이터는 데이터를 변환(arcsine transformation)하여(Parker 1979), 분산분석법 (one-way ANOVA)으로 유의차를 확인하였다. 유의차 확인은 5% 수준에서 Tukey’s HSD test 방법을 이용하였으며 자료분석을 위해 사용된 프로그램은 STATISTICA version 5.

성능/효과

2008). 다시마와 미역의 경우 수배우체가 암배우체 보다 낮은 온도 및 광량에서 먼저 성숙한 후 암배우체를 성숙시킴으로써 수정시간 확보를 통해 수정률을 향상시킨다고 보고되었으며(Hwang 2015; Yoo et al. 2017), 본 연구에서도 개다시마 배우체는 상대적으로 낮은 온도 (15℃)에서 수배우체가 성숙하고, 높은 온도(20℃)에서 암배우체가 성숙하여 동일한 경향이 확인되었다.
배우체의 절단 크기별 생장률은 효율적 배우체 채묘를 위해 매우 중요한 요소 중 하나로써, 갈조류 곰피, 감태 및 미역의 암배우체는 절단크기가 100 μm일 때 생장률이 가장 높았고 수배우체는 150 μm일 때 생장률이 가장 높았다. 본 연구에서 개다시마 암·수배우체의 절단크기별 생장률은 모두 절단크기가 100 μm일 때 가장 높게 나타나 배우체 채묘를 위한 종묘배양에 적합한 특성을 갖고 있는 것으로 판단된다.
배우체의 절단 크기별 생장률은 효율적 배우체 채묘를 위해 매우 중요한 요소 중 하나로써, 갈조류 곰피, 감태 및 미역의 암배우체는 절단크기가 100 μm일 때 생장률이 가장 높았고 수배우체는 150 μm일 때 생장률이 가장 높았다. 본 연구에서 개다시마 암·수배우체의 절단크기별 생장률은 모두 절단크기가 100 μm일 때 가장 높게 나타나 배우체 채묘를 위한 종묘배양에 적합한 특성을 갖고 있는 것으로 판단된다.

후속연구

이 연구에서는 개다시마 암·수배우체의 재생 및 성숙 조건을 파악함으로써 안정적인 유리배우체의 확보와 배양 조건을 확립하였으며, 이를 통해 개다시마의 자원조성 및 대량 양식 기반조성에 기여할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	개다시마란?	개다시마[Saccharina sculpera (Miyabe) Lane, Mayes, Druehl and Saunders]는 갈조류강, 다시마과, 다시마속에 속하는 해조류 (Kang 1968; Boo et al. 2010)로, 한반도의 북동 연안과 일본 북해도 지역 및 동북지방에 주로 분포하는 대형 갈조류이다 (Yamamoto 1986; Ozaki 2001; Kim et al.
	해조류는 무엇에 노출되어있는가?	해조류는 시공간적으로 변화하는 수온, 광주기, 광량 등에 노출되어 있으며 이러한 환경의 변화는 야외 개체군의 생장 및 성숙시기에 영향을 미쳐 분포를 결정하는 요인으로 작용한다(Van den Hoek 1984; Breeman 1988; Lüning et al. 1993).
	개다시마는 국내에는 어디에 분포해있는가?	2003). 국내에는 한류의 영향을 받는 강원 연안에 분포하며 강릉 사근진과 고성 아야진 등의 깊은 바다에 분포하고 있다(Kim 2003; Kim et al. 2005).

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