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문제 정의
- 따라서, 본 연구는 메기에서 기아의 효과를 조사하기 위하여 기아 상태를 극단적으로 적용하여 생존율, 암·수 생식소 중량지수(gonadosomatic index; GSI), 간 중량지수(hepatosomatic index; HSI), 장 중량지수(intestinosomatic index; ISI), 신장세포와 장 상피세포 핵의 높이 및 간세포의 크기에 대하여 조사하였다.
- 본 연구는 메기에서의 기아 효과를 생존율, 각 내장 조직의 중량지수 및 일부 조직의 변화 관찰을 통해 조사하였다. 본 연구에서 도출된 GSI, HSI 및 ISI와 신장, 장 상피 및 간의 조직학적 변화 결과들은 국내 주요 양식대상 종인 메기에 대한 기초 자료로서 의미가 있으며, 기아에 의한 일부 조직의 변화에 대한 정보는 어류의 영양 상태를 확인할 수 있는 지표로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
제안 방법
- 각 실험군은 1.1톤 원형 FRP 수조 (지름 118 cm, 깊이 100 cm)를 각각 2개 조씩 사용하여 순환 여과 시스템으로 사육하였으며, 실험어의 탈출을 방지하기 위하여 수조에 그물을 덮어 실험을 진행하였다. 수온은 25±0.
- 기아의 효과를 조직학적 방법으로 조사하기 위하여 신장세포, 장 상피세포 및 간세포를 이용하였다. 각 실험군 에서 적출한 신장, 장 및 간을 10% 중성 포르말린 수용액에 최초 고정 후 Bouin’s solution에 24시간 동안 재고정 하였으며, 에탄올 (Sigma, USA) 시리즈를 통해 탈수 후 Xylene (Sigma, USA)으로 치환, 그리고 파라핀을 침투시켜 측면 및 전면으로 포매하였다.
- 메기(Silurus asotus)의 기아 시 생존율, 생식소 중량지수 (gonadosomatic index; GSI), 간 중량지수(hepatosomatic index; HSI) 및 장 중량지수(intestinosomatic index; ISI)와 신장세포, 장 상피세포 및 간세포의 조직학적 변화를 조사 하였다. 생존율은 섭이군이 92.
- 2001), 섭이군과 기아군 각각에서 60마리씩을 채집하여 Lidocaine-HCl/NaHCO3 을 이용하여 상기 방법으로 마취 후 외형 사진 촬영과 체중 및 체장을 측정하고, 10% 중성포르말린 수용액에 고정하였다. 생식소 중량지수(gonadosomatic index; GSI), 간 중량지수 (hepatosomatic index; HSI) 및 장 중량지수 (intestino somatic index; ISI)는 고정된 샘플을 이용해 조사하였다. 생식소, 간 및 장을 10% 중성포르말린 수용액에 고정된 샘플로부터 각각 적출하여, 생식소, 간 및 장의 무게를 측정한후, GSI, HIS 및 ISI를 다음 식에 따라 각각 계산하였다:
- 생존율은 매일 폐사한 메기의 수를 계수하여 소급 계산 하였다. 실험 종료 후, 사료로 장이 팽창된 샘플로 인한 자료의 교란을 방지하기 위해, 섭이군을 샘플 전 24시간 절식 하였으며(Park et al.
- 실험은 2019년 4월에 시작하였으며, 2019년 3월 실험 전, 모든 실험군에 대하여 체중 1~3%에 해당하는 양의 시판 중인 사료(Table 1)를 2주간 급이하였다. 실험 시작 시 실험어를 마취수의 중화와 마취 효과를 증대시키기 위해 NaHCO3 농도를 1,000 mg L -1 으로 한 후 염산리도카인(Lidocaine-HCl, Yuhan Co., Korea) 200 mg L-1 에서 약1~2분간 마취하고, 전자저울( JW-1, Acom, Poshen, Korea) 과 digital vernier caliper (CD-20CP, Mitutoyo, Kawasaki, Japan)를 사용하여 체중과 체장을 0.01 g, 0.01 cm 단위로 각각 측정하였다. 실험 시작 시 각 실험군의 평균 체중과 평균 체장은, 초기군이 359.
- 5℃를 유지 하였고, 광주기는 40 W 형광등(5,400 K)을 이용하여 타이머를 통해 12L : 12D 주기를 유지하였으며, 암기에는 어떠한 불빛도 조사하지 않았다. 실험은 섭이군에는 매일 2회 (10:00~11:00, 18:00~19:00) 사료를 충분히 공급하고, 기아군은 사료 급이를 하지 않으면서 기아군의 활력이 급격히 저하하는 시기까지 진행하였다.
- 이후, 6 μm 두께로 연속 절편하고, hematoxylin과 eosin-phloxine B로 염색하여, slide 표본을 완성하였다. 완성한 slide 표본은 광학 현미경(Axioskop, Zeiss, Germany)을 통해 신장은 세뇨관 상피, 장은 중장의 장 상피세포 그리고 간은 멜라닌대식세포 (melano-macrophages; MMs)와 간세포를 중심으로 관찰 하였다. 신장세포 및 장 상피세포 핵의 높이와 간세포 크기는 eyepiece micrometer를 이용하여 광학 현미경(Axioskop, Zeiss, Germany) 1,000배 배율 하에서 각 표본당 3개씩 측정하였으며, 간세포 핵의 면적(S)은 Seol et al.
대상 데이터
- 실험어로 사용한 메기(Silurus asotus)는 2017년 4월에 한국해양대학교 수산유전육종학실험실의 어류사육실에서 부화시켜 2019년 3월 체장 18 cm 전후로 성장한 1,000마리로, 이 중 200마리씩을 무작위로 선별하여 초기군(initial), 섭이군(fed) 및 기아군(starved)으로 설정하였다.
- 실험은 2019년 4월에 시작하였으며, 2019년 3월 실험 전, 모든 실험군에 대하여 체중 1~3%에 해당하는 양의 시판 중인 사료(Table 1)를 2주간 급이하였다. 실험 시작 시 실험어를 마취수의 중화와 마취 효과를 증대시키기 위해 NaHCO3 농도를 1,000 mg L -1 으로 한 후 염산리도카인(Lidocaine-HCl, Yuhan Co.
데이터처리
- (2008)의 방법에 따라 S = 장축, b = 단축)로 산출하였다. 일원 분산분석 (one-way ANOVA)을 사용하여 그룹 간 유의성을 비교하였으며 (p<0.05, n = 60; SPSS 9.0, SPSS Inc., USA), 평균값은 Duncan’s multiple range test를 통해 p<0.05 수준에서 유의한 차이를 판별하였고, 모든 실험은 3 반복으로 수행하였다.
이론/모형
- 신장세포 및 장 상피세포 핵의 높이와 간세포 크기는 eyepiece micrometer를 이용하여 광학 현미경(Axioskop, Zeiss, Germany) 1,000배 배율 하에서 각 표본당 3개씩 측정하였으며, 간세포 핵의 면적(S)은 Seol et al. (2008)의 방법에 따라 S = 장축, b = 단축)로 산출하였다. 일원 분산분석 (one-way ANOVA)을 사용하여 그룹 간 유의성을 비교하였으며 (p<0.
성능/효과
- 05). HSI 는 초기군과 섭이군 사이에서는 유의한 차이가 없었으나 (p>0.05), 두 군이 기아군보다 유의하게 높은 값을 나타내었다(p<0.05). ISI는 초기군과 섭이군 사이에서 유의한 차이를 보이지 않았고(p>0.
- 메기(Silurus asotus)의 기아 실험 시작 후 210일인 2019년 11월에 기아군은 급격히 활력을 잃었으며, 이에 따라 실험을 종료하였다. 실험 동안의 생존율은 Fig.
- 1987). 본 연구에 서도 210일간의 기아 결과 메기의 체장이 초기군에 비해 기아군에서 감소하였으며 섭이군에서는 증가하는 결과를 보였다(Fig. 2).
- 메기(Silurus asotus)의 기아 시 생존율, 생식소 중량지수 (gonadosomatic index; GSI), 간 중량지수(hepatosomatic index; HSI) 및 장 중량지수(intestinosomatic index; ISI)와 신장세포, 장 상피세포 및 간세포의 조직학적 변화를 조사 하였다. 생존율은 섭이군이 92.2±0.47%, 기아군이 74.4± 2.59%를 보였으며, GSI, HSI 및 ISI는 기아군에서 가장 낮 은 값을 나타내었다(p0.05). 멜라닌대식 세포(melano-macrophages; MMs)는 기아 동안 신장에서 증가함을 관찰하였다.
- 05). 섭이군 수컷의 GSI는 세 그룹 중 가장 높은 값을 보였으며 (p<0.05), 초기군과 기아군 사이에서는 유의한 차이를 보이지 않았다 (p>0.05). HSI 는 초기군과 섭이군 사이에서는 유의한 차이가 없었으나 (p>0.
- Table 2에 초기군(initial), 섭이군(fed) 및 기아군(star ved)의 생식소 중량지수(GSI), 간 중량지수(HSI) 및 장 중량지수(ISI)를 나타내었다. 섭이군의 암컷 GSI는 초기군과 유의한 차이를 보이지 않았으나 (p>0.05), 기아군 암컷의 GSI는 초기군 및 섭이군에 비해 유의하게 낮은 값을 보였다(p<0.05). 섭이군 수컷의 GSI는 세 그룹 중 가장 높은 값을 보였으며 (p<0.
- 3a, b). 신장의 멜라닌대식세포(MMs)의 크기는 기아군이 섭이군보다 컸으며, 그 수 또한 기아군이 섭이군보다 많았다(Fig. 3a, b).
- 한편, 수컷의 GSI는 섭이군에서 최고치를 보이며, 암컷의 GSI는 모든 실험군에서 수컷의 GSI에 비해 높아, 난소가 정소보다 더 큰 것으로 확인하였다. 아울러, GSI와 HSI가 초기군과 섭이군 간에서는 유의한 차이를 보이지 않은 바, 기아는 섭이보다 간 및 생식소에 더 큰 영향을 미치는 것으로 사료된다.
- 28%의 범위를 보인 결과와 그 경향이 유사하였다. 이러한 결과는 섭이가 멜라닌대식세포의 수량과 크기 변화에 영향을 미치지 않음을 시사하는 것으로 사료된다
- (2000)는 고등어(Scomber japonicus), 쥐노래미(Hexagrammos otakii) 및 홍연어(Oncorhynchus nerka) 의 HSI는 생식소 발달과 직접적으로 비례하는 반면, 은어 (Plecoglossus altivelis)와 뱀장어(Anguillia japonica)는 반비례한다고 보고하였다. 이번 연구 결과, 메기 암컷의 GSI는초기군과 섭이군에서 높게 기아군에서 가장 낮았으며, HSI 도 이와 유사하게 초기군과 섭이군에서는 높고 기아군에서는 가장 낮은 값을 나타내고 있어 메기는 생식소 발달과 HSI가 비례하는 어종으로 확인되었다. 한편, 수컷의 GSI는 섭이군에서 최고치를 보이며, 암컷의 GSI는 모든 실험군에서 수컷의 GSI에 비해 높아, 난소가 정소보다 더 큰 것으로 확인하였다.
- 장 상피세포 핵의 높이는 섭이군, 초기군 그리고 기아군 순서로 유의하게 높은 값을 보였으며(p<0.05), 장 상피세포 핵의 형태는 섭이군에서는 크고 균일하지만, 기아 군에서는 길쭉하고 불규칙한 모양이었다(Fig. 3c, d).
- 이번 연구 결과, 메기 암컷의 GSI는초기군과 섭이군에서 높게 기아군에서 가장 낮았으며, HSI 도 이와 유사하게 초기군과 섭이군에서는 높고 기아군에서는 가장 낮은 값을 나타내고 있어 메기는 생식소 발달과 HSI가 비례하는 어종으로 확인되었다. 한편, 수컷의 GSI는 섭이군에서 최고치를 보이며, 암컷의 GSI는 모든 실험군에서 수컷의 GSI에 비해 높아, 난소가 정소보다 더 큰 것으로 확인하였다. 아울러, GSI와 HSI가 초기군과 섭이군 간에서는 유의한 차이를 보이지 않은 바, 기아는 섭이보다 간 및 생식소에 더 큰 영향을 미치는 것으로 사료된다.
후속연구
- 본 연구는 메기에서의 기아 효과를 생존율, 각 내장 조직의 중량지수 및 일부 조직의 변화 관찰을 통해 조사하였다. 본 연구에서 도출된 GSI, HSI 및 ISI와 신장, 장 상피 및 간의 조직학적 변화 결과들은 국내 주요 양식대상 종인 메기에 대한 기초 자료로서 의미가 있으며, 기아에 의한 일부 조직의 변화에 대한 정보는 어류의 영양 상태를 확인할 수 있는 지표로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 멜라닌대식 세포(melano-macrophages; MMs)는 기아 동안 신장에서 증가함을 관찰하였다. 신장의 MMs 증가 및 간세포의 수축 현상은 메기의 기아 상태를 식별하는 지표로 이용할 수 있 으며, 본 연구의 결과는 메기의 영양 상태 확인을 위한 기 초 자료로서 의미가 있을 것으로 사료된다.
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