[논문]염분 변화에 따른 넙치(Paralichthys olivaceus)의 산소 소비율과 혈액 성상

오승용; 정유경; 이근수; 강필준; 박혜미

doi:10.5657/kfas.2020.0620

염분 변화에 따른 넙치(Paralichthys olivaceus)의 산소 소비율과 혈액 성상
Oxygen Consumption and Blood Physiology of Olive Flounder Paralichthys olivaceus Subjected to Salinity Changes 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.53 no.4, 2020년, pp.620 - 627

오승용 (한국해양과학기술원 해양생물자원연구단) , 정유경 (한국해양과학기술원 해양생물자원연구단) , 이근수 (한국해양과학기술원 해양생태연구센터) , 강필준 (한국해양과학기술원 해양생태연구센터) , 박혜미 (한국해양과학기술원 해양생태연구센터)

Abstract ▼ AI-Helper

Oxygen consumption and blood physiology of olive flounder Paralichthys olivaceus (mean body weight 106.6±6.8 g, mean±SD) was investigated at salinities of 34.0 (control), 33.7, 33.3, 32.6, 31.3, 28.6, 23.1, 12.2 and 0.0 psu at 20.0℃, respectively. Stepwise salinity changes (34.0→33.7→33.3→32.6→31.3→28.6→23.1→12.2→0.0 psu) with an interval of 24 h for each salinity induced a significant (P<0.05) increase of oxygen consumption rate (OCR) in fish exposed from 31.3 to 0.0 psu compared to that of control fish. The maximum OCR was found in fish exposed to 23.1 psu, which was accompanied by 36.2% higher energy consumption than the control fish. Fish exposed to each salinity for 24 h induced a significant decrease of blood plasma Na+ in 0.0 psu and Cl- in 12.2 and 0.0 psu (P<0.05), and increase of plasma glutamic oxaloacetic transaminase (GOT) in 0.0 psu compared to the control fish (P<0.05). The results of this experiment show that P. olivaceus exposed to concentrations below 31.3 psu requires more energy costs to adapt to salinity changes than 34.0 psu under our experimental conditions.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Fluctuation of oxygen consumption rate in olive flounder Paralichthys olivaceus subjected to stepwise nine different salini-ties with an interval of 24 h for each salinity.
그림 Fig. 2. Comparison of mean oxygen consumption rate of olive flounder Paralichthys olivaceus subjected to stepwise nine dif-ferent salinities with an interval of 24 h for each salinity.
표 Table 1. Metabolic energy consumption rate (MER) of olive flounder subjected to stepwise nine different salinities with an interval of 24 h for each salinity(psu)
그림 Fig. 3. Comparison of hematological indices in blood plasma (hemoglobin, Na⁺, K⁺, Cl^-, GOT, GPT and glucose) and in blood (hematocrit) of olive flounder Paralichthys olivaceus subjected to nine different salinities for 24 h. Values (mean±SD, n=5) with different letter indicate significantly different (P<0.05).

AI 본문요약
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문제 정의

, 2004) 그리고 자치어의 염분 내성(Chun and Rho, 1991) 연구가 보고된 바 있지만, 염분 변화에 따른 대사율 변화에 대한 연구는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 단계적 염분 변화에 따른 넙치의 산소 소비율 그리고 혈액 성상 변화를 통해 삼투압 조절에 따른 에너지 비용 및 스트레스 반응 정도를 조사하고, 향후 저염분 현상 시 나타나는 에너지수지 변동에 대한 기초자료로 활용하고자 한다.

제안 방법

0 (100%) psu로, 총 9개 농도로 설정하였다. 산소 소비율 측정은 사료 섭취에 따른 영향을 배제하기 위해 48시간 동안 절식시킨 후, 스트레스를 최소화하기 위해 2-phenoxyethanol (150 mg/L)로 마취시켜 무게를 측정한 다음 대조구 염분인 34.0 psu로 조절된 호흡 측정 시스템 내 생물호흡실에 각 5마리씩, 3반복 수용하였다. 실험어 수용시 핸들링에 의한 영향을 배제하기 위해 24시간 동안 안정시킨 후 산소 소비율을 측정하였다.
산소 소비율을 측정하기 위해 실험어가 수용된 생물호흡실 유입수와 배출수간 용존산소 농도 차이가 최소 0.2 mg/L(Oh et al., 2014)가 나도록 유량계를 이용하여 조절하였고, 수온(20.0±0.1°C)을 일정하게 유지하기 위해 히터(용량 2 kW)와 냉각기(DA-2000B, Daeil, Busan, Korea)를 시스템 내 설치하였다.
순치기간 동안 일간 어체중의 1-2% 비율로 배합사료(Aller Aqua Co., Christiansfeld, Denmark; 단백질 함량 51.0%)를 공급하였으며, 수온, 염분 및 용존산소는 각각 19.8-20.0°C, 33.9-34.0 psu 및 6.1-6.7 mg/L 범위로 유지하였다.
0 psu로 조절된 호흡 측정 시스템 내 생물호흡실에 각 5마리씩, 3반복 수용하였다. 실험어 수용시 핸들링에 의한 영향을 배제하기 위해 24시간 동안 안정시킨 후 산소 소비율을 측정하였다. 각 실험 염분 농도의 노출은 24시간 간격으로 이루어졌다.
염분 농도에 따른 넙치의 혈액 성상 변화를 조사하기 위해 각 실험 염분 농도별로 조절된 실험수조(0.4×0.6×0.4 m)에 5마리씩 24시간 동안 수용한 후 각각 채혈하여 혈액 내 glutamic oxaloacetic transaminase (GOT), glutamic pyruvic transaminase (GPT), glucose (GLU), hemoglobin (Hb), Na+ , K+ , Cl- 및 hematocrit를 FUJI DRY- CHEM 4000i (Fujifilm Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다.
(2014; 2015)의 방법에 따라 실험 염분 농도를 결정하여 진행하였다. 즉, 노출 염분 농도에서 24시간 이상 생존 가능한 최저 염분 농도를 파악하기 위해 Hur et al. (2004)결과에서 보고된 0.0 psu를 최저 농도로, 일반 해수 농도인 34.0 psu를 초기 농도로 설정한 뒤 희석 배율에 따라 각각 34.0 (대조구, 희석비율 0%), 33.7 (1%), 33.3 (2%), 32.6 (4%), 31.3 (8%), 28.6 (16%), 23.1 (32%), 12.2 (64%) 그리고 0.0 (100%) psu로, 총 9개 농도로 설정하였다. 산소 소비율 측정은 사료 섭취에 따른 영향을 배제하기 위해 48시간 동안 절식시킨 후, 스트레스를 최소화하기 위해 2-phenoxyethanol (150 mg/L)로 마취시켜 무게를 측정한 다음 대조구 염분인 34.
즉, 최초 대조구 농도에 노출한 후 다음 단계의 각 실험 염분 농도(즉, 34.0→33.7→33.3→32.6→31.3→28.6→23.1→12.2→0.0 psu)로 1시간 이내에 조절하였으며, 산소 소비율은 노출된 염분 농도에서 다음 농도로 변경 직전 6시간 동안 30초 간격으로 측정하였다(Oh et al., 2014; 2015).

대상 데이터

실험어는 포항에 위치한 넙치 양식장(Hansungsusan, Pohang, Korea)에서 구입하여 포말분리기(용적 96 L), 생물여과조(5,060 L) 및 2개의 사육수조(1,000 L)로 이루어진 실내 순환여과식 시스템으로 옮겨 4주 동안 순치시킨 후 사용하였다. 순치기간 동안 일간 어체중의 1-2% 비율로 배합사료(Aller Aqua Co.

데이터처리

분산분석 결과 유의한 차이가 있을 경우 Tukey’s multiple range test로 평균간 유의성을 95% 신뢰수준에서 검정하였다. 각 염분별 시간당 평균 산소 소비율의 경우 반복구별로 pooling하여 분산분석을 수행하였다.
모든 자료는 SPSS 11.5 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)를 실시하였다. 분산분석 이전에 자료의 정규성과 동질성을 검정하였고, 위배될 경우 KruskaWallis test를 실시하였다.
분산분석 결과 유의한 차이가 있을 경우 Tukey’s multiple range test로 평균간 유의성을 95% 신뢰수준에서 검정하였다.
, Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)를 실시하였다. 분산분석 이전에 자료의 정규성과 동질성을 검정하였고, 위배될 경우 KruskaWallis test를 실시하였다. 분산분석 결과 유의한 차이가 있을 경우 Tukey’s multiple range test로 평균간 유의성을 95% 신뢰수준에서 검정하였다.

이론/모형

, 2014; 2015). 산소 소비율(oxygen consumption rate, OCR)은 Jobling (1982)의 방법을 따랐다.
산소 소비율에 의한 에너지 소비를 알아보기 위해 Elliot and Davison (1975)이 보고한 산소 소모에 따른 에너지 전환 계수(1 mL O₂ =19.9 J=4.776 cal)를 이용하여 에너지 소비율을 구하였다.
실험은 Oh et al. (2014; 2015)의 방법에 따라 실험 염분 농도를 결정하여 진행하였다. 즉, 노출 염분 농도에서 24시간 이상 생존 가능한 최저 염분 농도를 파악하기 위해 Hur et al.

성능/효과

염분 변화로 인한 산소 소비율에 따른 일간 평균 대사에너지 소비율을 Table 1에 나타내었다. 단계적 염분 변화에 따른 넙치의 일간 평균 대사에너지 소비율은 45.0-61.3 kJ kg^-1 d^-1 범위로 나타났으며, 가장 높은 대사에너지 소비율을 보인 23.1 psu가 대조구보다 약 36.2% 더 많은 에너지를 소모하는 것으로 나타났다.
1 mg O₂ kg^-1 h^-1)에서 나타났다. 대조구 염분인 34.0 psu에서 23.1 psu까지 염분이 감소함에 따라 넙치의 산소 소비율은 점진적으로 증가한 후 12.2 psu와 0.0 psu에서는 감소하는 경향을 보였다. 단계적 염분 변화에 따른 넙치의 시간당 평균 산소 소비율을 Fig.
, 2014). 본 실험 결과 염분 변화는 넙치의 산소 소비율에 유의한 영향을 미쳤다. 이전의 연구에서 일반적으로 서식하고 있는 환경(Kidder et al.
(2002)는 넙치 치어를 0 psu와 15 psu에 노출할 경우 1, 3, 24시간째에 모두 Cl^- 농도가 유의하게 감소하며, 노출 24시간 후에는 15 psu보다 0 psu에서 더 Cl^- 농도가 감소한다고 보고하였다. 본 실험에서도 Cl^- 농도의 경우 염분 12.2 psu부터 유의하게 감소하기 시작해 0 psu에서 더 낮아지는 결과를 보였다. 혈액 내 Cl^- 또는 Na⁺ 농도가 저염분 조건에서 감소하는 현상은 조피볼락(Oh et al.
1에 나타내었다. 실험이 이루어진 염분 농도 34.0-0.0 psu의 범위에서 넙치의 산소 소비율은 118.2-201.5 mg O₂ kg^-1 h^-1 범위였으며, 산소 소비율의 최소 및 최대 변동 폭은 각각 34.0 psu (123.4-153.9 mg O₂ kg^-1 h^-1)와 28.6 psu (143.5-200.1 mg O₂ kg^-1 h^-1)에서 나타났다. 대조구 염분인 34.
염분 34.0-32.6 psu 범위의 시간당 평균 산소 소비율은 유의한 차이가 없었지만 (P>0.05), 그 이후의 31.3-0.0 psu 범위의 시간당 평균 산소 소비율은 대조구보다 유의하게 높았으며, 23.1 psu에서 가장 높았다(P<0.05).
이상의 결과에서 염분 변화는 넙치의 산소 소비율과 다양한 혈액 인자에 유의한 영향을 미쳤다. 여름철 장마 또는 태풍 등으로 인한 저염분 현상은 넙치의 성장 및 생존에 영향을 줄 수 있는 생리적 반응을 초래할 수 있어 향후 사육시스템 내 사육밀도 및 사육환경 관리 등에 대한 자료로 활용할 수 있을 것이다.

후속연구

, 2004). 본 실험 GLU 농도의 경우 0 psu에서 노출 24시간 후 대조구와 유의차는 없었지만, 32.6-31.3 psu 범위에서 높게 유지되어 항상성 유지를 위해 많은 에너지를 사용하며 이로 인해 산소 소비율의 증가와 연관되는 것으로 생각되지만, 향후 염분 변화에 관련된 어류의 다양한 생리지표(예, Na⁺-K⁺-ATPase, cortisol 등)와 행동특성(behavioural characteristics) (Uliano et al., 2010)이 산소 소비율에 미치는 연구가 필요하다. 본 실험에서 나타난 0 psu 조건에서의 GOT 농도 증가는 이전의 결과와 일치하였고(Hur et al.
이상의 결과에서 염분 변화는 넙치의 산소 소비율과 다양한 혈액 인자에 유의한 영향을 미쳤다. 여름철 장마 또는 태풍 등으로 인한 저염분 현상은 넙치의 성장 및 생존에 영향을 줄 수 있는 생리적 반응을 초래할 수 있어 향후 사육시스템 내 사육밀도 및 사육환경 관리 등에 대한 자료로 활용할 수 있을 것이다. 특히 산소 소비율이 증가하는 염분 조건에서의 용존산소 관리 및 소비된 에너지 회복을 위한 먹이 공급, 스트레스 저감 및 회복 방안에 대한 장단기 연구가 향후 요구된다.
여름철 장마 또는 태풍 등으로 인한 저염분 현상은 넙치의 성장 및 생존에 영향을 줄 수 있는 생리적 반응을 초래할 수 있어 향후 사육시스템 내 사육밀도 및 사육환경 관리 등에 대한 자료로 활용할 수 있을 것이다. 특히 산소 소비율이 증가하는 염분 조건에서의 용존산소 관리 및 소비된 에너지 회복을 위한 먹이 공급, 스트레스 저감 및 회복 방안에 대한 장단기 연구가 향후 요구된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	염분 변화에 따른 넙치의 산소 소비율의 변화는?	, 2014). 본 실험 결과 염분 변화는 넙치의 산소 소비율에 유의한 영향을 미쳤다. 이전의 연구에서 일반적으로 서식하고 있는 환경(Kidder et al.
	염분 변화가 양식어류에 주는 피해는?	우리나라 해산어류 양식 산업의 대부분은 연안지역을 중심으로 해상가두리, 종자배양장 및 육성어 생산시설 등에서 이루지고 있지만, 이 지역 해양환경은 고수온, 저산소, 냉수대 유입, 적조 발생 및 저염분 현상 등 다양한 이슈가 발생하고 있다. 이 중 일시적인 폭우, 여름철 태풍 및 장마 등으로 인한 장단기 기간 동안의 염분 변화는 양식어류의 대사율 변화, 면역체계 교란, 식욕 부진 등 다양한 형태의 스트레스 요인으로 작용한다(Gregory and Wood, 1999; Harris and Bird, 2000; Árnason et al., 2013; Oh et al.
	양식어류에게 피해가 되는 염분 변화의 요인은?	우리나라 해산어류 양식 산업의 대부분은 연안지역을 중심으로 해상가두리, 종자배양장 및 육성어 생산시설 등에서 이루지고 있지만, 이 지역 해양환경은 고수온, 저산소, 냉수대 유입, 적조 발생 및 저염분 현상 등 다양한 이슈가 발생하고 있다. 이 중 일시적인 폭우, 여름철 태풍 및 장마 등으로 인한 장단기 기간 동안의 염분 변화는 양식어류의 대사율 변화, 면역체계 교란, 식욕 부진 등 다양한 형태의 스트레스 요인으로 작용한다(Gregory and Wood, 1999; Harris and Bird, 2000; Árnason et al., 2013; Oh et al.

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Uliano E, Cataldi M, Carella F, Migliaccio O, Iaccarino D and Agnisola C. 2010. Effects of acute changes in salinity and temperature on routine metabolism and nitrogen excretion in gambusia Gambusia affinis and zebrafish Danio rerio. Comp Biochem Physiol A 157, 283-290. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2010.07.019.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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