초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과
1. 방류용 대구 종묘의 대량생산 기술개발 및 기반구축
가. 양질의 대구 수정란 생산 및 종묘생산 시스템 구축
2007년 1월 4일 대구 수정란을 5개 수조에 수용하였고 그 중 3수조는 상실기까지의 초기 생존율이 각각 37.5%, 54.5%, 85.0%였고, 초기발생이 양호한 1개 수조는 심장이 박동할 때까지 53.0%가 생존하였으며, 그 외에는 발생 5일까지 생존율이 10%이하로 급격한 폐사를 보여 배수 처리하였다. 부화기간 동안은 자연해수를 공급하였으며, 부화수온범위는 8.5-9.6℃였다. 9

Ⅳ. 연구개발 결과
1. 방류용 대구 종묘의 대량생산 기술개발 및 기반구축
가. 양질의 대구 수정란 생산 및 종묘생산 시스템 구축
2007년 1월 4일 대구 수정란을 5개 수조에 수용하였고 그 중 3수조는 상실기까지의 초기 생존율이 각각 37.5%, 54.5%, 85.0%였고, 초기발생이 양호한 1개 수조는 심장이 박동할 때까지 53.0%가 생존하였으며, 그 외에는 발생 5일까지 생존율이 10%이하로 급격한 폐사를 보여 배수 처리하였다. 부화기간 동안은 자연해수를 공급하였으며, 부화수온범위는 8.5-9.6℃였다. 90일간의 자치어 사육기간 중의 사육수는 부화 5일까지 자연수를 공급하였으며, 알테미아를 공급하여 자어가 유영력을 가지기 시작하는 30일까지 가온을 통하여 수온을 10.0 -12.5℃를 유지하였고 이후 차츰 수온을 자연수로 조절하였으나 70일 이후 채광에 의하여 수온이 다소 자연수보다 높은 경향을 나타내었다. 90일경까지 생존한 치어는 3-4㎝ 크기로 성장하였고, 관리되고 있던 5개 수조 중 바이러스에 의해 감염된 3수조는 소각 처리하였으며, 2수조에서 생존한 2만 마리는 4월 30일 거제 외 포항 해상에 방류하였다. 이 시기는 대구치어가 진해만에서 외해로 빠져 나가는 것으로 알려져 있는 수온 15℃가 유지되는 기간을 기준으로 하였다.
2008년 종묘생산에 사용된 친어는 암컷이 6개체로 전장 620-750 mm(평균 687.44±50.83 mm), 체장 530-640 mm(평균 577.78±46.38 mm), 그리고 전중량이 3,500-5,900 g(평균 4922.20±724.19 g)였다. 수컷도 6개체로 전장 580-680 mm(평균 631±30.44 mm), 체장 490-580 mm(평균 532.50±31.96 mm), 그리고 전중이 2,700-4,100 g(평균 3162.50±537.02 g) 이였다. 1월 15일 2개의 실험구에 수용한 대구 수정란의 수정 하루 후의 생존율이 각각 77.0%과 75.0%로 양호하였고 발생 7일 후인 1월 22일 심장 박동기까지의 생존율이 72.0%, 68.0%로 양호하여 종묘생산에 이용하였다. 대구자어는 부화 20일경까지 대부분의 자어가 생존하였으며, 2007년에 나타났던 20일령 경의 Artemia 부화유생을 공급 직전 대량 폐사는 나타나지 않았다. 90일경까지 생존한 치어는 3-4㎝ 크기로 성장하였고, 2007년 5월 9일 거제 외포항 해역에 4만 마리를 방류하였고 실험을 위하여 1만 마리는 중간육성 하였다.
2009년 1월 7일 경상남도 진해만에서 포획되어 수정란방류사업에 사용되는 암컷 10개체와 수컷 4개체로부터 수정란을 얻었다. 수정란은 어미의 복부를 압박하여 난을 착출한 후 난이 충분히 성숙되었다고 판단되는 알을 선별하여 인공수정시켜 현장에서 여분의 정자와 불순물을 제거하는 간단한 세란 작업을 마친 후 20ℓ용량의 비닐에 해수를 채운 뒤 수정란 500mL를 넣어 경상남도수산자원연구소로 수송하였다. 수용된 수정란은 상실기까지 초기 생존율이 각각 88.8%, 89.8%, 84.3%, 95.8%로 모두 수정이 양호하였으나 120시간 후 배체가 형성되면서 급격히 생존율이 감소하여 36.8%, 49.2%, 52.7%, 65.5%가 생존하였으며 부화 직전인 216시간 후까지 점차 감소하는 경향은 있으나 38.9%, 46.3%, 54.8%, 66.7%로 비교적 안정되었다. 부화 40일경까지 알테미아 개체수를 0.1개/mL 이하로 유지한 결과 사육수조 내 진균발생에 따른 부분적인 폐사는 발생하였으나 생존율에 별다른 영향은 없었다. 또한 2007년 사육 시 나타났던 부화 20일령 경의 대량폐사현상이 나타나지 않아 20m3 용량의 P.P원형수조 4개에 각각 10만 개체 이상의 대구 자어가 생존하였고, 이러한 결과는 2007년과 2008년에 비하여 매우 높은 수준이었다. 그러나 부화 40일령 이후 높은 생존에 따른 알테미아의 공급밀도의 조정은 급격한 대량폐사를 가져왔고, 부화 50일령이 지나지 않아 대부분의 대구 자어가 폐사하였다. 이러한 현상은 2007년 알테 미아 공급초기 나타났던 대량폐사현상과 비슷하게 진행되었으나 폐사된 개체에 있어서는 증상이 다소 차이가 나타났다. 부화 20일령 자어가 알테미아 공급초기 만복 후부터 2-3일이 지난 시점에 장이 비면서 서서히 폐사하는 것에 비하여 40일령 과잉공급 시 나타난 폐사현상은 폐사개체 대부분이 만복상태에서 폐사하였고 그 진행이 매우 빠르다는 것이었다. 폐사직전의 대구자어를 질병 검사한 결과 아무런 이상은 나타나지 않았다. 2009년 대구 종묘생산결과는 40일령부터 발생하기 시작한 대량 폐사에 의하여 저조하였다. 이런 결과는 40일령에서 생존율 증가에 따른 사육밀도 증가에 기인하여 알테미아 공급량을 증가시켰기 때문인 것으로 사료된다. 생산된 대구치어 1만 마리는 통영시 산양읍 풍화리 해상에 방류하였다.
나. 성장에 따른 형태학적 연구
경남 거제시 장목면 외포리 연안에서 호망으로 어획된 성숙한 대구 친어(암컷: 전장 68.5 cm, 수컷: 전장 63.5 cm)를 이용하여 건도법에 의해 인공수정을 통해 수정란을 얻은 후, 난 발생 및 자어 형태발달을 관찰하였다. 난은 발생 초기에 점착성이 약한 침성란의 특징을 갖고 있었고, 난경은 1.075-1.168 mm(평균 1.129 mm, n=30)로 유구를 가지고 있지 않았으며, 난 발생이 진행됨에 따라 분리 침성란으로 변화하였다. 사육수온은 9.1-10.2℃ (평균 9.8℃ )에서 수정 후 220시간 30분에 배체가 심하게 꿈틀거리면서 부화하기 시작하였다. 부화 직후 자어의 전장은 3.72-4.40 mm, 근절 43-47개(11~13+32~34)로 입과 항문은 열려 있지 않았다. 난황은 평균 전장(이하 전장) 4.58 mm에서 거의 흡수 되었으며, 후기자어로 이행하였다. 등지느러미 및 뒷지느러미의 원기는 전장 5.48 mm에서 출현하였으며, 전장 6.88 mm에서 두 지느러미가 분화하기 시작하였고, 흑색소포는 몸 중앙부의 배 쪽과 꼬리지느러미 기저부에서 증가하였다. 막지느러미는 전장 11.54 mm에서 소실되었고, 각 지느러미마다 줄기가 발달 해 있었다(D. 3~7-12~14-13~14; A. 13-15). 측선과 대구 특유의 아래턱 수염은 전장 15.07 mm에서 확인되었다.
다. 소화기관 발달에 대한 조직학적 연구
부화 일수에 따른 대구 자ㆍ치어의 성장 변화를 토대로 부화 후 38일, 46일 그리고 54일의 대구 형태와 소화관 조직 관찰을 실시하였다. 부화 후 38일에는 지느러미가 분화 되기 전 단계인 막지느러미의 형태를 하고 있었으며, 46일과 54일로 이행되면서 막지느러미가 소실되고 지느러미의 분화가 뚜렷해져 있는 것이 관찰되었다. 부화 후 38일령의 대구 소화관 조직을 관찰한 결과 이미 식도(esophagus)와 위(stomach)의 각 소화기관의 구조적인 분화가 완료된 상태였다. 이 시기에 점액을 분비하는 점액세포(Mucous cell, Mc)가 식도의 점막주름에서 잘 발달되어 있었으며, 위체부(胃體部)의 근육층, 표면상피, 점막 상피층에서 위선(gastric gland)을 명확히 관찰할 수 있었다. 부화 후 46일령에서는 영양분을 흡수하는 흡수세포(absorptive cell)가 선명히 관찰되었으며, 점액세포의 발달은 38일령과 비슷하였으나 위선은 보다 선명히 관찰되었다. 부화 후 58일령 대구의 소화관은 46일령과 큰 차이가 없었으며, 위선의 발달 정도도 매우 유사하였다.
라. 경제성(연료비 절감효과) 조사를 위한 가온, 비가온구에 따른 성장 및 생존율 조사 사육 전 기간에 걸쳐 자연해수를 공급한 사육구(비가온구)와 초기 5일령부터 30일령까지 가온을 통한 사육구(가온사육구)에 있어서 초기 20일까지는 성장에 있어서의 차이는 없었으나 20일 이후 40일까지 가온수(11℃ 전후 유지)를 통한 가온사육구의 성장이 비가온구보다 빨랐다. 40일령 이후에는 그 성장의 차이가 없어졌다. 그러나 생존율에 있어서 비가온구보다 가온구가 뚜렷하게 양호하였으므로 초기 사육에 있어서 11℃ 전후로 사육하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 사육수온에 따른 생존율을 알아보기 위한 별도의 실험을 80 L(Φ60 ㎝ ×30 ㎝) 아크릴 원형수조에서 실시하여 11℃ 가온구에서 실험 시작 15일 째 29%의 가장 높은 생존율을 나타냈으나 그 이후 전량 폐사하였다.
마. 성장에 따른 소화효소 분석
trypsin 활성(unit)은 부화후 5일째부터 확인되어 2.5±1.1 unit을 나타내고 35일째
24.6±4.5 unit으로 증가하였고 60일째까지 지속적으로 증가하였다. 그러나 볼락과
조피볼락 등의 다른 어종에 비하여 전체적으로 매우 낮은 값을 나타냈다. pepsin-like enzyme 활성도 부화 후 5일째 1.2±0.9 unit가 확인되었고 45일째까지 점차 증가한 후, 급격한 증가를 나타냈다. amylase 활성(unit)은 산출후 5일째 0.5±0.1 unit으로 확인되었고 부화후 30일까지 낮은 값을 유지하다가 그 후 증가하여 60일째는 8.7±1.6 unit을 나타냈으나 amylase 활성 역시 타 어종에 비하여 매우 낮은 값을 나타냈다. lipase 활성(unit)도 부화후 5일째 0.4±0.1 unit으로 확인 된 후 30일까지 큰 변화가 없다가 그 이후 급격히 증가하여 6.4±1.0 unit를 나타냈다. 그러나 lipase 활성의 전체적인 값이 타 어종에 비하여 매우 낮게 나타났다
바. 우량종묘 대량생산을 위한 실험
대구 수정란의 수정률 및 부화율 향상을 위한 실험으로 난의 색상에 따른 수정률 및 생존율의 변화에 대한 실험을 수행하였다. 색차계(Color meter ZE 2000, NIPPON DENSHOKU KOGYO CO., LTD)를 사용하여 수정 전 대구 알의 색상을 분석하면 알의 밝기를 나타내는 명도(Brightness), 녹색과 적색의 대비를 표시하는 적색도(Value of Green-Red), 황색과 청색을 대비로 표시하는 황색도(Value of Blue-Yellow)와 이를 종합한 색상의 차이에 의해 나타나는 색상 차이도(Value of difference color as a control)를 기초로 난질의 차이를 판정하는 것이다. 그러나 전체적인 알의 색상 차이는 부화과정에 있는 수정란의 생존율에 별다른 영향을 미치지 못한 것으로 보인다.
부화 환경에 따른 수정란의 생존율 변화에서는 자연에서 흔히 저질로 분류되는 모래, 펄과 인공부화 때 사용되는 아크릴 바닥을 대상으로 수정 후 발생중의 일별 생존율의 변화를 살펴본 결과 모래와 펄이 아크릴에 비하여 생존율이 다소 높게 나타났다. 부착 재질에 따른 수정란 생존율의 변화를 조사하기 위해 모자반과 팜사에 수정란을 부착시켜 시기에 따라 떨어지지 않고 부착된 수정란의 부착율과 생존율을 조사하였다. 수정란의 탈락은 모자반과 팜사에서 같이 일어났으며 수정 후 1일부터 팜사보다 모자반에서 탈락이 심한 것으로 나타났다. 그러나 생존율에 있어서 7일까지는 유사한 것으로 나타났으나, 8일부터는 모자반이 팜사에 비하여 생존율이 높게 나타났고, 대조구로 사용한 아크릴수조로서 전체적인 부화율 감소 차이를 비교하면 실험 후반부에는 모자반과 팜사가 아크릴 수조에 비해 생존율이 낮게 나타났으나, 최종부화율로 간주할 수 있는 10일령에는 모자반과 대조구는 거의 유사한 생존율이 나타났고, 팜사만이 낮아지는 경향을 나타내었다.
자ㆍ치어 생존율 향상을 위한 광주기 조건 실험에서는 광주기 조건을 24L:0D, 18l:6D, 12L:12D로 설정하여 3반복 실험하였으며, 24L:0D의 광주기 조건하에서는 단위사육수용밀도를 고밀도와 저밀도로 구분하여 사육하였다. 연속광조건 하에서는 초기감모가 다른 실험구에 비하여 늦게 발생하였는데 광주기 조건이 짧을수록 초기감모가 일찍 발생하였다.
그러나 17일령이 지나면서 이들 간의 생존율은 거의 차이를 나타내지 않았다. 한편, 24시간 조명하의 고밀도구와 저밀도 구간의 생존율 차이는 뚜렷이 나타나지 않았으며, 17일 이후 급격한 폐사가 진행되어 23일령이 되면 대부분이 폐사하였다.
자ㆍ치어 생존율 향상을 위한 수온별 사육실험에서 자어의 성장은 실험 시작 시 전장 4.5±0.1 mm, 체장4.3±0.1 mm였던 것이 실험 7일 후에는 11℃ 실험구 5.1±0.1 mm와 5.0±0.2 mm, 9℃ 4.9±0.2 mm, 4.6±0.2 mm, 13℃ 4.9±0.2 mm, 4.6±0.2 mm로 성장하여 11℃ 실험구에서 가장 빠른 성장을 보였다. 생존율에 있어서도 15일간 최종 실험의 결과 11℃ 실험구에서 사육한 실험구가 56.8%의 생존율을 나타내어서9℃실험구의 41.7% 나 13℃ 실험구의 13.6% 실험구보다 유의하게 높은 생존율을 보였다.
사육수 가온 여부에 따른 생존율 실험에서는 2006년 사육 전 기간에 걸쳐 자연해수를 공급한 사육구(비가온구)와 2007년 초기 5일령부터 30일령까지 가온을 통한 사육구(가온 사육구)에 있어서 초기 20일까지는 성장에 있어서의 차이는 없었다. 그러나 20일 이후 40일까지 가온수(평균 11℃ 전후 유지)를 통한 가온사육구의 성장이 비가온구보다 빨랐으나 40일령이후에는 그 성장의 차이가 없어졌다. 그러나 생존율에 있어서 비가온구보다 가온구가 뚜렷하게 양호하였으므로 초기 사육에 있어서 11℃전후로 사육하는 것이 바람직해 보인다.
먹이생물 조합에 따른 자어의 성장과 생존에서는 10일간 4 가지 먹이 공급 방법으로 대구 자어를 사육하면서 자어의 성장을 측정하였다. 최초 실험 시작 시 평균 전장이 6.7±0.5 mm이었던 대구 자어는 Treat 1, Treat 2, Treat 3, Treat 4에서 실험 3일째에 각각 7.2±0.4 mm, 7.3±0.4 mm, 7.3±0.4 mm, 6.9±0.4 mm로, 6일째에 각각 7.6±0.4 mm, 7.8±0.4 mm, 7.5± 0.5 mm, 6.9±0.4 mm로, 9일째에 각각 7.9±0.4 mm, 8.2±0.5 mm, 7.8±0.3 mm, 7.1±0.4 mm로 성장하였다. Rotifer를 공급하면서 Artemia nauplii를 소량 공급하였던 Treat 2 가 나머지 세 실험구보다 성장이 가장 빨랐다.
참돔 수정란 공급에 따른 자치어의 성장에 대한 실험에서는 부화 후 40일까지 rotifer 만 단독으로 공급하다가 41일령부터 Artemia nauplii와 자연 요각류를 공급한 경우(Treat 1), 2007년 rotifer는 부화 후 50일까지 공급하고 Artemia nauplii를 부화 후 20일령부터 공급한 경우(Treat 2), 그리고 2007년 rotifer를 부화 후 50일까지 공급하고 Artemia nauplii를 부화 후 20일령부터 공급하며 60일부터 참돔수정란을 공급한 경우(Treat 3)로 실험구를 설정하여 부화 후 90일까지의 성장을 비교하였다. 부화 후 60일령까지 Treat 2와 Treat 3의 경우가 16.2 mm로 Treat 1의 13.6 mm보다 빠른 성장을 보였다. 그러나 41일령부터 자연 요각류를 공급한 Treat 1은 부화 후 70일령에 20.5 mm로 성장하여 21.9mm로 성장한 Treat 3과는 유의한 차이가 없었지만 17.8mm로 성장한 Treat 2보다는 빠른 성장을 하였다.
사. 우량종묘 대량생산 및 방류를 위한 부화기 이용
수정란 생존율을 높이기 위하여 부화기를 이용한 대구 수정란의 부화 실험을 수행하였다. 부화기는 Polycabonate(P.C)과 아크릴(Acrylic) 재질로 만든 용기로 바닥은 반형구 형태로 제작되었고, 중앙 파이프(Φ20 mm 아크릴파이프)를 통하여 수조 바닥으로 사육수가유입되어 침강된 대구 수정란을 바닥에서 부상시키거나 서로 붙지 않고 떨어지게 하는 역할을 한다. 2009년 1월 7일 암컷 8마리로부터 얻어진 대구 알은 어미별로 구분하여 수컷 3마리와 인공 수정하였고 P.C 재질의 부화기(Φ260 × h800 mm) 4개에 1,000 mL씩 수정란을 각각 수용하고 이와 동시에 같은 수정란을 20 ton 용량의 P.P 원형수조(5×5×1m) 4개에 1,000 mL 씩 수용하여 부화율을 비교하였다. 수정 24시간 후 수정란은 상실기 단계에 있었고 수정률은 실험구인 부화용기에 수용한 수정란과 원형수조에 수용한 대조구간의 유의적인 차이는 없었다. 단, 대조구보다 부화기에 수용된 수정란의 생존율이 다소 높았다. 수정 120시간까지의 생존율은 실험구와 대조구에서 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 결과적으로 부화기에서 9일까지 생존한 수정란이 41.3 - 69.5%로 높게 나타났고 이와 같은 결과에 근거하여 대구 수정란 부화에 부화기를 이용하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다
2. 방류용 종묘의 친어 유전자 정보구축 및 친자감별 기술개발
가. 대구 친어의 1차년도 유전자 정보구축 및 친자감별 기술개발
경남 진해만으로 산란회유 하는 대구 집단에 대한 유전학적 data를 얻기 위하여 진해만 대구 28개체와 방류용 종묘 21개체에 대한 유전학적 분석 결과, 방류용 종묘 생산용의 친어를 포함한 진해만 대구에서 17개의 haplotype과 유전자 다양성이 0.9299±0.0135으로 확인되어 다양성이 매우 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 He와 Ho 모두 높게 나타나서 이러한 높은 다양성에 근거하여 방류어 추적을 위한 수단으로 msDNA를 이용할 수 있음도 확인되어 친어 유전자정보를 구축하였다. 한편, 방류용 종묘에서는 4개의 haplotype이 확인되었고, 유전자 다양성도 0.6400±0.0538로 상대적으로 낮은 값을 나타내었다.
나. 대구 친어의 2차년도 유전자 정보구축
2008년 대구 친어의 유전자 정보구축에 이용된 대구는 종묘 생산에 이용된 친어 12개체(암컷 6개체, 수컷 6개체)와 이들 친어에서 생산된 종묘를 친어 집단별로 16개체씩 6집단에서 채집하여 총 96개체 시료에 대해 msDNA를 이용 분석하였다. 각 locus에서 가장 많은 allele을 갖은 것으로 나타난 primer는 Gma 104, Gma 100, Gma 101 순이었고, Gma 103과 Gma105는 각각 5개의 allele을 갖고 있어서 가장 적은 수의 allele을 갖는 것으로 나타났다. 5개의 primer를 이용하여 6개 집단의 대구 친어와 종묘의 친자 감별을 한 결과 집단별로 100% 친자 확인이 가능하였고 이 결과에 근거하여 2008년 방류 된 종묘의 방류어 판별을 위한 DNA D/B구축을 수행하였다.
다. 대구 친어의 3차년도 유전자 정보구축
3차년도 대구 친어 유전자 정보구축에 이용된 대구는 2009년 종묘 생산에 이용된 친어 14개체(암컷 10개체, 수컷 4개체)로 이들 시료에 대해 msDNA 분석을 수행하였다. 각 locus에서 가장 많은 allele을 갖은 것으로 나타난 primer는 Gma 104, Gma 100, Gma 101순이었고, Gma 105과 Gma103은 각각 3개의 allele을 갖고 있어서 가장 적은 수의 allele을 갖는 것으로 나타났다. 이상과 같은 5개의 primer를 이용하여 친자감별을 통한 방류어 추적이 가능하도록 DNA D/B를 구축하였다.
3. 방류용 대구의 회유경로 및 방류효과 조사
가. 방류 종묘의 생존율 향상을 위한 적정크기, 시기, 해역선정
2006년 11월부터 2007년 2월까지 CTD(SBE 19-03)를 이용하여 매월 1회 7개 정점을 관찰한 결과 표층과 저층의 수온은 1월이 가장 낮았고 1월에 측정한 정점 중 1, 2, 3, 4, 7의 표층과 저층 수온은 평균 7.6℃, 7.7℃로서 가장 낮은 수온을 나타내었으며, 정점 5, 6은 비교적 높은 수온을 나타내었다. 조사결과 1월이 대구 난 부화 적수온으로 나타났으며, 그 중 정점 1, 2, 3, 4, 7의 표층과 저층 수온은 평균 7.6℃, 7.7℃를 나타내어 수온만으로 살펴보면 5개 정점이 산란하기에 가장 적당한 장소로 생각된다. 하지만 정점 5, 6은 비교적 수온이 높았으므로 산란 장소로는 적합하지 않은 것으로 생각된다. 2006년 11월 부터 2007년 3월까지 정점에서의 표층과 저층수온은 차이가 없었지만 4월과 5월의 표층과 저층수온은 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 정점별 저층의 수온은 비슷한 수치를 기록하였다. 이러한 저층 수온의 변화는 대구 자ㆍ치어의 성육회유에 많은 영향을 줄 것으로 추정된다.
나. 방류 종묘의 회유경로 조사(DNA 분석)
진해만에서 산란 된 대구(이하 진해만 대구라 칭함) 자원의 효율적 관리를 위한 기초 data를 얻고 방류 종묘의 회유경로 조사를 위한 DNA D/B 구축을 위해 진해만에서 어획되어 종묘생산을 위해 이용된 친어와 생산된 종묘에 대해 DNA분석을 실시하여 D/B를 구축하였다.
다. 방류효과 분석
msDNA와 이석에 표지하는 Alizarine Complexone 표지를 통해 방류어를 판정하는 방법이외에 어민도 현장에서 쉽게 방류 종묘 판별을 할 수 있도록 하기 위하여 어체 외부에 표지하는 Visible Implant Elastromer 형광표지를 실시하였다. Elastromer 표지는 대구의 두부 주위에 주사기를 이용하여 실시하였다. 이 표지의 특징은 어체 외부에 하는 형광표지로 비전문가도 형광표지된 것을 보고 쉽게 방류종묘인 것을 식별할 수 있는 것으로 종묘 방류 4년 후 방류종묘가 회유하여 진해만에 돌아온다는 것을 가정할 때 방류종묘임을 판별하는 근거로 활용가능 할 것으로 판단된다.

Abstract ▼

The results are summarized as follows:
Average size of total length and body weight of female captured in January were 59.7±4.6 cm (45-76 cm) and 2,971.7±491.1 g (1,700-5,800 g; n=291) respectively while those of female captured in January of 2003 were 65.5±5.3 cm (45-85 cm) and 4,776±733 g (1,50

The results are summarized as follows:
Average size of total length and body weight of female captured in January were 59.7±4.6 cm (45-76 cm) and 2,971.7±491.1 g (1,700-5,800 g; n=291) respectively while those of female captured in January of 2003 were 65.5±5.3 cm (45-85 cm) and 4,776±733 g (1,500-8,000 g; n=647) respectively. Gonadosomatic incices of female captured in the seasons was 49.5±4.6 cm (41.9-60.4). Fertilization rate of eggs was near 100% until the egg collected two and half hours from dead female and development rate of those eggs was over 70%. Fertilization rate was over 80% of the eggs until 6 hours after the female death. However, egg developing rate was dropped to 12.7% when eggs were collected up to 4 hours after female death and that was dropped to 0% when eggs were collected after 4 and half of female death. Optimum temperature range for Pacific cod egg development was 7-10℃ when tested in 4℃, 7℃, 10℃, 13℃ and 16℃. The hatching rates of 7℃ and 10℃ were 80.1% and 70.1%. Highest hatching rate of Pacific cod eggs (over 74.2%) was achieved with the method of spreading fertilized eggs on the concrete tank bottom compared to other methods, cylinder hatching jars and, square net hatching plates.
Embryonic and larval developments on Pacific cod, Gadus macrocephalus are described from laboratory-reared specimens. The eggs (1.075-1.168 mm in diameter) were weakly adhesive, almost spherical in shape, transparent and unpigmented, showing a pale yellow yolk without oil globules. Hatching was occurred 220 hrs after fertilization at 9.8°C. The newly hatched larvae (3.72-4.40 mm in total length, TL) had 43-47 (11~13+32~34) myomeres, mouth and anus which was not yet opened. The yolk was completely absorbed at 4.58 mm TL, and transformed to postlarval stage. Locations of the anus and second dorsal fin origin, and distinctive growth of the larvae head were observed at 5.48 mm TL with melanophores in the gill cover and upper region of the occipital. In addition, melanophores were distinctive in the ventral region and caudal fin base at 6.88 mm TL. All fins were formed with a complete set of fin rays having the following counts (D. 3~7-12~14-13~14; A. 13-15) at 11.54 mm TL. Both lateral line and barbel of lower jaw were observed at 15.07 mm TL.
Growth rates of Pacific cod fry were significantly higher at 11℃ (5.30 mm TL) compare to the 9℃(4.7 mm TL) and 13℃ (4.64 mm TL) while their survival rate were 56.8%, 41.7%. and 13.6%, respectively. Higher water temperature (13℃) led higher growth but significantly lower survival. The survival rate of Pacific cod fry was significantly higher at 24-light hour photoperiod at the beginning 7 to 16 days no differences were found thereafter with 16L:8D and 12L:12D. Ammonia excretion rates and oxygen consumption rates of 15 day old Pacific cod fry were measured for 48 hours under 3 different temperatures, 10, 13 and 16℃. The fry were fully fed rotifer before measure. Ammonia excretion rate and oxygen consumption rates were increased until 4th hours after satiation feeding and reached lowest at 18th hours after feeding and remaining lower thereafter. The highest ammonia excretion and oxygen consumption rate of Pacific cod fry were 215±19.8 ㎍ NH_3-N g^-1 h^-1
and 1,778±55.6 ㎍ O₂ g^-1 h^-1 respectively within 4 hours after feeding under the
temperature conditions of 13℃.
The maximum growth was found at lower density Artemia treatment (Artemia nauplii larvae 0.1 ind./mL+rotifer 3～6 ind./mL) with the TL of 8.2±0.5 mm followed by higher density Artemia treatment (Artemia nauplii larvae 0.3～0.5 ind./mL+rotifer 3～6 ind./mL) with the TL of 7.8±0.3 mm and rotifer only treatment (rotifer 3～6 ind./mL) with the TL of 7.9±0.4 mm. The significantly lower growth was found at Artemia only treatment (Artemia nauplii larvae 0.3～0.5 ind./mL) with TL of 7.1±0.3 mm. The highest survival rate of cod larvae was found at lower density Artemia treatment (54.3±7.5%), followed by in the order of rotifer only treatment (37.9±5.6%), higher density Artemia treatment (24.8±4.3%), and Artemia only treatment (21.1±4.2%). It was observed that Pacific cod larvae try to eat and swallowed Artemia nauplii larvae at the early life stage but can not digest easily. Therefore the fry must fed small number of Artemia nauplii larvae in the early stage of their life history. The aim of this study was to develop technology to produce Pacific cod fry up to 5 cm for release until early May showing over 15℃ as well increase survival. With this point of view, firstly, the study on the sperm storage in cold was conducted for the early seed production during December. Secondly, the study on the growth enhancing by the treatment of different feeds (rotifer, Artemia nauplii larvae, artificial feed, and seabream eggs) and environmental factors (water temperature and photoperiod). This study was also conducted for the increasing of hatching rate and suggesting of procedure table for the mass Pacific cod fry producing through the 6 years' trials. Hatched out fry of Pacific cod were reared in sea cages and preference of natural live feed of the fry were tested until 45th day after hatch. Live foods were gathered under the attraction light during the night time and water and the attracted live foods were pumped into the cages through the net that mesh size was 60 μm. Larvae of copepods and bivalves were the major live foods for Pacific cod fry. Specific growth rates of the fry reared in cages with natural foods and in concrete tanks with rotifer only were 1.5% and 1.1% respectively. Amount of natural foods in the stomach of the fry was increased rapidly from 7.3 mm in total length. Fertilized eggs of red seabream was also good source of live for fry. Pacific cod fry has some problem of digesting Artemia nauplii larvae because high mortality of the fry was observed when the fry have many nauplii larvae at same time. Nutritional value of Artemia nauplii larvae decreased when the larvae stay longer in aquaria. Also There was no nutritional problem of cod fry when they fed fertilized eggs of red seabream and they grew faster than the fry fed rotifer and/or Artemia nauplii larvae. Artemia nauplii larvae flow out easily when water is changed. Lipid content of fertilized eggs of red seabream was 0.9% and 40.6% of lipid was n-3 HUFA. The percentage of EPA in the n3-HUFA was 10.9% and that of DHA was 19.0%. In the Artemia nauplii larvae, lipid content was 2.0% and 38.0% of lipid was n-3 HUFA. Linolenic acid (18:3n-3) was highest amount in the n-3 HUFA and the percentage was 29.3% and that of EPA was 1.4%. No DHA was found in the Artemia nauplii larvae. The percentage of fatty acids whose carbon number is more than 20 in n-3 HUFA in the fertilized eggs of red seabream was 35.1% and that in Artemia nauplii larvae was only 3.5%. Therefore, fertilized eggs of red seabream were much better live food for the Pacific cod fry than Artemia nauplii larvae in terms of EPA and DHA those are most important nutrients for marine fish.
The effects of adhesive substrates and bottom materials on releasing of fertilized eggs of Pacific cod, Gadus macrocephalus were examined to find the effective releasing method. Palm twin as an adhesive substrate for the fertilized eggs shows the significantly highest adhesive rate compared to those of gulf weed. However, survival rate of the fertilized eggs attached to palm twin was as low as 17.5% on 8 days after fertilization (DAF). By contrast, the fertilized eggs with no adhesive substrate shows the highest survival rate as 47.0%. On the other hand, bottom materials experiment reveals that survival rate of the fertilized eggs on sand was significantly high (approximately 51.1%) on 8 and 9 DAF. This result indicates that adhesive substrates is not needed and bottom materials such as sand or mud on spawning ground should be considered when releasing the fertilized eggs of Pacific cod.
To investigate the extent of genetic differentiation among populations, genetic polymorphism in Pacific cod collected from Jinhae bay was conducted. DNA analysis(msDNA) showed a marked polymorphism in the wild populations with the mean number of 13.8 to 22.6 alleles per locus in five msDNA markers and an observed (and expected) heterozygosity of 0.755 (0.825), 0.794 (0.811) and 0.836 (0.861) for western, southern and eastern populations in Korean waters. Analysis of microsatellite loci indicates that Pacific cod in Boryoung, Jinhae Bay, Joomunjin and Jookbyun are genetically different populations.However, there is no significant differentiation between the Pacific cod population from Jinhae Bay and those from Bangeojin, Korea.
The diet of Pacific cod (Gadus macrocephalus) in the East sea, Yellow sea and Jinhae bay was studied by analysis of stomach contents. Totally 268 individuals were analyzed and the size of Pacific cod ranged from 15.5 to 77.0cm fork length (FL). Although various species of food were eaten by smaller Pacific cod, both caridea and pisces were chiefly taken by larger Pacific cod. Consequently, the diet of Pacific cod with certain size is mainly influenced by prey abundance and prey size spectrum in its habitat. The GSI values of females during mid-spawning period showed the highest value among pre-, mid-, late-spawning period. The results indicate that Pacific cod mainly spawned in the Jinhae Bay on 10th January.
The objective of the present study was to determine the spawning peak of Pacific cod and to describe characteristics of Pacific cod conducted spawning migration. Of the 1,327 specimens measured at fish market, 549 were females and 778 males. Females Body Length (BL) ranged from 42.0 to 76.5 cm and males BL from 36.0 to 71.5 cm.
Of the 47 specimens measured during pre-spawning period. Females BL ranged from 49.5 to 70.0 cm and males BL from 46.0 to 67.0 cm. The Gonad somatic index (GSI) values of females ranged from 3.8 to 51.8. Of the 41 specimens measured during mid-spawning period. Females BL ranged from 48.7 to 64.0 cm and males BL from 40.6 to 67.0 cm. The GSI values of females ranged from 20.3 to 40.0. Of the 8 specimens measured during late-spawning period.Females BL ranged from 51.0 to 58.5 cm and males BL from 38.0 to 55.0 cm. The GSI values of females ranged from 4.6 to 31.0. The GSI values of females during mid-spawning period showed the highest value among pre-, mid-, late-spawning period. The results indicate that Pacific cod mainly spawned in the Jinhae Bay on 10th January.
The diet of Pacific cod(Gadus macrocephalus) in the East sea, Yellow sea and Jinhae Bay was studied by analysis of stomach contents. Totally 518 individuals were analyzed and the size of Pacific cod ranged from 15.5 to 77.0cm standard length(SL). Prey organisms of the East sea Pacific cod consist of Caridea, Cephalopoda and Pisces. In the Yellow sea, the main food composition of Pacific cod is similar to those of eastern Pacific cod, except for Cephalopoda. Interestingly, stomach contents of Pacific cod in Jinhae Bay is mainly occupied by Pisces, which is in contrast to those of two different coastal areas such as East sea and Yellow sea. Although various species of food were eaten by smaller Pacific cod, both Caridea and Pisces were mainly taken by larger Pacific cod. Consequently, the diet of Pacific cod with certain size is mainly influenced by prey abundance and prey size spectrum in its habitat. Higher stomach emptiness of Pacific cod in Jinhae Bay might indicate that fully matured Pacific cod temporally stop feeding during their spawning period.
Optimal conditions for alizarine complexone (ALC) staining of otoliths were investigated in Pacific cod to establish a suitable method by immersing in ALC solution. Pacific cod larvae (34.1 mm TL) were immersed in four different concentrations (20, 40, 60, 80 mg/L) and juveniles (74.8 mm TL) were immersed in five different concentrations (1, 5, 10, 20, 40 mg/L) of ALC for 24 hrs. Thereafter the larvae and juveniles were reared for 14 days. Optimum conditions were determined by the presence of fluorescent marks on otoliths under G-excited UV light and high survival rates during the treatments. The quality of otoliths marking was evaluated and devided into four grades. Larvae marked with the different ALC concentrations had 100% marking success, and their growth rate and body weight did not differ significantly between groups. Consequently, optimal ALC concentration for the larvae was 20 mg/L in the present experiment. On the other hand, distinct fluorescent rings were confirmed on otoliths of juveniles in the 10 mg/L treatment with high survival rate. These results suggest that ALC marking methods can be applied to the release-recapture experiment for stock enhancement of Pacific cod.
In order to discriminate the released fish from the wild fish, visible implant elastomer (VIE) tags was adpopted for young fish of Pacific cod. About 10,000 individuals were successfully tagged around their gill operculum.
Microsatellite DNA markers are acknowledged as very powerful genetic markers for studies of population genetics, evolutionary relationships, and gene mapping. They are also suitable for monitoring changes in genetic diversity and tracing the pedigree in aquaculture operations. The minute quantities of biological material needed, which minimizes trauma to the fish, and their permanence as “tags”, means that the analysis of microsatellite DNA is a very useful tool for genetic studies. The present study adopted microsatellite DNA markers as a tool to trace released juveniles of Pacific cod and successfully establish the database of genetic information for pedigree determination.

목차 Contents

• 제 출 문 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• SUMMARY ... 15
• Contents ... 22
• 목 차 ... 25
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 31
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 31
• 제 2 절 연차별 연구개발목표와 내용 ... 32
• 제 3 절 연구개발의 필요성 ... 33
• 1. 기술적 측면 ... 34
• 2. 경제⋅산업적 측면 ... 34
• 3. 사회⋅문화적 측면 ... 35
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 및 과학기술 정보 ... 36
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 38
• 제 1 절 방류용 대구 종묘의 대량생산 기술개발 및 기반구축 ... 38
• 1. 양질의 수정란 생산 및 종묘생산 시스템 구축 ... 38
• 가. 1차년도 종묘생산 및 관련실험 ... 38
• 1) 재료 및 방법 ... 38
• 가) 종묘생산 ... 38
• (1) 친어 ... 38
• (2) 수정 및 부화 ... 38
• (3) 자·치어사육 ... 38
• 2) 결과 ... 39
• 가) 종묘생산 ... 39
• (1) 수정 및 부화 ... 39
• (2) 자치어 사육 ... 42
• 나. 2차년도 종묘생산 ... 42
• 1) 재료 및 방법 ... 42
• 가) 종묘생산 ... 42
• (1) 친어 ... 42
• (2) 수정 및 부화 ... 43
• (3) 자·치어사육 ... 43
• 2) 결과 ... 44
• 가) 종묘생산 ... 44
• (1) 친어 ... 44
• (2) 수정 및 부화 ... 44
• (3) 자·치어 사육 ... 45
• 다. 3차년도 대구 종묘생산 및 관련실험 ... 47
• 1) 서 언 ... 47
• 2) 재료 및 방법 ... 48
• 다) 종묘생산 ... 48
• (1) 친어 ... 48
• (2) 수정 및 부화 ... 49
• (3) 자·치어사육 ... 49
• 3) 결과 및 고찰 ... 50
• 다) 종묘생산 ... 50
• (1) 친어 ... 50
• (2) 수정 및 부화 ... 50
• (3) 자·치어 사육 ... 50
• 2. 우량종묘 대량생산을 위한 대구 수정란에 관한 연구 ... 52
• 가. 1차년도 ... 52
• 1) 부화율 향상을 위한 수정란질의 판정 실험 및 부화기를 이용한 실험 ... 52
• 가) 재료 및 방법 ... 52
• 나) 결과 및 고찰 ... 53
• 나. 2차년도 ... 54
• 1) 수정률 및 부화율 향상을 위한 실험 ... 54
• 가) 재료 및 방법 ... 54
• 나) 결과 및 고찰 ... 55
• 다. 3차년도 ... 60
• 1) 부화기를 이용한 수정란의 부화 ... 60
• 가) 재료 및 방법 ... 61
• 나) 결과 ... 62
• 2) 부화기 사용 시 수정란의 수용밀도에 따른 생존율 변화 ... 64
• 가) 재료 및 방법 ... 64
• 나) 결과 ... 64
• 3) 수정란 생존에 미치는 부착기질과 저질의 영향 ... 67
• 가) 서론 ... 67
• 나) 재료 및 방법 ... 69
• (1) 수정란 확보 ... 69
• (2) 부착기질에 따른 수정란의 생존율 변화 ... 69
• (3) 바닥 저질에 따른 수정란의 생존율 변화 ... 71
• 다) 결과 및 고찰 ... 73
• (1) 부착기질에 따른 수정란의 부착율과 생존율 변화 ... 73
• (2) 바닥 저질에 따른 수정란의 생존율 변화 ... 75
• 3. 우량종묘 대량생산을 위한 대구 자치어에 대한 연구 ... 77
• 가. 성장에 따른 형태학적 연구 ... 77
• 1) 서 론 ... 77
• 2) 재료 및 방법 ... 78
• 3) 결 과 ... 80
• 가) 난의 형태 ... 80
• 나) 난 발생 ... 80
• 다) 자·치어 형태발달 ... 81
• 4) 고 찰 ... 84
• 나. 소화기관 발달에 관한 조직학적 연구 ... 86
• 1) 서 론 ... 86
• 2) 재료 및 방법 ... 87
• 3) 결과 및 고찰 ... 87
• 다. 경제성(연료비 절감효과) 조사를 위한 가온, 비가온구에 따른 성장 및 생존율 조사 ... 90
• 1) 재료 및 방법 ... 90
• 2) 결과 ... 91
• 라. 성장에 따른 소화효소 분석 ... 92
• 1) 재료 및 방법 ... 92
• (가) 실험어 및 사육관리 ... 92
• (나) 시료채집 및 분석방법 ... 92
• (다) 소화효소 분석 ... 93
• 2) 결과 ... 94
• 마. 우량종묘 대량생산을 위한 기타연구 ... 97
• 1) 재료 및 방법 ... 97
• 가) 자·치어 생존율 향상을 위한 광주기 조건 실험 ... 97
• 나) 자·치어 생존율 향상을 위한 수온별 사육실험 ... 97
• (1) 실험수조에서 자어의 성장과 생존 ... 97
• (2) 대형수조에서 자어의 성장과 생존 ... 98
• 다) 먹이생물 조합에 따른 자어의 성장과 생존 ... 98
• 라) 먹이 포식량과 성장 및 생존과의 상관관계 ... 99
• 마) 참돔수정란 공급에 따른 자치어의 성장 ... 99
• (1) 자치어의 성장 ... 99
• (2) 경제성 분석 ... 100
• 2) 결과 ... 100
• 가) 자·치어 생존율 향상을 위한 광주기 조건 실험 ... 100
• 나) 자·치어 생존율 향상을 위한 수온별 사육실험 ... 102
• (1) 실험수조에서 수온별 자어의 성장과 생존 ... 102
• (2) 대형수조에서 자어의 성장과 생존 ... 103
• 다) 먹이생물 조합에 따른 자어의 성장과 생존 ... 104
• 라) 먹이 포식량과 성장 및 생존과의 상관관계 ... 108
• 마) 참돔수정란 공급에 따른 자치어의 성장 ... 111
• (1) 자치어의 성장 ... 111
• (2) 경제성 분석 ... 115
• 바) 대구 우량 종묘 생산을 위한 자·치어기의 생화학적 변화 ... 117
• (1) 재료 및 방법 ... 117
• (2) 결과 ... 117
• 4. 종합적 고찰 ... 119
• 가. 우량종묘 대량생산 및 방류 ... 119
• 1) 서 언 ... 119
• 2) 수정란 채란 ... 120
• 3) 수정란의 부화 ... 121
• 4) 자·치어 사육 ... 124
• 가) 사육수온 ... 124
• 나) 먹이생물 ... 125
• 제 2 절 방류용 종묘의 친어 유전자 정보구축 및 친자감별 기술개발 ... 129
• 1. 1차년도 대구 친어 유전자 정보구축 ... 129
• 가. 재료 및 방법 ... 129
• 1) msDNA analysis ... 129
• 나 결과 ... 129
• 1) msDNA analysis ... 129
• 2. 2차년도 대구 친어 유전자 정보구축 ... 132
• 가. 재료 및 방법 ... 132
• 나. 결과 ... 132
• 3. 3차년도 대구 친어 유전자 정보구축 ... 134
• 가. 재료 및 방법 ... 134
• 나. 결과 ... 134
• 4. 종합적 고찰 ... 136
• 제 3 절 방류용 대구의 회유경로 및 방류효과 조사 ... 137
• 1. 방류 종묘의 생존율 향상을 위한 적정크기, 시기, 해역선정 ... 137
• 가. 진해만에 산란 회유하는 대구 산란시기 추정을 위한 위판장 및 산란장 조사 ... 137
• 1) 재료 및 방법 ... 137
• 2) 결과 ... 138
• 나. 진해만에 산란 회유하는 대구 연령 추정 ... 141
• 1) 재료 및 방법 ... 141
• 2) 결과 ... 142
• 다. 진해만에 산란 회유하는 대구의 위 내용물 조사 ... 147
• 1) 서 론 ... 147
• 2) 재료 및 방법 ... 148
• 가) 실험어 ... 148
• 나) 어체 측정 및 위 내용물 동정 ... 149
• 다) 자료 분석 ... 150
• 3) 결 과 ... 151
• 가) 공위율 비교 ... 151
• 나) 위 내용물 비교 ... 153
• 다) 체장에 따른 먹이조성 비교 ... 158
• 4) 고 찰 ... 162
• 2. 방류 종묘의 회유경로 조사를 위한 D/B구축 ... 166
• 3. 대구 방류 종묘의 회유경로 조사를 위한 Alizarin Complexone 표지 ... 166
• 가. 서 론 ... 166
• 나. 재료 및 방법 ... 167
• 1) 실험어 ... 167
• 2) 사육 환경 ... 168
• 3) ALC 침적 후의 성장률과 사망률 ... 168
• 4) 이석 ALC 침적정도 분석 ... 169
• 다. 결 과 ... 169
• 1) ALC 침적에 따른 사망률 및 성장률 변화 ... 169
• 가) 1차 실험 ... 169
• 나) 2차 실험 ... 171
• 2) 이석 ALC 침적정도 분석 ... 171
• 가) 1차 실험 ... 173
• 나) 2차 실험 ... 173
• 라. 고 찰 ... 175
• 4. 방류종묘 회유 경로파악을 위한 Visible Implant Elastromer 표지 ... 178
• 5) 종합적 고찰 ... 180
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 183
• 제 1 절 연구개발 목표 및 달성도 ... 183
• 제 2 절 관련분야에의 기여도 ... 184
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 185
• 제 6 장 참고문헌 ... 186
• 끝페이지 ... 195