초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과
1. 식물성 약재들의 면역 및 생리활성
1) 면역활성
곡류는 건강식품으로 널리 이용하는 팥(red bean of Phaseolus angularis), 땅콩(peanut of Arachis hypogaea) 옥수수(maize of Zea mays), 보리(barley, Hordeum vulgare var. hexastichon), 밀(wheat, Triticum aestivum (vulgare)), 율무(grains of adlay, Coix lachrymajobi var. mayuen), 조(s

Ⅳ. 연구개발 결과
1. 식물성 약재들의 면역 및 생리활성
1) 면역활성
곡류는 건강식품으로 널리 이용하는 팥(red bean of Phaseolus angularis), 땅콩(peanut of Arachis hypogaea) 옥수수(maize of Zea mays), 보리(barley, Hordeum vulgare var. hexastichon), 밀(wheat, Triticum aestivum (vulgare)), 율무(grains of adlay, Coix lachrymajobi var. mayuen), 조(seed of millet, Setaria italica), 메밀(seed of buck wheat, Fagopyrum esculentum) 등 곡류 9종과 감초(Glycyrrhiza uralensis)와 川芎(Cnidium officinale), 當歸(Angelica gigas), 인삼(Panax ginseng), 구기자(Lycium chinense), 오미자(Schisandraceae chinensis), 산수유(Cornus officinalis) 등의 한약재와 미역(Undaria pinnatifida), 다시마(Laminaria japonica), 모자반(Sargassum fulvellum), 청각(Codium fragile), 구멍갈파래(Ulva lactuca), 김(Porphyra tenera), 우뭇가사리(Gelidium amansii), 서실(Chondria crassicaulis), 도박(Pachymeniopsis elliptica) 등 해조류 9종을 대상으로 이들 추출물을 대하에 급이하여 superoxide anion assay를 통해 혈구세포에서의 O₂-의 생성 효과면역활성을 조사하였다. 곡류에서는 조와 옥수수가 높게 나왔으며, 한약재에서는 당귀와 천궁이 높게 나왔다. 그리고 해조류에서는 청각과 구멍갈파래가 높게 나왔다.
2) 기호성
상기 약재들에 대한 일일사료 섭취량을 조사한 결과 곡류에서는 조, 옥수수, 메밀이 높게 나왔으며 한약재에서는 감초와 천궁이 가장 높게 나왔으며 실험한 약재 중에서 가장 높게 나왔다. 해조류에서는 김과 도박 등 홍조류가 높게 나왔으나 곡류나 한약재 보다 기호성이 낮게 나왔다.
3) WSSV에 대한 저항성
상기 실험에서 superoxide 생성과 기호성 조사에서 양호한 약재들을 대상으로 조사한 결과 기호성이 뛰어난 감초와 옥수수의 추출물을 첨가한 사료를 급이한 실험구에서는 7일과 9일에 모두 폐사되어 생존율이 0%였다. 그러나 면역력이 높은 청각과 천궁의 추출물을 첨가한 사료를 급이한 실험구에서는 8일 이후에는 각각 2마리와 3마리가 살아남아 20～30%의 생존율을 보였다. 이러한 실험결과는 WSSV에 대한 저항성은 기호성보다 면역력을 높이는 물질이 더 효과적임을 보여주고 있다.
4) in situ법에 의한 WSSV 감염기관의 조직학적 관찰
감염된 개체들은 대체로 아가미와 상피세포 층에 virus에 대해 양성반응을 보였으며, 간췌장과 근육층에는 virus에 대해 양성반응을 거의 보이지 않았다. 그리고 생식소의 난모세포에서도 virus에 양성을 보였다.
5) 약재의 배합율에 따른 WSSV에 대한 저항성
기호성이 우수한 약재를 주로 하여 배합한 SP-01, 기호성이 우수한 약재와 면역증강 효과가 우수한 약재를 1:1의 비율로 혼합한 SP-02, 기호성이 우수한 약재보다 면역증강 효과를 보인 약재들을 많이 혼합한 SP-03를 사용하여 WSSV에 대한 저항성을 조사한 결과 생존율이 각각 0%, 20%, 30%로 나왔다.
그러나 SP-03을 바이러스 감염시키기 전 2주부터 먹인 대하들은 70%의 생존율을 보였다.
6) 추출물 분획의 면역활성 및 생리활성 효과
기호성이 우수한 식물의 각 분획물들 중 면역활성, 일일사료섭취율, 탈피율 모두 물 분획이 좋았으며, 면역기능성이 우수한 식물에서는 면역활성은 CH₂Cl₂ 분획이, 일일 사료섭취율은 물 분획이, 탈피율은 EtOAc 분획이 높은 값을 보였다.
2. 첨가제 Shrimpower-04(SP-04)의 WSSV에 대한 저항성 및 생리활성 효과
1) SP-04 첨가 농도별 먹이유인 효과
SP-04을 0.2g/kg, 0.4g/kg, 0.8g/kg으로 사료에 첨가였을 때 새우의 일일 사료 섭취량은 0.25±0.02g, 0.28±0.03g, 0.30±0.03g으로 첨가량이 증가함에 따라 일일 사료섭취량도 증가하였다.
그러나 SP-04를 0.5g/kg, 1.0g/kg, 2.0g/kg, 4.0g/kg으로 사료에 첨가였을 때 새우의 일일 사료섭취량은 각각 0.24±0.03g, 0.26±0.03g, 0.20±0.02g 그리고 0.15±0.02g으로 SP-04를 2.0g/kg 이상 첨가하였을 때는 일일 사료섭취량이 오히려 감소하였다.
2) SP-04 첨가량의 변화에 따른 소화능력
무 첨가 일반 사료의 경우는 먹이를 섭이하지 않은 개체들이 30%나 되지만 SP-04를 0.1g/kg과 0.2g/kg으로 첨가한 실험구에서는 먹이를 섭이하지 않은 개체들이 각각 23.3%와 6.7%로 나타났다. SP-04를 0.3g/kg 이상을 첨가한 실험구에서는 먹이를 섭이하지 않은 개체들은 하나도 보이지 않았다.
SP-04를 첨가하는 양에 따라 체중에 대한 전장과 중장의 무게의 비가 실험구에 따라 유의한 큰 차이는 보이지 않았지만 SP-04를 첨가하는 양이 많을수록 그 비율이 점점 증가하는 경향을 보였다.
간췌장에서 trypsin의 활성도는 SP-04 첨가량이 증가하더라도 이에 따른 변화는 볼 수 없었으나 전장에서는 SP-04 첨가량이 증가함에 따라 trypsin의 활성도가 점점 증가하고 있는 것을 볼 수 있었다. 중장에서는 무첨가 실험구와 SP-04 0.1g/kg 첨가 실험구에서는 유의한 차이가 없었으나 SP-04 0.3g/kg 이상 첨가한 실험구에서는 SP-04의 첨가량에 따른 변화는 없었다.
3) SP-04 첨가량의 변화에 따른 성장
사육 20일 후 SP-04를 사료에 0g/kg, 0.2g/kg, 0.4g/kg, 0.8g/kg으로 첨가하여 새우에 급이하였을 체장은 각각 73.16±2.78mm, 80.44±2.60mm, 82.82±2.11mm, 83.63± 2.98mm으로 성장하였고, 체중은 5.44±0.69g, 7.32±0.72g, 7.91±0.47g, 8.18±0.86g으로 성장하여 SP-04의 첨가량이 증가함에 따라 성장도 양호한 것으로 나타났다.
4) SP-04 첨가사료의 최적 사료 급이율
0.4g/kg의 농도로 SP-04를 사료에 첨가하여 새우의 총 체중에 1%, 3%, 5%, 8% 그리고 10%로 투여하였을 때 소화 시간에 따른 각 소화기관과 배설물의 소화효소 활성의 변화나 단백질 함량의 변화에는 차이가 없었다.
5) SP-04의 공식 제어 효과
SP-04 무첨가 일반 사료를 투여한 경우 일일 공식율이 초기에는 8.3%로 높았으나 사육이 계속되어 사육 밀도가 작아지면서 서서히 내려가 4%전후로 유지하였다. SP-04를 첨가한 사료를 투여한 실험구에서는 사육기간 동안 일일 공식율이 2%대로 일정하게 유지하였다. 공식으로 인한 사망개체수도 무첨가 일반사료 실험구가 SP-04 첨가 실험구보다 높게 나타나 생존율에서도 큰 차이를 보였다. 따라서 SP-04를 첨가할 경우 공식제어에도 많은 효과가 있음을 보여주고 있다.
6) SP-04의 WSSV 저항성 효과
대하에 WSSV를 인위적으로 감염시킨 후 SP-04를 첨가하지 않은 일반사료를 급이한 실험구에서는 감염 후 6일 만에 전부 폐사하였으나 SP-04 0.4g/kg의 첨가 사료 실험구에서는 80%의 생존율을 보였다. SP-04 0.2g/kg의 첨가사료 실험구에서는 72%의 생존율을 보여 SP-04 사료 첨가제가 WSSV에 대해 높은 저항성을 갖고 있음을 보여주었다.
흰다리새우를 이용하여 대하와 동일한 방법으로 SP-04 첨가제를 사용하여 WSSV에 대한 challenger test를 한 경우에서도 일반사료를 급이한 감염실험구에서는 10일만에 전부 폐사된 반면 SP-04를 첨가하여 사육한 실험구에서는 80%의 높은 생존율을 보여 흰다리새우에서도 WSSV에 대해 높은 저항성을 보였다.
7) WSSV가 성장에 미치는 영향
비 감염 실험구에서 SP-04를 첨가하지 않은 일반사료를 급이한 새우들은 일일 탈피율이 3.3%인 반면 SP-04 0.4g/kg, 0.2g/kg 첨가한 실험구의 새우의 탈피율은 13.3%, 6.0%였다. 감염시킨 대하에서 일반사료를 급이한 새우들은 일일 탈피율이 1.3%인 반면 SP-04 0.4g/kg, 0.2g/kg을 첨가한 실험구의 새우에서는 탈피율이 각각 11.3%, 9.3%로 나타났다.
3. SP-04 첨가 사료를 사용한 대하와 흰다리새우의 양식효과
1) 대하의 양식
SP-04를 첨가한 사료를 급이한 양식지에서 대하는 5월 26일 입식한 후 양식 50일(7월 14일)에 평균 5.59g으로 자랐으며, 75일(8월 4일)에는 11.81g, 83일(8월 16일)에는 15.27g 그리고 93일째 되는 8월 30일에는 18.35g으로 성장하여 입식한 후 3개월 만에 9월 1일 출하하였다.
SP-04를 첨가한 양식 실험구에서의 성장 속도는 일반사료를 급이한 양식지에 비하여 월등히 좋았다.
PCR 방법으로 입식 후 50일이 지난 후부터 양식장에서 새우들을 채집하여 WSSV를 조사한 결과 20%가 감염되어 있었으며 그 후 조금씩 증가하여 수확기에는 90% 이상 거의 전개체가 감염되어 있었으나 폐사는 일어나지 않았다.
2) 흰다리새우의 양식
사료첨가제 SP-04를 사용하여 흰다리새우 양식을 하기 위하여 2005년 6월 4일부터 전남 신안군 임자면 대기리 T 양식장에서 5,000평 호지에 0.02g크기의 흰다리새우를 평당 150마리의 밀도로 입식하였다. 입식한 후 37일째인 7월 11일에 평균 체중은 3.70g이었으며, 51일째인 7월 15일에 체중은 6.50g으로 성장하였다.
65일째인 8월 8일에는 평균 체중이 9.42g으로 성장하였으며 77일째인 8월 20일에는 15.00g으로 급격히 성장하면서 91일째인 9월 1일에는 평균 체중이 18.81g까지 성장하여 9월 3일 수확하여 출하하였다.
3) 경제성 분석
대하의 수확기까지 투여한 사료의 총량은 3,035kg/ha이었다. 이때 대하의 수확량은 2,850kg/ha이었으며 사료 전환률 (FCR, feed conversion ratios)은 1.07로 나타났다.
반면, 일반 양식장에서의 평균 체중 18g까지의 양식하는데 필요한 사료 총량은 5,198kg/ha이며, 대하의 생산량을 3,000kg으로 하였을 때 FCR은 1.73으로 나타났다.
순 수익에서는 SP-04 첨가제를 사용한 경우는 4,063만원/ha으로 수익률은 71.28%가 되었으며, 일반사료를 사용하여 양식을 성공하였을 경우는 순수익은 2,562만원/ha이며 수익률은 53.38%로 계산되었다.

Abstract ▼

VI. Results
Production of superoxide anion was high value for shrimps that fed a diet contain extraction from seed of millet and maize of cereals, Cnidium officinale and Angelica gigas of oriental medicinal herbs, and Codium fragile and Ulva lactuca of algae. The highest value for daily feeding a

VI. Results
Production of superoxide anion was high value for shrimps that fed a diet contain extraction from seed of millet and maize of cereals, Cnidium officinale and Angelica gigas of oriental medicinal herbs, and Codium fragile and Ulva lactuca of algae. The highest value for daily feeding amount was shown in shrimps fed a diet contains extraction from Cnidium officinale and Angelica gigas of oriental medicinal herbs. Of cereals and algae, daily feeding amount of diets was high for the shrimps fed a diet contained extrction from seed of millet, maize, seed of buck wheat of cereals, Porphyra tenera and Pachymeniopsis elliptica.
Survival rate of shrimps infected WSSV was high in experimental groups of shrimps fed a diet contained extraction from Cnidium officinale of oriental medicinal herbs, Codium fragile of algae, and seed of Setaria italica and Fagopyrum esculentum of cereals. Positive reaction of WSSV in situ hybridization was observed in tissues of gill and epidermis, but few observed in tissue of muscle, hepatopanceras and ovary.
In challenger test on WSSV, survival rate was higher for shrimps fed a diet supplemented with SP-03, which mostly made from extractions of materials had efficiency of immune resistances then for the shrimps fed a diet supplemented with SP-01 and SP-02 mostly made from extractions of materials had efficiency of attraction for feeding.
The MeOH extraction of selected medicinal stuff was partitioned into CH₂Cl₂, EtOAc, n-BuOH, and H₂O fractions. To identify the activity principles, we evaluated the production of superoxide anion from hematocyte, daily feeding amount and molting frequency of shrimps fed diets supplemented with each fraction. The H₂O fraction of them showed high activity in daily feeding amount, while the CH₂Cl₂ fraction showed high activity in superoxide anion production. High value of molting frequency was shown in EtOAc fraction.
Daily feeding amount was 0.25±0.02g, 0.28±0.03g and 0.30±0.03g for the 0.2g/kg, 0.4g/kg, 0.8g/kg supplemented diets of SP-04, respectively. However, daily feeding amount was decreased in 2.0g/kg and 4.0g/kg supplemented diets of SP-04. Trypsin activity in foregut, midgut and hepatopancreas was measured when the shrimps were fed a diet supplemented with SP-04 0g/kg, 0.1g/kg, 0.2g/kg, 0.3g/kg, 0.4g/kg, 0.5g/kg and 0.6g/kg. No significant differences in trypsin activity were observed in hepatopancreas of shrimps. However trypsin activity in foregut and midgut of shrimps were increased gradually with increasing concentration of SP-04 supplement. Total length and body weight of shrimps fed diets supplemented with 0.2g/kg, 0.4g/kg and 0.8g/kg was significantly higher than that of control shrimps fed a diet not containing SP-04. Daily carnivalistic rate was lower in rearing group of shrimps fed a diets supplemented with SP-04 than that of rearing group of shrimps fed a nonsupplement diet. Viral challenged shrimps fed a control diet were died within 6 days. However survival rate was 80% of challenged shrimps fed a diet supplemented with SP-04 0.4g/kg.
Two commercial farms for P. chinensis located in Jido of Cheojnanam province for experiment and in Daesan of Chungchungnam province for control.
The shrimp culture for expeiment was initiated on May 26 and harvested on September 1. 75 days after stocking (August 4), the average weight of shrimps fed a diet supplemented SP-04 was 11.81g, and reached 18.35g by the time of the harvest, however, the average weight of shrimps fed a common diet was 6.70±0.96g, and harvested in early on August 18 because shrimps showed symptoms of the WSSV outbreak.
The culture for P. vannamei was initiated on June 4 and harvested on September 3 in Imjado of Cheolnanam province. About one month after stocking (July 11), the average weight of shrimps fed a diet supplemented SP-04 was 3.70g, and reached 18.81g by the time of the harvest.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 16
• Content ... 20
• 목 차 ... 24
• 표 목 차 ... 27
• 그 림 목 차 ... 28
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 32
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 34
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 36
• 제 1 절 식물성 약재들의 면역 및 생리활성 ... 36
• 1. 서론 ... 36
• 2. 재료 및 방법 ... 37
• 가. 재료 ... 37
• (1) 약재의 선정 ... 37
• (2) 대하새우 ... 38
• 나. 추출방법 ... 38
• 다. 사육실험 ... 38
• 라. 면역 활성 조사 ... 38
• 마. 기호성 조사 ... 39
• 바. WSSY에 대한 challenger test ... 39
• 사. 기능성 물질의 분획 ... 39
• 아. PCR법에 의한 WSSV감염 조사 ... 41
• (1) Genomic DNA 추출 ... 41
• (2) Polymerase chain reaction ... 41
• 자. WSSV에 대한 in situ법 ... 42
• (1) in situ 용 Probe 제작 ... 42
• (가) Ligation ... 42
• (나) 형질전환 ... 42
• (다) Plasmid DNA 분리 ... 42
• (라) Agarose gel electrophoresis ... 42
• (마) DNA sequencing ... 43
• (바) RNA prove 제작 ... 43
• (2) Hybridization ... 43
• 3. 결과 및 고찰 ... 44
• 가. 면역 활성 ... 44
• 나. 기호성 ... 50
• 다. WSSV에 대한 저항성 ... 54
• 라. WSSV에 대한 in situ법에 의한 감염기관의 조직학적 관찰 ... 58
• 마. 약재의 배합율에 따른 WSSV에 대한 저항성 ... 59
• 바. 추출물 분획의 면역활성 및 생리활성 효과 ... 66
• 제 2 절 첨가제 Shrimpower-04 (SP-04)의 WSSV에 대한 저항성 및 생리활성 효과 ... 75
• 1. 서론 ... 75
• 2. 재료 및 방법 ... 77
• 가. 재료 ... 77
• (1)SP-04의 제조 ... 77
• (2) 새우 ... 77
• 나. 사육실험 ... 77
• (1) 첨가제의 적정 첨가량 및 적정사료급이량 조사 ... 77
• (2) 성장 및 공식 제어 효과 실험 ... 78
• (3) WSSV에 대 한 challenger test ... 78
• 다. trypsin의 활성도 측정 ... 79
• 3. 결과 및 고찰 ... 79
• 가. SP-04 첨가 농도별 먹이유인 효과 ... 79
• 나. SP-04 첨가량의 변화에 따른 소화능력 ... 83
• 다. SP-04 첨가량의 변화에 따른 성장 ... 88
• 라. SP-04 첨가사료의 최적 사료 급이율 ... 91
• 마. SP-04의 공식 제어 효과 ... 94
• 바. SP-04의 WSSV 저항성 효과 ... 96
• 사. WSSV가 성장에 미치는 영향 ... 101
• 제 3 절 SP-04 첨가 사료를 사용한 대하와 흰다리새우의 양식효과 ... 103
• 1. 서론 ... 103
• 2. 재료 및 방법 ... 105
• 가. 양식 대상종 ... 105
• 나.양성실험 ... 105
• (1) 대하 ... 105
• (2) 흰다리새우 ... 106
• 다. 성장 조사 ... 106
• 라. WSSV 감염율 조사 ... 107
• 마. 경제성 분석 ... 107
• 3. 결과 및 고찰 ... 107
• 가. 대하의 양식 ... 107
• 나. 흰다리새우의 양식 ... 115
• 다. 경제성 분석 ... 117
• 제 4 장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 123
• 제 5 장 참고문헌 ... 125
• 끝페이지 ... 143