KR101288008B1 - 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 입붙임이 종료한 백자단계의 실뱀장어에 17β-에스트라디올을 투여하는 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법에 관한 것이다.
극동산 뱀장어, Anguilla japonica의 양식용 종묘는 대부분 천연 실뱀장어 자원에 의존하기에 매년 실뱀장어 채포량에 따라 종묘가격이 결정되는 상황이며, 이러한 문제 점을 해결하기 위해 동북아시아 몇몇 국가에서 1960년대부터 관련 대학 등에서 인공 종묘 생산에 관련 연구를 시작하였다. 그러나 극동산 뱀장어는 인위적인 사육 환경에서 뇌하수체 내 성선자극호르몬(gonadotropins, GTHs) 합성능력이 미흡하여 생식소가 발달하지 않는 것으로 알려져 있으며(Nagahama & Yamamoto, 1973), 이러한 당단백질성 성선자극호르몬은 어류를 포함한 척추동물의 생식소 형성과 발달에 필수적인 것으로 보고돼 있다(Kumar et al., 1997; Ma et al., 2004).
최근 국내에서도 극동산 뱀장어의 자원 감소로 인해 인공종묘생산에 관련한 일련의 연구가 시작되어 암컷 뱀장어의 경우 외재성 성선자극호르몬 일종인 연어 뇌하수체 추출물(salmon pituitary extracts, SPE)의 반복주사로 난황형성기 완료와 난성숙 유도 호르몬(maturation-inducing hormone)으로 작용하는 17α 20β-디하이드록시-프로게스테론(DHP)에 의한 최종성숙 및 배란을 유도(Kim et al., 2007)와 수컷의 경우 인간 융모성 고나도트로핀(human chorionic gonadotropin, HCG)의 반복주사로 배정을 유도하여(Kim et al., 2006) 인공수정 혹은 수조 내 자연산란에 의해 초기 부화유생 (pre-leptocephali)을 생산하였다(Kim et al., 2007).
이러한 뱀장어의 인공종묘생산에 관한 연구는 연중 특정한 시기와 상관없이 여러 연구자들에 의해 수행된 결과, 극동산 뱀장어의 유생(leptocephali) 생산, 실뱀장어(glass eel)로 변태 유도 및 재생산(완전양식)에 성공하였으나(Tanaka et al., 2001, 2003, 2010), 배란이 유도된 암컷의 비율과 배란된 알들의 수정률과 부화율 등은 매우 낮은 것으로 보고되고 있다 (Kagawa et al., 1997, Bae et al., 2007).
한편 뱀장어 인공종묘생산 기술을 개발하여 완전양식을 이루기 위해서는 사육 과정이 명료한 양식산을 인공종묘생산용 친어로써 양성할 필요가 있다. 그러나 양식산 뱀장어의 대부분은 수컷으로 알려져 있어, 양식산을 친어로 활용할 경우 암컷 대량 확보에 어려움이 있다.
Kim DJ, Bae JY, Kim EO (2007) Changes in sex steroid hormones and ovarian development during artificial maturation of female eel, Anguilla japonica. Integrative Biosciences 11: 117-124.
Nagahama Y, Yamamoto K (1973) Cytological changes in the adenohypophysis of fresh-water cultivated male Japanese eels, Anguilla japonica induced to maturation by transfer to sea water and Synahorin injection. Bull Jap Soc Sci Fish 39: 585-594.
Kumar TR, Wang Y, Lu N, Matzuk MM (1997) Follicle stimulating hormone is required for ovarian follicle maturation but not male fertility. Nat Genet 15: 201-204.
이에 본 발명자들은 뱀장어 인공 종묘 생산 기술에 필요한 산란 유도용 암컷 친어의 양성 기술을 확립하기 위해 양식산 뱀장어 자성화 방법에 대해 연구한 결과, 17β-에스트라디올의 투여 농도와 투여 시기에 따라 자성화율이 달라진다는 것을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 효과적으로 양식산 뱀장어의 자성화를 효과적으로 유도할 수 있는 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 실뱀장어에 17β-에스트라디올을 투여하는 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법을 제공한다.
상기 유도방법에 있어서, 17β-에스트라디올을 함유하는 사료를 투여할 수 있다.
상기 유도방법에 있어서, 상기 17β-에스트라디올을 3개월 내지 7개월 동안 투여할 수 있다.
상기 유도방법에 있어서, 상기 17β-에스트라디올의 함량은 사료 1kg 당 10 mg 내지 25mg일 수 있다.
상기 유도방법에 있어서, 상기 실뱀장어는 백자단계인 것일 수 있다.
상기 유도방법에 있어서, 상기 실뱀장어는 평균체중 내지 0.15 내지 0.2 g, 평균전장 5 내지 6 cm일 수 있다.
본 발명에 따르면, 실뱀장어 단계에서 17β-에스트라디올을 투여하여 자성화를 효과적으로 유도할 수 있다. 따라서, 이렇게 자성화된 뱀장어는 뱀장어 인공 종묘 생산 기술에 필요한 산란 유도용 암컷 친어의 양성 기술에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 실험어의 생식소 세포를 염색하여 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실뱀장어 단계에서 17β-에스트라디올 투여에 따른 시험어의 전장과 체중을 측정하여 성장률을 조사한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 뱀장어 치어 단계에서 17β-에스트라디올 투여에 따른 시험어의 전장과 체중을 측정하여 성장률을 조사한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 실뱀장어 단계에서 17β-에스트라디올 투여에 따른 시험어의 전장과 체중을 측정하여 성장률을 조사한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 뱀장어 치어 단계에서 17β-에스트라디올 투여에 따른 시험어의 전장과 체중을 측정하여 성장률을 조사한 결과를 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법은 실뱀장어 단계에서 17β-에스트라디올을 투여하는 것을 특징으로 한다.
17β-에스트라디올 투여는 이를 함유하는 사료를 실뱀장어에 공급함으로써 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실험예에 따르면, 실뱀장어 단계와 뱀장어 치어 단계에서 각각 17β-에스트라디올을 투여한 결과, 실뱀장어 단계에서 투여 시 자성화율이 현저히 높음을 확인하였다.
뱀장어는 성장기에는 하천이나 하구역에서 서식하지만 산란시기가 되면 바다로 회유하여 산란한다. 알에서 부화한 뱀장어는 대양에서 회유하는 동안 몸이 거의 투명하며, 체형은 대나무 잎 모양과 유사하기 때문에 댓잎뱀장어 (leptocephalus)라 부른다. 댓잎뱀장어는 대륙붕에 이르기 전 원통형의 실뱀장어(glass eel)로 변태한다.
본 발명에서는 이러한 실뱀장어를 채집하여, 입붙임 단계가 끝난 백자 단계의 실뱀장어에 17β-에스트라디올을 투여한다. 이러한 실뱀장어는 평균체중 내지 0.15 내지 0.2 g, 평균전장 5 내지 6 cm이다.
이때 바람직하기로 17β-에스트라디올을 3개월 내지 7개월 동안 투여한다.
본 발명에서 상기 17β-에스트라디올을 실뱀장어에 투여함에 있어서, 17β-에스트라디올의 투여량은 특별히 제한되는 것은 아니나, 사료 1kg 당 10 mg 내지 25mg인 것이 바람직하다. 17β-에스트라디올의 투여량이 상기 범위인 경우 자성화 유도 효과가 매우 우수하므로, 상기 범위 내에서 적절히 투여한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 더욱 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
1. 재료 및 방법
1-1.
실험어
극동산 뱀장어, A. japonica 치어인 실뱀장어 (평균체중 : 0.16±0.06g, 평균전장 : 5.56±0.46cm) 2500 마리를 현지 채포업자를 통해 구입하여 실험재료 사용하였다. 치어의 사육 실험기간 동안 수온은 28±0.5 ℃를 유지하면서 충분한 산소를 공급 하였고 실뱀장어 수조 상단에 검정색 차광막을 설치하여 안정을 취하였다. 배합 사료 공급은 치어 입식후 5일간은 초기 입붙임사료 (이토메이토, 일본제)를 1일 2회 체중의 8%씩 공급하였다. 그 이후 백자용 분말사료 (이토메이토, 일본 제; 5일간)와 흑자용 분말사료 (이토메이토, 일본제; 30일간)는 체중의 6%를 공급하였고, 치만용 분말사료 (이토메이토, 일본제; 80일간)는 체중의 4%를 공급하였다
1-2. 경구투여용
E2
함유 사료제작
경구투여용 E2 함유 분말사료 (백자용, 흑자용 및 치만용 분말사료)는 17β-에스트라디올(17β-estradiol, 이하 'E2'라 함; Sigma, USA)를 250mL 에틸알코올에 10mg/Kg diet과 25mg/Kg diet를 제각기 녹여 분무기를 사용하여 골고루 뿌렸다. 그 후 에틸알코올이 완전히 증발하도록 후드 내에서 완전히 건조시켰으며, 대조구 사료인 E2-free 분말사료는 에틸알코올만을 뿌려 상기 방법대로 건조하였다.
2-1. 실뱀장어 단계의
E2
농도별에 따른
자성화율
및 성장률 조사
입붙임 단계가 끝난 백자 단계의 실뱀장어(평균체중: 0.16±0.06g, 평균전장: 5.56±0.46cm)을 1톤 FRP수조에 500마리씩 3개 실험구로 분산 수용하였 다. 실험구는 대조구, 10mg 및 25mg 3개로 나누었으며, E2 처리구(10mg 및 25mg)는 각 농도의 E2함유 배합사료를 격일로 공급하였고 나머지 날은 E2-free 사료를 1일 2회씩 5개월간 공급하였다. 대조구는 E2-free 사료만을 E2 처리구와 동등 양을 동일한 방법으로 5개월간 공급하였다. 그 이후, E2처리구 와 대조구는 일반 치만 사료롤 공급하였다.
2-2. 뱀장어 치어에 있어서
E2
처리에 의한
자성화율
및 성장률 조사
일반 배합사료로 30일간 사육중인 뱀장어 치어 (평균체중 : 2.6±0.6g, 평균전장:13.4±2.9cm)를 1톤 FRP수조에 500 마리씩 2실험구로 분산 수용하였다. 2개 실험구(대조구, 25mg E2처리구)는 E2처리 사료 혹은 E2-free 사료를 2-1.과 동일하게 약 5 개월간 공급하였다. 그 이후, E2처리구와 대조구는 일반 치만 사료를 공급하였다.
3.
성장율
및
생식소
검사
자성화율과 성장률을 조사하기 위하여 2-1 실뱀장어 실험에서는 initial, 사육 50일째, 사육 89일째, 사육 154일째 및 사육 210일째, 2-2 뱀장어 치어 실험에서는 initial, 사육 30일째, 사육 64일째, 사육 92일째 및 사육 126일째 각 실험구에서 무작위로 30마리씩 채집하여 20ppm의 2-페녹시에탄올(Sigma, USA)로 마취후 전장 및 체중을 측정하였다. 또한 생식소 판별 및 발달 정도를 알아 보기위해 각 실험구의 개체(20마리)들을 Bouin's 액에 고정한 후, 상법에 따라 탈수 및 포매하여 5㎛ 두께로 절편하였다. 조직절편은 헤마톡실린-에오진(Hematoxylin-Eosin)으로 염색하여 광학현미경으로 판별하였다.
4. 통계처리
통계처리는 분산분석후, Duncan's new multiple range test에 의해서 유의성 검정을 실시하였다(p<0.05).
5.
결 과
5-1. 실뱀장어 단계의
E2
농도별에 따른
자성화율
및 성장률 조사
실험종료 후 시험어의 성별을 조사하고, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
| 시험군 |
초기 체중(g) |
성비(%) | ||
| 자성 | 웅성 | 미상 | ||
| 0 mg | 0.16±0.06g |
10 | 80 | 10 |
| 10 mg | 80 | 10 | 10 | |
| 25 mg | 90 | 10 | - | |
도 1은 시험어의 생식소 세포를 염색하여 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 실험 개시 때의 실뱀장어 (평균체중 : 0.16±0.06g, 평균전장: 5.56±0.46cm) 생식소는 대부분 미분화 원시세포(Undifferentiated gonad; 도 1A)로 관찰되었다.
실험 개시 후 50일째 각 농도 (10mg 혹은 25mg) E2 처리구 개체중 20%가 아직 미분화 원시세포로 관찰되었고, 60%가 난원세포 (Oogonia; 도 1B)단계였으며, 10% 정도의 개체에서 각각 염색인기 난모세포(Oocyte of chromatine nucleolus stage; 도 1C)와 정원세포(Spermatogonia; 도 1F)가 관찰되었다.
한편 대조구 생식소의 대부분은 미분화 원시세포와 일부 개체 (20%)에서 정원세포들이 관찰되었다. 실험 개시 후 89일째 10mg 농도의 E2 처리구 개체중 10%가 아직 미분화 원시세포와 정원세포로 관찰되었고, 40%가 난원세포였으며, 30% 정도의 개체들에서 염색인기 난모세포, 10% 정도의 개체들에서 주변인기 난모세포 (Oocyte of perinucleous stage; 도 1D)가 관찰되었다. 또한 25mg 농도의 E2처리구 개체중 10%가 정원세포로 관찰되었고, 20%가 난원세포였으며, 40% 정도의 개체들에서 염색인기 난모세포, 30% 정도의 개체들에서 주변인기 난모세포가 관찰되었다. 대조구 생식소의 60%가 정원세포로 관찰되었고, 30%가 미분화 원시세포와 일부 개체 (10%)에서 난원세포들이 관찰되었다.
실험 개시 후 154일째 10mg 농도의 E2처리구의 10%가 각각 미분화 원시세포와 정원세포로 관찰되었고, 20% 정도의 개체들은 난원세포였으며 50% 정도의 개체들은 염색인기 난모세포였으며, 약 10% 정도의 개체들은 주변인기 난모 세포로 관찰되었다. 또한 25mg 농도의 E2처리구 개체 중 10%가 정원세포와 난원 세포였으며, 30% 정도의 개체들에서 염색인기 난모세포, 50% 정도의 개체들에서 주변인기 난모세포가 관찰 되었다. 한편 이 시기의 대조구 개체의 생식소 대부분은 정원 세포가 관찰되었고, 약 10%정도가 미분화 원시세포와 난원세포 상태로 관찰되었다.
E2 처리 배합사료 공급이 종결된 후 2개월간 일반 치만사료를 공급하면서 사육 한 각 실험구의 210일째 10mg 농도 E2 처리구의 10%가 각각 미분화 원시세포와 정원세 포 및 난원세포였으며, 40% 정도의 개체들은 염색인기 난모세포, 나머지 30% 정도의 개체들은 주변인기 난모세포로 관찰되었다. 또한 25mg 농도의 E2처리구 개체중 10%가 정원세포였으며, 20% 개체들에서 염색인기 난모세포, 50% 개체들에서 주변인기 난모세포가 관찰되었고, 나머지 20% 개체들에서 초기 유구기 난모세포 (도 1E)가 관찰되었다. 한편 이 시기의 대조구 개체의 생식소 대부분은 정원세포가 관찰되었고, 미분화 원시세포와 난원세포가 각 10% 정도 관찰되었다.
도 2는 실뱀장어 단계에서 17β-에스트라디올 투여에 따른 시험어의 전장과 체중을 측정하여 성장률을 조사한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 각 실험구에서 전장과 체중은 사 육 후 약 89일까지는 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 사육 154일째 및 210일째 각 시험어의 전장과 체중은 25mg E2처리구가 10mg E2처리구와 대조구보다 높은 경향을 나타내었지만 통계학적인 유의성은 없었다.
5-2. 치만 단계에 있어서
E2
처리에 의한
자성화율
및 성장률 조사
실험종료 후 시험어의 성별을 조사하고, 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
| 시험군 |
초기 체중(g) |
성비(%) | ||
| 자성 | 웅성 | 미상 | ||
| 0 mg | 2.6±0.6g |
10 | 70 | 10 |
| 25 mg | 70 | 30 | - | |
도 1은 시험어의 생식소 세포를 염색하여 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 실험 개시때의 뱀장어 치어의 생식소는 대부분 미분화 원시세포(도 1A)로 관찰되었다. 실험 개시 후 30일째 25mg E2 처리구 개체 중 70%가 아직 미분화 원시세포로 관찰되었고, 20%가 난원세포 (도 1B)단계였으며, 10% 정도의 개체에서 정원세포(도 1F)가 관찰되었다. 한편 대조구 생식소의 대부분은 미분화 원시세포와 일부 개체 (30%)에서 정원세포들이 관찰되었다.
실험 개시 후 64일째 25mg 농도의 E2 처리구 개체 중 20%가 미분화 원시세포와 정원세포로 관찰되었고, 30%가 난원세포였으며, 10% 정도의 개체들에서 염색인기 난모세포가 관찰되었다. 이때 대조구의 생식소는 60%가 정원세포로 관찰되었고, 20%가 미분화 원시세포와 난원세포들이 관찰되었다.
실험 개시 후 92일째 25mg 농도의 E2 처리구 개체 중 10%가 미분화 원시세포와 난원세포였고 20%가 정원세포였으며, 40% 정도의 개체에서 염색인기 난모세포(도 1C), 20% 정도의 개체들에서 주변인기 난모세포(도 1D)가 관찰되었다.
한편 이 시기의 대조구 개체의 생식소 대부분은 정원세포가 관찰되었고, 약 10%정도가 미분화 원시세포와 난원세포 상태로 관찰되었다. 실험 개시 후 126일째 25mg 농도의 E2 처리구 개체 중 30%가 정원세포였으며, 20% 개체들에서 염색인기 난모세포, 40% 개체들에서 주변인기 난모세포 가 관찰 되었고, 나머지 10% 개체들에서 초기 유구기 난모세포(도 1E)가 관찰되었다. 한편 이 시기의 대조구 개체의 생식소 대부분은 정원세포가 관찰되었고, 미분화 원시세포와 난원세포가 각 10% 정도 관찰되었다.
도 3은 뱀장어 치어 단계에서 17β-에스트라디올 투여에 따른 시험어의 전장과 체중을 측정하여 성장률을 조사한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 각 실험구에서 전장과 체중은 사육 후 92일까지는 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 사육 126일째 양 실험구간의 전장과 체중은 25mg E2 처리구가 대조구 보다 높은 경향을 나타내었으나 통계학적인 유의성은 없었다.
Claims (7)
- 백자단계의 실뱀장어에 17β-에스트라디올을 사료 1kg 당 10 mg 내지 25mg의 함량으로 3개월 내지 7개월 동안 투여하는 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 17β-에스트라디올을 5개월 동안 투여하는 것을 특징으로 하는 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법.
- 제1항에 있어서, 상기 17β-에스트라디올은 격일로 투여되는 것을 특징으로 하는 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 실뱀장어는 평균체중 0.15 내지 0.2 g, 평균전장 5 내지 6cm인 것을 특징으로 하는 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020130000145A KR101288008B1 (ko) | 2013-01-02 | 2013-01-02 | 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020130000145A KR101288008B1 (ko) | 2013-01-02 | 2013-01-02 | 양식산 뱀장어의 자성화 유도방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR101288008B1 true KR101288008B1 (ko) | 2013-08-07 |
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| KR (1) | KR101288008B1 (ko) |
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| KR101681389B1 (ko) | 2014-12-17 | 2016-11-30 | 전라남도 | 외국산 뱀장어(Anguilla marmorata)의 양식 방법 |
| CN110199922A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-06 | 深圳华大海洋科技有限公司 | 一种用于诱导雌性日本鳗鲡由黄鳗转变为银鳗的方法 |
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2013
- 2013-01-02 KR KR1020130000145A patent/KR101288008B1/ko active IP Right Grant
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