KR101306425B1 - Stimulatory effects of led light spectra on the growth and oxidative stress of the fish - Google Patents
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Abstract
Description
특정의 LED 광원을 일정시간 동안 조사하여 어체 내에서 초기에 일시적으로 산화 스트레스를 유발시켜, 멜라토닌 분비를 촉진시키는 계기를 만들어 주어 어류의 입식에 따른 초기 스트레스를 제어하는 한편, 특정 LED 파장 및 강도에 따른 광환경 조건에서 어류의 일주기에 따른 GH mRNA 발현량 변화 및 장기간 사육에 따른 파장대별 어류의 성장 촉진 효과를 파악하여 이종 파장의 LED 광원 조사에 의한 어류의 내분비 스트레스 및 성장 제어를 이용한 어류의 양식방법에 관한 것이다.
By irradiating a specific LED light source for a certain period of time, the fish temporarily induces oxidative stress at an early stage, thereby creating an opportunity to promote melatonin secretion, thereby controlling the initial stress due to fish stocking, The effects of endocrine stress and growth control of fishes by irradiation of LED light source of different wavelengths by grasping the change of GH mRNA expression according to circadian cycle of fish under different light conditions and long-term breeding It is about aquaculture method.
현재까지 환경적 요인에 의한 어류의 성장 및 번식에 관한 많은 연구가 이루어져 왔다. 많은 환경적 요인들 중 빛은 대부분의 식물 및 동물들의 생활에 있어 필수적인 요소이며, 몇몇 종들은 깊은 바다(aphotic zone)나 동굴 내부에서 빛이 없어도 살 수 있긴 하나 일반적으로 빛은 생체 리듬을 조절하는 중요한 인자 중 하나로 24 시간 일주기내 일어나는 생리학적 및 행동학적 변화를 조절하는 요인이다.To date, much research has been done on the growth and reproduction of fish by environmental factors. Among many environmental factors, light is an essential component of most plants and animals, and some species can live without light in deep aphotic zones or caves, but light generally controls biorhythms. One important factor is the regulation of physiological and behavioral changes that occur in the 24-hour work cycle.
이러한 광 환경은 수많은 어류의 생존 및 성장에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히, 광 환경 조건에서 어류를 포함한 생물체의 성장은 매우 필수적인 생물학적 과정으로, 어류의 먹이 섭취능, 항상성 유지능, 대사 조절능 및 환경 스트레스에 의한 영향을 파악할 수 있는 지표가 될 수 있다.This optical environment is known to affect the survival and growth of numerous fish. In particular, the growth of organisms, including fish in the light environment conditions is a very essential biological process, it can be an indicator to determine the effects of fish food intake, homeostasis, metabolic regulation and environmental stress.
이러한 생물체의 성장과 직접적인 관계를 갖는 성장호르몬(growth hormone; GH)은 뇌하수체에서 분비되는 호르몬으로, 척추동물에서 체성장(somatic growth)을 조절하는 주요한 역할을 수행하며, 복잡한 대사 활성에 관여하면서 성장을 조절한다. 또한 성장 호르몬은 생리학적 환경에 적절히 역할을 수행하는 수많은 내분비 및 환경 인자와 함께 어류를 포함한 척추동물의 성장을 촉진시킨다. Growth hormone (GH), which is directly related to the growth of these organisms, is a hormone secreted by the pituitary gland, plays a major role in regulating somatic growth in vertebrates, and is involved in complex metabolic activity. Adjust. Growth hormones also promote the growth of vertebrates, including fish, with numerous endocrine and environmental factors that play an appropriate role in the physiological environment.
성장을 촉진시키는 또 다른 호르몬인 멜라토닌은 생물체의 생체 리듬에 관여할 뿐만 아니라 성장의 조절 및 촉진하는 역할을 수행하며(Zeman et al., 1993), 중추 신경 경로를 조절하여 GH의 합성을 조절한다. 또한, 멜라토닌은 내분비계에 영향을 미치는 환경 촉진제로서 성장 및 발달 등 어류를 포함한 척추동물의 생리학적 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. Another hormone that stimulates growth, melatonin, is not only involved in the biological rhythms of organisms, but also plays a role in regulating and promoting growth (Zeman et al., 1993) and regulates the synthesis of GH by regulating central nervous pathways. . In addition, melatonin is known to be involved in the physiological processes of vertebrates, including fish, such as growth and development as an environmental promoter that affects the endocrine system.
GH의 합성을 조절하는 멜라토닌은 주로 빛에 의해 조절되는 호르몬이라는 연구 결과로부터, 본 발명에서는 일반적인 빛 (SNP)이 아닌 발광다이오드(Light emitting diode; LED)의 특정 파장의 빛에 의한 흰동가리(yellowtail clownfish)의 멜라토닌 양의 변화와 어류 성장과의 관련성에 대하여 조사하였다. Melatonin, which regulates the synthesis of GH, is mainly a hormone that is controlled by light, and according to the present invention, it is not a general light (SNP) but a light of a specific wavelength of light emitting diodes (LEDs). Changes in the amount of melatonin in clownfish) and fish growth were investigated.
특히, 본 발명에서 사용되는 주광원인 LED는 새로운 형태의 빛의 기술이며 특정의 파장의 빛을 방출할 수 있는 장점을 가지고 있는 신개념의 광학 기술로 인해 만들어진 것으로 LED는 최근 여러 산업에 이용되는 빛으로 협대역(narrow bandwidth)의 특징을 가지고 있으며 다양한 환경 및 종에 적용할 수 있다. LED는 낮은 소비 전력과 고효율적 측면뿐만 아니라, 일반 메탈할라이드등 보다 긴 수명을 갖는다는 장점을 가지고 있는 친환경적인 에너지원으로, 지금까지의 LED 광원을 활용한 연구의 대부분은 광주기 및 빛의 세기에 관련된 연구가 주를 이루고 있다. In particular, LED, the main light source used in the present invention, is a new type of light technology and is made by a new concept of optical technology which has the advantage of emitting light of a specific wavelength. It is characterized by a narrow bandwidth and can be applied to various environments and species. LED is an eco-friendly energy source that has the advantages of low power consumption and high efficiency, as well as a longer lifespan than ordinary metal halides. Most of the studies using LED light sources have been used for photoperiod and light intensity. The research is mainly related to.
이러한 연구 결과를 토대로 살펴보면 어류의 다양한 서식 환경요인 중, 광(빛) 환경 요인 측면에서는 LED의 적용이 가능할 것으로 판단된다. 특정 파장은 어종 및 수중 환경에 따라 달리 적용될 수 있다. 파장마다 수중에서 빛의 구성이 각각 달라지며 수심이 깊어질수록 빛의 투과성이 약해지며, 청색과 같은 단파장의 빛은 깊은 수심까지 통과하나 적색과 같은 장파장의 빛은 얕은 수심에서만 통과가 가능하나 적색과 같은 장파장의 빛은 얕은 수심까지만 통과할 수 있다. Based on these findings, it is considered that LED can be applied in terms of light (light) environmental factors among various habitat environmental factors of fish. Specific wavelengths may be applied differently depending on fish species and aquatic environment. The composition of light varies in water at different wavelengths, and the deeper the water, the weaker the transparency of the light.The shorter wavelengths, such as blue, pass through to the deeper depths, while the longer wavelengths, such as red, can pass only in shallower depths. Long wavelengths of light can only pass through shallow depths.
더욱이 LED는 낮은 소비 전력과 고효율의 측면뿐만 아니라, 일반 메탈할라이드 광원보다 긴 수명을 갖는 장점을 가지고 있고, 관련 선행 기술로는 본 발명의 발명자들은 단파장에 비하여 적색 계통의 장파장 LED는 흰동가리의 스트레스를 유도한다고 하는 연구결과 및 특허를 출원하였다(Shin et al., Comp. Biochem. Physiol. A. 160(2) 221-228, 2011). Furthermore, LEDs have the advantages of low power consumption and high efficiency, as well as a longer lifespan than ordinary metal halide light sources, and in the related prior art, the inventors of the present invention believe that the long-wavelength LEDs of the red system compared to the short wavelengths are the stresses of clownfish. The results and patents were filed (Shin et al., Comp. Biochem. Physiol. A. 160 (2) 221-228, 2011).
본 발명과 관련한 실질적인 LED 광원에 의한 어류의 성장에 관한 연구는 LED가 아닌 일반 광원을 이용하여 극히 제한적으로 이루어지고 있다. 이러한 연구 결과를 종합하면, 어류의 다양한 서식 환경요인 중, 광 환경 측면에는 LED 광원을 활용하여 어류의 성장 및 스트레스를 효과적으로 조절 및 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
Research on the growth of fish by the practical LED light source associated with the present invention has been extremely limited using a general light source, not the LED. Taken together, these results suggest that the LED light source can be effectively used to control and apply fish growth and stress among the various environmental factors of fish.
본 발명에서는 LED 파장에 따른 흰동가리의 성장 효과를 조사하기 위하여 청색, 적색, 녹색 각각의 파장으로 사육되는 흰동가리를 대상으로 일주기에 따른 GH mRNA 발현량의 변화 및 장기간 사육에 따른 파장대별 어류의 성장 차이에 대하여 조사하는 한편, 멜라토닌을 주입한 후 LED 파장별, 일주기별 GH mRNA 발현량의 변화를 통하여 어류에 있어서 멜라토닌의 성장 촉진 효과를 파악하였다. In the present invention, in order to investigate the growth effect of clownfish according to the wavelength of the LED, the changes in the amount of GH mRNA expression according to the circumference of the clownfish bred at each wavelength of blue, red and green and the fish according to the wavelength according to the long-term breeding The growth difference of melatonin was investigated and the growth promoting effect of melatonin in fish was determined by changing the GH mRNA expression level per LED wavelength and daily cycle after injection of melatonin.
또한, 해수 관상어인 파랑돔(yellowtail blue damselfish)를 이용하여 청색, 적색, 녹색 및 자주색(purple) 4가지의 LED 파장과 광도가 서로 다른 조명 조건하에서 사육하여 각각의 파장별 및 광도별 실험구의 실험어에서 VTG와 ER mRNA 및 각각의 단백질 발현 변화를 분석하여, 생식소 크기 지표와 스테로이드 호르몬인 estradiol-17β (E2)의 농도를 관찰함으로써 LED 광원의 파장 및 강도에 따른 어류의 성장에 따른 성숙 효과를 확인함으로서 광 제어를 이용한 양식방법의 제공을 목적으로 한다.
In addition, four kinds of LED wavelengths and intensities of blue, red, green, and purple were bred under different lighting conditions using yellowtail blue damselfish, a seawater ornamental fish. Analysis of VTG and ER mRNA and their respective protein expression in fish, monitoring the gonad size index and the concentration of steroid hormone estradiol-17β (E 2 ) to mature the effects of fish growth according to the wavelength and intensity of the LED light source The purpose of the present invention is to provide a method of farming using light control.
LED 광원의 파장 및 강도에 따른 어류의 성장에 따른 성숙 효과를 확인하기 위하여 다음과 같은 LED광원의 광도 및 파장을 이용한 실험을 실시하였다.
In order to confirm the maturation effect of the growth of the fish according to the wavelength and intensity of the LED light source, the experiment using the light intensity and wavelength of the LED light source was carried out.
I. I. LEDLED 광원의 파장 종류별 어류의 생장 차이 Differences in Fish Growth by Wavelength of Light Sources
LED 파장에 따른 흰동가리(Yellowtail clownfish)의 성장 효과를 조사하기 위하여, 고가의 해수 관상어로 널리 알려져 있는 흰동가리, 파랑돔 및 넙치를 이용하여 실험수조에 일반적인 빛(SNP)이 아닌 Light emitting diodes (LEDs)의 특정 LED 각각의 파장대(red, green, blue)의 빛을 조사시킨 후, 각각의 실험구별 어류에서 일주기에 따른 GH mRNA 발현량 변화 및 장기간 사육에 따른 파장대별 어류의 성장 차이에 대하여 조사하였다. In order to investigate the growth effect of Yellowtail clownfish according to the LED wavelength, light emitting diodes (SNPs), which are not common to the light tank (SNP) in the experimental tank, were used to study the clownfish, blue dome and flounder, which are widely known as expensive seawater ornamental fish. After irradiating light in each wavelength band (red, green, blue) of each specific LED of the LEDs), the changes of GH mRNA expression according to the cyclic cycle and the growth difference of the fish according to the wavelengths due to long-term breeding Investigate.
1. 실험어와 조건1. Experimental terms and conditions
흰동가리(n = 300; 전장, 5.2 ± 0.5 cm; 체중, 2.1 ± 0.5 g)는 한국해수관상어센터(CCORA, Jeju, Korea)에서 구입하여 실험실 내에 위치해 있는 12개의 300-l 순환여과식 수조에 2주 동안 안정화시켰다. 실험어는 자연 광주기(simulated natural photoperiod; SNP)에 노출시켰다. 형광등 (27 W)은 대조구로 진행하였으며, 빛의 세기는 수면에서 약 0.96 W/m2으로 설정하였다. 수온 및 광주기는 각각 27 ± 1℃와 명암주기는 각 12시간씩(명기, 07:00 - 19:00시) 설정하여 진행하였다. Clownfish (n = 300; full length, 5.2 ± 0.5 cm; weight, 2.1 ± 0.5 g) were purchased from the Korea Seawater Shark Center (CCORA, Jeju, Korea) and placed in 12 300-l circulation filtration tanks located in the laboratory. Stabilized for 2 weeks. Experimental fish were exposed to simulated natural photoperiod (SNP). The fluorescent lamp (27 W) proceeded to the control, and the light intensity was set to about 0.96 W / m 2 at the water surface. Water temperature and photoperiod were set to 27 ± 1 ℃ and contrast period for 12 hours each (description, 07:00-19:00 hours).
실험어는 상업 사료를 하루에 2회 공급(09:00 및 17:00시)하였다. 실험구는 청색(최대 파장 450 nm), 녹색(최대 파장 530nm) 및 적색(최대 파장 630 nm) LEDs (Daesin LED Co. Kyunggi, Korea)를 이용하여 수행하였다. LED는 수면으로부터 50 cm 거리를 두고 있으며, 수면에서의 조명 세기는 약 0.9 W/m2으로 설정하였다. 실험어는 총 6개월간 사육하였으며, 혈액 채취 전 200 mg/l tricaine methanesulfonate (MS-222; Sigma, St. Louis, MO, USA)으로 마취시켰다. Experimental fish fed commercial feed twice a day (09:00 and 17:00 hours). Experimental experiments were performed using blue (
혈액은 헤파린으로 처리된 3-ml syringe를 이용하여 미부 혈관에서 채취하였으며, 원심분리(4℃, 10,000 x g, 5분)를 통해 혈장을 채취한 후 분석 전까지 -80℃에서 보관하였다. 실험어는 척추를 절단하여 4시간 간격으로 뇌하수체를 채취하였다.
Blood was collected from tail blood vessels using a 3-ml syringe treated with heparin, and plasma was collected by centrifugation (4 ° C., 10,000 × g , 5 min) and stored at −80 ° C. until analysis. Experimental fish cut the spine and pituitary gland was collected at 4 hours intervals.
2. Quantitative PCR (QPCR)2. Quantitative PCR (QPCR)
흰동가리의 GH mRNA의 발현 변화는 QPCR을 이용하여 조사하였다. QPCR의 수행을 위한 프라이머(primer)는 이미 결정된 본 종의 염기배열을 이용하였으며, 설계된 프라이머의 염기배열은 다음과 같다.Changes in the expression of GH mRNA in clownfish were investigated using QPCR. Primers for the performance of the QPCR (primer) using the base sequence of the species already determined, the base sequence of the designed primer is as follows.
- GH forward (5′-CAT TCG TCT CTG TGT CTG G-3′)와 reverse (5′-AAA GCC TCT CCT TGT CCC-3′) primer.-GH forward (5′-CAT TCG TCT CTG TGT CTG G-3 ′) and reverse (5′-AAA GCC TCT CCT TGT CCC-3 ′) primer.
- β-actin forward (5′-CCA ACA GGG AGA AGA TGA C-3′)와 reverse (5′-TAC GAC CAG AGG CAT ACA-3′) primer.
β-actin forward (5′-CCA ACA GGG AGA AGA TGA C-3 ′) and reverse (5′-TAC GAC CAG AGG CAT ACA-3 ′) primers.
QPCR은 BIO-RAD iCycler iQ Multicolor Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, USA)과 iQTM Sybr green Supermix (Bio-Rad, USA)를 이용하여 95℃에서 5분간 초기 열변성 1회, 95℃에서 20초간 열변성, 55℃에서 20초간 프라이머 결합을 총 40회 실시하였다. 내부표준 유전자로는 β-actin을 사용하여 PCR이 진행됨에 따라 calculated threshold cycle (Ct)값을 결정하여 β-actin에 대한 발현량을 정량화 하였다.
QPCR was subjected to initial thermal denaturation at 95 ° C for 5 minutes at 95 ° C using BIO-RAD iCycler iQ Multicolor Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, USA) and iQTM Sybr green Supermix (Bio-Rad, USA). A total of 40 primer debonding was performed for 20 seconds at 20 ° C. for 20 seconds. As the internal standard gene, β-actin was used to determine the calculated threshold cycle (Ct) value as the PCR proceeded to quantify the expression of β-actin.
IIII . . LEDLED 광원의 파장 광도별 어류의 성장 효과 Growth Effect of Fish by Wavelength and Light Intensity of Light Source
해수 관상어로서 널리 알려져 있는 파랑돔을 이용하여 청색, 적색, 녹색 및 자주색 4종류 LED 파장과 광도 조건 하에서 총 4개월 동안 사육하여 각각의 LED 파장별 및 세기별 실험구의 실험어에서 Vitellogenin (VTG)와 Estrogen receptor (ER) mRNA 및 각각의 단백질 발현량의 변화를 분석하였으며, 생식소 크기 지표와 스테로이드 호르몬인 estradiol-17β (E2)의 농도, 그리고 난모 세포의 발달을 확인하기 위하여 H-E 염색을 통한 생식소 조직을 관찰하였다.
Four kinds of blue, red, green, and purple LED domes were bred for four months under blue and red, green, and purple LED wavelengths and luminosity conditions. Changes in Estrogen receptor (ER) mRNA and protein expression levels were analyzed, and the gonad tissues were examined by HE staining to confirm the gonad size index, the concentration of the steroid hormone estradiol-17β (E 2 ), and the development of oocytes. Was observed.
1. 실험어1. Experimental word
파랑돔 (n = 180; 전장, 3.5±0.3 cm; 무게, 1.1 ± 0.2 g)은 일반 수족관에서 구입하였으며, 실험실의 300-l 수조에서 순치시켰다. 실험어는 2주 동안 자연 광주기에서 안정화시켰다. 대조구인 형광등(27 W)은 표층에서 0.96 W/m2의 세기를 가지고 있으며, 수온 27±1℃ 와 광주기 12-h light:12-h dark (07:00 - 19:00)를 유지시켰다. Blue dome ( n = 180; full length, 3.5 ± 0.3 cm; weight, 1.1 ± 0.2 g) was purchased in a normal aquarium and was incubated in a laboratory 300-l bath. Experimental fish were stabilized in natural photoperiod for 2 weeks. The control, fluorescent (27 W), had an intensity of 0.96 W / m 2 at the surface and maintained a water temperature of 27 ± 1 ° C and a photoperiod 12-h light: 12-h dark (07:00-19:00). .
사료공급은 하루에 2번 공급하였다. 대조구는 형광등에 머물게 하면서 하루에 2회(오전 9시, 오후 5시) 사료를 공급하였다. 실험구는 purple (410 nm), blue (450 nm), green (530 nm), red (630 nm) LED 광원(Daesin LED Co. Kyunggi, Korea, 표층, 0.9 w/m2기준)으로 노출시키면서 12일 동안 절식시켰다. Feeding was provided twice a day. The control was fed twice a day (9 am, 5 pm) while staying in the fluorescent lamp. The experimental zone was exposed to purple (410 nm), blue (450 nm), green (530 nm) and red (630 nm) LED light sources (Daesin LED Co. Kyunggi, Korea, surface, 0.9 w / m 2 ). Fasted.
LED 등은 표층에서부터 50 cm 떨어져 설치하였으며, 표층의 광원은 0.3 (low; L), 0.6 (middle; M), 0.9 (high; H) W/m2로 설정하여 총 4개월 동안 사육하였다. 혈액은 헤파린 처리된 3-ml 주사기를 사용하여 얻었으며, 얻어진 혈액은 4 ℃, 10,000 x g, 5 분 원심분리 후 혈장을 분리하여 -80℃에 보관하였다. 각 어류는 4개월 사육 후 간과 생식소 조직을 채취하였다.
The LED lamp was installed 50 cm away from the surface layer, and the light source of the surface layer was rearranged to 0.3 (low; L), 0.6 (middle; M), and 0.9 (high; H) W / m 2 for 4 months. Blood was obtained using a heparinized 3-ml syringe, and the blood obtained was centrifuged at 4 ° C., 10,000 × g , 5 minutes, and the plasma was separated and stored at −80 ° C. Each fish collected liver and gonad tissue after 4 months of breeding.
2. 2. QuantitativeQuantitative PCRPCR ( ( QPCRQPCR ))
광원의 광도에 따른 성장효과의 확인을 위해 생식소 성숙 정도를 알아보기 위하여 VTG (JQ906787)와 ER (JQ906788) mRNA의 발현량 변화를 파랑돔의 간 및 생식소에서 얻어진 total RNA를 사용하여 각각 quantitative real-time PCR (QPCR)을 이용하여 분석하였다. QPCR의 수행을 위한 프라이머는 이미 공지된 타종의 염기배열을 기초로 하여 다음과 같이 설계하였다. In order to determine the gonad maturity level, we examined the changes in the expression level of VTG (JQ906787) and ER (JQ906788) mRNAs using quantitative real- Analysis was performed using time PCR (QPCR). Primers for performing QPCR were designed as follows based on the base sequence of other known species.
- VTG forward primer (5'-GTT GCC AAG ATA GAC ATC AC-3'), VTG forward primer (5'-GTT GCC AAG ATA GAC ATC AC-3 '),
- VTG reverse primer (5'-TTA GAC TCT CCT CGT TGC-3'), VTG reverse primer (5'-TTA GAC TCT CCT CGT TGC-3 '),
- ER forward primer (5'-GCA ACT ACC AGC GTG ATG-3'), ER forward primer (5'-GCA ACT ACC AGC GTG ATG-3 '),
- ER reverse primer (5'-CAG ACA CCT TGA ACT TGG A-3'), ER reverse primer (5'-CAG ACA CCT TGA ACT TGG A-3 '),
- β-actin forward primer (5'-GCA AGA GAG GTA TCC TGA CC-3') β-actin forward primer (5'-GCA AGA GAG GTA TCC TGA CC-3 ')
- β-actin reverse primer (5'-CTC AGC TCG TTG TAG AAG G-3').
β-actin reverse primer (5'-CTC AGC TCG TTG TAG AAG G-3 ').
QPCR은 BIO-RAD iCycler iQ Multicolor Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, USA)과 iQTM Sybr green Supermix (Bio-Rad, USA)를 이용하여 95℃에서 5분간 초기 열변성 1회, 95℃에서 20초간 열변성, 55℃에서 20초간 프라이머 결합을 총 40회 실시하였다. 내부표준 유전자로는 β-actin을 사용하여 PCR이 진행됨에 따라 calculated threshold cycle (Ct) 값을 결정하여 β-actin에 대한 발현량을 정량화하였다. ΔΔCt= 2^-(ΔCt항산화 유전자 - ΔCt내부표준 유전자).
QPCR was subjected to initial thermal denaturation at 95 ° C for 5 minutes at 95 ° C using BIO-RAD iCycler iQ Multicolor Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, USA) and iQTM Sybr green Supermix (Bio-Rad, USA). A total of 40 primer debonding was performed for 20 seconds at 20 ° C. for 20 seconds. As the internal standard gene, β-actin was used to determine the calculated threshold cycle (Ct) value as the PCR proceeded to quantify the expression level for β-actin. ΔΔCt = 2 ^ − (ΔCt antioxidant gene —ΔCt internal standard gene ).
IIIIII . 통계분석. Statistical analysis
각 실험 결과로부터 얻어진 자료 값 사이의 유의차 유무는 Statistical Package for the Social Sciences software program (SPSS; version 10.0)에 의한 One-way ANOVA 및 Tukey's post hoc test 를 실시하여 각 시간별, 파장별에 따른 통계학적으로 유의적 차이를 분석하였다. P < 0.05의 수치는 평균간 통계적 유의성을 검정하였다.Significant differences between data values obtained from each experiment were analyzed by One-way ANOVA and Tukey's post by Statistical Package for the Social Sciences software program (SPSS; version 10.0). hoc The test was performed to analyze statistically significant differences according to time and wavelength. A value of P <0.05 tested the statistical significance between the means.
이로부터 특정 LED 파장에 따른 어류의 성장 효과를 조사하기 위하여 각각의 파장대 (red, green, blue)를 이용하여 어류를 사육하여 어류의 일주기에 따른 GH mRNA 발현량 변화 및 장기간 사육에 따른 파장대별 어류의 성장 차이에 대하여 조사하는 한편, 멜라토닌(멜라토닌)을 주입한 후 LED 파장별, 일주기별 GH mRNA 발현 변화를 통하여 어류에 있어서 멜라토닌의 성장 촉진 효과를 파악하였다. In order to investigate the growth effects of fish according to specific LED wavelengths, fish were bred using each wavelength band (red, green, blue) to change the expression level of GH mRNA according to the fish cycle and by wavelength The growth difference of fish was investigated, and melatonin (melatonin) was injected and the growth promoting effect of melatonin in fish was determined by changing GH mRNA expression according to LED wavelength and daily cycle.
또한, 각 파장별, 광도별로 조명 후 VTG 및 ER mRNA 및 각각의 단백질 발현, 생식소 중량 지수(GSI), 그리고 혈장 estradiol-17β (E2) 호르몬 농도의 측정을 통해 난 성숙을 조사함으로서 LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어효과를 확인하고 이를 이용한 양식방법으로 도출하였다.
In addition, the irradiation of LED light source by investigating the egg maturation by measuring the VTG and ER mRNA and the protein expression, the gonadone weight index (GSI), and the plasma estradiol-17β (E 2 ) hormone concentration after illumination for each wavelength and light intensity The growth control effect of fish was confirmed, and the farming method was used.
적색, 녹색, 청색 각각의 파장을 갖는 LED 광원을 이용하여 어류의 성장 실험을 실시 한 결과 특정한 LED 파장이 GH mRNA 발현량의 변화에 영향을 미치는 것으로 파악하였고, 또한, 각 파장별 및 세기별로 조명 후 VTG, ER mRNA 및 혈장 estradiol-17β (E2) 호르몬 측정을 통해 난 성숙을 조사한 결과, 녹색 및 청색 파장에서 VTG와 ER mRNA 및 각각의 단백질 발현이 다른 파장에 비해 유의적으로 높게 나타났다. Fish growth experiments using LED light sources with red, green, and blue wavelengths revealed that specific LED wavelengths affected the changes in GH mRNA expression levels and were also illuminated by wavelength and intensity. After the VTG, ER mRNA and plasma estradiol-17β (E 2 ) hormonal measurements, the egg maturation was significantly higher in green and blue wavelengths than in other wavelengths.
광원 강도의 경우, 각 LED 파장별로 세 가지의 강도(0.3, 0.6, 0.9 W/m3)로 조명하여 관찰한 결과, 저에서 중(0.3 - 0.6 W/m2)의 강도로 조명한 실험구가 난 성숙에 유의적으로 효과적임을 알 수 있었다. 이러한 결과들로 미루어 보아 단파장 (green 및 blue 중, 특히 green)과 저(0.3 W/m2) 강도에서 생식소의 성숙에 가장 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타나 단파장의 광 제어를 이용한 양식방법의 이용이 가능하다.
If the light source intensity, a result of observation illuminates three intensity (0.3, 0.6, 0.9 W / m 3) of each LED wavelength, of the low-lighting experiment at an intensity of (0.3 0.6 W / m 2), obtain It was found that it is significantly effective for poverty maturation. These results indicate that the shortest wavelength (green and blue, especially green) and low (0.3 W / m 2 ) have the most positive effect on gonad maturation. It is possible.
도 1은 본 발명의 기술적 특징을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 사용된 청색(B), 녹색(G) 및 적색(R) LED를 나타낸다.
도 3은 각각의 어류들의 성장호르몬 아미노산의 시퀀스 배열을 비교한 것이다. GH 아미노산 배열에는 signal peptide (Met1-Ser17)와 putative N-glycosylation sites (Asn201-Cys202-Thr203)가 포함되어 있다.
도 4 는 Quantitative real-time PCR을 이용하여 청색(B), 녹색(G) 및 적색(R) LED 및 자연 광주기 (simulated natural photoperiod; SNP) 조명 아래에서 흰동가리의 뇌하수체에서 GH mRNA 발현 (A) 및 멜라토닌 주입 시 GH mRNA 발현 (B) 변화를 관찰한 결과를 나타낸다. 실험어의 명암 주기를 12:12로 설정하여 사육하였으며, 총 뇌하수체 RNA (2.5 μg)는 역전사하여 증폭시켰다. 결과는 같은 샘플 내 β-actin양에 비례하여 표준화된 발현량으로 나타났다. 흰색 바는 명기를 나타낸 것이며, 검은 바는 암기를 나타낸 것이다. 각각 다른 알파벳 문자는 동일한 파장 내 Zeitgeber times (ZT) 간의 유의적인 차이를 나타내며 (P < 0.05), 십자 표시(†)는 동일한 Zeitgeber times (ZT) 내 파장 별로 유의적인 차이를 나타낸 것이고 (P < 0.05), 별표는 멜라토닌 주입 실험구와 주입하지 않은 실험구 간의 유의적 차이를 나타내었다. 모든 수치들은 평균 ± SD (n = 5)로 표현하였다.
도 5 는 QPCR을 이용하여 파장별 및 세기별로 VTG 및 ER mRNA의 발현량의 변화를 조사한 결과를 나타내었다.
도 6 은 파장 및 광도별 실험구에서 혈장 E2 호르몬 농도는 plate reader기를 이용하여 분석한 결과를 나타내었다.
도 7 은 본 발명의 결과를 이용한 광 제어를 이용한 사육수조를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 LED 파장, 광도 조절이 가능한 광원 조사 수조를 나타낸 사진이다.
1 is a schematic diagram showing technical features of the present invention.
2 shows blue (B), green (G) and red (R) LEDs used in the present invention.
Figure 3 compares the sequence sequence of the growth hormone amino acids of each fish. The GH amino acid sequence includes a signal peptide (Met 1 -Ser 17 ) and putative N-glycosylation sites (Asn 201 -Cys 202 -Thr 203 ).
Figure 4 shows GH mRNA expression in the clownfish pituitary gland under blue (B), green (G) and red (R) LEDs and simulated natural photoperiod (SNP) illumination using Quantitative real-time PCR (A ) And GH mRNA expression (B) change at the time of melatonin injection. The light and dark cycles of experimental fish were set at 12:12, and total pituitary RNA (2.5 μg) was reverse transcribed and amplified. The results showed normalized expression in proportion to the amount of β-actin in the same sample. White bars indicate light and black bars indicate memorization. Each different alphabet letter represents a significant difference between Zeitgeber times (ZT) within the same wavelength ( P <0.05), and a cross mark (†) represents a significant difference by wavelength within the same Zeitgeber times (ZT) ( P <0.05). , The asterisk showed a significant difference between the melatonin injection group and the non-injection group. All values are expressed as mean ± SD ( n = 5).
5 shows the results of investigating changes in the expression level of VTG and ER mRNA by wavelength and intensity using QPCR.
FIG. 6 shows plasma E 2 in experimental groups of different wavelengths and intensities. Hormone concentrations were analyzed using a plate reader.
Figure 7 shows a breeding tank using light control using the results of the present invention.
8 is a photograph showing a light source irradiation tank that can control the LED wavelength, light intensity of the present invention.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식방법은 자연광을 배제한 환경에서 LED 광원을 일정시간 동안 조사하여, 어류 체내의 뇌하수체 자극을 유발시킴으로서 성장호르몬(Growth Hormone)의 분비를 촉진시키는 방법으로 이루어진다.In order to achieve the object of the present invention, aquaculture method using the growth control of fish by the LED light source irradiation by irradiating the LED light source for a certain time in the environment excluding natural light, by causing the pituitary stimulation in the fish body (Growth Hormone ) To promote secretion.
또한, LED 광원의 파장은 청색 (430-490 nm) 또는 녹색 (520-580 nm)인 것을 특징으로 하고, LED 광원 파장의 조사 강도는 0.3 - 0.6 W/m2인 것을 특징으로 하며, 광원의 조사 시간은 1-6개월이고, 명암주기는 12 시간인 것을 특징으로 한다.In addition, the wavelength of the LED light source is characterized in that blue (430-490 nm) or green (520-580 nm), the irradiation intensity of the LED light source wavelength is characterized in that 0.3-0.6 W / m 2 , The irradiation time is 1-6 months, and the light and dark cycle is 12 hours.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, LED 광원의 점등은 초기 6시간은 녹색 (520-580 nm)을 점등하고 후기 6시간은 청색 (430-490 nm)을 점등함으로서 광원 자극을 변화시켜 생장호르몬의 분비를 촉진시켜 GH mRNA의 전사를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식방법이 제공된다. In order to achieve the object of the present invention, the lighting of the LED light source changes the light source stimulation by lighting the green (520-580 nm) for the first 6 hours and the blue (430-490 nm) for the latter 6 hours. There is provided a farming method using the growth control of fish by irradiation with LED light source, characterized in that to promote the secretion of GH mRNA by promoting secretion.
LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식방법으로, a) 어류 양식용 치어 종묘를 준비하는 단계; b) 자연광이 차단된 수조에 a) 단계의 치어종묘를 입식시키는 단계; c) 수조에 파장 600-650 nm의 LED 광원을 조사하여 1-3일간 사육하여 어류의 체내에서 초기에 일시적으로 산화 스트레스를 유발시킴으로서, 어체 내에서 멜라토닌의 분비를 촉진시켜 안정화시키는 단계; d) c) 단계의 수조에서 사육된 치어 종묘를 청색 (430-490 nm) 또는 녹색 (520-580 nm) LED 광원을 일정시간 조사하여 어류 체내의 뇌하수체 자극을 유발시킴으로서 성장호르몬의 분비를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.An aquaculture method using growth control of fish by irradiation with LED light source, comprising the steps of: a) preparing fish seedlings for fish farming; b) stocking a young seedling of step a) in a water-blocked tank; c) stabilizing by irradiating the LED light source having a wavelength of 600-650 nm in the tank for 1-3 days to induce a temporary oxidative stress in the body of the fish initially, thereby promoting the secretion of melatonin in the fish; d) Promoting the secretion of growth hormone by irradiating the blue (430-490 nm) or green (520-580 nm) LED light source for a period of time with the cheerfish seedlings bred in the tank of step c). A method is characterized in that a method is provided.
또한, 자연광이 개폐가 가능한 일정 공간; 상기 공간의 일부에는 치어 종묘를 입식할 수 있는 수조; 상기 수조에는 사육수를 여과할 수 있는 여과장치와 산소공급기가 연결 설치되고, 상기 수조 상부에는 파장 600-650 nm, 430-490 nm, 520-580 nm인 LED 광원이 각각 복수 개 설치되고, 상기 LED 광원의 점등 및 광원의 강도를 제어할 수 있는 광원 제어장치가 설치된 것을 특징으로 하는 LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식장치가 제공된다.In addition, a certain space that can be opened and closed natural light; A portion of the space may be a tank for stocking fry seedlings; The tank is connected to a filtration device and an oxygen supply unit for filtering breeding water, and a plurality of LED light sources having a wavelength of 600-650 nm, 430-490 nm, and 520-580 nm are respectively installed on the tank. There is provided a farming apparatus using the growth control of fish by irradiation with LED light source, characterized in that a light source control device for controlling the lighting of the LED light source and the intensity of the light source is provided.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 상기의 전체적인 구성을 실시 예와 함께 자세히 설명하면 다음과 같다.
In order to achieve the object of the present invention, when described in detail with the embodiment as described above as follows.
I. I. LEDLED 광원의 Light source 파장별By wavelength 어류의 성장 내분비 메커니즘 Growth endocrine mechanisms of fish
1. GH cDNA 분리 GH cDNA isolation
GH primer를 설계하기 위해 이미 잘 보존된 fire clownfish, Amphiprion melanopus GH (GenBank accession no. ADJ57589)와 green sunfish, Lepomis cyanellus GH (AAS20461)의 영역을 이용하여 다음과 같이 설계하였다: Amphiprion , a well preserved fire clownfish for the design of GH primers Using the regions of melanopus GH (GenBank accession no. ADJ57589) and green sunfish, Lepomis cyanellus GH (AAS20461), the design was as follows:
- GH forward primer (5'-TTT GCA GAC GGA GGA ACA AC-3') -GH forward primer (5'-TTT GCA GAC GGA GGA ACA AC-3 ')
- GH reverse primer (5'-GGC GAC AGT CGA CAT TTA GC-3'). GH reverse primer (5'-GGC GAC AGT CGA CAT TTA GC-3 ').
흰동가리의 뇌하수체로부터 trizol reagent (Gibco/BRL, USA)를 이용하여 total RNA를 추출하였다. Total RNA를 주형으로 하여 oligo-d(T)15 anchor primer와 M-MLV reverse transcriptase (Bioneer, Korea)를 이용하여 cDNA를 합성하였다. 중합연쇄반응(Polymerase chain reaction; PCR) 증폭은 Takara Taq (Takara, Japan)을 이용하여 수행하였으며, 다음과 같은 반응을 통해 증폭되었다. Total RNA was extracted from the clownfish pituitary gland using trizol reagent (Gibco / BRL, USA). Total RNA was used as a template to synthesize cDNA using oligo-d (T) 15 anchor primer and M-MLV reverse transcriptase (Bioneer, Korea). Polymerase chain reaction (PCR) amplification was performed using Takara Taq (Takara, Japan) and amplified by the following reaction.
초기 변성은 95℃에서 2 min; 40 cycles of 95℃에서 20초간 변성, 56℃에서 40초간 primer 결합, 72℃에서 1분간 신장, 세 가지 단계를 총 40번 반복 후 72℃에서 7분간의 최종 신장 단계를 거친다. 증폭된 PCR 산물은 1% agarose gel을 통해 분리하고, 정제하여 pGEM-T Easy Vector (Promega, USA)에 삽입한다. DH5α (RBC Life Sciences, Korea)를 이용하여 형질 전환시킨 후 plasmid DNA는 LaboPass Plasmid DNA Purification Kit (Cosmo, Korea)를 이용하여 얻어내었다. Plasmid DNA를 이용하여 GH cDNA 염기 서열은 ABI DNA Sequencer (Applied Biosystems, USA)를 통해 분석하였다.
Initial denaturation at 95 ° C. for 2 min; 40 cycles of denatured at 95 ° C for 20 seconds, primer binding at 56 ° C for 40 seconds, elongated for 1 minute at 72 ° C, and repeated three times for a total of 40 steps, followed by a final elongation of 7 minutes at 72 ° C. The amplified PCR product is separated by 1% agarose gel, purified and inserted into pGEM-T Easy Vector (Promega, USA). After transformation using DH5α (RBC Life Sciences, Korea) plasmid DNA was obtained using LaboPass Plasmid DNA Purification Kit (Cosmo, Korea). Using Plasmid DNA, GH cDNA nucleotide sequence was analyzed by ABI DNA Sequencer (Applied Biosystems, USA).
2. 전장의 2. Battlefield GHGH cDNAcDNA 분리 detach
예상 크기의 단일 PCR 산물 (428 base pairs [bp])은 RT-PCR에 의해 분리되었다. 분리된 단일 PCR 산물을 이용하여 (3' 및 5' RACE) GH 전장의 cDNA를 분리하였다. Open reading frame (ORF)이 포함된 전장의 GH cDNA는 204개의 아미노산으로 이루어진 단백질로 이루어져있다 (JN008015). Single PCR products (428 base pairs [bp]) of expected size were isolated by RT-PCR. (3 'and 5' RACE) GH full length cDNA was isolated using a single PCR product. The full-length GH cDNA, with its open reading frame (ORF), consists of a protein consisting of 204 amino acids (JN008015).
흰동가리의 GH 아미노산 배열은 타종의 척추 동물종과 유사하다. GH 아미노산 배열에는 signal peptide (Met1-Ser17)와 putative N-glycosylation sites (Asn201-Cys202-Thr203)가 포함되어 있다. Clownfish's GH amino acid sequence is similar to that of other vertebrate species. The GH amino acid sequence includes a signal peptide (Met 1 -Ser 17 ) and putative N-glycosylation sites (Asn 201 -Cys 202 -Thr 203 ).
아미노산 상동성은 fire clownfish GH (ADJ57589)와 99%, gilthead seabream GH (AAA03329)와 94%, green sunfish GH (AAS20461)와 93%, 그리고 ballyhoo GH (AAV48597) 93% 유사한 결과를 보였다(도 3).
Amino acid homology was similar to 99% with fire clownfish GH (ADJ57589), 94% with gilthead seabream GH (AAA03329), 93% with green sunfish GH (AAS20461), and 93% with ballyhoo GH (AAV48597) (Figure 3).
3. 전장의 3. Battlefield GHGH cDNAcDNA 분리 (3' 및 5' Separation (3 'and 5' RACERACE ))
전장의 GH cDNA를 분리하기 위해 뇌하수체로부터 trizol kit (Gibco/BRL, USA)를 이용하여 분리한 total RNA를 이용하였다.2.5㎍의 total RNA를 주형으로 3' RACE cDNA와 5' RACE cDNA를 CapFishingTMfull-lengthcDNAPremixKit (Seegene,Korea)를 이용하여 분리하였다. First-strand cDNA 합성은 oligo (dT) anchor primer (5'-CTG TGA ATG CTG CGA CTA CGA T(T)18-3')와 CapFishingTMadaptor (Seegene, Korea)를 이용하여 합성하였다.Total RNA isolated from the pituitary gland using trizol kit (Gibco / BRL, USA) was used to isolate full-length GH cDNA. CapFishing TM was used for 2.5 'total RNA and 3' RACE cDNA and 5 'RACE cDNA. Full-length cDNAP remixKit (Seegene, Korea) was used to isolate. First-strand cDNA synthesis, was synthesized by using oligo (dT) anchor primer (5' -CTG TGA ATG CTG CGA CTA CGA T (T) 18 -3 ') and CapFishing TM adaptor (Seegene, Korea) .
특이적 GH primers는RT-PCR을 통해 얻어진 부분 GH cDNA 염기서열을 이용하여 설계하였다. 3' RACE 분리는 5 ㎕의 3' RACE cDNA, 1 ㎕의 10 mM 3' RACE target primer (5'-CTG TGA ATG CTG CGA CTA CGA T-3'), 1 ㎕의 10 mM 3' RACE GH -specific primer (5'-CAC ATC CGA TCA CGG TGG AAA CAT GTA C-3')와 25 ㎕의 SeeAmp Taq Plus Master Mix가 포함된 50-㎕ PCR 시약을 이용하여 분리하였다. PCR은 94℃에서 5분간 초기 변성, 94℃에서 40초간 변성, 62℃에서 40초간 primer 결합, 72℃에서 1분간 신장 반응을 총 40번 반복한 후 72℃에서 5분간 최종 신장 반응을 통해 수행하였다. Specific GH primers were designed using partial GH cDNA sequences obtained through RT-PCR. 3 'RACE isolation was performed with 5 μl 3' RACE cDNA, 1 μl 10 mM 3 'RACE target primer (5'-CTG TGA ATG CTG CGA CTA CGA T-3'), 1 μl 10 mM 3 'RACE GH- Specific primers (5'-CAC ATC CGA TCA CGG TGG AAA CAT GTA C-3 ') and 25 μl of SeeAmp Taq Plus Master Mix were isolated using a 50-μl PCR reagent. PCR was performed by initial denaturation at 94 ° C. for 5 minutes, at 94 ° C. for 40 seconds, at 62 ° C. for 40 seconds, at 40 ° C. for primer binding, and for 1 minute at 72 ° C. for a total of 40 times. It was.
3' RACE는 5 ㎕의 3' RACE cDNA, 1 ㎕의 10 mM 5' RACE target primer (5'-GTC TAC CAG GCA TTC GCT TCA T-3'), 1 ㎕의 10 mM 5' RACE GH-specific primer (5'-TGA ACG TGG CTG CAG CGT TCT CTC TC-3')와 25 ㎕의 SeeAmp Taq Plus Master Mix가 포함된 50-㎕ PCR 시약을 이용하여 분리하였다. PCR은 94℃에서 5분간 초기 변성, 94℃에서 40초간 변성, 62℃에서 40초간 primer 결합, 72℃에서 1분간 신장 반응을 총 40번 반복한 후 72℃에서 5분간 최종 신장 반응을 수행하였다. 3 'RACE is 5 µl 3' RACE cDNA, 1 µl 10 mM 5 'RACE target primer (5'-GTC TAC CAG GCA TTC GCT TCA T-3'), 1 µl 10 mM 5 'RACE GH-specific A 50-μl PCR reagent containing a primer (5'-TGA ACG TGG CTG CAG CGT TCT CTC TC-3 ') and 25 μl of SeeAmp Taq Plus Master Mix was isolated. PCR was repeated for 5 minutes at the initial denaturation at 94 ° C for 5 minutes, at 94 ° C for 40 seconds, at 62 ° C for 40 seconds for primer binding, and at 72 ° C for 1 min. .
증폭된 PCR 산물은 1% agarose gel을 이용한 전기영동을 통해 분리하였으며 형질 전환 및 염기 서열 분석은 위의 단락과 동일하게 수행하였다.
The amplified PCR product was isolated by electrophoresis using 1% agarose gel, and transformation and sequencing were performed in the same manner as the above paragraph.
4. 멜라토닌 주입4. Melatonin Injection
멜라토닌 (Sigma, USA)은 0.9% 생리 식염수에 희석하여 본 연구에 사용하였다. 마취 후 흰동가리(5.2 ± 0.5 g)에 200 μg 멜라토닌/g body mass (BW) 농도의 멜라토닌을 10 μl/g BW의 양으로 복강 내 주사를 실시하였다. 본 발명에서는 07:00에 주사하여 11:00시 (ZT4), 15:00시 (ZT8), 19:00시 (ZT12), 23:00시 (ZT16), 03:00시 (ZT20), 07:00시 (ZT24)와 11:00시 (ZT28)에 각각 5마리씩 샘플링 하였다. Melatonin (Sigma, USA) was used in this study diluted in 0.9% saline. After anesthesia, an intraperitoneal injection of melatonin at a concentration of 200 μg melatonin / g body mass (BW) was carried out in clownfish (5.2 ± 0.5 g) in an amount of 10 μl / g BW. In the present invention, it is injected at 07:00, 11:00 (ZT4), 15:00 (ZT8), 19:00 (ZT12), 23:00 (ZT16), 03:00 (ZT20), 07 Five animals were sampled at 00:00 (ZT24) and 11:00 (ZT28), respectively.
주사 후 뇌하수체는 총 ZT4에서 ZT28까지 4시간 간격으로 5마리씩 채취하였으며, 실험 기간 동안 모든 어류는 생존하였다. After injection, the pituitary gland was collected five times at intervals of 4 hours from total ZT4 to ZT28, and all fish survived during the experiment.
LED 광원의 특정 파장에 의한 흰동가리의 성장 효과와 관련하여, 멜라토닌이 어류의 성장을 촉진시키는지를 확인하기 위하여 멜라토닌을 주사하여 일주기별 GH mRNA의 발현량의 변화를 조사한 결과(도 4B), 멜라토닌을 주사한 실험구의 어류를 멜라토닌을 주사하지 않은 실험구의 어류와 비교하였을 때, GH mRNA 발현량의 변화 패턴은 상호간에 비슷하게 나타났으나, 멜라토닌을 주사한 실험구가 멜라토닌을 주사하지 않은 실험구에 비하여 유의적으로 높은 GH mRNA의 발현량을 보였다(도 4A). In relation to the growth effect of Clownfish by the specific wavelength of the LED light source, in order to confirm whether melatonin promotes the growth of fish, the melatonin was injected to investigate the change in the expression level of GH mRNA by daily cycle (FIG. 4B). When the fish of the experimental group injected with the fish were compared with those of the experimental group not injected with the melatonin, the change pattern of GH mRNA expression level was similar to each other, but the experimental group injected with the melatonin was applied to the experimental group without the melatonin injection. Compared with the significantly higher expression level of GH mRNA (Fig. 4A).
즉, 본 발명의 결과로부터 멜라토닌이 GH mRNA의 발현을 촉진시킴으로써 어류의 성장을 증진시키는 역할을 하고 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
In other words, it can be confirmed from the results of the present invention that melatonin plays a role in promoting the growth of fish by promoting the expression of GH mRNA.
5. 일주기 동안 뇌하수체에서 5. In the pituitary gland during the work cycle GHGH mRNAmRNA 발현 Expression
본 발명에서는 QPCR을 이용하여 파장별 뇌하수체 GH mRNA 발현 변화를 조사한 결과(도 4), GH mRNA는 모든 파장 실험구에서 명기보다 암기에서 유의적으로 높은 발현량을 보이며, 더욱이 청색 LED 실험구에서 다른 파장 실험구보다 유의적으로 높은 발현량이 관찰되었다 (도 4A).In the present invention, as a result of examining the pituitary GH mRNA expression change by wavelength using QPCR (FIG. 4), GH mRNA shows a significantly higher expression level in the memorization than the specification in all wavelength experiments, and further in the blue LED experiments. Significantly higher expression was observed than the wavelength experiment (FIG. 4A).
멜라토닌을 주입한 실험구에서의 일주기 동안 GH mRNA 발현 변화는 주입하지 않은 실험구와 비슷한 패턴을 보이나 전체적인 발현량은 주입하지 않은 실험구에 비하여 유의적으로 높은 발현량이 관찰되었다 (도 4B). Changes in GH mRNA expression during one cycle in the experimental group injected with melatonin showed a similar pattern to the experimental group not injected, but the overall expression level was significantly higher than the experimental group not injected (FIG. 4B).
또한, 녹색 및 청색 LED 실험구에서 전장은 다른 파장 실험구에 비하여 유의적으로 높은 결과 값이 관찰되었다 (표 1). 실험 종료 시 (6 개월째), 녹색 및 청색 LED 실험구에서 각각 가장 높은 전장 수치가 (6.1 ± 0.4 및 6.2 ± 0.2 cm) 측정되었으나 형광등 및 red LED 실험구에서는 각각 가장 낮은 전장 수치가 (4.9 ± 0.3 및 4.8 ± 0.5 cm) 측정되었다. In addition, in the green and blue LED experiments, the electric field was significantly higher than other wavelengths (Table 1). At the end of the experiment (6 months), the highest field values (6.1 ± 0.4 and 6.2 ± 0.2 cm) were measured in the green and blue LEDs, respectively, while the lowest field values in the fluorescent and red LEDs were respectively (4.9 ±). 0.3 and 4.8 ± 0.5 cm).
상기 각각 다른 알파벳 문자는 파장 별 유의적인 차이를 나타내며, 숫자는 사육 기간 동안 초기 사육 시와 비교했을 때 유의적인 차이를 나타낸 것이다 (P < 0.05).
Each different alphabet letter represents a significant difference for each wavelength, and the numbers represent a significant difference as compared with the initial breeding period during the breeding period ( P <0.05).
IIII . . LEDLED 광원의 파장 강도별 어류의 성장 제어 효과 Growth Control Effects of Fishes by Wavelength Intensity of Light Sources
1. 간과 1. Overlooked 생식소에서At the gonad VTGVTG 및 And ERER 발현 Expression
본 발명에서는 광원의 광도별 성장제어가 가능한지 여부를 살펴보기 위하여 QPCR을 이용하여 파장별 및 세기별로 VTG 및 ER mRNA 발현을 조사하였다 (도 5). 녹색 및 청색 LED 실험구에서 VTG 및 ER mRNA 발현은 다른 파장에 비하여 유의적으로 높게 나타났다. In the present invention, VTG and ER mRNA expression was investigated by wavelength and intensity using QPCR in order to see whether growth control of light source is possible by light intensity (FIG. 5). VTG and ER mRNA expressions in the green and blue LEDs were significantly higher than other wavelengths.
특히, 저 또는 중의 세기에서 다른 세기에 비하여 유의적으로 높게 나타났다. 단백질 발현을 관찰하기 위해 western blot 분석을 시행한 결과 역시 VTG (43 kDa) 및 ER (64 kDa)이 예상된 단백질 크기에 맞게 관찰되었다. 파랑돔의 간과 생식소에서의 VTG 및 ER 단백질 발현 경향은 mRNA 발현 경향과 유사하게 나타났다(도 5A, C).
In particular, the low or medium intensity was significantly higher than the other intensity. Western blot analysis was also performed to observe the protein expression. VTG (43 kDa) and ER (64 kDa) were also observed for the expected protein size. The trend of VTG and ER protein expression in liver and gonad of blue dome was similar to that of mRNA expression (Fig. 5A, C).
2. 혈장 2. Plasma EE 22 농도density
파장별 및 세기별 실험구에서 혈장 E2 호르몬의 농도는 plate reader기를 이용하여 분석하였다(도 6). 혈장 E2 농도는 녹색 파장 실험구(503 ± 35 pg/mL; 저) 및 청색 파장 실험구(504 ± 16.7 pg/mL; 저)에서 다른 실험구에 비하여 유의적으로 높은 농도가 관찰되었다.
Plasma E 2 in Experimental Species by Wavelength and Intensity Hormone concentration was analyzed using a plate reader (Fig. 6). Plasma E 2 Concentrations were significantly higher in the green wavelength experiment (503 ± 35 pg / mL; low) and the blue wavelength experiment (504 ± 16.7 pg / mL; low) than the other experiments.
IIIIII . . LEDLED 광원의 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식방법 Aquaculture method using growth control of fish by irradiation of light source
1. LED 광원의 조사에 의한 어류의 생장 내분비 이용 기작1. Mechanism of using endocrine growth of fish by irradiation of LED light source
본 발명의 실험에서는 적색, 녹색, 청색의 LED 파장을 갖는 광원을 설치한 실험구별로 흰동가리의 성장 관련 실험을 실시하였다. 또한, 멜라토닌에 의한 흰동가리의 성장 증진 효과를 확인해 보기 위하여, 멜라토닌을 복강 내 주입한 후 일주기별 GH mRNA 발현량의 측정을 통하여 특정한 LEDs 파장이 GH mRNA 발현량의 변화에 미치는 영향을 파악하였다. In the experiment of the present invention, the experiments related to the growth of clownfish were carried out for each experimental section in which light sources having red, green, and blue LED wavelengths were installed. In addition, in order to confirm the growth promoting effect of clownfish caused by melatonin, after the intraperitoneal injection of melatonin, the effect of specific LEDs wavelength on the change of GH mRNA expression level was determined by measuring the GH mRNA expression level per cycle.
우선, 흰동가리에서 분리한 뇌하수체에서 전장의 GH cDNA를 cloning하였다. GH cDNA는 start codon인 ATG부터 stop codon인 TGA 사이의 ORF에 204개의 아미노산을 포함하고 있었다. NCBI의 Blast algorithm (Blastp)을 이용하여 타종과의 아미노산 배열을 비교한 결과, fire clownfish GH와 99%, gilthead seabream GH와 94%, green sunfish GH와 93%, 그리고 ballyhoo GH와 93%의 높은 상동성을 나타내었다(도 3). First, the pituitary gland isolated from clownfish was cloned full-length GH cDNA. GH cDNA contained 204 amino acids in the ORF between the start codon ATG and the stop codon TGA. Comparing amino acid sequences with other species using NCBI's Blast algorithm (Blastp), high levels of fire clownfish GH, 99%, gilthead seabream GH, 94%, green sunfish GH, 93%, and ballyhoo GH, 93% Dynamics were shown (FIG. 3).
GH는 높은 소수성을 띠고 있는 N-terminus 부위에 17개의 아미노산 (Met1-Ser17) 배열이 존재하는데, 이 부분을 signal peptide라고 하며, 타종과도 높은 상동성을 나타낸다. 또한 GH의 mature peptide 부위에는 putative N-glycosylation sites (Asn201-Cys202-Thr203)가 존재한다. GH has 17 amino acid (Met 1- Ser 17 ) sequences in the N-terminus region, which has high hydrophobicity. This is called signal peptide and shows high homology with other species. In addition, there are putative N-glycosylation sites (Asn 201 -Cys 202 -Thr 203 ) at the mature peptide site of GH.
본 발명의 실험에서 사용된 어종에서도 putative N-glycosylation sites가 존재함을 확인할 수 있었고 이로부터 본 발명에서 사용된 흰동가리 GH도 signal peptide와 putative N-glycosylation sites가 존재함은 물론, 타종과도 높은 상동성을 보이는 점으로 보아, GH family에 속하는 것으로 판단된다.It was confirmed that putative N-glycosylation sites exist in the fish species used in the experiment of the present invention. From this, the clownfish GH used in the present invention also has signal peptide and putative N-glycosylation sites, as well as other species. In view of homology, it appears to belong to the GH family.
흰동가리의 뇌하수체를 대상으로 일주기 동안 GH mRNA의 발현량을 분석한 결과, 형광등 및 적색 LED 실험구에 비하여 녹색과 청색 LED 실험구에서 유의적으로 높은 GH mRNA 발현량이 관찰되었다(도 4A). As a result of analyzing the expression levels of GH mRNA in the pituitary pituitary gland during a cycle, significantly higher GH mRNA expression was observed in the green and blue LED experiments than in the fluorescent and red LED experiments (FIG. 4A).
또한, 본 발명에서는 6개월 동안 장기간 사육 후, 흰동가리의 전장을 측정해 본 결과, 녹색과 청색 LED 파장에서 유의적으로 빠른 성장률을 나타냈다(표 1). 이러한 결과는 녹색 및 청색 빛과 같은 단파장이 어류의 자어뿐만 아니라 성어의 성장에도 효과적으로 영향을 미치고 있는 것으로 판단되며, 어류를 포함한 생물체의 성장을 촉진하는 물질로서 주로 송과체에서 분비되는 호르몬인 멜라토닌의 분비작용에도 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.In addition, in the present invention, after long-term breeding for 6 months, the results of measuring the full-length clownfish showed a significantly faster growth rate in the green and blue LED wavelengths (Table 1). These results indicate that short wavelengths, such as green and blue light, have an effect on the growth of fish as well as fish larvae, and secrete melatonin, a hormone secreted by the pineal gland, as a substance that promotes the growth of organisms including fish. It seems to play an important role.
본 발명의 결과를 종합해 보면, 녹색 및 청색 파장은 흰동가리의 성장을 촉진시키는 요인으로 작용하였으며, 다른 성장 요인으로는 멜라토닌이 어체 내에서 GH 분비를 자극시킴으로써 흰동가리의 성장을 촉진시키는 역할을 수행한 것으로 확인되었다. 따라서 이러한 연구 결과를 종합해 보면 광 제어를 통해 어류의 성장을 효과적으로 증진 가능하고, 또한 광 제어를 이용한 어류 사육을 위한 인공적인 광원 시스템을 설계 및 이를 이용한 양식방법으로의 응용이 가능한 것으로 판단된다.
In conclusion, the green and blue wavelengths acted as a factor to promote the growth of clownfish, and as another growth factor, melatonin stimulated the secretion of GH in the fish, thereby promoting the growth of clownfish. It was confirmed to have been performed. Therefore, the results of these studies can be used to effectively increase the growth of fish through light control, and to design artificial light source systems for fish breeding using light control and to apply them as aquaculture methods.
2. LED 광원의 광도에 따른 어류의 생장 효과2. Effect of Fish Growth on the Intensity of LED Light Source
본 발명에서는 어류의 생식소 발달을 LED의 특정 광원으로만 조절할 수 있는지를 확인하기 위하여, 적색, 녹색, 청색 및 자주색 LEDs 파장의 조명과 각각의 파장별로 세 가지 강도로 설치한 실험구의 파랑돔의 간과 생식소에서 난황 전구 단백질인 VTG와 estrogen의 수용체인 ER mRNA 및 각각의 단백질 발현을 확인하였다. In the present invention, in order to determine whether the gonad development of fish can be controlled only by a specific light source of the LED, the red, green, blue and purple LEDs wavelength illumination and overlooking the blue dome of the experimental zone installed with three intensities for each wavelength In the gonads, the egg yolk precursor protein, VTG and estrogen receptor ER mRNA and their respective protein expression were identified.
파랑돔을 총 4개월 동안 각 파장별 및 세기별로 조명 시 VTG와 ER mRNA 및 각각의 단백질량의 발현 변화를 분석한 결과, 단파장인 녹색과 청색 LED 조명 시 다른 파장보다 유의적으로 높은 발현량이 관찰되었다(도 5). As a result of analyzing the changes of expression of VTG and ER mRNA and the amount of protein when the blue dome was illuminated for each wavelength and intensity for a total of 4 months, the expression level was significantly higher than the other wavelengths when the green and blue LEDs with short wavelengths were illuminated. (Fig. 5).
이와 같이 단파장에서 난 성숙이 유도되는 메커니즘에 대해서는 아직까지 명확하게는 밝혀져 있지 않지만, 이는 광범위한 분광 감도의 하나의 색소 또는 몇몇의 광 색소들이 외부 빛의 자극이 전환되는 것과 밀접한 관련이 있을 가능성을 제시할 수 있다. This mechanism of induction of short-term egg maturation is not yet clear, but this suggests that one pigment or several photopigments with broad spectral sensitivity may be closely related to the switching of external light stimuli. can do.
이처럼 파장별로 성숙 정도 차이를 나타낼 뿐만 아니라 각각 세가지 광도로 실험을 수행한 결과, 가장 세기가 낮은 저(low) 또는 중(middle)의 세기에서 mRNA, 단백질 및 생식소 숙도 지수(GSI)의 결과를 통해 성숙이 가장 촉진된 것으로 관찰되었다. 이는 에너지 효율 측면에서 보았을 때 긍정적인 효과로 보이며, 동시에 LED의 자체적인 에너지 효율과 낮은 빛의 세기의 장점으로 인한 경제적 시너지 효과가 발생될 것으로 사료된다. In addition to the differences in maturity for each wavelength, experiments with three luminosities, respectively, resulted from mRNA, protein, and gonad maturity index (GSI) at the lowest or middle intensity. Maturation was observed to be the most promoted. This seems to be a positive effect in terms of energy efficiency, and at the same time, economic synergies are expected due to the advantages of LED's own energy efficiency and low light intensity.
이러한 연구 보고들을 종합해 보면 단파장이 스트레스로부터 체내를 보호하며, 동시에 면역 기능까지 향상시킴으로써 어류의 건강도를 최상으로 유지시켜 줌으로써 번식능의 증진으로 이어질 가능성이 제시된다. 이러한 번식능과 관련된 호르몬 중의 하나가 E2인데 본 연구에서 E2의 농도를 측정한 결과, green과 blue LED 실험구의 어류에서 유의적으로 높은 농도가 관찰되었다(도 6).Taken together, these findings suggest that short wavelengths protect the body from stress and, at the same time, improve immune function, thereby leading to improved fertility by keeping fish healthy. One of the hormones associated with this fertility is E 2. In the present study, the concentrations of E 2 were significantly high in fish of the green and blue LED experimental groups (FIG. 6).
따라서 단파장인 녹색과 청색 파장은 어류의 성장과 동시에 난 성숙을 유도하여 번식능을 증진시키는 데 긍정적인 효과가 있는 것으로 사료되며, 각 파장의 빛에 의한 어류의 번식 메커니즘과 관련하여 앞으로 다양한 분자 level의 연구가 필요할 것으로 사료된다.
Therefore, green and blue wavelengths, which are short wavelengths, have a positive effect on the growth of fish and at the same time inducing egg maturity and enhancing fertility. May need to be studied.
3. 어류의 생장 내분비 제어를 이용한 양식방법 및 장치3. Aquaculture method and apparatus using endocrine control of fish
어류의 양식은 산업성 및 경제성을 담보로 이루어지는 것이므로, 단위시간 동안의 어류생장 효율은 양식업의 산업적 가치를 결정짓는 중요한 요소이다. 따라서 양식을 위한 치어 종묘의 입식에서 치어 종묘의 초기생존율을 높이는 것이 중요하고, 또한 본 양식에 있어서 단기간에 어류를 성장시키는 것은 양식 산업의 경제적 이윤 추구 면에서 중요한 의의를 갖는다. Since fish farming is made of industrial and economic collateral, the efficiency of fish farming per unit time is an important factor in determining the industrial value of aquaculture. Therefore, it is important to increase the initial survival rate of fry seedlings in the stocking of fry seedlings for aquaculture, and the growth of fish in the short term in this farming is important for the economic profit pursuit of aquaculture industry.
양식 어류의 치어 종묘는 사육장이 변경되거나, 단, 장거리 이동 등 환경이 변하는 경우에는 외부로부터 스트레스를 받게 되며, 치어는 성어와는 달리 외부 스트레스 환경에 민감하고 새로운 환경에 대한 적응력이 낮기 때문에, 치어의 초기 사망률이 높아지게 된다. 결과적으로는 성어로 양성이 가능한 개체 수 자체가 감소하게 되어 어류 양식의 경제성을 하락시키는 결과를 초래하게 된다. The fry breeding of farmed fish is subject to stress from the outside when the breeding ground is changed or when the environment changes, such as long distance travel, and the fry are sensitive to the external stress environment and the adaptability to the new environment is low. Will increase the initial mortality rate. The result is a decline in the number of fish that can be trained in adult language, resulting in lower fish farming economics.
이를 제어하기위한 수단으로 본 발명의 발명자는 어류가 외부 환경 요인에 의한 스트레스에 대하여 체내에서 자가 내분비 조절에 의하여 자기방어 물질을 분비하게 하여 체내에서 초기에 일시적으로 산화 스트레스를 유발시켜, 어체 내에서 강력한 항산화 물질인 멜라토닌의 분비를 촉진시키는 계기를 만들어 주는 어류의 스트레스 제어 방법을 이용한 양식방법으로의 이용을 제안하였다(출원번호 10-2012-0061201). As a means for controlling this, the inventor of the present invention causes the fish to secrete self-defense substances by regulating self-endocrine in the body against stress caused by external environmental factors, thereby causing oxidative stress in the body temporarily, It has been proposed to use fish as a farming method by controlling stress of fish, which stimulates the secretion of melatonin, a powerful antioxidant (Application No. 10-2012-0061201).
또한, 본 발명에서는 녹색 및 청색 파장은 어류의 성장을 촉진시키는 요인으로 작용하였으며, 다른 성장 요인으로는 멜라토닌이 어체 내에서 GH 분비를 자극시킴으로써 어류의 성장을 촉진시키는 역할을 수행한 것으로 확인되었다. 이로부터 본 발명은 어류의 성장을 효과적으로 증진시킬 수 있는 어류 사육을 위한 인공적인 광원 시스템의 설계에 활용될 수 있다.In addition, in the present invention, green and blue wavelengths acted as a factor for promoting fish growth, and as another growth factor, it was confirmed that melatonin played a role in promoting fish growth by stimulating GH secretion in fish. From this, the present invention can be utilized in the design of artificial light source system for fish breeding which can effectively promote the growth of fish.
도 7 은 본 발명의 결과를 이용한 LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식방법에서 사용되는 양식 사육수조의 예를 나타낸다. LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식에 사용되는 장치는 자연광이 개폐가 가능한 일정 공간(1); 상기 공간의 일부에는 치어 종묘를 입식할 수 있는 수조(3); 상기 수조에는 사육수를 여과할 수 있는 여과장치(4)와 산소공급기(5)가 연결 설치되고, 상기 수조 상부에는 파장 600-650 nm, 430-490 nm, 520-580 nm인 LED 광원(2)이 각각 복수 개 설치되고, 상기 LED 광원의 점등 및 광원의 강도를 제어할 수 있는 광원 제어장치가 설치된 장치로 제공될 수 있다. Figure 7 shows an example of aquaculture breeding tank used in aquaculture method using the growth control of fish by irradiation with LED light source using the results of the present invention. Apparatus used in aquaculture using the growth control of fish by irradiation with LED light source includes a predetermined space (1) capable of opening and closing natural light; Part of the space is a tank (3) for stocking fry seedlings; The tank is provided with a
이와 같은 양식 장치를 이용함으로서, 어류 양식용 치어종묘를 준비하는 단계; 자연광이 차단된 수조에 치어 종묘를 입식시키는 단계; 수조에 파장 600-650 nm의 LED 광원을 조사하여 1-3일간 사육하여 어류의 체내에서 초기에 일시적으로 산화 스트레스를 유발시킴으로서, 어체 내에서 멜라토닌의 분비를 촉진시켜 안정화시키는 단계; 수조에서 사육된 치어 종묘를 청색 (430-490 nm) 또는 녹색 (520-580 nm) LED 광원을 일정시간 조사하여 어류 체내의 뇌하수체 자극을 유발시킴으로서 성장호르몬의 분비를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식이 가능하다. By using the aquaculture device, preparing fish seedlings for fish farming; Stocking seedlings by tapping in a tank where natural light is blocked; Irradiating an LED light source having a wavelength of 600-650 nm to the tank for 1-3 days to induce oxidative stress initially in the body of the fish, thereby promoting and stabilizing the secretion of melatonin in the fish body; LED light source, which stimulates the secretion of growth hormone by irradiating the blue (430-490 nm) or green (520-580 nm) LED light source for a certain period of time to cheer fish seedlings bred in the tank to induce pituitary gland in fish Aquaculture using fish growth control by irradiation is possible.
즉, 치어 종묘의 생산장과 사육장이 서로 다른 곳에서는 이동을 위한 수단이 필요하므로 치어 종묘의 이동에 따른 스트레스를 적색등의 조사에 의해 완화시키는 한편, 본 양식에서는 청색 (430-490 nm), 녹색 (520-580 nm) LED 광원을 일정 시간, 일정의 명암주기로 조사함으로서 LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식이 가능하다.In other words, where the production and breeding grounds of the fry nursery are different from each other, a means of movement is required to alleviate the stress caused by the movement of the fry nursery by red light, while in this form blue (430-490 nm), By irradiating a green (520-580 nm) LED light source with a certain period of time and a constant contrast period, farming using fish growth control by LED light source irradiation is possible.
또한, 치어 종묘 생산장과 본 양식장이 동일한 수조에서 이루어진다면 어류에게 조사하는 빛의 파장과 광도만을 조절함으로서 어류의 성장을 제어할 수도 있을 것이다. 본 발명에서 성장에 좋은 효과를 갖는 LED 광원은 녹색과 청색이며, 파장의 조사 강도는 0.3-0.6 W/m2인 것을 특징으로 하고 있는 바, 이러한 구성을 양식수조장치 설계에 적용하는 것으로부터 LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식이 가능하다.
In addition, if the juvenile nursery production center and the aquaculture farm are in the same tank, the growth of the fish may be controlled by controlling only the wavelength and intensity of light irradiated to the fish. LED light source having a good effect on the growth in the present invention is green and blue, the irradiation intensity of the wavelength is 0.3-0.6 W / m 2 bar, from the application of this configuration to the design of aquaculture tank device LED Aquaculture using fish growth control by light source irradiation is possible.
각각의 파장을 갖는 LED 광원을 이용하여 어류의 성장 실험을 실시 한 결과, 특정한 LED 파장이 GH mRNA 발현량의 변화에 영향을 미치는 것으로 파악하였고, 각 파장별 및 세기별로 조명 후 VTG, ER mRNA 및 혈장 estradiol-17β (E2) 호르몬 측정을 통해 난 성숙을 조사한 결과, 녹색 및 청색 파장을 저(0.3 W/m2) 또는 중(0.6 W/m2)의 강도에서 조사한 결과, VTG와 ER mRNA 및 각각의 단백질 발현이 다른 파장에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 이와 같은 결과로 보아 녹색 및 청색의 단파장, 0.3 - 0.6 W/m2 강도로서 어류의 성장을 유도시킬 수 있을 뿐만 아니라 생식소 성숙에도 가장 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타나 단파장의 광 제어를 이용한 양식방법으로의 산업적 이용이 가능하다. As a result of fish growth experiment using LED light source having each wavelength, it was found that the specific LED wavelength influenced the change of GH mRNA expression level, and the VTG, ER mRNA and Investigation of egg maturation using plasma estradiol-17β (E 2 ) hormonal measurements showed that green and blue wavelengths at low (0.3 W / m 2 ) or medium (0.6 W / m 2 ) intensities. And each protein expression was significantly higher than the other wavelengths. These results show that green and blue short wavelengths, 0.3-0.6 W / m 2, can not only induce fish growth but also have the most positive effect on gonad maturation. Industrial use is possible.
Claims (3)
b) 자연광이 차단된 수조에 a) 단계의 치어 종묘를 입식시키는 단계;
c) 수조에 파장 600-650 nm의 LED 광원을 조사하여 1-3일간 사육하여 어류의 체내에서 초기에 일시적으로 산화 스트레스를 유발시킴으로서, 어체 내에서 멜라토닌의 분비를 촉진시켜 안정화시키는 단계;
d) c) 단계의 수조에서 사육된 치어 종묘를 파장 430-490 nm 또는 520-580 nm를 조사 강도는 0.3-0.6 W/m2로 일정시간 동안 조사하여 어류 체내의 뇌하수체 자극을 유발시킴으로서 성장호르몬의 분비를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 LED 광원 조사에 의한 어류의 성장 제어를 이용한 양식방법
a) preparing fish seedlings for fish farming
b) stocking a young seedling of step a) in a water-blocked tank;
c) stabilizing by irradiating the LED light source having a wavelength of 600-650 nm in the tank for 1-3 days to induce a temporary oxidative stress in the body of the fish initially, thereby promoting the secretion of melatonin in the fish;
d) Growth hormone by stimulating pituitary gland in the fish body by irradiating the fry seedlings bred in the tank of step c) with a wavelength of 430-490 nm or 520-580 nm for a certain period of time with an irradiation intensity of 0.3-0.6 W / m 2 . Aquaculture method using growth control of fish by irradiation with LED light source, characterized in that to promote the secretion of
The method of claim 1, wherein a predetermined irradiation time of the LED light source of step d) is 1-6 months, and the contrast period is 12 hours.
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