KR102054861B1 - Aquaculture method using a reducing stress and enhancing immunity by irradiation of light emitting diode in the shrimp - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급격한 염분변화 및 수온변화의 환경에 노출된 새우류에 특정 파장의 LED 광원을 조사함으로써 스트레스를 억제하고 면역력을 증강시킬 수 있도록 하는 양식방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 새우류를 준비하는 제1단계; 염분을 가진 물이 수용된 수조에 새우류를 입식시키는 제2단계; 물의 염분 및 온도를 변화시킨 조건 하에서 red LED 또는 green LED 중 어느 하나 이상의 광원을 조사함으로써 새우류의 산화 스트레스를 억제시켜 면역력을 증진시키는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법을 기술적 요지로 한다.
The present invention relates to a method for farming shrimp using stress reduction and immune system enhancement by irradiation of light emitting diode light source, and more specifically, stress by irradiating LED light source of specific wavelength to shrimp exposed to the environment of rapid salinity change and water temperature change. It relates to a method of farming to be able to suppress and enhance immunity.
The present invention, the first step of preparing a shrimp; A second step of stocking shrimps in a water bath containing salt water; By irradiating the light source of any one or more of red LED or green LED under the condition of changing the salinity and temperature of water to suppress the oxidative stress of shrimps to enhance the immunity; by a light emitting diode light source comprising a Shrimp farming methods using stress reduction and immunity enhancement are technical points.

Description

발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법{Aquaculture method using a reducing stress and enhancing immunity by irradiation of light emitting diode in the shrimp}Aquaculture method using a reducing stress and enhancing immunity by irradiation of light emitting diode in the shrimp}

본 발명은 발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급격한 염분변화 및 수온변화의 환경에 노출된 새우류에 특정 파장의 LED 광원을 조사함으로써 스트레스를 억제하고 면역력을 증강시킬 수 있도록 하는 양식방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for farming shrimp using stress reduction and immune system enhancement by irradiation of light emitting diode light source, and more specifically, stress by irradiating LED light source of specific wavelength to shrimp exposed to the environment of rapid salinity change and water temperature change. It relates to a method of farming to be able to suppress and enhance immunity.

일반적으로 수산생물에게 스트레스를 유발시키는 환경적인 요인 중에서 특히 빛은 생체리듬과 내분비 신호를 조절하는 중요한 환경적 인자로써, 성장, 성숙, 면역력 및 스트레스 반응에 직접적인 영향을 미친다.In general, among the environmental factors that cause stress in aquatic life, light is an important environmental factor that regulates biorhythms and endocrine signals, and directly affects growth, maturation, immunity and stress response.

어류는 자신이 서식 환경을 선택할 수 있는 유영생물로 분류되지만, 새우류는 어류에 비해 이동성이 미약해 환경변화 및 오염에 직접적으로 노출되기 쉬워 환경적인 영향에 민감하게 반응할 수밖에 없다.Fish are classified as swimming organisms that can choose their habitat. However, shrimps are less mobile than fish, so they are directly exposed to environmental changes and pollution.

특히 최근에는 새우류가 실내 관상용으로 사육되는 경우가 많기 때문에 폐쇄된 환경에서 유래된 스트레스 요인에 빈번하게 노출됨에 따라 대량 폐사하는 현상이 발생하고 있다.In particular, since shrimps are often reared for indoor ornamental use, a large amount of death occurs due to frequent exposure to stress factors derived from a closed environment.

예컨대, 우리나라를 포함하여 전세계적으로 고가의 관상용 새우로 널리 알려져있는 클리너새우(cleaner shrimp)는 일반적으로 어류와 공생관계를 유지하면서 어류 내외부의 기생충 등을 섭취(청소)하는 특징을 가진 것으로, 최근 관상생물 산업에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다.For example, cleaner shrimps, which are widely known as expensive ornamental shrimps around the world, including Korea, are generally characterized by ingesting (cleaning) parasites in and out of fish while maintaining a symbiotic relationship with fish. It occupies a very important position in the ornamental biological industry.

하지만 클리너새우와 같은 새우류는 폐쇄된 환경에서 유래된 스트레스 요인을 해소할 수 없으므로, 새우류에 대한 대량 양식생산 기술은 아직 개발되지 않은 상태이다. 이러한 이유로, 새우류를 이용한 광 반응 및 환경 변화와 관련된 사항 등의 (번식)생리학적 측면의 연구가 필요한 시점이다.However, shrimps, such as cleaner shrimp, cannot solve the stressors caused by the closed environment, so mass production technology for shrimps has not been developed yet. For this reason, it is time to study the (physical) physiological aspects such as light reaction and environmental changes using shrimp.

국내 공개특허공보 제10-2016-0149760호, 2016.12.28.자 공개.Korean Patent Publication No. 10-2016-0149760, published on December 28, 2016. 국내 등록실용신산공보 제20-0401512호, 2005.11.10.자 등록.Registered in Korea Registration No. 20-0401512, registered on November 10, 2005. 국내 등록특허공보 제10-1800810호, 2017.11.17.자 등록.Registered Korean Patent Publication No. 10-1800810, filed on November 17, 2017.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 급격한 염분변화 및 수온변화의 환경에 노출된 새우류에 특정 파장의 LED 광원을 조사함으로써 스트레스를 억제함과 동시에 면역력을 증강시킬 수 있도록 하는 발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, the light emitting diode that can suppress the stress and enhance the immunity by irradiating the LED light source of a specific wavelength to shrimp exposed to the environment of rapid salinity change and water temperature change The purpose of the present invention is to provide a farming method using stress reduction and immune system enhancement by shrimp irradiation.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다양한 환경에 노출되는 새우류의 폐사율을 감소시키기 위한 것으로, 새우류를 준비하는 제1단계; 염분을 가진 물이 수용된 수조에 상기 새우류를 입식시키는 제2단계; 및 상기 새우류가 상기 물의 염분이 25psu, 30psu, 35psu 및 40psu 중 어느 하나인 조건에 노출되거나, 상기 물의 온도가 26℃에서 2주 동안 순치시킨 후 21℃, 26℃ 및 31℃ 중 어느 하나로 된 조건에 노출될 시, 600~650nm 파장의 red LED 광원을 조사함으로써 새우류의 산화 스트레스를 절감시켜 면역력을 증진시키는 제3단계;를 포함하되, 상기 제3단계에서는, 새우류의 뇌(Brain), 아가미(Gill), 소화관(Digestive duct) 및 간췌장(Hepatopancreas)에 비하여 멜라토닌(Melatonin) 활성이 높은 안병(Eyestalk)에서 빛을 받음으로써, 활성산소종에 의해 발생된 새우류의 산화 스트레스를 절감시켜 멜라토닌(Melatonin) 활성 증가로 인해 면역력을 증진시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법을 기술적 요지로 한다.The present invention for achieving the above object, to reduce the mortality of shrimp exposed to various environments, the first step of preparing a shrimp; A second step of stocking the shrimps in a water tank containing salt water; And the shrimp is exposed to a condition in which the salinity of the water is any one of 25 psu, 30 psu, 35 psu, and 40 psu, or the temperature of the water is 26 ° C. for 2 weeks, followed by any one of 21 ° C., 26 ° C., and 31 ° C. When exposed to a red LED light source of 600 ~ 650nm wavelength, the third step of reducing the oxidative stress of shrimps to increase the immunity; In the third step, Brain, gill ( By receiving light from Eyetalk, which has higher melatonin activity than Gill, Digestive duct and Hepatopancreas, it reduces oxidative stress of shrimp caused by reactive oxygen species, Melatonin The method of the present invention focuses on a method of reducing the stress of shrimps by a light emitting diode light source and enhancing the immunity to increase the immunity due to increased activity.

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상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명에 따른 발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법은, 급격한 염분변화 및 수온변화 환경에 노출시킨 조건 하에서의 새우류에 특정 파장을 가진 red LED 광원을 조사함으로써, 새우류의 염분 스트레스를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 면역력을 증강시킬 수 있는 효과가 있다.Aquaculture method using stress reduction and immunity enhancement of shrimps by the light emitting diode light source irradiation according to the present invention by the solution of the above problem, red LED having a specific wavelength to shrimps under conditions exposed to rapid salinity changes and water temperature changes environment By irradiating the light source, not only can reduce the salt stress of shrimp, but also has the effect of enhancing the immunity.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 광원 파장 그래프.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌(Brain)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안병(Eyestalk)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아가미(Gill)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소화관(Digestive duct)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간췌장(Hepatopancreas)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌(Brain)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안병(Eyestalk)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아가미(Gill)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간췌장(Hepatopancreas)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소화관(Digestive duct)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌(Brain)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Cry1) 발현 생체리듬 그래프.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안병(Eyestalk)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Cry1) 발현 생체리듬 그래프.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간췌장(Hepatopancreas)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Cry1) 발현 생체리듬 그래프.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌(Brain)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Per2) 발현 생체리듬 그래프.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안병(Eyestalk)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Per2) 발현 생체리듬 그래프.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간췌장(Hepatopancreas)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Per2) 발현 생체리듬 그래프.
도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조직별 광 반응 및 염분 스트레스 분석(NKA) 그래프.
도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조직별 광 반응 및 염분 스트레스 분석(SOD) 그래프.
도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조직별 광 반응 및 염분 스트레스 분석(CAT) 그래프.
도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수온변화에 의한 클리너새우의 활성 지표.
1 is a graph of the LED light source wavelength according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a light cycle and optical rhythm graph of the brain (Brain) according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a light cycle and optical rhythm graph of the eye cycle (Eyestalk) according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph of the light cycle and biorhythm of the gill (Gill) according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating light response and biorhythm of light cycles in a digestive duct according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
Figure 6 is a light cycle and biorhythm graph of the light cycle of the hepatopancreas (Hepatopancreas) according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 7 is a light response and biorhythm graph for each light source of the brain (Brain) according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a light response and biorhythm graph for each light source of Eyestalk according to a preferred embodiment of the present invention.
9 is a light response and biorhythm graph of each gill (Gill) according to a preferred embodiment of the present invention.
10 is a light response and biorhythm graph of light source of hepatopancreas according to a preferred embodiment of the present invention.
11 is a light response and biorhythm graph for each light source of the digestive duct according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph showing light response and clock gene (Cry1) expression biorhythms of light sources according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a graph of light response and clock gene (Cry1) expression rhythm of light source of eye disease according to a preferred embodiment of the present invention.
14 is a graph of light response and clock gene (Cry1) expression biorhythm of hepatopancreas according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a graph illustrating light response and time gene expression (Per2) according to a light source of the brain according to a preferred embodiment of the present invention.
16 is a graph of light response and visual gene (Per2) expression rhythm for each light source of Eyestalk according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a graph showing light response and clock gene (Per2) expression biorhythm of hepatopancreas according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
18 is a tissue-specific optical response and salt stress analysis (NKA) graph according to a preferred embodiment of the present invention.
19 is a tissue-specific optical response and salt stress analysis (SOD) graph according to a preferred embodiment of the present invention.
20 is a tissue-specific optical response and salt stress analysis (CAT) graph according to a preferred embodiment of the present invention.
21 is an activity indicator of the cleaner shrimp by the water temperature change in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

Ⅰ. 본 발명의 계기I. Instrument of the invention

본 발명을 기술하기에 앞서, 새우류는 고부가 관상생물로 각광받고 있는 시점에서 대량으로 양식생산하기 위한 기술은 아직 미개발 상태이므로, (번식)생리학적 측면의 연구가 필요한 시점에 도달하였다.Prior to describing the present invention, since shrimps are in the spotlight as high-value coronary organisms, the technique for producing a large amount of aquaculture is still under development, and thus, a point of need for a study of (reproduction) physiological aspects has been reached.

이러한 이유로 새우류의 안정적인 생산을 위해 성숙 뿐만 아니라 스트레스 관련 연구도 필요한데, 특히 새우류는 빛에 민감하기 때문에 다양한 LED 파장 및 광 반응 메커니즘의 연구가 필요하다.For this reason, not only maturation but also stress-related studies are required for stable production of shrimps. Especially, shrimps are sensitive to light, and therefore, various LED wavelengths and photoreaction mechanisms need to be studied.

다시 말해, 상기의 연구가 필요한 이유는 새우류가 다양한 환경 변화에 노출되면 Superoxide(O2 -), Hydrogen peroxide(H2O2), Hydroxyl radical(HO)과 같은 활성산소종이 발생하면서 산화 스트레스(Oxidative stress)가 발생함에 따라 DNA의 파괴, 지질(과)산화, 단백질 내 아미노산의 산화로 인하여 질병 저항성 및 번식 능력이 감소하기 때문이다.In other words, the reason why the research required when shrimp were exposed to various environmental changes Superoxide (O 2 -), Hydrogen peroxide (H 2 O 2), Hydroxyl radical radical oxidative stress and paper occurs, such as (HO) (Oxidative As stress occurs, disease resistance and reproduction ability decrease due to DNA destruction, lipid (over) oxidation, and oxidation of amino acids in proteins.

이에 따라 새우류의 광 반응 메커니즘을 파악하여 최적의 빛 파장대를 선정하고, 선정된 특정 파장에 의해 스트레스를 조절함과 동시에 성숙을 유도함으로써, 최종적으로 LED의 특정 광 파장을 이용한 친환경 양식 환경을 조성하여 새우류의 성숙 및 산란을 유도하여 안정적인 생산기술을 도모하고자 하는 것이다.Accordingly, by understanding the light reaction mechanism of shrimps, the optimal light wavelength range is selected, the stress is controlled by the selected specific wavelength and the maturation is induced. Finally, the eco-friendly aquaculture environment using the specific light wavelength of the LED is created. It is intended to promote stable production technology by inducing the maturation and spawning of shrimps.

단, 본 발명에서는 관상생물로 각광받고 있는 클리너새우로 실험을 진행하였다.However, in the present invention, the experiment was conducted with a cleaner shrimp that is spotlighted as a tubular organism.

Ⅱ. 본 발명의 개요Ⅱ. Summary of the invention

본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법은, 새우류를 준비하는 제1단계(S10), 염분을 가진 물이 수용된 수조에 새우류를 입식시키는 제2단계(S20), 물의 염분 및 온도를 변화시킨 조건 하에서 red LED 또는 green LED 중 어느 하나 이상의 광원을 조사함으로써 새우류의 산화 스트레스를 억제시켜 면역력을 증진시키는 제3단계(S30)로 실시될 수 있으며, 특히 본 발명에서는 제3단계에 대한 구체적인 기술을 제시해보고자 한다.Aquaculture method using the stress reduction and immune system of the shrimp by the light emitting diode light source irradiation of the present invention, the first step (S10) to prepare the shrimp, the second step of stocking the shrimp in the water tank containing the salt (S20) ), By irradiating a light source of any one or more of red LED or green LED under the condition of changing the salinity and temperature of water, it can be carried out in the third step (S30) to suppress the oxidative stress of shrimps to enhance immunity, in particular, the present invention In this paper, we will present a detailed description of the third stage.

이처럼 제3단계에서 광원의 조사에 따라 새우류의 산화 스트레스 억제 및 면역력 증진을 확인하는 방법으로, 첫째, 새우류의 광 반응 및 생체리듬 분석, 둘째, 빛 파장별 염분 및 수온변화 요인에 따른 (산화)스트레스 저감 효과 분석이 있다.As such, the method of confirming the inhibition of oxidative stress and the enhancement of immunity of shrimps according to the irradiation of the light source in the third step, first, the light response and biorhythm analysis of the shrimps, and second, (oxidation) according to the salinity and water temperature change factors by light wavelength There is an analysis of stress reduction effects.

첫째, 새우류의 광 반응 및 생체리듬 분석은 ① 광 반응 특성을 확인하기 위해 광 주기별 Melatonin 농도 변화 확인과, ② 빛 파장별 광 반응 유전자와 생체리듬 관련 시계유전자 발현 확인을 통한 광 반응과 생체리듬 유전자의 탐색 및 조직별 발현 분석을 의미한다.First, photoreaction and biorhythm analysis of shrimps were performed by ① confirming the change of Melatonin concentration by light cycle to confirm the photoreaction characteristics, and ② ② confirming the expression of photoreaction genes and biorhythm-related clock genes by light wavelength. Refers to gene search and tissue expression analysis.

둘째, 빛 파장별 염분변화 요인에 따른 (산화)스트레스 저감 효과 분석은 ① 빛 파장별 새우류의 Na/K-ATPase 활성 변화 분석과, ② 빛 파장별 새우류의 항산화 효소 변화 분석을 통한 빛 파장별 스트레스 저감 효과 분석을 의미한다.Second, analysis of (oxidation) stress reduction effect according to salinity change factors by light wavelength was performed by ① analysis of Na / K-ATPase activity change of shrimps by light wavelength and ② analysis of antioxidant enzyme changes of shrimp by light wavelength. Means an analysis of abatement effects.

셋째, 빛 파장별 수온 요인에 따른 스트레스 저감 효과 분석은 수온변화에 따른 클리너새우에서 항산화 효소 및 스트레스, 면역 지표의 활성 분석을 의미한다.Third, the analysis of stress reduction effect according to water temperature factors by light wavelength means the analysis of antioxidant enzymes, stress and immune marker activity in cleaner shrimps according to the water temperature change.

Ⅲ. 본 발명의 LED 광원으로 연구를 추진하기 위한 방법III. Method for Promoting Research with LED Light Sources of the Invention

(1) LED 조명 제작(1) LED lighting production

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 광원 파장 그래프이다. 도 1을 참조하면, 파장대(nm)별로 방사조도(Watts/m2)에 따른 광원을 나타낸 것으로, 본 발명에서 광원의 종류로 UV LED(350~410nm, 더욱 상세하게는 380nm), blue LED(400~470nm, 더욱 상세하게는 460nm), green LED(500~550nm, 더욱 상세하게는 520nm), red LED(600~650nm, 더욱 상세하게는 630nm)로 실험됨을 확인할 수 있다.1 is a graph showing an LED light source wavelength according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to Figure 1, it shows a light source according to the irradiance (Watts / m 2 ) for each wavelength band (nm), UV LED (350 ~ 410nm, more specifically 380nm), blue LED ( It can be confirmed that the experiment with 400 ~ 470nm, more specifically 460nm), green LED (500 ~ 550nm, more specifically 520nm), red LED (600 ~ 650nm, more specifically 630nm).

참고로, 본 발명에서 LED를 적용한 이유는 LED가 낮은 소비전력(백열등, 형광등의 1/20 수준)과 긴 수명(50,000시간/10년 이상 사용)을 가지고, 가스(gas)를 사용하지 않는 친환경적인 요소를 다수 포함하며, 특정 파장을 방출하는 광원을 만들 수 있으므로 저에너지 고효율의 차세대 조명으로 각광받고 있기 때문이다.For reference, the reason why the LED is applied in the present invention is that the LED has low power consumption (half level of incandescent and fluorescent lamps) and long life (50,000 hours / 10 years or more), and does not use gas. This is because it is possible to make a light source that includes a large number of elements and emit a specific wavelength, and thus it is being spotlighted as a next generation light with low energy and high efficiency.

(2) 광 반응 및 시계유전자의 탐색 및 클로닝(2) Search and Cloning of Photoreactions and Clock Genes

LED 파장별/세기별 실험구에서 클리너새우의 Melatonin 농도 변화 측정으로 뇌(Brain), 안병(Eyestalk), 아가미(Gill), 소화관(Digestive duct) 및 간췌장(Hepatopancreas)의 messenger RNA를 추출하고, 타 갑각류의 시계유전자 염기배열을 이용하여 염기서열을 탐색한다.Extraction of messenger RNA in brain, eye disease, gill, digestive duct and hepatopancreas by measuring changes in Melatonin concentration of cleaner shrimps The sequence is searched using the nucleotide sequence of other crustaceans.

(3) 스트레스 및 항산화 관련 유전자의 탐색 및 클로닝(3) Exploration and Cloning of Stress and Antioxidant Related Genes

항산화 관련 유전자 클로닝 및 분자생물학적 특징을 조사하여 스트레스 및 항산화 관련 유전자의 탐색 및 클로닝한다.Antioxidant related gene cloning and molecular biological characteristics are investigated to explore and clone stress and antioxidant related genes.

(4) LED 파장별/세기별 염분 환경 변화에 따른 스트레스 저감 효과 분석(4) Analysis of stress reduction effect by salinity change by LED wavelength and intensity

새우류를 염분변화 환경(40psu, 35psu(일반해수), 30psu, 25psu)에 각각 노출시켜 LED 파장별/세기별로 스트레스 감소(조절) 효과를 확인하고, 근육, 아가미 내 Na+/K+-ATPase 변화를 확인한다.Exposed shrimps to salinity changing environment (40psu, 35psu (general seawater), 30psu, 25psu) respectively to check the effect of stress reduction (modulation) by LED wavelength / intensity, and change of Na + / K + -ATPase in muscle and gill Check.

(5) Quantitative real-time PCR (QPCR)(5) Quantitative real-time PCR (QPCR)

LED 파장별/세기별 광 반응 및 시계유전자(Cry1, Per2) mRNA 발현량 변화를 조사한다.The changes in the optical response and clock gene (Cry1, Per2) mRNA expression levels by LED wavelength and intensity are investigated.

(6) 호르몬 분석(6) hormone analysis

LED 파장별/세기별 염분변화에 따른 항산화 효소 농도 변화를 조사하고, LED 파장별/세기별 실험구에서 클리너새우의 Melatonin 농도 변화를 측정한다.The changes of antioxidant enzyme concentrations according to salinity change according to LED wavelength / intensity are investigated, and Melatonin concentration change of cleaner shrimp in the LED wavelength / intensity experiments is measured.

Ⅳ. 본 발명의 실험구 설정Ⅳ. Experimental setting of the present invention

(1) 클리너새우의 광 반응 및 생체리듬 조사 - 광 주기(1) Photoreaction and biorhythm investigation of cleaner shrimp-light cycle

·광 주기Light cycle

LDLD 12h Light : 12h Dark12h Light: 12h Dark LLLL Continued lightContinued light DDDD Continued darkContinued dark

·사육 염분: 35psuBreeding salt: 35 psu

·사육 기간: 24시간(광원 조사 후 2, 6, 10, 14, 18, 22h)Breeding period: 24 hours (2, 6, 10, 14, 18, 22h after light source irradiation)

·크기 및 중량: 4.28±0.23cm, 2.23±0.15gSize and weight: 4.28 ± 0.23cm, 2.23 ± 0.15g

(2) 클리너새우의 광 반응 및 생체리듬 조사 - LED 반응(2) Photo reaction and biorhythm investigation of cleaner shrimp-LED reaction

·광 주기: 12h Light : 12h DarkLight cycle: 12h Light: 12h Dark

·사육 염분: 35psuBreeding salt: 35 psu

·사육 기간: 24시간(조사 후 2, 6, 10, 14, 18, 22h)Breeding period: 24 hours (2, 6, 10, 14, 18, 22h after irradiation)

·크기 및 중량: 4.28±0.23cm, 2.23±0.15gSize and weight: 4.28 ± 0.23cm, 2.23 ± 0.15g

·대조구 실험구: 형광등(Cont.)Control zone Experiment: Fluorescent lamp (Cont.)

·LED 실험구LED experiment

실험구ⅠExperimental ZoneⅠ red 파장(표층 기준, 0.5/1.0W/m2)red wavelength (surface at 0.5 / 1.0 W / m 2 ) 실험구ⅡExperimental Zone II green 파장(표층 기준, 0.5/1.0W/m2)green wavelength (surface level, 0.5 / 1.0W / m 2 ) 실험구ⅢExperimental Section III blue 파장(표층 기준, 0.5/1.0W/m2)blue wavelength (based on surface, 0.5 / 1.0 W / m 2 ) 실험구ⅣExperimental IV UV 파장(표층 기준, 0.2/0.4W/m2)UV wavelength (0.2 / 0.4 W / m 2 at surface)

(3) 빛 파장별 염분 요인에 따른 스트레스 저감 효과(3) Stress Reduction Effect by Salinity Factors by Light Wavelength

·광 주기: 12h Light : 12h DarkLight cycle: 12h Light: 12h Dark

·대조구 염분: 35psu(일반해수)Control salt: 35 psu (normal seawater)

·실험 염분: 25, 30, 35, 40psuExperimental salinity: 25, 30, 35, 40 psu

·크기 및 중량: 4.42±0.20cm, 2.41±0.25gSize and weight: 4.42 ± 0.20cm, 2.41 ± 0.25g

·LED 실험구LED experiment

실험구Experiment 형광등(Cont.)Fluorescent lamp (Cont.) 실험구ⅠExperimental ZoneⅠ 25psu (70%SW)25psu (70% SW) red 파장red wavelength (표층 기준, 0.5/1.0W/m2)(Based on surface, 0.5 / 1.0W / m 2 ) 실험구ⅡExperimental Zone II 30psu (80%SW)30psu (80% SW) green 파장green wavelength (표층 기준, 0.5/1.0W/m2)(Based on surface, 0.5 / 1.0W / m 2 ) 일반해수General seawater 35psu (100%SW)35psu (100% SW) blue 파장blue wavelength (표층 기준, 0.5/1.0W/m2)(Based on surface, 0.5 / 1.0W / m 2 ) 실험구ⅣExperimental Section IV 40psu (115%SW)40psu (115% SW) UV 파장UV wavelength (표층 기준, 0.2/0.4W/m2)(Based on surface, 0.2 / 0.4W / m 2 )

(4) 빛 파장별 수온 요인에 따른 스트레스 저감 효과(4) Stress Reduction Effect According to Water Temperature Factors by Light Wavelength

·광 주기: 12h Light : 12h DarkLight cycle: 12h Light: 12h Dark

·대조구 수온: 21℃ (일반해수)Control water temperature: 21 ℃ (general seawater)

·실험 수온: 21, 26, 31℃Experimental water temperature: 21, 26, 31 ℃

·크기 및 중량: 4.42±0.20cm, 2.41±0.25gSize and weight: 4.42 ± 0.20cm, 2.41 ± 0.25g

·LED 실험구LED experiment

대조구Control Cont.Cont. 실험구Experiment R 0.5R 0.5 red LED (0.5W/m2)red LED (0.5W / m 2 ) R 1.0R 1.0 red LED (1.0W/m2)red LED (1.0W / m 2 ) G 0.5G 0.5 green LED (0.5W/m2)green LED (0.5W / m 2 ) G 1.0G 1.0 green LED (1.0W/m2)green LED (1.0W / m 2 ) B 0.5B 0.5 blue LED (0.5W/m2)blue LED (0.5W / m 2 ) B 1.0B 1.0 blue LED (1.0W/m2)blue LED (1.0W / m 2 ) UV 0.2UV 0.2 UV LED (0.2W/m2)UV LED (0.2W / m 2 ) UV 0.4UV 0.4 UV LED (0.4W/m2)UV LED (0.4W / m 2 )

Ⅴ. 본 발명의 실험Ⅴ. Experiment of the present invention

(1) 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 분석(Melatonin)(1) Light cycle-specific light response and biorhythm analysis (Melatonin)

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌(Brain)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안병(Eyestalk)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아가미(Gill)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소화관(Digestive duct)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프이이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간췌장(Hepatopancreas)의 광 주기별 광 반응 및 생체리듬 그래프이다.FIG. 2 is a light cycle and light rhythm graph of a brain according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a light cycle and light response of an eye bottle according to a preferred embodiment of the present invention. Figure 4 is a rhythm graph, Figure 4 is a light cycle and biorhythm graph of the gill (Gill) according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 5 is a light cycle of the digestive duct (Digestive duct) according to a preferred embodiment of the present invention Star light response and biorhythm graph, Figure 6 is a light cycle and light rhythm graph of the hepatopancreas (Hepatopancreas) according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 6에 도시된 바를 토대로 살펴보자면, 우선 도 3의 안병(Eyestalk)에서 Melatonin이 가장 높게 발현됨을 확인할 수 있다. 특히 광 주기에 따른 DD 실험구(Continued dark)에서 분비량이 높게 유지되어 Melatonin 활성이 가장 높음이 확인되었고, 반대로 LL 실험구(Continued light)에서 분비량이 낮게 유지됨이 확인되었다. 이러한 도 2 내지 도 6에 따르면, 새벽 1시(18h)에 Melatonin이 가장 높게 분비됨을 확인할 수 있다.Referring to the bar shown in Figures 2 to 6, it can be seen that Melatonin is the highest expression in the eye bottle (Eyestalk) of Figure 3 first. In particular, it was confirmed that the highest amount of secretion was maintained in the DD experiment (Continued dark) according to the light cycle, the highest Melatonin activity, and on the contrary, the secretion was kept low in the LL experiment (Continued light). 2 to 6, it can be seen that Melatonin is secreted the highest at 1 am (18h).

이런 결과에 의하면 포유류 및 어류와 유사한 분비 패턴을 보이긴 하나, 밤 시간대에 주로 안병에서 Melatonin이 분비되는 것으로 보아, 클리너새우의 모든 조직(뇌, 안병, 아가미, 간췌장, 소화관)에서 빛의 영향을 민감하게 받음으로 결론지을 수 있다.These results show a similar secretion pattern to mammals and fish, but at night time, Melatonin is secreted mainly from ophthalmic bottles, so the effects of light on all tissues of the cleaner shrimp (brain, eye disease, gills, liver pancreas, digestive tract). It can be concluded by receiving sensitively.

(2) 광원별 광 반응 및 생체리듬 분석(Melatonin)(2) Light response and biorhythm analysis (Melatonin) by light source

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌(Brain)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안병(Eyestalk)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아가미(Gill)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프이고, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간췌장(Hepatopancreas)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소화관(Digestive duct)의 광원별 광 반응 및 생체리듬 그래프이다.FIG. 7 is a light response and biorhythm graph for each light source of a brain according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a light response and biorhythm graph for each light source of an eyetalk according to a preferred embodiment of the present invention. 9 is a light response and biorhythm graph of gills (Gill) according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 10 is a light response and light response of the hepatopancreas (Hepatopancreas) according to a preferred embodiment of the present invention FIG. 11 is a biorhythm graph, and FIG. 11 is a light response and biorhythm graph for each light source of a digestive duct according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7 내지 도 11을 참조하면, 광 주기별로 광 반응 및 생체리듬을 분석한 도 2 내지 도 6과는 달리, 광원별로 광 반응 및 생체리듬을 분석한 것으로, Melatonin이 주로 뇌(Brain)와 안병(Eyestalk)에서 분비되고, 낮시간보다 밤시간에 Melatonin 분비량이 증가하는 경향이 확인된다. 특히 다른 광원의 파장과 달리, red LED 광원의 파장에서 Melatonin이 분비되는 양이 가장 많음이 확인된다.Referring to FIGS. 7 to 11, unlike FIG. 2 to FIG. 6, in which photoreactions and biorhythms are analyzed for light cycles, photoreaction and biorhythms are analyzed for light sources. Melatonin is mainly used for brain and eye diseases. (Eyestalk), and the tendency to increase the amount of Melatonin secretion at night rather than daytime. In particular, unlike the wavelengths of other light sources, the most amount of Melatonin secreted in the wavelength of the red LED light source is confirmed.

결과를 분석해보자면, 뇌와 안병에서 Melatonin이 높게 발현되는데, red LED 파장에서 분비량이 높게 유지되는 반면, green LED, blue LED, UV LED 파장에서는 상대적으로 Melatonin의 분비량이 낮음이 확인된다. UV LED를 제외하고 LED 세기에 따른 분비량의 차이는 없으나 UV LED의 세기가 강할수록 분비량이 감소되는 것은 확인 가능하였다.As a result of analysis, Melatonin is highly expressed in brain and ophthalmic bottles, while secretion is maintained at high red LED wavelength, while Melatonin is relatively low at green LED, blue LED, and UV LED wavelength. Except for the UV LED, there is no difference in the amount of secretion according to the intensity of the LED, but the stronger the intensity of the UV LED was confirmed that the secretion decreases.

이에 따라 주로 뇌와 안병에서 Melatonin의 분비가 이루어짐을 알 수 있는데, red LED는 암기에 가까울 정도로 어둡게 인식하므로, red LED 광원은 클리너새우의 Melatonin 분비를 촉진시켜 면역력을 증강시키는 파장임을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be seen that the secretion of Melatonin is mainly made in the brain and eye bottles. Since the red LED is dark enough to be memorized, it can be seen that the red LED light source promotes Melatonin secretion of cleaner shrimp and enhances immunity.

단, 도 7 내지 도 11에 나타낸 Cont.는 대조구, R0.5는 red LED(0.5W/m2), R1.0은 red LED(1.0W/m2), G0.5는 green LED(0.5W/m2), G1.0은 green LED(1.0W/m2), B0.5는 blue LED(0.5W/m2), B1.0은 blue LED(1.0W/m2), UV0.2는 UV LED(0.2W/m2), UV0.4는 UV LED(0.4W/m2)를 의미한다.However, Cont. Shown in FIGS. 7 to 11 is a control, R0.5 is a red LED (0.5W / m 2 ), R1.0 is a red LED (1.0W / m 2 ), and G0.5 is a green LED (0.5). W / m 2 ), G1.0 is green LED (1.0W / m 2 ), B0.5 is blue LED (0.5W / m 2 ), B1.0 is blue LED (1.0W / m 2 ), UV0. 2 means UV LED (0.2 W / m 2 ), UV 0.4 means UV LED (0.4 W / m 2 ).

(3) 광원별 광 반응 및 생체리듬 분석(시계유전자-Cry1, Per2)(3) Light response and biorhythm analysis for each light source (Clock gene-Cry1, Per2)

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌(Brain)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Cry1) 발현 생체리듬 그래프이고, 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안병(Eyestalk)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Cry1) 발현 생체리듬 그래프이며, 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간췌장(Hepatopancreas)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Cry1) 발현 생체리듬 그래프이다.FIG. 12 is a graph of light response and clock gene Cry1 expression biorhythm of each brain according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a light source of eye bottles according to a preferred embodiment of the present invention. Optical response and clock gene (Cry1) expression biorhythm graph, Figure 14 is a light response and clock gene (Cry1) expression biorhythm graph of the liver pancreas (Hepatopancreas) according to a preferred embodiment of the present invention.

도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌(Brain)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Per2) 발현 생체리듬 그래프이고, 도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안병(Eyestalk)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Per2) 발현 생체리듬 그래프이며, 도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간췌장(Hepatopancreas)의 광원별 광 반응 및 시계유전자(Per2) 발현 생체리듬 그래프이다.FIG. 15 is a graph illustrating light response and a clock gene (Per2) expression biorhythm according to light sources of a brain according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a light source of eye bottles according to a preferred embodiment of the present invention. Optical response and clock gene (Per2) expression biorhythm graph, Figure 17 is a light source and clock gene (Per2) expression biorhythm graph of hepatopancreas according to a preferred embodiment of the present invention.

이러한 도 12 내지 도 17에 따르면, 주로 안병에서 시계유전자의 분비가 높게 이루어짐을 확인할 수 있는데, green LED 파장에서는 분비량이 높게 유지되는 반면, red LED는 어두운 밝기로 인식해 red LED 파장에서는 분비량이 낮게 유지되었으며, blue LED 및 UV LED 파장에서는 분비량이 낮았다.12 to 17, it can be seen that the secretion of the clock gene is mainly made in the ophthalmic bottle, the secretion amount is maintained high at the green LED wavelength, while the red LED is recognized as dark brightness secretion is low at the red LED wavelength It was maintained and secretion was low at the blue LED and UV LED wavelengths.

UV LED를 제외하고 LED 세기에 따른 분비량의 차이는 없었으며, UV의 세기가 강할수록 분비량이 감소되었다. 참고로, 안병의 경우 빛이 없는 밤 시간대에는 유의적인 차이점이 없었다.Except for the UV LED, there was no difference in the amount of secretion according to the intensity of the LED, the secretion amount was decreased as the intensity of the UV. For reference, there was no significant difference in eye diseases at night time without light.

단, 도 12 내지 도 17에 나타낸 Cont.는 대조구, R0.5는 red LED(0.5W/m2), R1.0은 red LED(1.0W/m2), G0.5는 green LED(0.5W/m2), G1.0은 green LED(1.0W/m2), B0.5는 blue LED(0.5W/m2), B1.0은 blue LED(1.0W/m2), UV0.2는 UV LED(0.2W/m2), UV0.4는 UV LED(0.4W/m2)를 의미한다.12 to 17 is a control, R0.5 is a red LED (0.5W / m 2 ), R1.0 is a red LED (1.0W / m 2 ), G0.5 is a green LED (0.5) W / m 2 ), G1.0 is green LED (1.0W / m 2 ), B0.5 is blue LED (0.5W / m 2 ), B1.0 is blue LED (1.0W / m 2 ), UV0. 2 means UV LED (0.2 W / m 2 ), UV 0.4 means UV LED (0.4 W / m 2 ).

(4) 조직별 광 반응 및 염분 스트레스 분석(4) Optical response and salinity stress analysis by tissue

도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조직별 광 반응 및 염분 스트레스 분석(NKA) 그래프이다. 도 18을 참조하면, 염분변화에 노출되는 시간이 경과함에 따라(0day → 1day → 2day → 3day) 저염분 및 고염분에서 NKA가 감소되는데, 특히 고염분의 실험구인 40psu(115%SW)에서 더 많이 감소되었다.FIG. 18 is a tissue-specific optical response and salt stress analysis (NKA) graph according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 18, as the time of exposure to salinity changes (0day → 1day → 2day → 3day), NKA is decreased in low salinity and high salinity, especially in 40psu (115% SW), which is a high salinity experiment. It became.

red LED 및 green LED에 의해 유의적으로 높은 수준을 유지하는데, 이는 red LED 및 green LED가 산화 스트레스 절감에 적절한 광원이기 때문이다. 특히 아가미(Gill)의 NKA 활성이 감소하여 이온조절능력 감소가 일어난 것으로 판단된다.Significantly high levels are maintained by the red and green LEDs because the red and green LEDs are suitable light sources for reducing oxidative stress. In particular, it is thought that the decrease of ion control ability occurred due to the decrease of NKA activity of Gill.

도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조직별 광 반응 및 염분 스트레스 분석(SOD) 그래프이다. 도 19-(a)는 간(Liver)을 각각 다른 농도의 염분에 노출시킴에 따른 염분 스트레스를 분석(SOD)한 것이고, 도 19-(b)는 아가미(Gill)를 각각 다른 농도의 염분에 노출시킴에 따른 염분 스트레스를 분석(SOD)한 것이며, 도 19-(c)는 근육(Muscle)을 각각 다른 농도의 염분에 노출시킴에 따른 염분 스트레스를 분석(SOD)한 것이다.19 is a tissue-specific optical response and salt stress analysis (SOD) graph according to a preferred embodiment of the present invention. Figure 19- (a) shows the salinity stress (SOD) of the liver exposed to different concentrations of salt (Liver), Figure 19- (b) shows the gills (Gill) in different concentrations of salinity The salinity stress according to the exposure is analyzed (SOD), and FIG. 19- (c) shows the salinity stress according to the exposure of muscles to different concentrations of salinity (SOD).

이러한 도 19에 따르면, 간(Liver)에서 염분 스트레스가 높게 발현되는데, 대조구(Cont.)보다 저염분(25(70%SW)) 및 고염분(40(115%SW))에서 분비량이 증가된다. red LED와 green LED 파장에서는 분비량이 낮게 유지되는 반면, blue LED와 UV LED 파장에서는 분비량이 높게 나타난다.According to FIG. 19, the salinity stress is expressed in the liver (Liver), the secretion amount is increased in the low salt (25 (70% SW)) and high salt (40 (115% SW)) than the control (Cont.). Secretions remain low at the red and green LED wavelengths, while secretions are high at the blue and UV LED wavelengths.

따라서 고염분보다는 저염분에 강한 내성을 보이고, red LED 및 green LED는 산화 스트레스 절감에 적절한 광원임을 확인할 수 있다.Therefore, it shows strong resistance to low salinity rather than high salinity, and red LED and green LED can be seen as a suitable light source for reducing oxidative stress.

도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조직별 광 반응 및 염분 스트레스 분석(CAT) 그래프이다. 도 20-(a)는 간(Liver)을 각각 다른 농도의 염분에 노출시킴에 따른 염분 스트레스를 분석(CAT)한 것이고, 도 20-(b)는 아가미(Gill)를 각각 다른 농도의 염분에 노출시킴에 따른 염분 스트레스를 분석(CAT)한 것이며, 도 20-(c)는 근육(Muscle)을 각각 다른 농도의 염분에 노출시킴에 따른 염분 스트레스를 분석(CAT)한 것이다.20 is a tissue-specific optical response and salt stress analysis (CAT) graph according to a preferred embodiment of the present invention. Figure 20- (a) shows the salinity stress (CAT) of the liver exposed to different concentrations of salinity (Liver), Figure 20- (b) shows the gills (Gill) in different concentrations of salinity The salinity stress according to exposure is analyzed (CAT), and FIG. 20- (c) shows the salinity stress according to the exposure of muscles to different concentrations of salinity (CAT).

이러한 도 20에 따르면, 간에서 염분 스트레스가 높게 발현되고, 대조구보다 저염분 및 고염분에서 분비량이 증가하며, SOD 분비와 동일한 경향이 관찰되긴 하였으나, SOD에 비하여 발현(변화) 폭은 작았다. 이에 따라, red LED 및 green LED는 산화 스트레스 절감에 적절한 광원임을 확인할 수 있다.According to FIG. 20, the salinity stress was higher in the liver, the secretion amount was increased in the low and high salinity than the control, and the same trend as the SOD secretion was observed, but the expression (change) range was smaller than the SOD. Accordingly, it can be seen that the red LED and the green LED are suitable light sources for reducing oxidative stress.

단, 도 18, 도 19 및 도 20에 나타낸 Cont.는 대조구, R0.5는 red LED(0.5W/m2), R1.0은 red LED(1.0W/m2), G0.5는 green LED(0.5W/m2), G1.0은 green LED(1.0W/m2), B0.5는 blue LED(0.5W/m2), B1.0은 blue LED(1.0W/m2), UV0.2는 UV LED(0.2W/m2), UV0.4는 UV LED(0.4W/m2)를 의미한다.18, 19 and 20, Cont. Is a control, R0.5 is a red LED (0.5W / m 2 ), R1.0 is a red LED (1.0W / m 2 ), G0.5 is green LED (0.5W / m 2 ), G1.0 is green LED (1.0W / m 2 ), B0.5 is blue LED (0.5W / m 2 ), B1.0 is blue LED (1.0W / m 2 ) , UV0.2 means UV LED (0.2W / m 2 ), UV0.4 means UV LED (0.4W / m 2 ).

(5) 수온변화에 따른 클리너새우에서 항산화 효소, 스트레스 및 면역지표의 활성(5) Activity of antioxidant enzymes, stress and immunomarker in cleaner shrimps according to water temperature change

도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수온변화에 의한 클리너새우의 활성 지표이다.21 is an activity indicator of the cleaner shrimp by the water temperature change in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 21-(a)는 클리너새우를 26℃ 수온의 수조에서 2주간 순치시킨 후 21℃, 26℃, 31℃ 수온을 가진 각각 다른 수조로 옮긴 다음의 SOD를 나타낸 것이다. 도 21-(b)는 26℃ 클리너새우를 26℃ 수온의 수조에서 2주간 순치시킨 후 21℃, 26℃, 31℃ 수온을 가진 각각 다른 수조로 옮긴 다음의 CAT를 나타낸 것이다. 도 21-(c)는 클리너새우를 26℃ 수온의 수조에서 2주간 순치시킨 후 21℃, 26℃, 31℃ 수온을 가진 각각 다른 수조로 옮긴 다음의 LPO를 나타낸 것이다. 도 21-(d)는 클리너새우를 26℃ 수온의 수조에서 2주간 순치시킨 후 21℃, 26℃, 31℃ 수온을 가진 각각 다른 수조로 옮긴 다음의 Melatonin를 나타낸 것이다.Figure 21- (a) shows the SOD after the cleaner shrimp were incubated for two weeks in a 26 ° C water bath and then transferred to different baths with 21 ° C, 26 ° C and 31 ° C water temperatures. 21- (b) shows the following CAT after 26 ° C cleaner shrimp was incubated for 2 weeks in a 26 ° C water bath and then transferred to different baths with 21 ° C, 26 ° C, and 31 ° C water temperatures. 21- (c) shows the LPO after the cleaner shrimp was incubated for two weeks in a 26 ° C. water bath and then transferred to different baths having 21 ° C., 26 ° C. and 31 ° C. water temperatures. 21- (d) shows Melatonin after the cleaner shrimp was incubated for 2 weeks in a 26 ° C. water bath and then transferred to different baths having 21 ° C., 26 ° C. and 31 ° C. water temperatures.

즉 도 21-(a)의 SOD 및 도 21-(b)의 CAT는 수온변화에 따른 항산화 활성 정도를 나타내는 것이고, 도 21-(c)의 LPO는 수온변화에 따른 산화 스트레스 정도를 나타내는 것으로, 수온이 변함에 따라 수치가 감소할수록 좋다. 그리고 도 21-(d)의 Melatonin은 수온변화에 따라 Melatonin 활성으로 면역력 정도를 나타내는 것으로, 수온이 변함에 따라 수치가 증가할수록 좋다.That is, the SOD of FIG. 21- (a) and the CAT of FIG. 21- (b) indicate the degree of antioxidant activity according to the water temperature change, and the LPO of FIG. 21- (c) indicates the degree of oxidative stress according to the water temperature change. As the water temperature changes, the value decreases. In addition, Melatonin of Figure 21- (d) indicates the degree of immunity with Melatonin activity according to the change in water temperature, the better the value increases as the water temperature changes.

단, 도 21에 나타낸 Cont.은 형광등(대조구), R0.5는 red LED(0.5W/m2), R1.0은 red LED(1.0W/m2), G0.5는 green LED(0.5W/m2), G1.0은 green LED(1.0W/m2), B0.5는 blue LED(0.5W/m2), B1.0은 blue LED(1.0W/m2), UV0.2는 UV LED(0.2W/m2), UV0.4는 UV LED(0.4W/m2)를 의미한다.21 is a fluorescent lamp (control), R0.5 is a red LED (0.5W / m 2 ), R1.0 is a red LED (1.0W / m 2 ), G0.5 is a green LED (0.5) W / m 2 ), G1.0 is green LED (1.0W / m 2 ), B0.5 is blue LED (0.5W / m 2 ), B1.0 is blue LED (1.0W / m 2 ), UV0. 2 means UV LED (0.2 W / m 2 ), UV 0.4 means UV LED (0.4 W / m 2 ).

Ⅵ. 본 발명의 결론Ⅵ. Conclusion of the present invention

상술된 바와 같은 실험을 통하여 다양한 종류의 LED 광원 조사에 따른 클리너새우의 생리적 반응을 확인할 수 있었다.Through the experiments as described above, the physiological response of the cleaner shrimp according to various kinds of LED light source irradiation could be confirmed.

이는 클리너새우를 급격한 염분변화 및 수온변화 환경에 노출시킴에 따라 클리너새우가 받는 스트레스와 면역력 저하를 LED의 특정 광원으로 조절시킬 수 있음을 확인하였음을 의미한다.This means that by exposing the cleaner shrimp to a rapid salinity change and water temperature change environment, it was confirmed that the stress and immunity deterioration of the cleaner shrimp can be controlled by a specific light source of the LED.

blue LED 및 UV LED의 경우, 클리너새우의 생체리듬 조절에 부정적이어서 스트레스가 증가하고, 삼투질 농도 조절에 부정적일 뿐만 아니라, 염분 스트레스에 따른 폐사율이 증가함을 확인할 수 있었다.In the case of the blue LED and the UV LED, it was confirmed that the stress increased due to the negative control of the bio rhythm of the cleaner shrimp, the negative control of the osmolality, and the mortality due to the salt stress increased.

반면, red LED 및 green LED 중에서 특히 red LED의 경우, 클리너새우의 생체리듬 조절에 긍정적이어서 스트레스 절감에 효과적이고, 삼투질 농도 조절에 긍정적일 뿐만 아니라, 염분 스트레스에 따른 폐사율이 감소되므로, red LED의 파장에서 클리너새우의 생체리듬 조절 및 스트레스 감소에 효과적임을 알 수 있었다.On the other hand, red LEDs among red LEDs and green LEDs, in particular, are positive for controlling the biorhythm of the cleaner shrimp, which is effective in reducing stress, positive in controlling osmolality, and reduced mortality due to salt stress. It was found that it is effective in controlling the biorhythm and reducing stress of cleaner shrimp at the wavelength.

특히 red LED의 경우, 어류에 조사하게 되면 오히려 스트레스를 증가 및 유발시키는 것으로 알려져 왔으나 새우류에 조사하게 되면 어류와 달리 스트레스 절감 효과와, 이에 따른 면역력이 증강됨으로써 새우류의 폐사율 감소가 확인되므로, 이는 중요한 의미가 있는 것이라 할 수 있다.In particular, red LED has been known to increase and induce stress when irradiated with fish, but unlike shrimp, it is important to reduce the mortality of shrimp by reducing stress and increasing immunity. It is meaningful.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (4)

다양한 환경에 노출되는 새우류의 폐사율을 감소시키기 위한 것으로,
새우류를 준비하는 제1단계;
염분을 가진 물이 수용된 수조에 상기 새우류를 입식시키는 제2단계; 및
상기 새우류가 상기 물의 염분이 25psu, 30psu, 35psu 및 40psu 중 어느 하나인 조건에 노출되거나, 상기 물의 온도가 26℃에서 2주 동안 순치시킨 후 21℃, 26℃ 및 31℃ 중 어느 하나로 된 조건에 노출될 시, 600~650nm 파장의 red LED 광원을 조사함으로써 새우류의 산화 스트레스를 절감시켜 면역력을 증진시키는 제3단계;를 포함하되,
상기 제3단계에서는,
새우류의 뇌(Brain), 아가미(Gill), 소화관(Digestive duct) 및 간췌장(Hepatopancreas)에 비하여 멜라토닌(Melatonin) 활성이 높은 안병(Eyestalk)에서 빛을 받음으로써, 활성산소종에 의해 발생된 새우류의 산화 스트레스를 절감시켜 멜라토닌(Melatonin) 활성 증가로 인해 면역력을 증진시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 광원 조사에 의한 새우류의 스트레스 절감 및 면역력 증강을 이용한 양식방법.
To reduce the mortality of shrimps exposed to various environments,
A first step of preparing shrimps;
A second step of stocking the shrimps in a water tank containing salt water; And
The shrimps are exposed to a condition in which the salinity of the water is any one of 25 psu, 30 psu, 35 psu, and 40 psu, or at a temperature of 21 ° C., 26 ° C. and 31 ° C. When exposed, the third step of reducing the oxidative stress of shrimps to increase the immunity by irradiating a red LED light source of 600 ~ 650nm wavelength;
In the third step,
Shrimp generated by reactive oxygen species by receiving light from eyetalk with high melatonin activity compared to brain, gill, digestive duct and hepatopancreas Reduction of oxidative stress of the melatonin (Melatonin) activity to increase the immunity due to the increase in the activity of the shrimp, characterized in that the stress reduction and shrimp farming method by using a light emitting diode light source irradiation.
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