KR102323857B1 - Method for inducing and promoting sexual maturation of crustacea using red led - Google Patents
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Abstract
본 발명의 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법은 적색 LED를 조사하여 갑각류의 성 성숙을 촉진시키는 단계;를 포함하고, 상기 성 성숙은 갑각류혈당상승호르몬(CHH)의 분비가 촉진되거나 또는 난황형성억제호르몬(VIH)의 분비가 억제되는 것을 특징으로 한다.The method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using a red LED of the present invention includes the step of irradiating a red LED to promote sexual maturation of the crustacean, wherein the sexual maturation is stimulated by the secretion of crustacean hyperglycemia hormone (CHH) or Or it is characterized in that the secretion of yolk formation inhibitory hormone (VIH) is suppressed.
Description
본 발명은 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 종래의 방법 보다 친환경적이며, LED의 파장을 이용하여 용이하게 호르몬을 제어할 수 있는 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using a red LED, and more specifically, to a method of promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using a red LED, which is more environmentally friendly than the conventional method and can easily control hormones using the wavelength of the LED. It relates to a method for promoting and inducing sexual maturation.
어류의 성 성숙은 시상하부-뇌하수체-생식소(hypothalamus-pituitary-gonad, HPG) 축을 중심으로 생식선 자극 호르몬-방출 호르몬(GnRH) 와 같은 다양한 종류의 호르몬의 조절에 의해서 이루어진다. 반면, 갑각류의 경우에는, 갑각류의 특수한 조직인 안병(eyestalk) 내부에 있는 X 기관/시누스샘 복합(X-Organ/sinus gland complex) 기관에서 생성되는 호르몬들에 의해 성 성숙이 이루어진다. 예를 들어, 생식소/난황형성억제호르몬 (gonad/vitellogenesis inhibiting hormone, GIH/VIH), 갑각류혈당상승호르몬(crustacean hyperglycemic hormone ,CHH) 및 탈피억제호르몬(Molt Inhibiting Hormone, MIH) 등과 같은 호르몬의 분비에 의해서 갑각류의 성 성숙이 조절된다.Fish sexual maturation is achieved by the regulation of various hormones such as gonadotropin-releasing hormone (GnRH) around the hypothalamus-pituitary-gonad (HPG) axis. On the other hand, in the case of crustaceans, sexual maturation is achieved by hormones produced in the X-Organ/sinus gland complex organ inside the eyestalk, a special tissue of the crustacean. For example, in the secretion of hormones such as gonad/vitellogenesis inhibiting hormone (GIH/VIH), crustacean hyperglycemic hormone (CHH) and Molt Inhibiting Hormone (MIH). The sexual maturation of crustaceans is regulated by
특히, 생식소/난황형성억제호르몬(GIH/VIH)은 갑각류의 난소의 성숙을 억제하는 호르몬으로, 안병 내 신경전달물질(eyestalk neuropeptide) 중에서도 갑각류의 성 성숙에 있어서 매우 중요한 호르몬으로서 알려져 있다.In particular, gonad/yolk formation inhibitory hormone (GIH/VIH) is a hormone that inhibits the maturation of ovaries in crustaceans.
현재 갑각류의 성 성숙을 유도하기 위하여 갑각류의 안병을 절제하는 방법(eyestalk ablation)이 현재 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 갑각류의 안병을 절제하여 GIH/VIH 호르몬 분비를 차단시킴으로서 갑각류의 성 성숙을 유도할 수는 있으나, 이 방법으로는 안병에서 분비되는 갑각류혈당상승호르몬(CHH)과 탈피억제호르몬(MIH)의 분비 또한 함께 차단되기 때문에 양질의 알(egg) 생산에 효과적이지 못하는 단점이 있다. 또한, 갑각류의 안병을 절제하는 과정에서 개체에 손상을 입히게 되므로 수중에서 질병에 감염될 가능성이 높아져 갑각류의 품질 저하, 폐사 위험 증가 등과 같은 문제점들이 있다.Currently, in order to induce sexual maturation of the crustacean, the method of ablation of the shellfish's eye disease (eyestalk ablation) is currently generally used. However, sexual maturation of crustaceans can be induced by removing the ophthalmic disease of the shellfish and blocking the secretion of GIH/VIH hormones, but this method secretes the secretion of crustacean hypoglycemic hormone (CHH) and molting inhibitory hormone (MIH) from the ophthalmic disease. Also, because they are blocked together, there is a disadvantage that it is not effective in producing high-quality eggs. In addition, since the object is damaged in the process of removing the eye disease of the crustacean, the possibility of being infected with a disease in the water increases, and there are problems such as deterioration of the quality of the crustacean and an increase in the risk of death.
본 발명의 일 목적은 특정 파장대의 LED 광원을 이용하여 갑각류의 안병을 절제하지 않고도 성 성숙을 유도할 수 있는, 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using a red LED, which can induce sexual maturation without excising the crustacean eye disease by using an LED light source of a specific wavelength band.
본 발명의 일 목적을 위한 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법은, 적색 LED를 조사하여 갑각류의 성 성숙을 촉진시키는 단계;를 포함한다. 갑각류의 성 성숙이란, 생식선에서 최초로 정자 및 난자(또는 난황을 의미할 수 있음)를 생산하는 능력을 획득하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 번식 또는 수정이 가능한 정자 및 난자(또는 발달/성숙된 난황)를 형성할 수 있거나 형성된 상태를 의미한다.A method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using a red LED for one purpose of the present invention includes irradiating a red LED to promote the sexual maturation of crustaceans. Sexual maturation in a crustacean may mean acquiring the ability to produce sperm and eggs (or yolk) for the first time in the gonads. It also refers to a state in which sperm and egg (or developed/matured yolk) capable of reproduction or fertilization can be formed or formed.
성 성숙의 촉진은 번식 또는 수정이 가능한 정자 및 난자(또는 발달/성숙된 난황)를 형성할 수 있거나 형성된 상태에 도달하는 것을 빨리 이르게 함을 의미한다.Promoting sexual maturation means quickly reaching a state of being capable of or forming a sperm and egg (or a developed/matured yolk) capable of reproduction or fertilization.
일 실시예에서, 상기 적색 LED의 파장은 600 내지 650 nm 일 수 있다.In one embodiment, the wavelength of the red LED may be 600 to 650 nm.
일 실시예에서, 적색 LED의 세기는 0.5 W/m2 내지 2.0 W/m2 일 수 있다.In one embodiment, the intensity of the red LED may be 0.5 W/m 2 to 2.0 W/m 2 .
일 실시예에서, 적색 LED를 3시간 이상 조사할 수 있다.In one embodiment, the red LED may be irradiated for 3 hours or more.
일 실시예에서, 상기 성 성숙은 갑각류혈당상승호르몬(CHH)의 분비가 촉진되는 것일 수 있다.In one embodiment, the sexual maturation may be to promote secretion of the crustacean blood glucose-elevating hormone (CHH).
일 실시예에서, 상기 성 성숙은 난황형성억제호르몬(VIH)의 분비가 억제되는 것일 수 있다.In one embodiment, the sexual maturation may be inhibition of the secretion of yolk formation inhibitory hormone (VIH).
일 실시예에서, 상기 갑각류는 새우류일 수 있다. 예를 들어, 클리너 새우일 수 있다.In one embodiment, the crustacean may be a shrimp. For example, it may be cleaner shrimp.
일 실시예에서, 적색 LED의 파장은 600 내지 650 nm 이고, 상기 적색 LED의 세기는 0.5 W/m2 이고, 상기 적색 LED를 3시간 이상 조사하고, 상기 성 성숙은 갑각류혈당상승호르몬(crustacean hyperglycemic hormone, CHH)의 분비를 촉진시키거나 또는 난황 형성 억제 호르몬(vitellogenesis-inhibiting hormone, VIH)분비가 억제되는 것일 수 있다.In one embodiment, the wavelength of the red LED is 600 to 650 nm, the intensity of the red LED is 0.5 W/m 2 , the red LED is irradiated for 3 hours or more, and the sexual maturation is crustacean hyperglycemic hormone (CHH) secretion, or vitellogenesis-inhibiting hormone (VIH) secretion may be inhibited.
본 발명의 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법에 따르면, 종래의 안병 절제 방법과 비교하여, 매우 친환경적이며 갑각류의 손상 및 감염의 가능성이 적어 양식 시에 폐사 위험이 감소하는 효과가 있다. 뿐만 아니라, LED 광원을 이용함으로써 매우 경제적이며 비교적 간단한 방법을 통해 호르몬을 조절하여 갑각류의 성 성숙을 촉진시킬 수 있다. 관상용 갑각류의 경우, 미관을 해치지 않으므로 시각적 효과를 얻을 수 있다.According to the method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using the red LED of the present invention, compared to the conventional eye disease resection method, it is very eco-friendly and has a low risk of damage and infection of the crustaceans, thereby reducing the risk of death during aquaculture. . In addition, by using an LED light source, it is possible to promote the sexual maturation of crustaceans by regulating hormones through a very economical and relatively simple method. In the case of ornamental crustaceans, visual effects can be obtained because they do not impair the aesthetics.
결과적으로, 상업적으로 거래되는 양식용 갑각류 및 관상용 갑각류의 대량 양식 기술에 적용할 수 있으므로 산업적 이용 가능성이 매우 크다. As a result, since it can be applied to the mass aquaculture technology of commercially traded aquaculture crustaceans and ornamental crustaceans, it has great industrial applicability.
도 1은 본 발명의 적색 LED를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예들의 양식 방법을 통해 양식된 각각의 양식 대상의 ER 유전자 발현량을 평가하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 시예 및 비교예들의 양식 방법을 통해 양식된 각각의 양식 대상의 CHH 유전자 발현량을 평가하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예들의 양식 방법을 통해 양식된 각각의 양식 대상의 VIH 유전자 발현량을 평가하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예들의 양식 방법을 통해 양식된 각각의 양식 대상의 VTG-R 유전자 발현량을 평가하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예들의 양식 방법을 통해 양식된 각각의 양식 대상의 VTG 유전자 발현량을 평가하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예들의 양식 방법을 통해 양식된 각각의 양식 대상 종의 산화스트레스 지표 중의 하나인 SOD(Superoxide dismutase) 변화를 확인하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예들의 양식 방법을 통해 양식된 각각의 양식 대상 종의 생리적 및 산화스트레스 지표 중의 하나인 LPO(과산화지질,lipid peroxide)변화를 확인하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a red LED of the present invention.
Figure 2 is a view for evaluating the ER gene expression level of each cultured target cultured through the aquaculture methods of Examples and Comparative Examples of the present invention.
3 is a diagram for evaluating the expression level of CHH gene of each cultured target cultured through the aquaculture methods of Examples and Comparative Examples of the present invention.
4 is a view for evaluating the VIH gene expression level of each cultured subject cultured through the aquaculture methods of Examples and Comparative Examples of the present invention.
5 is a diagram for evaluating the expression level of the VTG-R gene of each cultured subject cultured through the aquaculture methods of Examples and Comparative Examples of the present invention.
6 is a view for evaluating the VTG gene expression level of each cultured target cultured through the aquaculture methods of Examples and Comparative Examples of the present invention.
7 is a view for confirming the change of SOD (Superoxide dismutase), which is one of the indicators of oxidative stress of each aquaculture target species cultured through the aquaculture methods of Examples and Comparative Examples of the present invention.
8 is a view for confirming changes in LPO (lipid peroxide), which is one of the physiological and oxidative stress indicators of each cultured target species, cultured through the aquaculture methods of Examples and Comparative Examples of the present invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, and includes one or more other features or steps. , it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of , operation, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
본 발명은 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법으로 모든 생물의 생리적 현상을 조절하는 중요한 외부 환경요인 중의 하나인 빛을 활용하였으며, 특히, 특정 파장대의 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진을 유도하는 양식 방법을 제공한다.The present invention utilizes light, which is one of the important external environmental factors that control physiological phenomena of all living things, as a method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using a red LED. It provides a way to induce a form.
본 발명에서 갑각류의 성 성숙이란, 생식선에서 최초로 정자 및 난자(또는 난황을 의미할 수 있음)를 생산하는 능력을 획득하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 번식 또는 수정이 가능한 정자 및 난자(또는 발달/성숙된 난황)를 형성할 수 있거나 형성된 상태를 의미한다. 본 발명에서, 난황(yolk)이란 알(egg)에 포함되어 있는 영양 물질을 의미한다. 성 성숙의 촉진이라 함은, 번식 또는 수정이 가능한 정자 및 난자(또는 발달/성숙된 난황)를 형성할 수 있거나 형성된 상태에 도달하는 것을 빨리 이르게 함을 의미한다.In the present invention, sexual maturation of crustaceans may mean acquiring the ability to produce sperm and egg (or yolk) for the first time in the gonad. It also refers to a state in which sperm and egg (or developed/matured yolk) capable of reproduction or fertilization can be formed or formed. In the present invention, the yolk (yolk) means a nutritional substance contained in the egg (egg). By promoting sexual maturation, we mean quickly reaching a state of being capable of or forming a sperm and egg (or a developed/mature yolk) capable of reproduction or fertilization.
본 발명의 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법을 도 1을 참조하여 설명한다.A method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using the red LED of the present invention will be described with reference to FIG. 1 .
도 1을 참조하면, 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법은 적색 LED를 조사하여 갑각류의 성 성숙을 촉진시키는 단계;를 포함한다. 적색 LED를 조사하기 위해, 양식 대상인 갑각류는 수조(갑각류를 양식할 수 있는 용기를 의미할 수 있음) 내에 있는 상태일 수 있다.Referring to FIG. 1 , a method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using red LEDs includes irradiating red LEDs to promote sexual maturation of crustaceans. To illuminate the red LED, the crustaceans to be cultured may be in a state in a water tank (which may mean a container in which the crustaceans can be cultured).
상기 적색 LED는 본 발명의 성 성숙을 촉진에 영향을 미칠 수 있다. 일 실시예에서, 적색 LED의 파장은 600 내지 650 nm 일 수 있다. 또한, 상기 적색 LED의 세기는 0.5 W/m2 내지 2.0 W/m2 일 수 있다.The red LED may affect the promotion of sexual maturation of the present invention. In one embodiment, the wavelength of the red LED may be between 600 and 650 nm. In addition, the intensity of the red LED may be 0.5 W/m 2 to 2.0 W/m 2 .
일 실시예에서, 적색 LED를 3시간 이상 조사할 수 있다. 3시간 미만으로 조사하는 경우에는 성 성숙을 촉진시키는 호르몬의 변화에 영향을 미치지 않는다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 하기에서 실시예를 참조하여 후술하도록 한다.In one embodiment, the red LED may be irradiated for 3 hours or more. When irradiated for less than 3 hours, it does not affect changes in hormones that promote sexual maturation. A more detailed description thereof will be provided below with reference to Examples.
상기 성 성숙은 갑각류혈당상승호르몬(CHH)의 분비가 촉진되는 것일 수 있다. 갑각류혈당상승호르몬(crustacean hyperglycemic hormone)은 갑각류의 안병 내의 X 기관에서 생산한 후, 시누스샘에서 분비하여 혈당인 글루코오스의 함량을 상승시키는 작용을 하는 호르몬으로, 양질의 알(egg)을 생산하는 것에 영향을 미칠 수 있다. 상기 CHH 호르몬이 분비되는 경우 갑각류의 성 성숙이 촉진될 수 있다.The sexual maturation may be one in which secretion of crustacean blood glucose-elevating hormone (CHH) is promoted. Crustacean hyperglycemic hormone is a hormone that is produced by the X organ in the ophthalmic disease of crustaceans and then secreted by the sinus gland to increase the content of glucose, which is blood sugar. can affect When the CHH hormone is secreted, sexual maturation of crustaceans may be promoted.
또한, 상기 성 성숙은 난황형성억제호르몬(VIH)의 분비가 억제되는 것일 수 있다. 난황형성억제호르몬(vitellogenesis-inhibiting hormone)은 갑각류 생식을 조절하는 호르몬 중 하나로, 비텔로제닌(vitellogenin, 이하에서 VTG라 함)의 합성을 억제하여 갑각류의 난소 성숙을 억제할 수 있다. 상기 VTG은 난황의 주요 단백질인 비텔린(vitellin)의 전구물질(전구체)이며, VTG의 발현이 증가하는 경우 난황 형성될 수 있거나, 난황의 발달이 촉진될 수 있다. 결과적으로, 상기 VIH 호르몬이 억제되는 경우 갑각류의 성 성숙 또는 난황형성이 촉진될 수 있다.In addition, the sexual maturation may be that the secretion of yolk formation inhibitory hormone (VIH) is suppressed. Vitellogenesis-inhibiting hormone (vitellogenesis-inhibiting hormone) is one of the hormones regulating the reproduction of crustaceans, and can inhibit the ovarian maturation of crustaceans by inhibiting the synthesis of vitellogenin (hereinafter referred to as VTG). The VTG is a precursor (precursor) of vitellin, a major protein of the yolk, and when the expression of VTG is increased, the yolk can be formed or the development of the yolk can be promoted. As a result, when the VIH hormone is inhibited, sexual maturation or yolk formation of crustaceans may be promoted.
상기 갑각류는 새우류일 수 있고, 예를 들어, 클리너 새우일 수 있다. 그러나, 본 발명의 갑각류는 이에 한정되는 것은 아니다.The crustaceans may be shrimp, for example, cleaner shrimp. However, the crustaceans of the present invention are not limited thereto.
본 발명의 바람직한 일 실시예는, 적색 LED를 조사하여 갑각류의 성 성숙을 촉진시키는 단계를 포함하고, 적색 LED의 파장이 600 내지 650 nm 이고, 상기 적색 LED의 세기가 0.5 W/m2 이며, 상기 적색 LED를 3시간 이상 조사하고, 상기 성 성숙은 갑각류혈당상승호르몬(crustacean hyperglycemic hormone, CHH)의 분비를 촉진시키거나 또는 난황 형성 억제 호르몬(vitellogenesis-inhibiting hormone, VIH)분비가 억제되는 것일 수 있다.A preferred embodiment of the present invention comprises irradiating a red LED to promote sexual maturation of crustaceans, the wavelength of the red LED is 600 to 650 nm, and the intensity of the red LED is 0.5 W/m 2 , The red LED is irradiated for more than 3 hours, and the sexual maturation may be to promote the secretion of crustacean hyperglycemic hormone (CHH) or suppress the secretion of vitellogenesis-inhibiting hormone (VIH). have.
추가적으로, 상기 성 성숙을 촉진시키는 단계는 17베타 에스트라디올(17β-estradiol, 이하에서 E2라 함)을 더 추가적으로 주입할 수 있다. E2는 성 호르몬의 일종으로 강한 에스트로겐(estrogen) 작용을 나타내는 호르몬이다. E2의 주입은 안병에서 분비되는 호르몬인 CHH, VIH의 변화에는 영향을 미치지는 않지만, VTG 합성을 유도하는데 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 적색 LED의 조사와 함께 개체에 E2를 더 추가적으로 주입하는 경우 VTG 및 VTG-R 유전자의 발현을 증가시킬 수 있어 VTG의 합성을 유도하는데 더욱 효과적일 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 하기에서 실시예 및 비교예들을 참조하여 후술하도록 한다.Additionally, in the step of promoting sexual maturation, 17β-estradiol (17β-estradiol, hereinafter referred to as E 2 ) may be additionally injected. E 2 is a kind of sex hormone, which shows a strong estrogen action. Injection of E 2 does not affect the changes in CHH and VIH, the hormones secreted by the eye disease, but may affect the induction of VTG synthesis. Therefore, in one embodiment of the present invention, when E 2 is further injected into the subject together with the irradiation of the red LED, the expression of VTG and VTG-R genes can be increased, which can be more effective in inducing the synthesis of VTG. have. A more detailed description thereof will be described later with reference to Examples and Comparative Examples below.
본 발명을 실시하기 위한 추가적인 환경적 조건으로는, 먼저, 자연광을 포함한 외부의 빛을 차단된 조건 일 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 자연광을 포함하는 환경에서도 수행될 수 있다.As additional environmental conditions for carrying out the present invention, first, external light including natural light may be blocked. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and may be performed in an environment including natural light.
또한, 본 발명은 일반적인 해수의 조건을 갖는 수질 환경에서 수행될 수 있다. 그러나 본 발명을 수행하기 위한 일 실시예 중 하나일 뿐, 상기 수질 환경은 수역 및 계절에 따라 수질 환경은 변하기 때문에 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 수질 환경 중 온도 조건은 20 내지 28℃일 수 있다.In addition, the present invention can be carried out in a water environment having general seawater conditions. However, this is only one embodiment for carrying out the present invention, and the water quality environment is not necessarily limited thereto because the water quality environment changes depending on the water body and season. Temperature conditions in the water environment may be 20 to 28 ℃.
이하에서는, 구체적인 실시예 및 비교예들을 통해서 본 발명의 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법에 따른 갑각류의 성 성숙 효과를 확인하는 실험을 실시하였다.Hereinafter, an experiment was conducted to confirm the sexual maturation effect of crustaceans according to the method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using the red LED of the present invention through specific examples and comparative examples.
실시예: 적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법Example: Method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using red LED
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 양식 대상 생물로 클리너 새우(Lysmata amboinensis)를 이용하여 실험 수조에 배치시킨 후, 1일(24시간) 중 12시간 빛 조사후 12시간 빛을 끄는(차단시키는) 광주기로 144시간 동안 600 내지 650 nm 파장의 적색 LED를 0.5 W/m2 의 세기로 조사시켜 양식하였다.In order to achieve the object of the present invention, after placing in an experimental water tank using cleaner shrimp ( Lysmata amboinensis ) as a culture target organism, after 12 hours of light irradiation during 1 day (24 hours), light is turned off (blocking) for 12 hours Gwangju It was cultured by irradiating a red LED with a wavelength of 600 to 650 nm with an intensity of 0.5 W/m 2 for 144 hours.
비교예 1: EComparative Example 1: E 22 호르몬을 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법 Method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using hormones
양식 대상 생물로 클리너 새우(Lysmata amboinensis)를 이용하여 실험 수조에 배치시킨 후, 클리너 새우에 E2 호르몬을 0.5 ㎍/g (body weight) 농도로 주사하여 144시간 동안 양식하였다. Cleaner shrimp ( Lysmata amboinensis ) as a culture target organism was placed in an experimental water tank, and then E 2 hormone was injected into the cleaner shrimp at a concentration of 0.5 μg/g (body weight) and cultured for 144 hours.
비교예 2: EComparative Example 2: E 22 호르몬을 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법 Method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using hormones
양식 대상 생물로 클리너 새우(Lysmata amboinensis)를 이용하여 실험 수조에 배치시킨 후, 클리너 새우에 E2 호르몬을 1.0 ㎍/g (body weight) 농도로 주사하여 144시간 동안 양식하였다. Cleaner shrimp ( Lysmata amboinensis ) as a culture target organism was placed in an experimental water tank, and E 2 hormone was injected into the cleaner shrimp at a concentration of 1.0 μg/g (body weight) and cultured for 144 hours.
비교예 3: 형광등을 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법Comparative Example 3: Method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using a fluorescent lamp
양식 대상 생물로 클리너 새우(Lysmata amboinensis)를 이용하여 실험 수조에 배치시킨 후, 형광등 하에서 144시간 동안 양식하였다. Cleaner shrimp ( Lysmata amboinensis ) as a culture target organism was placed in an experimental water tank and cultured under fluorescent light for 144 hours.
비교예 4: 청색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법Comparative Example 4: Method for promoting and inducing sexual maturation of crustaceans using blue LED
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 양식 대상 생물로 클리너 새우(Lysmata amboinensis)를 이용하여 실험 수조에 배치시킨 후, 1일(24시간) 중 12시간 빛 조사후 12시간 빛을 끄는(차단시키는) 광주기로 144시간 동안 400 내지 450 nm 파장의 청색 LED를 0.5 W/m2 의 세기로 조사시켜 양식하였다. In order to achieve the object of the present invention, after placing in an experimental water tank using cleaner shrimp ( Lysmata amboinensis ) as a culture target organism, after 12 hours of light irradiation during 1 day (24 hours), light is turned off (blocking) for 12 hours Gwangju It was cultured by irradiating a blue LED with a wavelength of 400 to 450 nm with an intensity of 0.5 W/m 2 for 144 hours.
실시예 및 비교예들의 양식 방법을 통해 양식된 각각의 클리너 새우를 시간에 따라 유전자 발현량을 측정하였다. 자세하게는, 클리너 새우들의 각각의 안병 조직과 간 췌장 조직에서 추출한 mRNA를 이용하여 유전자의 배열을 밝히는 클로닝 방법을 통해 각각의 유전자의 배열을 밝혔다. 또한, 정량적중합효소연쇄반응(quantitative polymerase chain reaction, qPCR) 방법을 이용하여 144 시간 동안의 양식된 각각의 클리너 새우를 대상으로 성 성숙에 관련된 호르몬 유전자들의 발현량 변화를 측정하였다. 구체적으로는, 성 성숙 촉진과 관련된 호르몬 CHH의 발현량을 측정하였고, 성 성숙 억제와 관련된 호르몬 VIH의 발현량을 측정하였다. 또한, 세포 내에서 특정 핵산 표적을 찾아내어 유전자의 발현을 확인할 수 있는 인-시츄 하이브리드 화(In-situ hybridization) 방법을 이용하여 클리너새우 각각의 간 췌장 조직에서 난황 단백질로 알려져 있는 비텔로제닌(VTG) 및 비텔로제닌 수용체(VTG-R)의 발현 변화를 측정하였다.The gene expression level of each cleaner shrimp cultured through the culture method of Examples and Comparative Examples was measured over time. In detail, the sequence of each gene was revealed through a cloning method that revealed the sequence of the gene using mRNA extracted from each eye disease tissue and liver and pancreatic tissue of the cleaner shrimp. In addition, by using the quantitative polymerase chain reaction (qPCR) method, the expression levels of hormone genes related to sexual maturation were measured in each cleaner shrimp cultured for 144 hours. Specifically, the expression level of the hormone CHH related to sexual maturation promotion was measured, and the expression level of the hormone VIH related to sexual maturation inhibition was measured. In addition, vitelogenin (which is known as egg yolk protein in each liver and pancreatic tissue of cleaner shrimp) using an in-situ hybridization method that can identify specific nucleic acid targets in cells and confirm gene expression VTG) and vitelogenin receptor (VTG-R) expression changes were measured.
실험 평가 1: 에스트로겐 호르몬 수용체(ER) 유전자 발현량 변화Experimental evaluation 1: Estrogen hormone receptor (ER) gene expression level change
E2 호르몬의 주사와 적색 파장의 조사가 ER 유전자 발현량 변화에 미치는 영향을 알아보기 위해, 실시예 및 비교예들에서 양식된 각각의 클리너 새우의 ER 유전자 발현량을 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타낸다.In order to examine the effect of E 2 hormone injection and red wavelength irradiation on the ER gene expression level change, the ER gene expression level of each cleaner shrimp cultured in Examples and Comparative Examples was measured, and the results are shown. 2 is shown.
도 2를 참조하면, 비교예 1(E2 0.5 ㎍/g)의 경우 E2 호르몬 주사 후 18시간째부터 유의적인 발현량 차이를 보이기 시작하여 24시간째에 최고치를 보인 후 감소하기 시작하는 것을 알 수 있다. 비교예 2(E2 1.0 ㎍/g)의 경우 E2 호르몬 주사 후 6시간째부터 유의적인 발현량 차이를 보이기 시작하여 48시간째에 최고치를 보인 후에 감소하기 시작하는 것을 알 수 있다.Referring to Figure 2, in the case of Comparative Example 1 (E 2 0.5 ㎍ / g), E 2 after the hormone injection, the expression level starts to show a significant difference from 18 hours after the peak at 24 hours and then starts to decrease. Able to know. In the case of Comparative Example 2 (E 2 1.0 μg/g), it can be seen that the expression level starts to show a significant difference from 6 hours after injection of the E 2 hormone, and starts to decrease after showing a maximum at 48 hours.
반면, 적색 LED를 조사한 경우인 실시예(Red)는 시간이 지날수록 ER 유전자의 발현량이 증가하고 있음을 알 수 있다.On the other hand, in the case of irradiating the red LED, it can be seen that the expression level of the ER gene increases as time passes.
이를 통해서, 성 성숙을 유도하기 위하여 호르몬을 주사하는 방법을 사용하게 되면 호르몬의 효과가 지속적으로 유지되지 못하므로 여러 번 호르몬을 주사해야하며, 경제적으로 부담이 가는 방법임을 예상할 수 있다. 또한, 대량으로 갑각류를 양식하는 경우에는, 개체별로 호르몬을 주사하는 것이 현실적으로 불가능하여 비효율적인 방법임을 예상할 수 있다. Through this, when the method of injecting hormones to induce sexual maturation is used, the effect of the hormone cannot be continuously maintained, so it is necessary to inject the hormone several times, and it can be expected that it is a method that is economically burdensome. In addition, in the case of culturing crustaceans in large quantities, it can be expected that it is an inefficient method because it is practically impossible to inject hormones for each individual.
이와 비교하여, 성 성숙을 유도하기 위하여 LED 적색을 주사하는 방법을 사용하는 경우에는 ER 유전자 발현에 효과가 있음은 물론 경제적인 측면에 있어서도 절대적으로 효율적인 방법임을 알 수 있다.In comparison, when using the method of injecting red LED to induce sexual maturation, it can be seen that it is an absolutely efficient method in terms of economy as well as having an effect on ER gene expression.
실험 평가 2: CHH 유전자 발현량 변화Experimental evaluation 2: CHH gene expression level change
실시예 및 비교예들에서 양식된 각각의 클리너 새우의 성 성숙 촉진과 관련된 호르몬인 CHH 유전자 발현량 변화를 알아보기 위해, 클리너 새우의 각각의 CHH 유전자 발현량을 측정하였고, 그 결과를 도 3에 나타낸다.In order to examine the change in the expression level of the CHH gene, a hormone related to the promotion of sexual maturation, of each cleaner shrimp cultured in Examples and Comparative Examples, the expression level of each CHH gene of the cleaner shrimp was measured, and the results are shown in FIG. indicates.
도 3을 참조하면, 비교예 1(E2 0.5 ㎍/g) 및 비교예 2(E2 1.0 ㎍/g)는 시간에 따른 CHH 유전자 발현량의 변화가 적은 것을 확인할 수 있다. 이를 통해서 E2 호르몬은 농도와는 상관없이 CHH 유전자의 발현량에는 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3 , it can be seen that Comparative Example 1 (E 2 0.5 μg/g) and Comparative Example 2 (E 2 1.0 μg/g) show little change in CHH gene expression over time. Through this , it can be seen that the E 2 hormone does not affect the expression level of the CHH gene regardless of the concentration.
이와 비교하여, 실시예(Red)는 3시간이 지난 후부터 CHH의 발현량이 유의적으로 증가함을 확인할 수 있다. 이는 적색 LED를 조사하여 양식하는 경우에 성 성숙을 유도하는 호르몬인 CHH의 분비가 촉진되므로, 갑각류의 성 성숙을 유도할 수 있음을 알 수 있다.In comparison, in Example (Red), it can be confirmed that the expression level of CHH significantly increases after 3 hours. It can be seen that when irradiated with red LEDs and cultured, the secretion of CHH, a hormone that induces sexual maturation, is promoted, so that it can induce sexual maturation of crustaceans.
실험 평가 3: VIH 유전자 발현량 변화Experimental evaluation 3: VIH gene expression level change
실시예 및 비교예들에서 양식된 각각의 클리너 새우의 성 성숙 억제와 관련된 호르몬인 VIH 유전자 발현량 변화를 알아보기 위해, 클리너 새우 각각의 VIH 유전자 발현량을 측정하였고, 그 결과를 도 4에 나타낸다.In order to examine the change in the expression level of the VIH gene, a hormone related to the inhibition of sexual maturation, of each cleaner shrimp cultured in Examples and Comparative Examples, the expression level of the VIH gene of each cleaner shrimp was measured, and the results are shown in FIG. 4 .
도 4를 참조하면, 비교예 1(E2 0.5 ㎍/g) 및 비교예 2(E2 1.0 ㎍/g)는 시간에 따른 VIH 유전자 발현량의 변화가 크지 않은 것을 확인할 수 있다. 이를 통해서 E2 호르몬은 농도와는 상관없이 VIH 유전자의 발현량에는 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4 , it can be seen that Comparative Example 1 (E 2 0.5 μg/g) and Comparative Example 2 (E 2 1.0 μg/g) did not show significant changes in VIH gene expression over time. Through this , it can be seen that the E 2 hormone does not affect the expression level of the VIH gene regardless of the concentration.
이와 비교하여, 실시예(Red)는 비교예의 VIH 유전체 발현량이 모든 시간에서 적게 나타남을 확인할 수 있고, 3시간이 지난 후부터 VIH의 발현량이 유의적으로 감소함을 확인할 수 있다. 이는 적색 LED를 조사하여 양식하는 경우에 성 성숙 억제를 유도하는 호르몬인 VIH의 분비가 억제되므로, 갑각류의 성 성숙을 유도할 수 있음을 알 수 있다.In comparison with this, in Example (Red), it can be confirmed that the expression level of the VIH genome of the comparative example is small at all times, and it can be confirmed that the expression level of VIH significantly decreases after 3 hours. It can be seen that when irradiated with red LEDs and cultured, the secretion of VIH, a hormone that induces sexual maturation inhibition, is suppressed, and thus can induce sexual maturation of crustaceans.
실험 평가 4: VTG-R 유전자 발현량 변화Experimental evaluation 4: VTG-R gene expression level change
실시예 및 비교예들에서 양식된 각각의 클리너 새우의 난황형성과 관련된 인자 중 하나인 VTG-R 유전자 발현량 변화를 알아보기 위해, 클리너 새우 각각의 VTG-R 유전자 발현량을 측정하였고, 그 결과를 도 5에 나타낸다.In order to examine the change in the expression level of the VTG-R gene, which is one of the factors related to egg yolk formation, of each cleaner shrimp cultured in Examples and Comparative Examples, the expression level of the VTG-R gene of each cleaner shrimp was measured. is shown in FIG. 5 .
도 5를 참조하면, 비교예들을 통해서, E2 호르몬의 주사를 이용한 양식 방법은 E2 호르몬 주사 이후에 VTG-R 유전자가 즉시 분비되는 것으로 나타나, 난황 형성을 즉시 촉진하는 것을 알 수 있다. 그러나, 48시간 이후에는 VTG-R 유전자의 발현이 급격하게 감소함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 , through comparative examples, it can be seen that the aquaculture method using the injection of the E 2 hormone shows that the VTG-R gene is immediately secreted after the injection of the E2 hormone, thereby promoting the formation of egg yolk immediately. However, it can be seen that the expression of the VTG-R gene is rapidly reduced after 48 hours.
48시간 이후에 시간이 지날수록 발현량이 줄어드는 비교예들과 비교하여, 실시예(Red)는 조사 후 48시간부터 VTG-R 유전자의 발현이 지속적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.Compared with the comparative examples in which the expression level decreases as time passes after 48 hours, it can be seen that the expression of the VTG-R gene continuously increases in Example (Red) 48 hours after irradiation.
실험 평가 5: VTG 유전자 발현량 변화Experimental evaluation 5: VTG gene expression level change
실시예 및 비교예들에서 양식된 각각의 클리너 새우의 난황형성과 관련된 인자 중 하나인 VTG 유전자 발현량 변화를 알아보기 위해, 클리너 새우 각각의 간 췌장 내 VTG 유전자 발현량을 측정하였고, 그 결과를 도 6에 나타낸다.In order to examine the change in VTG gene expression level, which is one of the factors related to egg yolk formation, of each cleaner shrimp cultured in Examples and Comparative Examples, the VTG gene expression level in the liver and pancreas of each cleaner shrimp was measured, and the result was 6 shows.
도 6을 참조하면, 클리너 새우 각각의 간 췌장 내 VTG 유전자 발현은 실험 평가 4에서 측정한 VTG-R 유전자의 발현 경향과 유사하게, 6일째인 144시간에 가장 높은 발현을 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6 , it can be seen that the expression of the VTG gene in the liver and pancreas of each cleaner shrimp shows the highest expression at 144 hours, the 6th day, similar to the expression trend of the VTG-R gene measured in Experimental Evaluation 4.
실험 평가 6: 생리학적 및 산화 스트레스 변화Experimental Assessment 6: Changes in Physiological and Oxidative Stress
실시예 및 비교예들에 있어서 염분 스트레스에 노출시켜 양식된 각각의 클리너 새우의 생리학적 스트레스 및 산화 스트레스를 확인하였다. 상기 생리학적 스트레스는 LPO(과산화지질,lipid peroxide)를 통해 확인하였고, 상기 산화 스트레스는 SOD(Superoxide dismutase)를 통해 확인하였다. 그 결과를 도 7 및 8에 나타낸다. The physiological stress and oxidative stress of each cleaner shrimp cultured by exposure to salt stress in Examples and Comparative Examples were confirmed. The physiological stress was confirmed through LPO (lipid peroxide), and the oxidative stress was confirmed through SOD (superoxide dismutase). The results are shown in FIGS. 7 and 8 .
도 7 및 8을 참조하면, 먼저, 형광등(비교예3, cont.)환경에서 측정된 LPO 및 SOD와 비교하여, 청색 LED 파장(비교예 4, B 0.5)환경에서 측정된 LPO 및 SOD가 더 증가된 값을 갖는 것으로 확인할 수 있다. 반면, 적색 LED(실시예 1, R 0.5)환경에서 측정된 LPO 및 SOD 은 가장 적은 값을 갖는 것으로 확인할 수 있다.7 and 8, first, compared with LPO and SOD measured in a fluorescent lamp (Comparative Example 3, cont.) environment, LPO and SOD measured in a blue LED wavelength (Comparative Example 4, B 0.5) environment were more It can be seen that it has an increased value. On the other hand, it can be confirmed that LPO and SOD measured in a red LED (Example 1, R 0.5) environment have the smallest values.
이를 통해서, 청색 LED 파장은 생리학적 스트레스 및 산화 스트레스를 증가시키는 파장대인 반면, 적색 LED 파장은 생리학적 스트레스 및 산화 스트레스 등을 감소시키는 파장대인 것을 알 수 있다. 따라서 이러한 결과를 통해 청색 LED 파장대는 갑각류(특히, 새우류)의 성 성숙을 위한 파장대로는 적합하지 않다는 것을 알 수 있으며 이에 반해, 적색 LED 파장대는 갑각류(특히, 새우류)의 성 성숙에 긍정적인 역할을 하는 것을 알 수 있다.From this, it can be seen that the blue LED wavelength is a wavelength band that increases physiological stress and oxidative stress, while the red LED wavelength is a wavelength band that reduces physiological stress and oxidative stress. Therefore, it can be seen from these results that the blue LED wavelength band is not suitable for the sexual maturation of crustaceans (especially shrimp), whereas the red LED wavelength band plays a positive role in the sexual maturation of crustaceans (especially shrimp). can be seen to do
상기 실험 평가들을 통해서, 수심에 따라 제한적으로 빛 스펙트럼을 투과시키는 다양한 스펙트럼 중에서 적색 파장 빛(적색 LED)이 갑각류(특히, 새우류)의 성 성숙을 촉진하는 호르몬의 유도 및 난황형성을 촉진하는 파장대의 빛임을 확인할 수 있다.Through the above experimental evaluations, among various spectrums that transmit light spectrum limitedly according to water depth, red wavelength light (red LED) has a wavelength band that promotes the induction of hormones that promote sexual maturation of crustaceans (especially shrimp) and yolk formation. You can see that it's light.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that you can.
Claims (8)
상기 성 성숙은 갑각류혈당상승호르몬(crustacean hyperglycemic hormone, CHH)의 분비를 촉진시키거나 또는 난황형성억제호르몬(vitellogenesis-inhibiting hormone, VIH)분비가 억제되는 것인,
적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법.
Including; irradiating a red LED to promote sexual maturation of crustaceans;
The sexual maturation promotes the secretion of crustacean hyperglycemic hormone (CHH) or suppresses the secretion of vitellogenesis-inhibiting hormone (VIH),
A method for promoting and inducing sexual maturation in crustaceans using red LEDs.
상기 적색 LED의 파장은 600 내지 650 nm 인,
적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법.
The method of claim 1,
The wavelength of the red LED is 600 to 650 nm,
A method for promoting and inducing sexual maturation in crustaceans using red LEDs.
상기 적색 LED의 세기는 0.5 W/m2 내지 2.0 W/m2 인,
적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법.
The method of claim 1,
The intensity of the red LED is 0.5 W / m 2 to 2.0 W / m 2 is,
A method for promoting and inducing sexual maturation in crustaceans using red LEDs.
상기 적색 LED를 3시간 이상 조사하는 것을 특징으로 하는,
적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법.
The method of claim 1,
Characterized in irradiating the red LED for 3 hours or more,
A method for promoting and inducing sexual maturation in crustaceans using red LEDs.
상기 갑각류는 새우류인 것을 특징으로 하는,
적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법.
The method of claim 1,
The crustacean is characterized in that the shrimp,
A method for promoting and inducing sexual maturation in crustaceans using red LEDs.
상기 적색 LED의 파장은 600 내지 650 nm 이고,
상기 적색 LED의 세기는 0.5 W/m2 이고,
상기 적색 LED를 3시간 이상 조사하는 것인,
적색 LED를 이용한 갑각류의 성 성숙 촉진 및 유도 방법.The method of claim 1,
The wavelength of the red LED is 600 to 650 nm,
The intensity of the red LED is 0.5 W / m 2 ,
That the red LED is irradiated for 3 hours or more,
A method for promoting and inducing sexual maturation in crustaceans using red LEDs.
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| KR102036264B1 (en) * | 2017-12-08 | 2019-10-24 | 주식회사 한길전자 | Lighting device for fish breeding and method of breeding fish using it |
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- 2019-09-04 KR KR1020190109313A patent/KR102323857B1/en active IP Right Grant
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