KR20220074803A - 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바리과 어류의 생산 효율을 증대시키기 위하여, 자바리 및 대왕바리 두 종간의 교잡을 통해 생산한 인공수정란의 3배체 유도 방법에 있어서 최적화된 조건을 확립한 것으로, 본 발명에 따르면 자바리 및 대왕바리 인공수정란을 4℃의 저온 자극 및 20분의 자극 시간으로 처리한 경우, 부화율과 정상비율이 자극 비처리 실험군 대왕자바리(intact control)과 큰 차이가 없으며, 100%의 3배체 유도율을 도출할 수 있음을 확인한 바, 본 발명의 3배체 유도 방법을 통해 성장속도가 빠르고 우량형질을 가진 3배체의 바리과 어류 교잡종을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 자바리와 대왕바리 교잡종 양식 생산에 있어서, 생산성을 향상시키기 위한 3배체 유도 방법에 관한 것이다.
국제연합식량농업기구(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)의 2020년 통계자료에 따르면, 전세계 해산어류 양식 생산량 중 바리과(family Serranidae) 어류가 209,530톤 생산되었으며, 이의 양식 생산량이 5년간 57.1% 성장하여 2001년 이래로 연평균 21.4%씩 증가하고 있다. 바리과 어류의 양식 생산량은 2008년 78,499톤에서 2018년 209,530톤으로 약 2.7배 성장하였지만, 어획 생산량이 양식 생산량의 수치상 1.8배 정도로 실제로 자연에서 채집한 치어를 축양하여 양식 생산량에 포함하기 때문에 어획 생산량에 대한 의존도가 높은 실정이다.
상기 바리과는 3아과 529종이며, 그 중 주요 양식 대상종은 능성어아과(subfamily Epinephelinae)로 15속 159종이며 대부분 아열대성인 인도-태평양 지역에 서식한다. 바리과 순종은 성장이 느리고 서식지가 한정적이어서 고가에 거래되고 있다.
참바리아과(subfamily Epinephelinae)에 속하는 자바리(Epinephelus moara)는 제주도에서는 방언으로 ‘다금바리’라고 불린다. 산호초 및 암초지역에 서식하며, 고급 어종으로 분류되지만 성장이 느리다는 단점이 있다. 더불어 참바리아과에 속하는 대왕바리(giant grouper, E. lanceolatus)는 아열대성 지역에 서식하는 초대형 어류로서, 빠른 성장률을 보인다.
한편, 최근 경제적으로 중요한 형질인 성장, 내병성, 육질, 환경 적응력 증대 등을 위하여, 유전자형과 표현형이 다른 두 종간의 교배 방법인 교잡이 주목받고 있다. 특히 종간 교잡은 원하는 형질의 조합을 통해 잡종강세를 획득할 확률 이 높으므로 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예로서, 브라운마블그루퍼(brown-marble grouper, E.fuscoguttatus) 암컷의 성숙란과 대왕바리의 정액을 인공수정한 교잡종이 빠른 성장과 내병성을 보여 대량생산되고 있으며, 홍콩 시장에 정식으로 등록되어 판매되고 있다.
이와 더불어 상기 바리과 어류 교잡종의 상업적 가치를 더욱 증대시키기 위하여, 생산성을 향상시킬 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명자들은 자바리와 대왕바리 교잡종 양식 생산에 있어서, 생산성을 향상시키기 위하여 연구하던 중 교잡을 통해 수득한 자바리와 대왕바리 인공수정란에 특정 온도로 특정 시간 동안 자극을 주면 부화율 및 기형률이 온전한 대조군(intact control)과 유의미한 차이가 없으면서도 3배체 생성 비율이 현저히 증대되는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 유도 방법으로 제조되는 자바리와 대왕바리 교잡종을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 자바리와 대왕바리 교잡종을 생산하기 위한 수정란을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 자바리와 대왕바리 교잡종을 생산하기 위한 자어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자바리 암컷의 성숙란과 대왕바리 수컷의 정자를 인공수정 시키는 단계; 및 상기 인공수정 2분 내지 10분 후에 저온 자극을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법을 제공한다.
또한 상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본 발명의 유도 방법으로 제조되는 자바리와 대왕바리 교잡종을 제공한다.
또한 상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본 발명의 유도 방법으로 제조되는 자바리와 대왕바리 교잡종을 생산하기 위한 수정란을 제공한다.
또한 상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본 발명의 유도 방법으로 제조되는 자바리와 대왕바리 교잡종을 생산하기 위한 자어를 제공한다.
본 발명은 자바리 및 대왕바리 인공수정란에 특정 시간동안 저온 자극을 주어 3배체를 유도하는 방법에 대한 것으로, 상기와 같이 처리된 교잡종의 인공수정란은 부화율과 정상비율이 온전한 대조군(intact control)과 큰 차이가 없으며, 100%의 3배체 유도율이 도출됨을 확인한 바, 본 발명의 3배체 유도 방법을 통해 성장속도가 빠르고 우량형질을 가진 3배체의 바리과 어류 교잡종을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 자바리 및 대왕바리 인공수정란의 3배체 유도 방법에 있어서, 수온 조건에 따른 3배체 유도율 및 생존율을 확인한 결과이다.
도 2는 본 발명의 자바리 및 대왕바리 인공수정란의 3배체 유도 방법에 있어서, 자극 시간에 따른 부화율 및 기형률을 확인한 결과이다.
도 3은 본 발명의 자바리 및 대왕바리 인공수정란의 3배체 유도 방법에 있어서, 자극 시간에 따른 정상비율 및 3배체 유도율을 확인한 결과이다.
도 4는 본 발명의 온도 조건 및 자극 시간에 따른 3배체 유도율을 확인한 결과이다(상단: 50%, 중간: 100%, 하단: 0%).
도 2는 본 발명의 자바리 및 대왕바리 인공수정란의 3배체 유도 방법에 있어서, 자극 시간에 따른 부화율 및 기형률을 확인한 결과이다.
도 3은 본 발명의 자바리 및 대왕바리 인공수정란의 3배체 유도 방법에 있어서, 자극 시간에 따른 정상비율 및 3배체 유도율을 확인한 결과이다.
도 4는 본 발명의 온도 조건 및 자극 시간에 따른 3배체 유도율을 확인한 결과이다(상단: 50%, 중간: 100%, 하단: 0%).
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 자바리 암컷의 성숙란과 대왕바리 수컷의 정자를 인공수정 시키는 단계; 및 상기 인공수정 2분 내지 10분 후에 저온 자극을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법을 제공한다.
상기 3배체(triploid)란 염색체의 수가 기본수의 3배인 세포 또는 개체를 의미한다. 어류의 3배체는 수정 직후 다양한 방법으로 자극을 주어 제2극체 방출을 억제해 유도한다. 상기 어류의 3배체는 그 개체가 불임이므로 양식에 있어 생산성의 증가와 함께 자연 수계의 유전자 오염을 방지할 수 있다.
상기 인공수정 2분 내지 10분 후에 저온 자극을 수행하는 단계에 있어서, 보다 바람직하게는 4분 후에 저온 자극을 수행할 수 있다.
상기 저온 자극은 3℃ 내지 5℃의 온도로 수행될 수 있으며, 보다 바람직하게는 4℃의 온도로 수행될 수 있다.
또한 상기 저온 자극은 15분 내지 20분 동안 수행될 수 있으며, 보다 바람직하게는 20분 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 자바리 및 대왕바리 교잡종의 인공수정란에 20분 동안 4℃의 저온 자극을 가한 경우, 온전한 대조군(intact control)의 자극 비처리 실험군인 대왕자바리 실험군과 부화율과 정상비율이 큰 차이가 없으며, 100%의 3배체 유도율이 도출됨을 확인하였다.
더불어 본 발명의 유도 방법에 있어서, 상기 저온 자극을 수행하는 단계 이후 2시간 내지 4시간 동안 수온을 16 내지 20℃로 유지하여 배발생을 유도하는 단계를 추가적으로 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 3배체 유도 방법은 20 내지 40 ppt 염분을 포함하는 물에서 수행될 수 있으며, 보다 바람직하게는 32 ppt 염분을 포함하는 물에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 유도 방법에 있어서, 상기 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도율은 80% 이상일 수 있으며, 100%인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 본 발명의 3배체 유도 방법으로 제조되는 자바리와 대왕바리 교잡종을 제공한다.
더불어 본 발명은 상기 자바리와 대왕바리 교잡종을 생산하기 위한 수정란 및 상기 자바리와 대왕바리 교잡종을 생산하기 위한 자어를 제공한다.
상술한 본 발명의 내용은 상호 모순되지 않는 한, 서로 동일하게 적용되며, 당해 기술분야의 통상의 기술자가 적절한 변경을 가해 실시하는 것 또한 본 발명의 범주에 포함된다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세하게 설명하나 본 발명의 범위가 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 친어 확보
체중 4~7kg의 자바리 암컷(국내 및 중국)과 체중 50~150kg의 대왕바리 수컷(대만)을 확보하였다. 상기 자바리 암컷 및 대왕바리 수컷 모두 약 4~5년간 사육하여 성숙을 유도하였다.
실시예 2. 인공수정란 제조
성숙한 자바리 암컷과 대왕바리 수컷으로부터 복부 압박법을 이용해 각각 난과 정액을 추출한 후 건식법을 이용하여 인공수정을 통해 교잡하였다.
우선 성숙한 자바리 암컷으로부터 고품질의 성숙란을 얻기 위해 복부를 관찰한 후 손으로 만져보면서 성숙 상태를 확인하였다. 성숙이 진행된 자바리 암컷의 복강에 LHRH(luteinizing hormone releasing hormone, (Sigma, USA)) 25㎍/㎏와 HCG(human chorionic gonadotropin) 1,000 IU/㎏을 주사하였다.
주사 후 36시간부터 4시간 간격으로 손으로 만져보며 성숙란의 완숙 여부를 확인하였고, 최종적으로 복부를 압박하여 성숙란을 확보하였다.
대왕바리 수컷은 복부 압박법으로 정액을 추출하였다. 확보된 성숙란은 30분 이상 상온에 노출되지 않도록 하였으며, 확보된 성숙란과 정액을 채란 용기에서 골고루 섞이도록 한 다음 1~5분간 실온에 둔 후 해수를 첨가하여 정자를 활성화하였다.
실시예 3. 3배체 유도 방법의 조건 확립
3-1. 수온 조건 확립
수온 자극을 통한 3배체 유도를 위하여, 수온 조건 확립을 위한 실험을 수행하였다. L 당 상기 실시예 2에서 제조한 인공수정란 100개를 사용하였다. 이때 비중계로 측정하여 염분을 32 ppt로 일정하게 유지시키면서 수행하였고, 수정 4분 후(제2극체 방출 시기)에 진행하였다. 각 수온 구간은 2℃씩 하여, 2℃, 4℃, 6℃에서 3번 반복 수행하였다. 더불어 자극 시간은 15분 또는 30분으로 2 구간으로 나누어 실험하였다.
3-2. 자극 시간 확립
상기 실시예 3에서 확인한 수온 조건을 기반으로, 자극 시간을 달리하여 3배체 유도에 대해 최적의 자극 시간을 도출하였다. 상기 실시예 2에서 제조한 자바리 및 대왕바리 인공수정란을 수정 4분 후에 상기 실시예 3-1에서 확인한 수온 조건으로 유지된 4L 비커로 옮겼다. 이때 수정 4분 후부터 5분 간격으로 10분, 15분, 20분, 25분 또는 30분간 상기 수온 조건으로 자극하였다. 난질의 상태를 비교하기 위하여 순종 자바리(control)와 자극 비처리 실험군 대왕자바리(intact control)를 대조군으로 설정하였다.
3-3. 인공수정란의 기형률, 부화율, 3배체 유도율, 정상 비율 및 정상 수율 산출
자극 후 3시간 동안 18℃로 배양하고 그 중 4 cell 이상 세포분열이 유도된 것을 수정란으로 판단하였다.
더불어 하기 수학식 1과 같이, 총 수정란 개체수 중 부화자어 개체수의 비율을 계산하여 부화율을 산출하였다.
[수학식 1]
또한 하기 수학식 2 및 수학식 3과 같이, 부화 완료 후 부화된 개체 중 기형자어와 정상자어 개체를 계수하여 기형률 및 정상비율을 산출하였다.
[수학식 2]
[수학식 3]
더불어 하기 수학식 4와 같이, 상기 수학식 1의 부화율(%)과 수학식 3의 정상비율(%)을 곱하여 정상수율을 산출하였다.
[수학식 4]
3배체 유도율은 하기 수학식 5를 통해 각 실험군별로 부화자어 2마리씩 확인하였다.
[수학식 5]
실시예 4. 수온 조건에 따른 3배체 유도율 확인
수온 조건에 따른 3배체 유도율을 확인한 결과 도 1과 같이, 2℃ 처리 실험군에서는 100%로 3배체 유도가 되었으나(도 1A), 다른 실험군에 비해 현저히 낮은 생존율(1% 이하)을 보였으며(도 1B), 6℃ 처리 실험군에서는 3배체가 100% 유도되는 구간이 확인되지 않았다. 따라서 본 발명의 자바리 및 대왕바리 인공수정란의 3배체 유도 방법에 있어서 적합한 수온은 100%로 3배체가 유도되면서도 생존율이 높은 4℃로 설정하였다.
실시예 5. 자극 시간에 따른 부화율, 정상비율, 기형률, 3배체 유도율 및 정상수율 확인
더불어 자극 시간에 따른 부화율, 정상비율, 기형률, 3배체 유도율 및 정상수율을 상기 실시예 3-3에 기재된 방법으로 산출하여 하기 표 1에 나타내었다(단위: %).
| 실험군 | 부화율 | 정상비율 | 기형률 | 3배체 유도율 | 정상수율 |
| Control | 72.7±4.4 | 62.6±2.3 | 13.8±5.5 | 0 | 45.6±4.4 |
| Intact control | 46.2±6.5 | 16.8±3.2 | 63.3±18 | 0 | 7.9±2.5 |
| 10분 | 24±9.8 | 10.7±6.7 | 56±13.2 | 71.7±2.9 | 3±2.8 |
| 15분 | 40.7±7.9 | 19.5±9.2 | 53.6±8.3 | 81.7±2.9 | 8.4±5.2 |
| 20분 | 40±8.1 | 16.5±5.6 | 59±4.7 | 100 | 6.9±3.7 |
| 25분 | 23.2±13.5 | 6.5±8.1 | 71.8±10.5 | 100 | 2.2±3.2 |
| 30분 | 19±10.1 | 4.2±3.8 | 78.2±10.8 | 100 | 1±1.3 |
부화율 및 기형률에 있어서, 상기 표 1 및 도 2와 같이, 부화율은 15분 처리 실험군에서 40.7±7.9이었고, 20분 처리 실험군에서 40±8.1을 보였다. 기형률에 있어선 30분 처리 실험군이 제일 높았으며, 15분 처리군이 제일 낮은 기형률을 보였다. 그러나 10분, 15분 및 20분 처리 실험군에 있어서, 기형률의 유의미한 차이는 없었다.
정상비율 및 3배체 유도율에 있어서, 상기 표 1, 도 3 및 도 4와 같이, 정상비율의 경우, intact control과 10분, 15분, 20분 처리 실험군과의 유의미한 차이는 확인되지 않았다. 3배체 유도율의 경우, 20분 처리 실험군부터 100% 유도되었으며, 처리 시간이 짧을수록 3배체 유도율이 낮음을 확인하였다.
정상 수율의 경우, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 14분 처리 실험군에서 8.4±5.2%로 가장 높은 비율을 보였지만 Intact control과 20분 처리 실험군은 각각 7.9±2.5, 6.9±3.7%로 유의미한 차이가 없었다.
따라서 본 발명의 자바리 및 대왕바리 인공수정란의 3배체 유도 방법의 자극시간 조건에 있어서, 부화율과 정상비율이 intact control과 유의미한 차이가 없으면서 3배체 유도율은 100%를 보인 20분이 최적임을 확인하였다.
종합적으로 본 발명은 바리과 어류의 생산 효율을 증대시키기 위하여, 자바리 및 대왕바리 두 종간의 교잡을 통해 생산한 인공수정란의 3배체 유도 방법에 있어서 최적화된 조건을 확립한 것으로, 4℃의 저온 자극 및 20분의 자극 시간으로 처리한 경우, 부화율과 정상비율이 자극 비처리 실험군 대왕자바리(intact control)과 큰 차이가 없으며, 100%의 3배체 유도율을 도출할 수 있음을 확인하였다.
Claims (8)
- 자바리 암컷의 성숙란과 대왕바리 수컷의 정자를 인공수정 시키는 단계; 및
상기 인공수정 2분 내지 10분 후에 저온 자극을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 저온 자극은 3℃ 내지 5℃의 온도로 수행하는 것을 특징으로 하는, 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 저온 자극은 15분 내지 20분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는, 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 저온 자극을 수행하는 단계 이후 2시간 내지 4시간 동안 수온을 16 내지 20℃로 유지하여 배발생을 유도하는 단계를 추가적으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 3배체 유도 방법은 20 내지 40 ppt 염분을 포함하는 물에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 자바리와 대왕바리 교잡종의 3배체 유도 방법.
- 제 1항의 유도 방법으로 제조되는 자바리와 대왕바리 교잡종.
- 제 6항의 자바리와 대왕바리 교잡종을 생산하기 위한 수정란.
- 제 6항의 자바리와 대왕바리 교잡종을 생산하기 위한 자어.
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| KR20220074803A true KR20220074803A (ko) | 2022-06-03 |
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|---|---|---|---|
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-
2021
- 2021-11-29 KR KR1020210167251A patent/KR20220074803A/ko not_active Application Discontinuation
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