Selection of Optimal Culture Media for Developing Standard Ecological Toxicity Test Methods using Korean Freshwater Cladocera

표준생태독성시험법 개발을 위한 한국산 물벼룩의 최적 사육수 선발

  • Kim, Byung-Seok (National Institute of Agricultural Science & Technology, RDA) ;
  • Park, Yoen-Ki (National Institute of Agricultural Science & Technology, RDA) ;
  • Park, Kyung-Hun (National Institute of Agricultural Science & Technology, RDA) ;
  • Kim, Jin-Kyung (National Institute of Agricultural Science & Technology, RDA) ;
  • Shin, Jin-Sup (National Institute of Agricultural Science & Technology, RDA) ;
  • Kim, Jin-Hwa (National Institute of Agricultural Science & Technology, RDA) ;
  • Yoon, Seong-Myeong (Department of Biology education, Chosun University) ;
  • Ahn, Young-Joon (School of Agricultural Biotechnology, Seoul National University)
  • 김병석 (농업과학기술원 농산물안전성부) ;
  • 박연기 (농업과학기술원 농산물안전성부) ;
  • 박경훈 (농업과학기술원 농산물안전성부) ;
  • 김진경 (농업과학기술원 농산물안전성부) ;
  • 신진섭 (농업과학기술원 농산물안전성부) ;
  • 김진화 (농업과학기술원 농산물안전성부) ;
  • 윤성명 (조선대학교 생물교육과) ;
  • 안용준 (서울대학교 농생명공학부)
  • Published : 2006.09.30

Abstract

The purpose of the current study was to develop a standard method to assess the ecological effect of pesticides using the representative Korean freshwater cladocerans. The indigenous cladocerans, Daphnia obtusa, Daphnia sp., Moina macrocopa, Simocephalus vetulus and Daphnia magna formally endorsed by the major international organizations were tested to select optimal culture media in laboratory condition. All of the Korean water flea tested showed good growth and fecundity in the moderately hard water ($CaCO_3$ ranged 80 to 100 mg $L^{-1}$) and soft water ($CaCO_3$ ranged 40 to 48 mg $L^{-1}$). However, considering that the total hardness of fresh water collected from 5 rivers ranged from 60.2 to 127.2 mg $L^{-1}$ ($CaCO_3$) and Ca deficiency could be a major determinant of species success and community structure among crustacean zooplankton, the present study suggests that the optimal water hardness for growing Daphnia sp., Daphnia obtusa, Moina macrocopa and Simocephalus vetulus is $80{\sim}100$ mg $L^{-1}$ of $CaCO_3$.

본 연구의 목적은 대표적인 한국 담수산 물벼룩을 대상으로 농약의 생태영향을 평가하기 위한 표준 시험법을 개발하기 위하여 수행되었다. 국내환경에서의 대표성, 실내사육가능성 및 독성시험에 적합한 크기 등을 고려하여 선발된 4종의 한국산 물벼룩(Daphnia sp., Daphnia obtusa, Moina macrocopa, Simocephalus vetulus)과 국제표준종인 Daphnia magna를 대상으로 실내사육에 적합한 최적 사육수를 선발하고자 하였다. 국내산 물벼룩은 사육수의 경도가 $80{\sim}100$ mg $L^{-1}(CaCO_3)$인 hard water와 $40{\sim}48$ mg $L^{-1}(CaCO_3)$인 soft water 에서 가장 우수한 생육을 보였으나, 우리나라 강물의 경도가 $60.2{\sim}127.2$ mg $L^{-1}(CaCO_3)$의 범위에 있는 점과 칼슘부족이 동물성플랑크톤 갑각류의 종 번식과 군집구조에 중대한 결정요소인 점을 감안하여 우리나라 물벼룩의 실내사육을 위한 최적 사육수로 경도가 $80{\sim}100$ mg $L^{-1}(CaCO_3)$인 hard water를 추천하고자 한다.

Keywords

References

  1. Baer, K. N. and C. E. Goulden (1998) Evaluation of a high-hardness COMBO medium and frozen algae for Daphnia magna. Ecotox. Environ. Safe 39:201-206 https://doi.org/10.1006/eesa.1997.1627
  2. Chu, K. H., C. K. Wong and K. C. Chiu (1997) Effects of the insect growth regulator (S)-methoprene on survival and reproduction of the freshwater c1adoceran Moina macrocopa. Environtal Pollution 96: 173-178 https://doi.org/10.1016/S0269-7491(97)00030-4
  3. Elendt, B. P. and W. R. Bias (1990) Trace nutrient deficiency in Daphnia magna cultured in standard medium for toxicity testing : Effects of the optimization of culture conditions on life history parameters of D. magna. Water Res. 24: 1157 -1167 https://doi.org/10.1016/0043-1354(90)90180-E
  4. Hessen, D.O., N. E. W. Alstad and L. Skardal (2000) Calcium limitation in Daphnia magna. J. Plankton Research 22(3):553-568 https://doi.org/10.1093/plankt/22.3.553
  5. Kim B. S. (2006) Determination of total hardness in laboratory culture waters in environmental studies. NlAST SOP HSD/ERA-004
  6. Koivisto, S. (1995) Is Daphnia magna an ecologically representative zooplankton species in toxicity tests? Environtal Pollution 90:263-267 https://doi.org/10.1016/0269-7491(95)00029-Q
  7. Leeuwen C. J. and J. L. M. Hermens (1995) Risk assessment of chemicals: an introduction. Kluwer academic publisher. Netherlands
  8. OECD (1998) 211 Daphnia magna reproduction test, OECD guidelines for testing of chemicals
  9. USEPA (1992a) OPPTS 850.1010 Aquatic invertebrate acute toxicity test, freshwater Daphnids, Ecological Effects Test Guidelines
  10. USEPA (1992b) OPPTS 850.1300 Daphnid chronic toxicity test, Ecological Effects Test Guidelines
  11. Villarroel M. J., E. Sancho, M. D. Ferrando and E. Andreu (2003) Acute, chronic and sublethal effect of the herbicide propanil on Daphnia magna. Chemosphere 53:857 -864 https://doi.org/10.1016/S0045-6535(03)00546-0
  12. 김병석, 박연기, 신진섭, 김진화, 안용준 (2004) 한국산 물벼룩의 먹이조건별 번식영향. 농약과학회지 8(2): 117-128
  13. 김병석, 박연기, 박경훈, 신진섭, 김진화, 안용준 (2005) 표준생태독성시험법 개발을 위한 한국산 물벼룩의 최적사육온도 구명. 농약과학회지 9(3):221-230
  14. 김일회 (1988) 한국 담수산 물벼룩류에 대한 검색표. 한국동물분류학회지 특간 제 2호, 43-65
  15. 박영규 (2004) 물의 경도가 알코올발효에 미치는 영향 연구-오존의 영향을 중심으로. 한국생물공학회지 19(2):98-103
  16. 윤성명 (1993) 한국산 새각류(갑각 상강, 새각 강)의 계통분류 및 분자진화에 관한 연구. 서울대학교 박사학위논문