Optical Characteristic on the Growth of Centric Diatom, Skeletonema costatum (Grev.) Cleve Isolated from Jinhae Bay in Korea

The effects of light quality and irradiance on the growth of centric diatom, Skeletonema costatum (Jinhae Bay strain) were investigated in the laboratory. At 20$^{\circ}C$ and 30 psu, the irradiance-growth curve showed the maximum growth rate of 1.17 day$^{-1}$ with half-saturation photon flux density (PFD) (K$_s$) of 92.4 $\mu$mol photons $m^{-2}s^{-1}$, $\mu$=1.17 (I-5.28)/(I+81.8), (r=0.98), and a compensation PFD (I$_0$) was 5.28 $\mu$mol photons $m^{-2}s^{-1}$. The 10 equated to a depth of 3$\sim$5 m from March to May, 11 m in June and 4 m from July to September in Jinhae Bay. These responses suggested that irradiance at the depth near the surface layer in Jinhae Bay would provide favorable conditions for S. costatum. To assess the effects of light (i.e. wavelengths) on the growth, nine wave-lengths were used ranging from near ultraviolet to near-infrared supplied by light emitting diode. At an irradiance level of 25 $\mu$mol photons $m^{-2}s^{-1}$, S. costatum grew under wavelengths of 405, 470, 505, 525, 568 and 644 nm, but did not grow at 590 and 623 nm; whereas S. costatum grew at all wavelengths at 100 $\mu$mol photons $m^{-2}s^{-1}$. This implies that S. costatum is likely to grow well in enclosed water bodies where suspended particles absorbs most of the blue wavelengths, and dominated by yellow-orange wavelengths.

진해만에서 분리한 중심목 규조류 Skeletonema costatum(Grev.) Cleve의 성장에 미치는 광학적 특성

진해만에서 분리한 중심목 규조류 S. costatum의 성장에 영향을 미치는 광량과 파장을 알기 위해 실내 실험을 수행하였다. 수온 20$^{\circ}C$와 염분 30 psu의 환경조건에서 광량과 성장의 관계식은 $\mu$=1.17 (I-5.25)/(I+81.8), (r=0.98)로 최대 성장속도는 1.17 day$^{-1}$, 반포화광량(K$_s$)은 92.4 ${\mu$mol photons $m^{-2}s^{-1}$ 그리고 보상광량(I$_0$)은 5.28 $\mu$mol photon $m^{-2}s^{-1}$)로 나타났다. 진해만에서 I$_0$에 해당하는 수심을 계산한 결과, 3월에서 5월은 3$\sim$5m, 6월은 11m, 7월에서 9월은 4m로 진해만에서 S. costatum은 표층에서 잘 성장할 것으로 나타났다. 하지만 광저해현상은 150 $\mu$mol photons $m^{-2}s^{-1}$ 이상의 광량에서 세포밀도의 감소를 보여, S. costatum의 성장을 위한 최적 수심은 상당히 제한되어 있을 것으로 사료된다. 성장에 미치는 파장의 영향을 알기 위해 발광 다이오드를 이용하여 근자외선 영역부터 근적외선영역을 포함하는 9개 파장 빛을 주사하였다. 25 $\mu$mol photons $m^{-2}s^{-1}$에서 S. costatum은 405, 470, 505, 525, 568, 644 nm에서 성장을 하였지만, 590m와 523nm에서는 성장하지 못하였다. 하지만 100 $\mu$mol photons $m^{-2}s^{-1}$는 모든 파장대에서 잘 성장하였다. 따라서 S. costatum은 황색파장대가 우점하는 폐쇄성 연안역에서 충분히 잘 성장할 수 있을 것으로 판단된다.