육종이 발전하면서 양계산업에 종사하는 우리는 닭의 생리 및 유전학에 대하여 알지 못하고는 국제 경쟁력에서 이길 수가 없다고 생각한다.
우리가 종계의 생리학적 이해와 사양관리 기술을 발전시켜 국제 경쟁력 있는 산업으로 발전하기 위해서는 우리나라 환경에 적합한 종계 사양관리기법을 만들어서 농장에 보급해야 하는 과제가 우리에게 남아 있다. 필자는 이번호에 수탉의 정소발육과 수정율에 대하여 논하고 종계 생산성 향상에 조금이라도 도움이 되었으면 한다
담팔수(Elaeocarpus sylvestris va. ellipticus Hara)를 기주로 하여 담팔수깍지벌레(Protopulvinaria mangiferae (Green))의 발육속도 및 증식능력을 조사하였다. 본 깍지벌레의 1령약충기부터 산란전성충기까지 발육소요일수는 온도가 상승할수록 짧았으며, 발육한계온도는 11.7$^{\circ}C$, 유효적산온도는 1000.0일도 이었다. $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ 항온, 60-70% RH조건하에서 부화율은 각 온도구 모두 99% 이상으로 높았다. 산란전성층까지의 생존율은 $25^{\circ}C$에서 82%, $30^{\circ}C$에서 60%이었으며, 1령약충(neonate crawler)기의 사망률이 가장 높았다. 성충체로부터 1령약충의 이탈기간은 $25^{\circ}C$에서 50일 $30^{\circ}C$에서 33일간 이었으며, 이 기간 중 총이탈약충수의 50%이상이 분산기간 초기에 발생되었다. 발육기간 및 영별생존율 및 출생수를 이용하여 산출한 순번식율(${R}_{o}$), 평균세대기(T) 및 내적자연증가율은(${r}_{m}$)은 $25^{\circ}C$에서 각 132.6, 76.2, 0.064/암컷/일로 $30^{\circ}C$구 보다 높았다.
본 연구는 돼지의 미성숙 난포란을 체외에서 성숙, 수정시킨 후, 생산된 체외수정란을 NCSU 23 체외배양액에 항산화제 (NAC, ebselen 및 glutathione) 와 glutathione 합성억제제인 BSO의 첨가가 돼지 체외 수정란의 체외 발육에 미치는 영향을 검토하였다. Glutathione 합성 억제제인 BSO가 돼지 수정란의 체외 발육에 미치는 영향을 검토한 결과, 0, 1.0 및 5.0mM의 BSO 을 첨가하여 상실배기 이상 발육된 체외 발육 성적은 각각 35.9, 15.7 및 8.4%로서 BSO 첨가구가 대조구에 비해 통계적으로 유의하게 낮은 체외배율성적을 나타냈으며 (P<0.05), NAC 1.0mM, ebselen 10μM 및 glutathione 100μM 과 BSO 1.0 mM 을 각각 첨가하여 체외 배양을 실시한 경우, 상실배 이상 발육된 체외 발육율은 40.5, 44.2, 36.0 및 10.9%로서 항산화제 첨가구가 BSO 첨가구보다 통계적으로 유의하게 높은 체외 발육 성적을 나타냈다 (P<0.05). 모든 처리구에서 체외 수정 후 생산된 배반포기 수정란의 세포수에는 차이가 인정되지 않았다. (중략)
콩줄기명나방은 콩과작물 특히 팥을 가해하는 해충으로 알려져 있다. 본 연구는 온도가 콩줄기명나방의 발육단계별 발육기간, 성충의 수명과 산란특성에 미치는 영향을 파악하고자 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 36℃ 항온조건에서 조사하였다. 알과 유충은 7, 10, 13℃를 제외한 항온조건에서 다음 생애단계로 성공적으로 발육하였다. 알, 유충, 번데기의 발육기간은 온도가 상승할수록 짧아지는 경향을 보였다. 콩줄기명나방 발육단계별 발육 최저, 최고 한계는 LRF와 SSI모델을 이용하여 계산하였고 발육영점온도와 유효적산온일도는 선형회귀분석을 이용하였다. 1령 유충 부화부터 성충출현까지의 발육영점온도와 유효적산온일도는 13.5℃와 384.5DD로 추정되었다. SSI모델을 이용한 부화부터 성충출현까지 발육 최저 및 최고온도는 19.4℃과 39.8℃였고 이들간의 차이 즉 발육적정온도범위는 20.4℃였다. 성충은 16℃와 34℃ 범위에서 부화하는 알을 생산하였고, 25℃에서 최대 약 416마리의 자손을 낳았다. 노화율, 나이별 생존율, 나이별 누적산란율, 온도의존 산란수에 관련된 성충모델들이 작성되었다. 본 연구에서 제시한 온도발육모형과 산란모형은 야외에서 콩줄기명나방의 개체군동태를 이해하고 콩과작물의 종합적인 해충군관리체계를 마련하는데 기초기반자료로 활용될 것으로 기대된다.
야외에서 채집된 멸강나방(Mythimna separata) 유충 및 번데기로부터 우화한 기생파리를 NCBI 데이터베이스에 등록되어 있는 유전자 염기서열 정보(16S, 18S, 28S 그리고 CO I)와 비교하여 긴등기생파리(Exorista japonica)로 동정하였다. 긴등기생파리의 알부터 성충우화까지 발육 기간을 담배거세미나방(Spodoptera litura) 5~6령 유충을 숙주 곤충으로 하여 7개 항온조건(16, 19, 22, 25, 28, 31, $34{\pm}1^{\circ}C$)에서 조사하였고 온도에 따른 발육율과 발육완료 모델들의 매개변수들을 추정하였다. $34^{\circ}C$를 제외한 다른 항온 조건에서 알부터 성충우화까지 발육이 가능하였다. 알부터 번데기까지 발육 기간을 보면 $16^{\circ}C$(23.4일)에서 가장 길었고 $34^{\circ}C$(8.3일)에서 가장 짧았으나, 번데기부터 성충까지 발육기간은 $28^{\circ}C$(7.3일)에서 가장 짧았다. 알부터 성충우화까지 전체 발육 기간은 $31^{\circ}C$에서 16.3일로 가장 짧았고 $16^{\circ}C$에서 45.4일로 가장 길었으며 온도가 상승함에 따라 발육기간은 짧아졌다. 선형 발육율 모델을 이용하여 추정한 알부터 성충우화까지 발육영점온도와 유효적산온도는 각각 $7.8^{\circ}C$, 370.4DD 였다. 4개 비선형 발육율 모델(Briere 1, Lactin 2, Logan 6, Performance) 중에서는 Briere 1 모델($r^2_{adj}=0.96$)이 가장 높은 해석력을 보여주었다. 동일 연령 집단의 발육완료 분포를 설명하기 위해 사용된 3개 모델(2-parameter Weibull, 3-parameter-Weibull, Sigmoid)은 모두 같은 결정력($r^2_{adj}=0.90$)을 보였다.
소 난포란을 체외에서 성숙, 수정시킨 후, 2~8 세포기 수정란을 체외배양액인 CR$_1$aa에 일정량의 nitric oxide scavenger, Hb와, inhibitor인 L-nitro - L- arginine methyl ester (L-NAME)를 첨가 배양하여 체외발육에 미치는 영향을 검토하고자 실시하였다. 체외수정 후 체외배양 48시간에 난구세포의 제거 유.무에 따라 CR$_1$aa 배양액에 hemoglobin을 0, 1, 5$\mu\textrm{g}$/$m\ell$를 첨가한 구의 상실배기이상 체외발육성적은 난구세포를 제거한 구에서 23.8%, 33.3% 및 26.8%였으며, 난구세포를 제거하지 않은 구에서는 각각 39.5%, 54.8% 및 48.8%로써 난구세포를 제거하지 않은 구에 Hb를 1$\mu\textrm{g}$/$m\ell$를 첨가한 구가 여타구 보다 통계적으로 높은 결과를 얻었다(P<0.05). 체외수정 후 체외배양 96시간 후 난구세포를 제거 유.무에 따라 Hb를 0, 1, 5$\mu\textrm{g}$/$m\ell$를 첨가하였을 때, 상실배기 이상 체외발육성적은 난구세포를 제거한 구에서 각각 28.6%, 46.2% 및 39.1%였으며, 난구세포를 제거하지 않은 구에서는 각각 33.9%, 67.2% 및 46.0%로써, 난구세포를 제거하지 않은 구에 Hb를 1$\mu\textrm{g}$/$m\ell$첨가구가 여타구에 비해 통계적으로 유의하게 높게 나타났다( P<0.05).CR$_1$aa배양액에 L-NAME를 0, 10, 50 및 100mM을 첨가한 구에서 상실배이상 발육된 체외발육성적은 각각 55.6%, 64.9%, 58.8% 및 66.7%로써 L-NAME 첨가구가 무첨가구에 비해 커다란 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 본 실험의 결과로 볼 때, nitric oxide scavenger인 hemoglobin의 첨가는 체외수정 후 체외배양 96시간에 1$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 첨가하는 것이 체외수정란의 체외 발육율을 향상시켰으며, nitric oxide inhibitor인 L-NAME는 첨가 농도에 관계없이 체외수정란의 체외발육율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 본 실험에서 생산된 배반포기 체외수정란의 세포수에는 커다란 차이가 인정되지 않았다.
포유동물 체외 수정란의 체외 발육율을 향상시키기 위해서는 배양액내에 생성되는 free radical을 제거하는 것이 한가지 요인으로 지적되고 있다. 체외 배양액내에 생성되는 free radical을 제거하기 위하여 여러 종류의 항산화제 첨가 배양이 많이 이용되어 체외발육성적을 향상시키고 있다. 포유동물의 번식에 있어서 Melatonin은 광주기 조절 작용에 기여하는 호르몬으로서 혈중 Melatonin의 농도는 번식 작용에 중요한 역할을 하며, 또한 수정란의 세포분열과 세포주기에 영향을 미치며 배양액내의 free radical을 제거하여 수정과 초기 수정란 발달에 영향을 미쳐 항산화 기능이 있는 것으로 보고되고 있다.
본 연구는 소 형질 전환 체세포 핵이식에서 용이한 탈핵을 위해 demecolcine을 이용할 시 탈핵율과 핵이식란의 발육능을 높이기 위한 최적의 조건을 알아보고자 실시되었다. 도축장 유래 미성숙 난자를 18시간 체외성숙 후 제1극체가 확인된 성숙 난자를 0.1, 0.2, 0.4 및 0.8 ug/ml의 demecolcine이 첨가된 배지에서 1시간 더 처리한 다음 세포막이 돌출되어 있는 난자를 체세포 핵이식에 공여하여 각 군간 배반포로의 발육능을 비교하였다. Demecolcine 처리 후 핵이 포함된 셰포막의 protrusion rates를 각 군간 비교한 결과 0.2, 0.4 및 0.8 ug/ml 군에서 0.1 ug/ml 군보다 유의적으로 높았으며 (82.8, 86.2, 90.4 vs. 70.1%), conventional blind 방법과 비교한 결과 demecolcine를 이용한 군에서 유의적으로 높은 탈핵율을 보였다(75.3 vs. 96.2%; p<0.05). 체세포 핵이식란의 발육능 비교에서는 0.1 및 0.2ug/ml 군에서 대조군과 함께 유의적으로 높은 분할율 및 배반포로의 발육능을 보였다(p<0.05). 결론적으로 소 형질전환 체세포 핵이식을 위한 탈핵시 높은 탈핵율과 배반포로의 발육율을 얻을 수 있는 demecolcine의 적정농도는 0.2ug/ml이라고 사료된다.
버즘나무방패벌레(Corythucha ciliata)에 대한 비스테로이드성 탈피호르몬 작용제인 tebufenozide가 배자 발육과 후배자발육에 미치는 영향을 조사하였다. Tebufenozide가 알에 대해서 살란효과를 보였으며($LC_{50}=4.0$ ppm), 약충의 영기별 감수성은 차이가 없었다($LC_{50}=2.3{\sim}6.0$ ppm). Tebufenozide를 종령 약충에 처리했을 때 우화율, 수명 및 생식력은 농도가 높을수록(10 ppm) 감소하였다. 우화후 시일 경과에 따른 약제 처리효과에서 농도가 높을수록 산란전기는 지연되었고 성충수명, 산란수 및 부화율은 반대로 감소하는 경향을 보였다. 또한 난소발육도 억제되었다.
목화진딧물 발육실험은 15-35$^{\circ}C$, 습도는 60-70%, 광주기는 16:8 (L:D h)에서 수행 하였다. 진딧물 약충 사망률은 초기 1-2령의 사망률이 대부분을 차지하고, 온도의 상승에 따라 사망률이 높아져 32.5$^{\circ}C$에서 36%였으며, 35$^{\circ}C$에서는 1-2령의 사망률이 44%, 3-4령이 56%로 이 온도에서는 진딧물의 발육이 이루어지지 많았고, 3-4령의 사망률이 1-2령의 사망률보다 높게 나타난다. 전체약충의 온도별 발육기간을 보면 15-3$0^{\circ}C$까지 온도의 상승에 따라 발육기간이 11.5에서 4.6일로 짧아지는 경향을 보였고, 고온의 영 향을 받은 것으로 생각되는 32.5$^{\circ}C$에서는 오히려 발육기간이 5.5일로 길어졌다. 발육영 점 온도는 5.$0^{\circ}C$이였고, 유효적 산온도는 106.8일도였다. 온도별 발육율은 변형된 Sharpe와 DeMichele의 비 선형 모형 에 잘 적합되었다. 발육단계별 발육기간을 표준화하여 누적시킨 값들은 3개의 변수를 갖는 Weibull function에 적합되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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