새꼬막은 자웅이체로서 난생이었다. 생식소는 내장낭의 간중장선에서부터 족부까지 외측의 대부분을 싸고 있으며, 난소는 난자형성소낭, 정소는 정자형성소낭으로 구성되어 있었다. 완숙란의 세포질에는 많은 난황과립을 축적하고 있으며, 난막의 외측은 얇은 젤라틴상의 피막으로 싸여 있었다. 정자형성소낭벽에는 정원, 정모, 정세포 및 변태한 정자 순으로, 소낭의 내강을 향하여 충상배열을 하며 성숙 발달되었다. 생식주기는 초기 활성기(11-5월), 후기 활성기(5-7월), 완숙기(6-9월), 부분 방출기(7-9월), 방출 및 비활성기(9-4월)로 구분할 수 있었다. 방란, 방정은 수온이 21$^{\circ}C$ 이상으로 상승하는 7월초순부터 9월까지 지속되며, 산란 최성기는 8월이었다. 비만도지수의 월별 변화는 생식주기와 아주 밀접ㅎ나 관계가 있었다. 난자형성소낭과 정자형성소낭에는 eosin에 강하게 염색되는 과립세포와 간충직들이 나타나는데, 이들은 생식소 및 생식세포형성과 발달에 영양을 공급하는 영양세포로 생각되었다.
인상어 정소는 세관형이며, 각 정소 세관은 여러 개의 정소 소낭으로 구성되어 있는데, 소낭 내의 생식 세포들은 동일한 발달 단계를 보였다. 정자형성과정 동안 소낭 세포에서는 잘 발달된 조면 소포체와 골지체가 관찰되었다. 소낭세포의 분비활성은 후기 정자변태시기에 가장 높은 것으로 나타났다. 정포 내의 정자결합물질은 정소 소낭 세포에서 분비되며, 하나의 정소 소낭에서는 하나의 정포가 만들어진다. 체외로 방출된 정포에서 피막구조는 관찰할 수 없었다. 투과전자현미경 표본에서 횡단된 하나의 정포 내에서는 1,500∼1,700개의 정자 미부가 관찰되었다.
1996년 11월부터 1997년 10월까지 전북 부안군 문포 앞바다의 갯벌에서 채집된 계화도조개, p. amurensis를 재료로하여, 그들의 생식소발달과정, 생식세포형성과정, 생식주기, 난경의 월별변화, 비만도 및 군성숙도 둥을 조직학적으로 조사하였다. 계화도조개는 자웅이체이며 난생이다. 난소와 정소는 각각 수많은 난자형성소낭과 정자형성소낭으로 구성되어 있었다. 소낭에는 간충직과 호산성 과립세포들이 들어 있는데, 이들은 초기 생식세포의 형성과 발달에 영양을 공급하는 영양세포로 생각된다. 분열증식 중인 초기 활성기의 난원세포는 $9\~12\mu$m로서 6$\mu$m 내외의 크고 뚜켠한 핵과 호염기성 단일 인을 가지고 있었다. 직경 $30\~32\mu$m로 성장한 난모세포는 난병을 소낭벽에 부착한 채 소낭의 내강을 향해 긴 타원형으로 성장하였다. 난모세포가 $43\~45\mu$m로 성장하면 소낭벽으로부터 유리되며, 완숙란의 크기는 $50\~60\mu$m이었다. 정자형성소낭의 벽에는 정원, 정모, 정세포 및 완숙정자 순으로 충상배열을 하며 성숙되었다. 생식소의 발달, 생식세포형성과정, 난경의 월별변화, 조직분화과정 및 세포학적 특성에 따라, 생식주기를 초기 활성기, 후기 활성기, 완숙기, 부분 산란기 및 회복기 등으로 구분할 수 있었다. 산란기는 5$\~$7월과 9$\~$10월 사이이며, 주산란은 수온이 $18^{\circ}C$ 이상인 5$\~$6 및 10월에 2차례 일어났다. 비만도지수의 월별변화는 생식주기와 밀접한 관계가 있었다. 군성숙도가 $50\%$를 넘는 개체는 암, 수 모두 각장 8.1$\~$10.0 mm인 개체들로 조사되었다. 생식세포형성은 두 가지 방법 즉 1. 산란 후, 생식세포형성소낭내에 잔존하던 미방출란과 미방출정자는 퇴화, 흡수되지만 기존의 소낭은 크게 위축되지 않고, 2$\~$3개월 동안 (특히 여름)에 곧 회복되면서 새로운 생식세포형성에 참가하는 방법, 2. 산란 후 기존의 각 소낭은 위축되고 새로운 소낭의 형성과 더불어 새로운 생식세포가 형성되는 방법이 있다고 생각되었다.
인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)의 뇌두 캘러스로부터 분리한 원형질체와 배양된 원형질체의 미세구조 변화와 원형질막 표면을 투과 및 주사전자현미경으로 조사하였다. 분리 직후의 원형질체에서는 캘러스세포에서보다 작은 액포들이 많이 형성되어 있었다. 또한 활면소포체의 수가 증가하였으며 이들은 원형질막과 평행으로 배열하였다. 활면소포체는 가끔 세포질을 둘러싸서 세포질분리체(cytosegresome)를 형성하였고, 이 구조는 세포질을 분해시킨 후 액포로 변화하기도 하였다. 배양된 원형질체에서는 분리 직후의 원형질체와 비교하여 조면소포체, 딕티오좀, 리보좀, 미토콘드리아, proplastid 및 액포 등의 수가 현저하게 증가하였다. 딕티오좀으로부터 많은 소낭들이 형성되었고 이들은 세포질 전반에 걸쳐 존재하였다. 때로는 소낭들이 원형질막 바깥으로 돌출되어 돌기를 형성하기도 하였다. 배양된 원형질체의 표면에는 섬유소로 구성되어 있을 것으로 추정되는 섬유상 구조들이 형성되어 있었다.
별불가사리 난자형성 중 난모세포(직경 7-l7O Um) 표면의 구조적 변화를 투과 전자현미경으로 관찰하였다. 직경 25-855 Um의 난모세포에서 'endocvtosis'와 관련된 구조인 coated pit, coated vesicle과 내포소낭이 존재하였으며. 내포소낭은 난황립과 융합하였다. 특히, 이러한 융합은 직경 130-155 Um의 난모세포에서 많이 관찰되었다 난자형성 초기에 난모세포의 미세융모는 세포막을 따라 무질서하게 분포하고. 인접한 세포와 맞닿아 있었다. 직경 15 Um에서 65 Um에 이르는 난모세포는 세포막 부위에 따라서 미세융모의 굵기와 길이, 그리고 형태가 다르게 나타났고, 직경 100 Um 이상의 난모세포에서는 잘 발달된 미세음모가 난뢍층에 존재하였다 여포세포로부터 나온 돌기는 직경 7 Um의 난모세포와 난자형성 후기의 난모세포에서 난황층을 윤고 세포막과 닿아 'junctional complex'를 형성하였다. 이와같은 난모세포 표면의 다양한 구조적 변화는 난모세포의 세포막을 통한 물질투과 기능의 분화와 관련이 있을 것으로 생각된다.
안점의꽃갯지렁이(Pseudopotamilla occelata Moore)의 난모세포의 난자형성과정을 알기 위해서 multivesicular body와 미토콘트리아의 난자형성단계에 따른 구조적 변화르르 투과전자현미경으로 관찰하였다. 난황립의 전구체인 multivesicular body는 직경 50 $\mu$m의 난모세포에서 나타나기 시작하여, 난자형성의 진행에 따라 그 내부의 소낭들과 막 구조물들이 구조적 변화를 거치고 서로 융합하여 난황립의 core body의 전구체를 형성한다. 130 $\mu$m의 난모세포에서 세포질의 여러 다른 소낭들이 합쳐지고 또한 여러 개의 core body가 서로 융합하는 과정을 거쳐서 균일한 높은 전자밀도를 나타내는 난황립을 형성한다. 미토콘트리아는 특히 난자형성 초기에 cristae가 소낭형태로 변화하고 미토콘트리아 기질이 비교적 높은 전자밀도를 나타내는 물질로 차있는 변형된 모습을 나타내었다. 위의 관찰은 변형된 미토콘트리아가 multivesicular body를 이루어 난황립을 형성하게 된다는 사실을 암시하였다.
우리나라 동해안에 가장 많이 서식하는 조개류인 대복의 정소구조와 정자형성과정을 광학현미경과 투과전자현미경으로 조사한 결과는 다음과 같다. 대복의 정소는 소성결합조직으로 구성된 다수의 정자형성 소낭을 가진다. 동일한 정자형성 소낭 내에서는 여러 단계의 생식세포들이 관찰되었다. 정원세포들은 정자형성 소낭벽에 부착되어 있으며, 커다란 핵과 뚜렷한 인을 가진다. 정모세포에서는 연접사복합체와 골기체의 발달을 확인할 수 있었다. 정세포의 핵은 전자밀도가 높은 과립상의 염색질로 구성되며, 정자변태과정 동안에 핵의 응축 및 첨체와 편모의 형성을 관찰할 수 있었다. 정소 내에서 완숙 정자들은 다발을 형성하고 있으며, 두부, 중편, 미부로 구성되어 있었다. 두부의 길이는 약 $8.5{\mu}m$로, 첨체부와 핵 부위로 구분된다. 첨체는 길이 약 $1.1{\mu}m$의 총알형태였다. 두부와 첨체 사이에서는 미세섬유로 구성된 첨체기둥이 확인되었다. 중편에는 4개의 미토콘드리아를 가지며, 꼬리의 횡단면은 "9+2"의 구조를 나타냈다.
한국 서해안에 한정적으로 분포하는 특산종이나 산업적으로 활용되지 못하고 있는 큰이랑피조개를 새로운 산업화 양식품종으로 개발하기 위한 기초 자료를 얻기 위한 1999년 7월부터 2000년 6월까지 충남 태안군 근흥면 연안에서 형망으로 채집한 큰이랑피조개(Scapharcs satowi)의 생식소 발달과정과 생식주기를 조사하였다. 큰이랑피초개는 자웅이체로서, 난소와 정소는 각각 수 많은 난자형성소낭과 정자형성소낭으로 구성되어 있었다. 소낭에는 간충직과 호산성 과립세포들이 들어 있는데, 이들은 초기 생식세포의 형성과 발달에 영양을 공급하는 영양세포로 여겨진다. 비만도는 2000년 5월에 0.012이던 것이 수온 상승과 더불어 증가하여 6월에는 최고값인 0.017로 증가하였다. 이 후 급격한 감소와 더불어 유의한 변화는 보이지 않았다. 육중강량비도 비만포와 비슷한 경향으로 2000년 6월에 44%로 가장 높았다가, 이후 지속적인 감소를 나타내었다. 군 성숙도가 50%를 넘는 개체는 암, 수 모두 각장 70~79.9mm인 개체들로 조사되었고, 100mm 이상의 대형개체에서도 10%미만의 성적으로 미성숙한 개체가 관찰되었다. 생식주기는 수온 변화 경향에 따라 약간의 차이는 있을 수 있.으나, 조기 활성기 12~3월, 후기 활성기 4~5월, 완숙기 6~7월, 부른 산란기 7~9월, 퇴차 및 비활실기 9~11월인 것으로 판단된다.
본 연구에서는 한국 연안의 생태학적 건강도를 조사하는 과정에서 이매패류 5종 (굴, 지중해담치, 바지락, 대복, 둥글레조개) 에서 발견된 이성생식세포 발현현상을 보고한다. 암컷에서 이성생식세포 발현 현상은 반대 성의 생식세포들이 난자형성소낭 내부와 소낭 사이에서 단독 또는 무리지어 나타나는 형태였다. 이성생식세포 발현 현상이 관찰된 정소에서 난모세포들은 대부분 난황형성전기 또는 난황형성개시기 단계였다. 이들은 단독으로 산재되어 있거나 또는 정자형성소낭의 내부와 소낭 사이에 무리지어 존재하고 있었다. 굴에서 이성생식세포 발현율은 약 10.4% (n = 19/183) 로 수컷 (9.7%, n = 13/134) 보다 암컷 (12.2%, n = 6/49) 에서 높게 나타났다. 지중해담치에서 이성생식세포 발현율은 약 31.7% (n = 19/60) 였으며, 수컷 (25.9%, n = 7/27) 보다 암컷 (36.4%, n = 12/33)에서 높게 나타났다. 바지락 이성생식세포 발현율은 11.2% (n = 11/98) 였는데, 암컷 (7.1%, n = 4/56) 보다 수컷 (16.7%, n = 7/42) 에서 높았다. 대복의 이성생식세포 발현율은 약 28% (n = 30/107) 로 암컷 (24.5%, n = 13/53) 보다 수컷 (31.5%, n = 17/54) 에서 높았다. 둥글레조개에서 이성생식세포 발현율은 약 18.4% (n = 7/38) 였는데, 수컷 (8.3%, n = 2/24) 에 비해 암컷 (35.7%, n = 5/14) 에서 높았다.
곤충병원세균이 효과적으로 병원력을 발휘하는 데 대상 곤충의 면역저하가 요구될 수 있다. 본 연구는 대상곤충의 면역저하가 병원세균의 살충능력에 직접 연관된다는 가설을 세웠다. 곤충병원세균을 5령 누에(Bombyx mori)의 혈강에 접종하였을 때, X. nematophilus는 다른 곤충병원세균인 Staphyiococcus gallinarum 보다 1,200배 높은 병원력을 보였다. 비록, 두 곤충병원세균은 누에의 혈구세포에 대해서 독성효과를 가지고 있지만, X. nematophiius는 S. gallinarum과 비교해보다 빠르고 높은 세포독성 영향을 보였다. 세포성 면역반응에서 5${\times}$$10^{5}$농도로 세균이 접종되었을 때, 누에는 약 20개 정도의 소낭을 형성하였다. 특히, 살아있는 X. nematophilus가 접종된 누에에서 소낭 형성은 크게 감소하였지만, S. gullinarum은 소낭 형성 감소에 영향을 주지 않았다. 두 세균 모두는 prophenoloxidase (proPO)의 활성화를 억제시켰다. 그러나 X. nematophilus.가 S. gallinarum보다 높게 PO 활성화를 억제시켰다. 라이소자임의 활성유도는 S. gallinarum접종 후 4시간에서 관찰되었으나, X. nematophilus를 접종하였을 때는 라이소자임의 활성이 전혀 관찰되지 않았다 이러한 결과들은 누에에서 X. nematophilus가 S. gallinarum보다 더 큰 면역저하를 유발하여 병원성을 높였다는 것을 보여준다. 따라서 본 연구는 곤충병원세균에 의해서 유발된 면역저하는 곤충병원세균의 병원성과 연관되어 있다는 것을 제시한다.다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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