넙치 양식에 이용되는 종묘는 수 세대에 걸친 양식용 어미로부터 생산된 것으로 알려져 있어 넙치 양식 집단의 유전적 다양성은 자연 집단에 비해 크게 낮을 것으로 추정되고 있다. 본 연구는 우리나라에서 양식되고 있는 양식 집단의 유전학적 다양성이 어느 정도인지를 파악하기 위하여 6개의 microsatellite DNA marker를 이용하여 자연 집단과 비교하였다. 본 조사에서 관측된 유전자좌별 대립유전자 수의 범위는 9~27개였으며, 6개의 유전자좌에 따른 각 집단별 평균대립유전자 수는 자연 집단이 19.7~21.8개, 양식 집단이 12.0~14.7개로 나타나, 자연 집단이 21.1개로 양식 집단의 전체 평균 9.4개보다 높게 나타났다. 조사된 집단들의 이형접합체율(Ho)의 범위는 0.722~0.959이었으며, 유전자좌별 Ho의 범위는 자연 집단에서 0.755~0.918, 양식 집단에서 0.722~0.959로 자연 집단과 양식 집단 간 커다란 차이는 없었다. 각 유전자좌에 대한 집단별 Markov chain procedure test를 한 결과, 자연 집단에서는 HWE를 따르는 것으로 나타났으나, 울진 및 완도 양식 집단의 일부 마커들에서 세대를 거듭하면서 양식 집단의 유전학적 조성 등이 유전적 평형에서 벗어나고 있는 것으로 나타났다(P<0.05). 또한 자연 집단인 추자 집단이 양식 집단과 유전적 거리가 가깝게 나타남으로써 방류된 개체들이 상당 부분 자연 집단의 일부로 자리 잡아 자연 집단의 유전적 조성에 영향을 주는 것으로 판단된다. 따라서 양식 집단의 유전적 다양성 회복 및 자연 집단의 유전적 조성의 유지, 보호 등에 대한 지속적인 연구가 필요한 것으로 생각된다.
한국산 선발계통 및 일본산 양식계통과 이들 두 계통간 잡종 참돔 집단의 유전적 특성을 분석하기 위하여, RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) marker를 탐색하였다. 10개의 염기로 이루어진 200개의 random primer 분석을 통하여 polymorphic pattern을 나타내는 23개의 random primer를 선발하였으며, 각 primer의 재현성을 확인하였다. 이들 중 OPA-11 primer는 크기가 각각 600 bp, 650 bp 및 750 bp 인 3개의 DNA 단편에 의하여 4개의 genotype을 나타냈으며, 각 genotype의 빈도는 집단간차이를 보였고, 한국산 선발계통 집단에서는 4개의 genotype이 모두 발견되는 반면, 일본산 양식계통 및 일본산 양식계통을 포함한 교배집단에서는 특정 genotype만 발견되었다. OPA-11 primer 유래의 polymorphic DNA 단편을 cloning하고 염기서열을 결정하였으며, SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) primer를 제작하고 분석하였다. 본 연구는 참돔집단의 유전적 특성 파악 및 집단 구별에 RAPD marker를 활용하였으며, 참돔 육종시 형질 및 기능관련 DNA marker 탐색에 적용하기 위하여, 이후의 연구에서는 SCAR과 RFLP 분석에 RAPD marker를 이용하여 100% 정확도를 갖는 RFLP maker를 찾고, MAS (Marker-Assisted Selection)에 적용하고자 한다.
수산업은 수산물의 남획, 국가 간의 제한, 기후변화로 인하여 수산물 개체 수 감소 등으로 전 세계 수산물 생산량이 정체되면서, 양식업은 항상 세계 식량 소비를 위해 오랫동안 지속되어온 패러다임을 뒤집고 인류가 바다, 호수, 강의 풍부함을 새로운 방식으로 확장할 수 있도록 하는 '푸른 혁명'의 가능성을 제시하고 있다. 양식산업은 이제 인간 소비를 위한 해산물의 원료로서 해양에서 얻는 어업생산량의 절반이상을 넘어섰다. 지속 가능한 양식산업의 발전을 위하여 다양한 최신 생물학적 연구 방법들이 적용되고 있다. 유전체학은 2011년 대서양 대구의 염기서열이 규명된 이래 최근 상당한 진전을 이루었으며 더 많은 종의 유전체가 해독되어 우수 형질의 육종 및 번식 기술, 질병 저항성 품질 개량, 양식 사료 및 사료방식의 최적화 등 양식산업을 위한 보다 견고하고 생산적인 지식 기반을 제공한다. 본 리뷰는 수산양식종의 유전체 연구를 위한 유전체 분석 기술과 수산양식종의 유전체 연구의 현황에 대해서 살펴보았다. 이와 같이 유전체 분석 기술과 유전체학의 발전은 수산양식산업의 과제를 해결하는 데 중요하며 지속 가능한 어업과 양식에 도움을 줄 것이다.
많은 척추동물의 성비는 1:1이며 암수는 각 세대에 거의 같은 수가 태어난다. 생식 행동도, 암컷만이 집단을 형성하는 대형 포유류 등을 제외하면, 암수 1:1로부터 차세대가 재생산 된다. 야생 집단에서는 같은 수의 암수를 전제로 대부분의 생태가 형성되어 있다고 생각되어 지기 때문에, 차세대의 유전적 영향도 암수에 의한 차는 일반적으로 없다. 그러나, 축산을 비롯한 산업 동물에서는 상품 가치, 생산 효율, 재생산 등에 암수의 성에 따른 큰 차이가 나타나는 경우가 있고, 암수 어느 한 쪽이 선택.사육되는 경우도 있다. 낙농의 암컷 소, 양계업의 암컷 병아리의 선택은 좋은 예라고 할 수 있다. 더욱이, 가축에서는 육종 목적으로 유전적으로 우량한 소수의 수컷으로 많은 암컷과 교배시키는 경우가 있고, 극단적으로 치우친 성비로 재생산을 행하는 경우도 있다. 이와 같이 산업동물에서는 성 제어의 유용성이 예상되어 기술 개발이 요구되고 있다. 산업 생산의 대부분은 자연 번식 집단으로부터의 어획물로 되어 있어, 이것들의 성 제어가 곤란하며 무의미하다. 그러나, 양식 대상종 및 종묘 방류를 행하는 재배어업에서는 그 기술 도임에 의한 효과가 기대된다. 인위적 재생산 기술이 확립되어 있는 어종에서는 양식, 증식을 불문하고 기술 개발과 도입여부를 적극적으로 검토하여야 한다. 여기서는, 재생산 기술이 확립되어, 양식 및 인공 부화 방류가 활성화된 연어.송어과 어류의 성 제어 기술 개발 상황과 실용화의 현상을 논하겠다.
대하, Fenneropenaeus chinensis 는 주로 중국의 북부 및 발해와 우리나라의 남ㆍ서해에 서식하는 보리새우과의 고급 종으로, 우리나라에서는 매년 약 3,000톤 정도가 양식으로 생산되어 산업적으로 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 최근에는 서식지에서의 남획과 환경의 악화, 양식 새우에 대한 바이러스 질병 등으로 어획량 및 양식 생산량이 매년 감소되고 있어서, 이 종에 대한 효율적 관리와 자원 조성을 위한 생물학적 및 유전학적 연구가 필요하다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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