산천어 3배체를 유도하기 위해 수정난에 고온처리가 실시되었다 3배체 유도율 및 3배체 생산율을 고려시 수온 $28^{\circ}C$에서 수정 후 10분에 15분간, 20분간의 처리가 각각 $96.7\%$의 3배체 유도율, $91.4\%$의 3배체 생산율 및 $100\%$의 3배체 유도율, $89.8\%$의 3배체 생산율을 보여 산천어 3배체 유도시 적절한 처리조건임이 판명되었다. 산천어 3배체는 2배체에 비해 적혈구 세포의 장축, 단축, 장축/단축, 표면적 및 부피에 있어 1.29배, 1.17배, 1.10배, 1.54배 및 1.78배의 증가를 보였으며 적혈구 핵의 장축, 단축, 장축/단축, 표면적 및 부피에 있어 각각 1.36배, 1.32배, 1.14배, 1:75배 및 2.31배의 증가를 보였다 산천어 3배체의 염색체수(3n=99) 및 핵형(17 sets of metacentrics or submetacentrics, 16 sets of acrocentrics or telocentrics)은 2배체의 염색체수(2n=66) 및 핵형과 비교시 핵형은 동일하였으나 각 조에서 3개의 염색체로 구성되어 배수화에 따른 반수체의 DNA증가 현상을 나타내었다. 특히 3배체의 가장 큰 3개의 telocentrics 단완에 존재하는 부수체(satellite)는 산천어 3배체 확인의 marker로 유용하리라 사료된다. 산천어 2배체, 3배체를 대상으로 배체(embryo)에서 인형성부위(nucleolar organizer regions)를 silver 염색한 결과 인의 수/세포에서 산천어 2배체는 1, 2를 나타내었으며 산천어 3배체는 1, 2 및 3을 나타내어 인형성부위의 silver 염색법은 적혈구 세포 및 핵 크기측정법과 아울러 대상 개체를 죽이지 않고 쉽게 배수화를 판별할 수 있는 방법임이 판명되었다. 산란기에 3배체는 2배체에 비해 성장증대 효과를 보였으며 생식소를 외형적, 조직학적으로 조사한 결과 3배체 암컷은 불임을 나타내었으며 3배체 수컷은 성숙 장애를 나타내었다. 3배체는 이러한 불임에 기인된 산란 치사를 겪지 않았으며 4년산 3배체 암컷의 평균 전장은 32.7cm로 2년산 2배체 암컷의 평균전장 16.2cm에 비해 크게 나타났다.
완전양식이 가능한 참전복에 대해 3배체를 유도하고 유도된 3배체와 정상 2배체 사이의 성장도, 사료효율 및 생존율을 조사, 비교하였다. 성장도는 3배체 유도 51개월 후 3배체 전복이 평균 각장 67.26 mm, 2배체 전복이 62.30 mm로 성장하여 3배체 전복의 성장이 유의하게 빨랐다 (P<0.05). 제1극체 방출 억제형 3배체와 제2극체 방출 억제형 3배체의 성장도 조사 결과, 제1극체 방출 억제형 3배체는 전 사육 기간을 통하여 2배체와 제2극체 방출 억제형 3배체보다 성장이 유의하게 빨랐으며(P<0.05), 이것은 제1극체 방출 억제형 3배체의 이형접합성이 크기 때문으로 생각된다. 일간 섭식률은 배수체에 따른 유의한 차가 없었으며 성장 단계별로 치패의 시기에는 높았고 성장할수록 낮아지는 경향이었다. 사료전환효율도 배수체에 따른 유의한 차는 없었으나 성장함에 따라 낮은 값을 나타내 먹이 효율이 낮아지는 경향이었다. Condition index는 2배체는 59.42%였는데 비해 3배체는 64.21%로 3배체가 유의적으로 높았고(P<0.05), 생식소 지수는 2배체가 2.67인데 비해 3배체는 1.17로 유의적으로 낮았다(P<0.05). 생존율은 3배체가 63.0% (3n-1pb 62.0%, 3n-2pb 64.0%), 2배체가 62.0%로서 차이가 없었다.
참전복의 배수체별 생식소 조직 관찰에서 2배체 난소의 경우에는 성숙기를 거쳐 방출기로 들어가고 있는 상태이며, 2배체 정소의 경우에는 방출기의 상태였다, 이에 비해 3배체 전복의 생식소는 발달이 억제되어 난소는 성장기 혹은 성숙기의 상태이고, 정소는 성숙기의 단계에 머물고 있다. 따라서 전복은 완전한 불임이 되는 것은 아니고 어느 정도 성숙이 억제된다고 생각된다. 3배체 참전복의 산란 유발 실험에서 산란 유발에 반응한 개체는 2배체는 암수 전부 반응해서 100%의 산란 유발율을 나타냈고, 3배체는 암컷 50%, 수컷은 25%의 산란 유발율을 나타냈다. 산란된 알과 정자를 배수체별로 조사한 결과, 2배체의 정자는 장경 17.47 ${\mu}m$, 단경 11.40 ${\mu}m$ 및 정자의 길이 103.94 ${\mu}m$이었던 데 비해 3배체 정자는 장경 10.86 ${\mu}m$, 단경 8.47 ${\mu}m$ 및 정자의 길이 85.06 ${\mu}m$로서 2배체 정자가 3배체 정자보다 장경, 단경, 정자의 길이 모두에서 유의적으로 길었다 (P < 0.05). 알의 직경은 2배체가 199.50 ${\mu}m$, 3배체가 192.50 ${\mu}m$로서 2배체가 컸으나 유의한 차는 없었다 (P > 0.05). 배수체별 교배 실험에서 2배체 ${\times}$ 2배체는 정상적으로 수정되어서 발생을 했으나 2배체 알 ${\times}$ 3배체 정자와 3배체 알 ${\times}$ 2배체 정자의 경우에는 수정이 되지 않았다.
유도된 3배체 미꾸라지, Misgurnus mizolepis를 재료로 생식소 발달을 조사하여 2배체와 비교하였다. 난소 외부 형태는 융합된 하나의 낭상으로 복강을 향해 horseshoe shape으로 발달하며 짧은 수란관을 통해 비뇨생식공(urogenital pore)으로 개구되는 구조였다. 3배체 난소는 얇은 나뭇잎 모양으로 2배체에 비해 작고, 미발달되었으며, 정소는 2배체보다 다소 작지만, 외형상 2배체와 유사하였다. 난소 발달 및 난자형성과정은 2배체에서 부화 후 100일에 성숙 난소 및 성숙 난모세포가 출현하는 비교적 빠른 발달을 보인 반면, 3배체에서는 부화후 9개월까지 제1차 성장기의 난모세포가 나타났을 뿐 더 이상 발달하지 않았다. 다만, 조사된 1마리의 5년산 3배체에서는 난소내 성숙 난모세포들이 관찰되었다. 비록 정소발달 및 정자형성과정은 3배체 수컷 역시 2배체와 동일하게 진행되었지만 3배체가 2배체에 비해 각 단계별 발달 시기는 지연되었고, 생식세포 핵의 크기는 크게 나타났다.
산란기 직전의 산천어, Oncorhynchus masou 2배체와 유도 3배체를 대상으로 체장과 체중 및 형태측정을 실시하였다. 체중, 내장괴 제거 체중, 체장, dressing 비, 비만도, 생식소 무게와 생식소 지수, 복강두께 및 내장괴 무게와 내장괴 지수가 조사되었으며 체둘레 측정이 등지느러미, 배지느러미 및 등지느러미의 각 종단면에서 이루어졌다. 종단면 면적과 2가지 복강두께 형질이 등지느러미, 배지느러미 및 뒷지느러미의 종단면에서 조사되었으며 아울러 각 종단면에서의 높이, 전체높이, 폭, 3가지 체형질과 9가지 종단절단형질이 조사되었다. 2배체의 체장과 체중은 유도 3배체와 비교시 크게 나타났으며 dressing 비, 생식소 무게, 생식소지수, 내장괴 지수 및 간 지수 역시 2배체가 유도 3배체 보다 크게 나타났다. 반면 유도 3배체는 2 배체에 비해 가슴지느러미 및 등지느러미 종단면에서의 1가지 복강두께 형질과 일부 종단형질에서 높은 치를 나타내었다. 2배체에 비해 유도 3배체의 이러한 형질특성은 유도 3배체 자체의 불임에 기인된 것으로 산란기 직전 유도 3배체의 경제적 가치성을 시사한다고 할 수 있다.
북방전복, Haliotis discus hannai의 3배체를 제온자극으로 유도하고 부화유생인 trochophore를 이용하여 염색체 표본을 만들었고, 유도된 3배체와 정상 2배체 북방전복은 실내 유수식의 동일 환경에서 51개월 동안 사육되었으며 채취된 혈구를 채취하여 DNA 함량 측정에 사용되었다. 2배체 및 유도된 3배체의 염색체 수를 조사한 결과, 2배체 염색체 수는 2n = 36으로 나타났고, 3배체의 경우에는 3n = 54로 나타나 3배체는 2배체에 비해 1.5배의 염색체 수를 나타내었다. Flow cytometry로 인간의 백혈구를 control로 하여 북방전복의 DNA 함량을 측정한 결과, 북방전복의 DNA 함량은 1.743 pg/cell이었으며 3배체 북방전복의 DNA함량은 2배체 전복의 1.49배의 DNA 함량을 나타내어 3배체 특성인 모계 2n DNA 함량과 부계 n DNA함량을 나타내었다.
수정 10분후에 수온 $28^{\circ}C$에서 15분간 처리로 산천어, Oncorhynchus masou 3배체를 유도하였다. 혈액학적 및 생리학적 특성 조사가 3배체와 2배체를 대상으로 산란기전에 실시되었다. 적혈구 수에서 3배체는 2배체에 비해 유의하게(P< 0.01) 낮은 반면 산소 소모, haematocrit치, hemoglobin, 적혈구 부피, MCH 및 MCHRBC에서는 3배체가 2배체에 비해 높게 나타났다 Total protein, albumin 및 cholesterol에서도 역시 3배체는 2배체에 비해 높게 나타났다.
유도된 3배체 미꾸라지 Misgurnus mizolepis의 자, 치어를 재료로 시원생식세포의 출현, 생식 융기 및 원시생식소 형성 및 발달 과정을 조사하여 2배체와 비교하였다. 2배체와 3배체 모두 시원생식세포는 부화후 2일, 체후부의 중신관과 장관사이의 섬유성 간충직을 따라 식별되었다. 생식 융기는 부화후 4-5일 체벽 상피로부터 복강으로 돌출되기 시작하였고 원시 생식소는 부화후 8일의 후기자어에서 식별되어, 부화후 20-25일까지 시원생식세포들의 분열 증식과 풍부한 섬유성 결체조직의 형성과 함께 앞쪽으로 신장되어 가는 선상의 생식소로 나타나 두 실험군 모두 동일한 조직학적 특성을 보였다. 시원생식세포의 형태는 2배체와 3배체 모두 원반형에서 타원형 내지 구형으로 발달되었고 크기의 차는 없었으나, 원시생식소의 길이는 2배체가 3배체에 비해 길게 나타났다.
해산송사리, Oryzias dancena 2배체와 유도 3배체 각 조직에서의 세포주기를 비교, 분석하였다. G1, S, G2+M기의 분포 빈도에서 꼬리지느러미인 경우 2배체에서는 85.8%, 7.6% 및 6.9%이었으며 유도 3배체에서는 91.2%, 3.6% 및 5.2%이었다. 간 조직인 경우 2배체에서는 78.4%, 10.6%, 및 11.0%이었으며 유도 3배체는 86.2%, 5.9% 및 7.9%이었다. 아가미 조직인 경우 2배체에서는 79.3%, 9.4% 및 11.3%이었으며 유도 3배체는 85.7%, 5.4% 및 8.9%이었다. 2배체와 유도 3배체에서 조직 간 세포 주기 빈도에서 유의한 차이가 있었다(p<0.05). Mitosis (체세포분열)은 유도 3배체에 비해 2배체가 더욱 활성이 있었으며, 이러한 체세포분열은 2배체와 유도 3배체 모두에서 꼬리지느러미 조직 보다는 간 조직과 아가미 조직에서 더욱 왕성하였다.
3배체 무지개 송어의 산업적 유용성을 검토하기 위하여 3배체 유도율, 부화 소요시간, 생존율, 세포의 크기, 성장 및 생식소 형성 등을 조사하였다. 그 결과 $96.5\%$의 3배체가 유도되었으며 부화까지 소요시간은 3배체가 2배체에 비해 약간 빨랐고 생존율은 대조군의 $80.2\%$에 달하였다. 세포의 크기는 장, 단축 모두 대체로 1.2$\~$1.3배정도 3배체가 컸으며 성장은 초기에는 2배체가 약간 빨랐으나 부화후 1년이 지나면 3배체가 대조군보다 성장율이 증가되었다. 조직학적 분석결과 3배체의 경우 성숙기에 도달하여도 생식소가 성숙되지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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