The study was designed to determine the estrogenic effect of some penicillins on endocrine function in adult Japanese medaka (Oryzias latipes). Vitellogenin (Vtg) produced in male fish has been used for a biomarker to study endocrine disrupters. $17\beta-estradiol\;(E_2)$ was used a positive control that was induced Vtg in male fish. Result of total protein qantification and ELISA for female and male fish were exposed to $17\beta-estradiol$ 10ng/ml for $3\sim5$ days. As a result, male fish exposed to amoxicillin respectively appeared 0.75, 0.23, 8.21 and $9.36\%_{\circ}$ of 1, 10, 100 and 1000 ppm respectively, that value was elevated compared with control male fish. Male fish exposed to ampicillin respectively appeared 1.85, 4.68, 0.85 and $39.59\%_{\circ}$ of 1, 10, 100 and 1000 ppm respectively, that value was elevated compared with control male fish. This study is one of the first reports suggesting potential endocrine disruption of some penicillins in aquatic ecosystem. These results suggest that vitellogenin and estrogen receptor induction patterns alter in male medaka treated with selected estrogenic compounds, and that these results may be useful molecular biomarkers for screening estrogenic EDCs (endocrine-disrupting chemicals) in the shortest possible time.
본 연구는 해산송사리, Oryzias dancena의 산란행위를 분석하여 인공산란 기술 개발에 그 목적이 있다. 실험 사육수조에서 관찰한 결과, 실험 시작 후 모든 수컷이 각자 목표로 한 암컷을 쫓아감과 동시에, 상대적으로 큰 수컷이 작은 수컷의 생식공을 공격하여 축출하는 행동(biting, expelling)을 보였다. 이후, 수컷은 암컷과 나란히 유영하며 구애행동을 보였으며, 뒷지느러미와 등지느러미를 이용해 암컷의 어체를 감싸고 방란 및 방정한 결과, 수정난은 암컷의 생식공 부근에 부착되어 있었다. 수컷이 covering 하는 동안 암컷이 재빨리 앞으로 유영하는 행동을 많은 빈도로 관찰하였는 바, 이는 암컷이 수컷의 구애행동을 거절하는 경우라고 사료된다. 총 빈도 81%의 산란행동 요인 2가지를 분석한 결과(P<0.05), 요인 1 (biting, expelling)은 암컷을 차지하기 위한 수컷의 방어 행동으로 총 빈도의 23.1%였으며(P<0.05), 요인 2 (chasing, parallel swimming, covering, reject)는 산란을 위한 행동으로 총 빈도의 59.7%를 차지하였다(P<0.05). 본 결과는 해산송사리 종 보존의 기본적 생물학적 자료 제공과 아울러 인공산란 기법에 유용한 자료로 쓰일 것이다.
Chlorpyrifos(CPF)는 유기인계 농약으로 널리 사용되고 있는 물질과 사육 및 관리가 쉽고 계대사육이 가능하며 국내 및 미국 EPA와 OECD 등에서 환경독성시험용 공시 어종인 송사리, Oryzias latipes를 이용해 CPF가 수서생물에 미칠 수 있는 영향을 간접적으로 평가하여 어독성에 대한 기초 자료를 제시하고 송사리 성어의 간과 생식소를 대상으로 조직학적 병변현상을 검토하고자 실험을 실시하였다. CPF에 노출 농도는 control(대조구 I), solvent control (대조구 II), 20, 40, 80, $160{\mu}g/L$로 설정하였으며, 실험기간은 성어기 4주 실험을 실시하였고, 난 실험은 성어에서 산란된 난을 가지고 계속 같은 환경에서 수정 후부터 부화종료 7일 후까지 실험을 실시하였다. 성어의 생존율은 대조구 I, 대조구 II, 20, $40{\mu}g/L$에 비해 80과 $160{\mu}g/L$에서 생존율이 감소하였고, 섭이율에 있어서도 $40{\mu}g/L$ 이상에 노출되었을 때 대조구보다 유의한 차이를 보였다. 성어에서 산란된 총 난 생산량은 대조구에 비해 CPF에 노출된 처리구에서 적었으며, 비정상 난은 20과 $40{\mu}g/L$ 처리구에서 높게 나왔다. 또한 간과 생식소에서 40, 80 그리고 $160{\mu}g/L$에서 조직학적 변화를 관찰한 수 있었다. 본 결과로부터 CPF가 $20{\mu}g/L$부터 환경에 지속적으로 CPF에 노출되었을 때 영향이 있을 것으로 사료된다.
본 연구에서는 광염성 송사리 Oryzias dancena 성체 및 자어의 염분도 변화에 대한 내성 및 생존 능력을 평가하고자 다양한 염분도 변화 처리를 수행하였다. 담수로부터 고 염분도 조건으로의 급격한 염분도 증가 노출 처리에 대하여 O. dancena 성체는 $40^{\circ}/_{\circ\circ}$염분도 변화 폭까지 생존의 장애 없이 빠르게 적응할 수 있는 것으로 관찰되었으며, 단계적인 순치를 통할 경우 최대 $75^{\circ}/_{\circ\circ}$의 염분도 조건까지 생존이 가능하였다. 염분도의 감소 처리에서 O. dancena 성체는 $60^{\circ}/_{\circ\circ}$ 이상의 급격한 감소 폭에서도 우수한 생존율을 나타내였다. 성체와 달리 O. dancena 자어는 급격한 염분도 증가에 대한 삼투압 조절 능력 (hyper-osmoregulation)이 유의적으로 낮아 약 $15^{\circ}/_{\circ\circ}$ 이상의 염분도 증가에서는 생존에 큰 장애를 겪는 것으로 나타났다. 그러나 초기 발달 단계에 있는 자어의 염분도 변화에 대한 내성은 최초 염분도 처리 농도에 따라 염분도 변화에 대한 내성 폭이 크게 영향을 받는 것으로 관찰되었다. 초기 발달 단계에서 O. dancena 자어는 염분도 증가 보다는 염분도 감소 시 삼투압 조정 능력 (hypo-osmoregulation)이 더 높은 것으로 나타나 $40^{\circ}/_{\circ\circ}$에서 완전 담수로의 염분도 변화에서도 우수한 생존 능력을 보였다.
광염성 송사리 Oryzias dancena를 대상으로 서로 다른 염분도 조건이 산란, 발생 및 초기 생존 형질에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 송사리는 본 연구에서 설정한 모든 염분도 조건 (0~70$^{\circ}/_{\circ\circ}$)에서 산란이 가능하였으나 암컷의 산란 참여 빈도 및 산란 주기는 염분도 별로 차이가 관찰되어 담수 (0$^{\circ}/_{\circ\circ}$) 및 70$^{\circ}/_{\circ\circ}$에서 다른 염분도 그룹 (10~50$^{\circ}/_{\circ\circ}$)에 비해 낮은 값을 나타내었다. 조사한 염분도 조건 중 0~30$^{\circ}/_{\circ\circ}$ 구간에서만 수정률의 저하가 없었으며 염분도가 그 이상 높아질 경우 수정률의 유의적인 감소가 관찰되었다. O. dancena 수정란은 본 연구의 0, 15, 30, 45 및 60$^{\circ}/_{\circ\circ}$ 부화조건에서 모두 발생이 가능하였으나 염분도가 상승 할수록 배(embryo)의 생존율과 부화율이 저하되는 경향을 나타내었고, 특히 고염분의 조건에서는 기형 유발과 부화의 지연이 관찰되었다. 부화 자어 대상으로 다양한 염분도 조건에서 부화 후 7 일째까지의 초기 생존율을 관찰한 결과, 45$^{\circ}/_{\circ\circ}$ 이상의 염분도에서 초기 발달 과정 중 유의적인 폐사가 관찰되었으나 이후 안정화되는 경향을 나타내었다.
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.
사료에 첨가된 saponin이 함유된 자귀나무(Albizzia julibrissin) 껍질 추출물이 송사리(Oryzias latipes)의 생식소 성숙과 산란에 미치는 영향을 조사하기 위하여 자귀나무(A. julibrissin) 껍질의 n-BuOH 추출물로부터 Diaion HP-20, Silica gel과 Sephadex LH-20 chromatography들을 이용하여 조 사포닌 분획물(HaBC)을 분리하였다. 실험 어류들은 순환여과 장치 시스템의 수조에서 사육하였으며, HaBC를 첨가한 사료를 급여하여 암컷의 생식소 성숙 억제 및 산란 억제 효과를 조사하였다. 미성숙 송사리들에 대한 실험에서 사료에 HaBC를 20 mg/g-feed 이상 첨가한 사료를 먹인 어류들은 생식소의 성숙과 산란을 개시하는 시기가 지연되었다. 또한 성숙한 암컷 송사리들도 HaBC를 20 mg/g-feed 이상 첨가한 사료를 먹었을 때 대조구에 비해 낮은 GSI 값을 보였다. 미성숙한 송사리에 대한 길이 성장이나 체중에 대한 변화는 HaBC의 첨가량에 관계가 없었으나, 비만도(CF)에서는 HaBC를 첨가한 사료를 먹인 어류들이 대조구에 비해 높은 값을 보였다. 이러한 결과로 자귀나무(A. julibrissin)의 껍질로부터 분리한 saponin 분획물은 송사리 암컷의 성숙을 억제할 수 있었지만, 성장 촉진에는 아무런 작용을 하지 않았다. 이들 작용 기전에 대해서는 더 많은 연구들이 있어야 할 것이다.
본 연구에서는 어류병원바이러스 (infectious pancreatic necrosis virus (IPNV), viral hemorrhagic septicemia virus (VHSV), hirame rhabdovirus (HIRRV), infectious hematopoietic necrosis virus (IHNV), lymphocystis disease virus (LCDV))를 대상으로 바다 송사리 Oryzias dancena의 감수성을 조사하였다. 감염실험 결과, IPNV (실험조건: $15^{\circ}C$ 해수), VHSV ($15^{\circ}C$ 해수) 및 HIRRV ($15^{\circ}C$ 담수)에 침지된 송사리는 각각 30%, 40%, 60%의 누적폐사율이 관찰되었다. 이에 반해 IPNV ($15^{\circ}C$ 담수, $18^{\circ}C$ 해수 및 담수), VHSV ($15^{\circ}C$ 담수, $18^{\circ}C$ 해수 및 담수), HIRRV ($15^{\circ}C$ 해수), IHNV ($15^{\circ}C$ 해수 및 담수), LCDV ($15^{\circ}C$와 $18^{\circ}C$ 해수 및 담수) 침지 실험구 및 대조구에서는 10% 이하의 누적 폐사율이 확인되었다. 생존어와 폐사어를 대상으로 한 바이러스 분리 결과에서는 IPNV, VHSV 및 HIRRV에서 폐사된 개체로부터 바이러스가 분리되었으며, 또한 IPNV와 HIRRV에서 생존한 개체로부터도 바이러스가 분리되었다. 이상의 결과로 바다 송사리는 IPNV, VHSV 및 HIRRV에 감수성이 있음이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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