독성이 있는 특이한 편모충인 Alexandrium tamarense의 구별하기 위한 종특이적인 형광 DNA탐침 AT1이 서로 다른 3가지의 고정액에서, 그리고 배양기간의 차이와 whole cell hybridization을 사용하는 광학 현미경 또는 형광 현미경에 의한 세포밀도 측정에 있어서 hiding activity를 비교하는 방법으로 여러 다른 종의 실험에 사용되어졌고, 그의 결과를 보고하는 바이다. 형광 DNA탐침 AT1은 특이적으로, A. tamarense에 결합했지만, 형태학적으로 유사한 다른 편모충에는 결합하지 않았다. 특히 형태적으로 A. tamarense에 유사한 A. catenella는 형광 DNN탐침 AT1에 결합하지 않았다. A. tamarense은 다른 세가지 고정액을 처리하였을 때, 고정액과 상관없이 강한 형광신호를 발산하였다. 추가해서 말하면, 배양기간에 관계없이 형광 DNA탐침 AT1의 biding activity는 강했다. 광학 현미경에 의해서 측정 되어지기 보다는 형광현미경에 의해서 세포밀도가 측정되었다. 형광 DNA탐침 AT1을 이용한 A. tamarense의 동정과 계산은 이 분야에서 새로운 생물독성 감시와 예측 시스템에 기여 할 것이다.
You, Ji Hyun;Jeong, Hae Jin;Park, Sang Ah;Ok, Jin Hee;Kang, Hee Chang;Eom, Se Hee;Lim, An Suk
ALGAE
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제37권2호
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pp.149-161
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2022
Noctiluca scintillans is a heterotrophic dinoflagellate that causes red-colored oceans during the day (red tides) and glowing oceans at night (bioluminescence). This species feeds on diverse prey, including phytoplankton, heterotrophic protists, and eggs of metazoans. Thus, many scientists have conducted studies on the ecophysiology of this species. It is easy to cultivate N. scintillans at a scale of <1 L, but it is difficult to cultivate them at a scale of >100 L because N. scintillans cells usually stay near the surface, while prey cells stay below the surface in large water tanks. To obtain mass-cultured N. scintillans cells, we developed an automatic system for cultivating N. scintillans on a scale of 100 L. The system consisted of four tanks containing fresh nutrients, the chlorophyte Dunaliella salina as prey, N. scintillans for growth, and N. scintillans for storage, respectively. The light intensities supporting the high growth rates of D. salina and N. scintillans were 300 and 20 µmol photons m-2 s-1, respectively. Twenty liters of D. salina culture from the prey culture tank were transferred to the predator culture tank, and subsequently 20 L of nutrients from the nutrient tank were transferred to the prey culture tank every 2 d. When the volume of N. scintillans in the predator culture tank reached 90 L 6 d later, 70 L of the culture were transferred to the predator storage tank. To prevent N. scintillans cells from being separated from D. salina cells in the predator culture tank, the culture was mixed using an air pump, a sparger, and a stirrer. The highest abundance of N. scintillans in the predator culture tank was 45 cells mL-1, which was more than twice the highest abundance when this dinoflagellate was cultivated manually. This automatic system supplies 100 L of N. scintillans pure culture with a high density every 10 d for diverse experiments on N. scintillans.
Pretilachlor (PRE)는 전 세계적으로 사용되는 아세트아닐리드계 제초제이며 수생 광영양생물에 미치는 영향에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 본 연구에서 해양 와편모조류 P. minimum를 대상으로 PRE의 생리적, 분자적 독성 영향을 평가하였다. 그 결과, PRE는 P. minimum의 성장률, 색소, 광합성 지표를 유의하게 감소시켰다. 또한, 광합성 관련 유전자 PmpsbA, PmpsaA 및 항산화 단백질 PmGST의 상대적 유전자 발현율과 세포 내 ROS 증가가 유의하였다. 이는 PRE가 P. minimum의 광합성 효율 저하 및 광계 손상을 야기하며, GST가 세포 내 산화 스트레스 및 PRE의 무독화에 관여함을 보여준다. 본 연구 결과는 PRE를 비롯한 아세트아닐라이드계 제초제가 해양 와편모조류의 세포 독성을 야기하며, 광합성 저해가 스트레스의 주요 원인임을 제시한다. 다른 아세트아닐라이드계 제초제가 비표적 광영양 생물에게 미치는 독성 영향은 아직 연구가 부족하므로, 향후 연구에서 다양한 생물종을 대상으로 추가 연구가 필요하다.
2007년 남해동부해역에서 발생한 Cochlodinium polykrikoides 적조의 발생, 진행 및 소멸현상을 식물플랑크톤, 물리 화학적 환경요소와 기상자료를 이용하여 분석하였다. 2007년 남해동부해역에서 C. polykrikoides 적조발생은 3단계로 특징 지을 수 있다. 첫 단계는 예년에 비해 예외적으로 강하게 지속된 남풍에 의해 남해중부해역에서 이미 발생한 C. polykrikoides 적조가 8월 초에서 8월 말 조사해역으로 간헐적으로 유입되면서 C. polykrikoides 개체수 변화가 크게 나타난 시기이다. 두 번째 단계는 8월 말에서 9월 중순 풍향이 남풍에서 북동풍으로 변화하여 외해수가 유입되고 적조발생 호적환경이 조성된 단계로 고밀도의 C. polykrikoides가 출현한다. 마지막 단계는 9월 중순이후 태풍 '나리'의 영향으로 많은 양의 폭우로 인한 연안해역의 저염분화가 C. polykrikoides의 호적 성장환경을 파괴되고, 경쟁 식물플랑크톤의 우점화로 C. polykrikoides가 소멸하는 시기이다. 이상의 결과들은 2007년 남해동부해역에서 고밀도로 장기간 지속된 C. polykrikoides 적조발생 기작을 설명 할 수 있을 것으로 판단된다.
1982년 5월 18일부터 10월21일까지 부산수산대학 양어장에서 Tilapia를 여과조가 없는 순환사육시설에 고밀도로 수용하고 그 성장도, 사료효율, 수질 등 이에 관련되는 문제점 등을 검토하였다. 그리고, 또 이 실험결과에 입각하여 사업적 생산타당성을 아울러 제시하였다. 수질에 있어서는 수온 $22.8{\sim}29.1^{\circ}C$의 범위였고, 암모니아는 일반적으로 10ppm을 약간 넘는 수준이었다. 사육탱크내에서 녹색 plankton을 유지할려고 수차에 걸쳐서 녹색수를 주수하였으나 그때 마다 $2{\sim}3$일 내로 투명해졌다. 이것은 아마 Tilapia의 plankton포식에 의한 것 같고, Tilapia의 고밀도 수용하에서는 녹색수유지는 곤란할 것으로 생각되었다. 사료효율은 처음의 쇠약기를 제외하고는 F.C. $0.9{\sim}l.2$의 범위였고, 평균은 1.1이었다. 이 때 사용한 사료는 일부는 단백질함량 $25\%$의 연구실제조 사료였고 대부분은 동 $39\%$의 시중상품잉어사료였다. 성장중 자체 번식은 완전히 억제되었다. 이것은 밀도효과라고 인정되었으며, 사육중 밀도는 최하 $1m^2$당 10kg 최고 40.7 kg 범위였다. 공간이용효과는 대단히 높았다. 1일순생산이 가장 높았던 제3실험구의 경우는 1일평균 6.206kg 였으므로 연간 1ha당 3235톤의 순생산에 해당된다. 이 때의 평균수온은 $28.4^{\circ}C$였고 암모니아농도는 10ppm정도였다. 총 6개의 실험구중 실험초 $1m^2$당 15kg이상 실어서 사육한 것을 대상으로 사업적 경제성검토를 하였다. 이번 실험에 사용한 시설전부(8탱크 총면적 $56m^2$)를 이용했다고 가정하면 200일 사육에 평균 5,639kg 생산된다고 계산되어 경영적 측면에서도 타당성이 있는 것으로 결론지어졌다.
부착미세조류에 의한 생물적 환경정화의 가능성을 시험하기 위해서 Nitzschia sp.(진해만 클론원종)을 이용하여, 생장에 미치는 광도 및 파장의 영향과 인산염 생장 동력학 실험을 수행하였다. 파장은 발광다이오드를 이용하여 청색(450 nm), 황색(590 nm), 적색(650 nm)그리고 형광등을 이용한 복수파장이었다. 청색파장에서 Nitzschia sp.의 생장은 다른 파장보다 높았으나, $100\;{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$ 이상의 광량에서는 광저해현상을 보였다. 복수파장에서도 높은 광량($100\;{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$이상)에서 최대세포밀도가 감소하는 현상이 나타났다. 진해만에서 복수파장의 보상광량($I_0$)에 해당하는 수심은 4-10 m이며, 부유물질에 따라 하계에는 수심(약 4m)이 극히 낮았다. 따라서 최대생장을 보일 수 있는 수심은 제한될 것으로 보인다. 생장동력학 실험에 따라 유도된 파장별 최대생장속도는 달랐지만, 반포화상수($K_s$)는 큰 차이가 없었다. $K_s$는 다른 부유성 미세조류와 비교하여 높아, 높은 인산염 환경에 적응되어 있으며, 세포내 인의 축척효율이 높을 것으로 보인다. 따라서 저층에 특정파장(생장 촉진효과를 보인 청색파장 등)을 주사함으로써 Nitzschia sp.의 생장을 촉진시켜 부영양화 된 저질의 영양염을 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 보이며, 이에 따라 빈산소 문제도 해소할 수 있어 생물적 환경정화에 유용한 대상 종으로 생각된다.
1995년 이후 해마다 8월부터 10월까지 남해안에서 대규모로 발생되는 유해성 적조가 가장 먼저 발견되는 전남 고흥군 나로도 해역에서 적조원인생물을 포함한 식물플랑크톤의 포식자로써 적조역학(red tide dynamics)에 큰 영향을 줄 수 있는 종속영양성 와편모류(heterotraphic dinoflagellate; 이하 HTD)와 섬모류의 시공간적 분포를 연구하기 위하여, 1997년 6월 20일부터 9월 22일까지 모두 5차례에 걸쳐 3개의 정점, 5${\sim}$7개의 깊이에서 시료를 채집한 뒤 분석하였다. 연구기간 동안 총 17종의 HTD가 발견되었는데 그 중 Protoperidinium 속에 속하는 종이 11종으로 65% 정도를 차지하였다. 섬모류의 경우 종피류(tintinnid; 이하 TIN)가 총 15종 출현하였으며, 다수의 무피성 섬모류(naked ciliate; 이하 NC)가 출현하였다. 출현 종 수의 시간적 변화를 볼 때 HTD와 TIN모두 8월 1일과 21일 사이에 가장 많이 증가하였으나 최대 출현종 수는 Gyrodinium impudicum이 우점한 유해성 적조가발생한 직후인 8월 27일에 나타났는데 각각 13종과 10종이었다. 9월 22일에는 출현종 수가 급감하였다. 연구기간 중 나타난 HTD, TIN, NC의 최대 밀도는 각각 45, 39, 57 cells $ml^{-1}$었다. 한 시기에 채집한 모든 시료의 평균밀도(Average Density at All Station; 이하 ADAS)를 구한 결과 HTD의 ADAS는 출현종 수와 마찬가지로 8월 1일과 21일 사이에 가장 큰 폭으로 증가하다가 8월 27일에 약 6 cells $ml^{-1}$의 최대값에 도달하였으나, TIN의 ADAS는 8월 21일과 8월 27일 사이에 급증하여 최대값 7 cells $ml^{-1}$에 도달하였다. NC의 ADAS는 HTD나 TIN처럼 뚜렷한 시간적 변화를 나타내지 않았으나 8월 27일에 최대값 8 cells $ml^{-1}$을 나타냈다. 이러한 출현 종수와 평균밀도의 증가율을 볼 때 HTD의 경우 규조류의 변화 양상과 비슷하여 HTD가 규조류의 포식자일 가능성을 제시할 수 있는데, 특히 8월 27일의 경우 Protoperidinium 속의 수평, 수직적 분포는 규조류의 분포와 높은 상관관계를 가져 이들이 규조류의 주요 포식자임을 유추할 수 있다. 공간적 분포에 있어서 일반적으로 HTD와 섬모류 모두 내만에서 높은 값을 가졌으며 외만으로 갈수록 감소하였으므로, 본 연구는 HTD와 섬모류의 시공간적분포가 연안으로부터의 거리 및 먹이인 식물플랑크톤의 시공간적 분포와 밀접한 관계를 갖고 있음을 제시할 수 있고, 본 연구결과는 앞으로 주요 원생동물들의 적조원인생물을 포함한 우점 식물플랑크톤에 대한 포식실험의 기초자료로 이용되어 적조발생시와 발생 전후의 하부 먹이망을 완성하는데 기여될 것이다.
본 연구는 부영양 저수지에서 남조류의 발달과 천이에 영향을 미치는 요인들과 그 결과를 평가하기 위하여, 2003년 3월부터 2004년 2월까지 현장 조사를 통하여 남조류 종조성과 밀도변화, 침전특성, 퇴적물 특성을 분석하였다. 또한 인, 수온, 광도를 달리한 조건에서의 남조류 성장률을 비교하였다. 식물플랑크톤은 봄철(3${\sim}$4월)에 규조류와 편모조류가 우점한 시기를 제외하고는 연중 남조류가 우점하였고, 7월과 11월에 높은 밀도 증가가 관찰되었다. 남조류 우점기간 중 5월에는 Oscillatoria spp., 6월에는 Aphanizomenon sp.이 우점하였고, 7월부터 11월까지는 Microcystis spp.가 우점종으로 나타났다. Oscillatoria spp.가 우점하고 침강율이 높았던 5월에는 수온, 광도 그리고 TN/TP비가 높았던 반면, Microcystis spp.가 우점한 7월부터 11월까지의 TN/TP비는 상대적으로 낮은 범위 (평균 27)를 보였다. 침강속도는 규조류가 우점한 3월 가장 높았고, 남조류의 우점종 기간 중에서는 5월과 10월이 다른 시기와 비교할 때 빨랐다. 퇴적물의 C/N비는 $6{\sim}8$의 범위였고, 간극수내 무기인의 농도는 심층에 산소농도가 희박(<2mg $O_2$$L^{-1}$)하였던 시기에 감소하였다. 남조류의 성장률은 영양염 농도와 수온에 크게 의존하였고, 특히 높은 인 농도는 낮은 수온에서도 남조류가 발달하는 원인으로 나타났다. 본 연구의 결과는, 인이 충분하게 공급되는 국내의 많은 소형 부영양 저수지에서 연중 남조류의 발달과 지속가능성을 시사하며, 수질개선과 조류제어를 위해 인의 저감(특히, 퇴적층 관리)을 매우 중요하게 고려해야 함을 강조한다.
제주도 남부연안 사질대 해역에서 2011년 7월부터 11월까지 16개 정점에 대해 해양환경특성 및 저서 무척추동물의 군집구조를 파악하기 위해 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 평균 수온과 염분은 각각 $20.2-22.7^{\circ}C$, 33.7-34.9 psu로써 비교적 안정된 수괴를 형성하고 있었다. 식물플랑크톤의 Chlorophyll a 분포는 0.71-1.71 mg/L (평균 1.11 mg/L)의 범위로써 9월과 11월에 비해 7월에 높게 나타났다. 조사기간 중 총 37종의 저서동물이 채집되었으며, 연체동물이 29종 (78.4%) 이였으며, 이 중 이매패류가 17종 (45.9%)로 가장 우점 하였고, 극피동물 5종 (13.5%), 절지동물 3종(8.1%) 의 순으로 나타났다. 조사해역의 개체밀도와 생물량은 각각 550 개체/$m^2$, 20,951.8 gwwt/$m^2$로 연체동물 중 이매패류 (481 ind./$m^2$, 16,647.6 gwwt/$m^2$) 가 개체수와 생체량에서 우점 하였다. 주요 우점종은 소쿠리조개, 흰바탕무늬조개, 흰점분홍무늬조개, 갈색점줄떡조개, 밭고랑행달조개, 해가리비, 속갈색조개, 구멍연잎성게로 주로 이매패류에서 높은 우점율을 나타냈다. 정점별 종다양도 (H'), 균등도 (E') 및 풍부도 (R) 지수의 범위는 각각 1.56-2.50, 0.49-0.80, 4.12-4.67 로 9월에 가장 낮고, 11월에 높게 나타났다.
The Sembilan Archipelago is famous for its great biodiversity, in which the humphead wrasse (Cheilinus undulatus) (locally named Napoleon fish) is the primary commodity (economically important), and currently, the environmental degradation occurs due to anthropogenic activities. This study aimed to examine the eco-environmental parameters and assess their influence on the abundance of humphead wrasse and other coral reef fish compositions in the Sembilan Archipelago. Direct field monitoring was performed using a visual census throughout an approximately one km transect. Coral cover data collection and assessment were also carried out. A coastal water quality index (CWQI) was used to assess the water quality status. Furthermore, statistical-based analyses [hierarchical clustering, Pearson's correlation, principal component analysis (PCA), and canonical correspondence analysis (CCA)] were performed to examine the correlation between eco-environmental parameters. The Napoleon fish was only found at stations 1 and 2, with a density of about 3.8 Ind/ha, aligning with the dominant composition of the family Serranidae (covering more than 15% of the total community) and coinciding with the higher coral mortality and lower reef fish abundance. The coral reef conditions were generally ideal for supporting marine life, with a living coral percentage of about > 50% in all stations. Based on CWQI, the study area is categorized as good and excellent water quality. Of the 60 parameter values examined, the phytoplankton abundance, Napoleon fish, and temperature are highly correlated, with a correlation coefficient value greater than 0.7, and statistically significant (F < 0.05). Although the adaptation of reef fish to water quality parameters varies greatly, the most influential parameters in shaping their composition in the study area are living corals, nitrites, ammonia, larval abundance, and temperature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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