중파 자외선이 Tigriopus japonicus s.l. (Copepoda: Harpacticoida)의 생활사에 미치는 영향

Abstract

중파 자외선이 해양 저서성 요각류인 Tigriopus japonicus s.l.의 부화율, nauplius 단계와 copepodite 단계의 사망률, 중파 자외선 조사 후의 성장과 생산력, 생물량, 형태적 변이 그리고 유전자 발현 등에 미치는 영향을 연구하였다. 중파 자외선 조사량의 증가에 따라 부화율은 감소 하였고 (r2 = -0.99, p < 0.01) 사망률은 증가 하였다. N1 단계의 LD50 값은 11.4 kJ m-2 (r2 = 0.93; p < 0.01), C1 단계 의 LD50 값은 15.7 kJ m-2 (r2 = 0.96; p < 0.01) 그리고 성체의 LD50 값은 25.1 kJ m-2 (r2 = 0.86; p < 0.01)으로 나타났다. 중파 자외선의 조사는 성비에 영향을 주고 부화 주기를 느리게 하며 생산력을 낮추고 생물량에 변화를 가져왔다. 낮은 성장단계인 N2와 N3 단계에서 중파 자외선이 조사되었을 때 성체 중 수컷의 비율이 높아졌다 (p < 0.05). 중파 자외선 조사 후 포란 하였을 때 부화까지 걸리는 시간이 일정하지 않고 개체간의 차이가 크게 나타났다. 중파 자외선 조사 후 성장한 개체의 생산력은 대조군에 비해 절반으로 감소되고 부화에 실패하는 경우도 나타났다. 또한 무정란을 포란하는 개체가 나타나기도 하였다. 생물량은 대조군에 비해 적게 나타났으며 개체간의 편차가 크게 나타났다. 중파 자외선 조사 후 나타난 기형은 N4와 C1 단계에서 조사하였을 때 몸의 마디가 정상적으로 발달하지 못하는 기형이 나타났고, N5와 N6 단계에서 조사하였을 때 후체부와 꼬리마디에서 기형이 나타났다. C1 단계에서 조사하였을 때 유영지에서 기형이 나타났으며, C3와 C4 단계에서 조사하였을 때 제1 촉각에서 기형이 나타나는 특징을 보였다. 높은 성장 단계에서 중파 자외선을 조사한 개체는 부속지 일부에서 기형이 나타났지만, 낮은 성장 단계에서 중파 자외선을 조사한 개체는 몸의 일부분에서 더 심한 기형이 나타났다. 중파 자외선 조사량에 따라 발현에 차이를 보이는 여섯 개의 유전자를 DEG를 통해 검출 하였다. 이 유전자를 BlastX로 검색해본 결과 세 가지는 ADP/ATP carrier, dolichol-phosphate-mannose synthase (DPM) 그리고 트립신과 유사한 것으로 나타났다. 결론적으로 T. japonicus s.l.은 중파 자외선 조사량에 따라 전 생활사에 걸쳐 영향을 받았다.; The damaging effect of mid-ultraviolet (UVB, 280-315 nm) radiation on a marine copepod, Tigriopus japonicus s.l. was investigated in egg-hatching success, mortality of nauplius and copepodite stages, growth rate, egg-production, biomass, deformity, and gene expression after irradiation. UVB radiation resulted in decreased hatching rate (r2 = -0.99, p < 0.01), and the increased mortality of nauplius and copepodite, with increasing UVB does. LD50 of nauplius stage 1 was 11.4 kJ m-2 (r2 = 0.93; p < 0.01), copepodite stage 1 was 15.7 kJ m-2 (r2 = 0.96; p < 0.01) and adult stage was 25.1 kJ m-2 (r2 = 0.86; p < 0.01). UVB exposure had the effects on the sex ratio, slow incubation-hatching cycle, low egg numbers, and small biomass. The ratio of male to female increased significantly in the nauplius stages 2 and 3 experiments (p < 0.05). When female brooded after the UVB radiation, the duration for the egg hatching was irregular, and showed significant difference from the control group. The reproduction rate of individuals experienced the irradiation of UVB decreased to about half to that of the control group, even the hatching failure was detected. Some individuals appeared with brooding the unfertilized eggs. Biomass tended to be smaller depending on the intensity of UVB radiation. In addition, many kind of deformities, such as dwarfism (the groups irradiated at nauplius stage 4 and copepodite stage 1), urosome and caudal rami (nauplius stage 5 and 6), swimming leg (copepodite stage 1), and first antenna (nauplius stage 4, copepodite stage 3, and 4) were observed caused by the UVB. While individuals undergoing irradiation of UVB at the elder growth stage showed partial deformation in the appendages, individuals undergoing irradiation of UVB at a younger growth stages showed more severe deformation in parts of the body. Three of differentially expressed gene were well-known genes which were matched with sequences encoding proteins; ADP and ATP carrier, dolichol-phosphate-mannose synthase, and trypsin. Full life-cycle, morphology, and gene expression of Tigriopus japonicus s.l. was affected by mid-ultraviolet.