Effects of marine protected areas to distribution and current status of seagrass bed

김태현 제주대학교 대학원 2023 국내석사

과학잠수관찰과 환경DNA 분석방법을 이용한 우리나라 남해동부 연안의 어류상

이용득 慶尙大學校 2019 국내박사

우리나라 남해동부해역은 쿠로시오 해류의 지류인 대마난류가 유입되는 지역으로 온대성 어종뿐만 아니라 아열대성 어종 등 다양한 어종이 출현한다. 또한 수심이 얕은 연안의 암반지역과 해초밭 등의 미소서식지는 다양한 해양생물의 은신처 및 성육장으로 매우 중요하다. 우리나라 남해동부해역에서 수행된 어류상 관련 연구는 주로 저인망, 정치망, 새우조망, 자망 등의 어구를 이용한 연구가 수행되었다. 그러나 어구를 이용한 방법은 어구의 종류 및 형태에 따라 어획강도가 다를 수 있고, 어류의 생태에 따라서도 어획되는 어종이 다를 수 있으며, 파괴적인 방법이다. 또한 수심이 얕은 연안의 암반지역과 해초밭은 어구를 이용한 정량 채집이 어렵기 때문에 과학잠수조사, 지인망, 통발 등의 어구를 이용한 일부의 연구가 있을 뿐 다른 해역에 비해 어류상 관련 연구가 부족한 실정이다. 최근에는 해양에서 어류 다양성을 평가하기 위한 기술로 환경DNA (environmental DNA) metabarcoding 분석법이 사용되고 있다. 환경DNA 분석방법은 DNA에 근거한 종 동정이 가능하며 어구로 어획되지 않는 희귀종 등 출현빈도가 낮은 종을 탐지할 수 있다. 이번연구의 목적은 비파괴적인 방법인 환경DNA 분석방법과 과학잠수관찰(UVC, underwater visual census)을 통해 우리나라 남해동부해역인 통영, 부산, 울산연안에서 어류상을 관찰하고자 한다. 이를 통해 연안 개발이나 기후변화 등 다양한 환경변화에 대비한 지속적인 어류상 모니터링 자료를 제공하고자 한다. 2016년 11월부터 2017년 10월까지, 2018년 6월부터 10월까지 총 1년 5개월 동안 남해동부연안(통영, 부산, 울산)에서 매달 과학잠수관찰을 실시했고, 환경DNA 분석을 위한 해수샘플은 2018년 6월부터 10월까지 5 개월 동안 수집했다. 조사 기간 동안 과학잠수관찰을 통해 통영 연안에는 68종 14,421개체, 부산 연안에는 36종 2,191개체, 울산 연안에는 39종 4,534개체가 관찰됐다. 각 조사지역의 우점종으로는 자리돔, 놀래기, 독가시치로 전체 개체수의 25.3%, 19.1% 32.4%를 차지했다. 환경DNA분석에서는 통영연안 60종, 부산연안 104종, 울산연안 101종으로 3지역 모두에서 총 145 종을 검출했다. 환경DNA 분석방법은 다양한 환경 변화를 고려한 샘플링과 데이터 처리가 고려된다면, 비파괴적이고 빠르고 간편하게 어류 종조성을 확인할 수 있는 조사방법으로 향후 어류 종조성 조사를 위한 표준 도구가 될 것이다. The eastern part of the south sea of Korea is influenced by Tsushima current flows, which is the tributary of the Kuroshio current. This area is enriched with diversified temperate and sub-tropical fish species. Microhabitats such as coastal rocky shore and seagrass beds, in shallow coastal water zone of eastern part of the south sea of Korea provides the shelter and breeding ground of various marine organisms. However, studies on fish fauna are lacking because collection of fish in shallow coastal areas are difficult compare to other areas due to presence of rocky beds. Now a days eDNA (environmental DNA) metabarcoding is used as a sophisticated technique to assess the fish diversity of the marine environment. This method is based on DNA analysis and allows accurate identification, and can detect species with a low frequency of occurrence that is not caught by fishing. The objective of this study was to investigate fish fauna in the coastal area of the eastern part of the south sea of Korea using underwater visual census (UVC) and eDNA analysis. To observe fish fauna in the eastern part of the south sea of Korea (Tongyeong, Busan, and Ulsan), monthly UVC were conducted for one year from November 2016 to October 2017, June to October 2018. Samples for eDNA analysis were collected for five months from June to October, 2018. A total of 14,421 individuals of 68 species were found in Tongyeong coast, 2,191 individuals of 36 species in Busan coast and 4,534 individuals of 39 species in Ulsan coast using UVC during the survey period. Tongyeong, Busan and Ulsan were dominated by Chromis notatus, Halichoeres tenuispinis and Siganus fuscescens which were 25.3%, 19.1% 32.4% of the total number of individual respectively. eDNA analysis detected 58 species in Tongyeong, 103 species in Busan, 102 species in Ulsan, and combinedly 145 species all location. Although eDNA metabarcoding is still not using sufficiently in different environmental condition but because of it’s specialized characters such as non-destructiveness, detection of fish fauna quickly and easily, it will be a standard tool for surveying fish communities.

해양미세조류(Schizochytrium mangrovei)의 분리 동정과 DHA를 다량 함유하는 계육 및 계란 생산

정우철 慶尙大學校 2009 국내박사

최근에 미생물에 의해 생산되는 유용물질의 하나로 신체의 성장과 유지 및 여러 생리적 과정의 정상적인 기능을 수행함에 있어 그 중요성이 강조되고 있는 필수지방산인 오메가-3 고도불포화지방산들은 임상적인 효과 때문에 많은 연구자들에 의하여 관심의 초점이 되고 있다. 그러나 이들 지방산들은 현재 공업적으로 어유에서 추출·정제하여 사용하고 있으며, 여러 공정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 또한 오메가-3 고도불포화지방산의 주요 공급원으로서 사용되어지는 해산어류는 바다로부터 공급되는 양은 한정되어 있으나, 수요는 급격히 증가되고 있는 추세이다. 따라서 DHA의 주요 공급원으로서 사용되어지는 어유를 대체할 수 있는 새로운 공급원이 절실히 필요한 실정이다. 이러한 점을 착안하여 이번 연구에서는 DHA의 대체공급원을 찾고자 세 가지 초점을 두고 실험을 실시하였다. 첫째, DHA의 새로운 공급원으로서 보다 높은 DHA를 함유하는 해양미생물을 분리하여 기본적 생리 특성 조건을 알아보고, 고도불포화지방산(DHA)를 가장 많이 생산할 수 있는 배양조건을 탐색하고자 하였다. 그 결과 해양미생[Thraustochytrid 科]로 추정하여 분리 한 균주에서 DHA가 30% 이상이고, 성장속도가 빠른 최종 5종의 균주를 최종 분리하여 18S rDNA sequencing 결과 최종적으로 Schizochytrium mangrovei MM103을 DHA 대체공급원의 균주로서 선택하였다. S. mangrovei MM103의 최적 성장 조건과 최적의 DHA 함유 조건을 찾아내고자 하였다. 최적 성장 조건의 경우 배양온도는 28℃, 염분농도는 20 psu, pH는 7로 나타났다. 하지만 DHA 가장 많이 함유하는 조건은 배양온도가 가장 낮은 실험구인 15℃, 염분도는 실험구간의 유의적 차이는 없는 것으로 나타났으며, pH는 성장 조건과 동일하게 pH7로 나타났다. 실험을 통해 다른 여러 조건에 비해 배양온도에 따라 성장과 DHA함량에 영향을 많이 미치는 것으로 나타났다. 배양배지의 경우 가장 적당한 탄소원은 glucose였으며, 질소원은 yeast extract로 나타났지만 대부분의 질소원에서 S. mangrovei MM103의 성장은 좋은 것으로 나타났다. 둘째, S. mangrovei MM103를 이용하여 700 L 교반조 발효기를 이용하여 교반속도에 따른 실험과 5 ton 교반조 발효기로의 scale-up 하고자 하였다. 교반속도에 따른 실험에서 균체량은 100 rpm 에서 10.74 g/L와 150 rpm에서 10.19 g/L로 두 실험구간에 차이는 없었으며, DHA 경우 45.31~ 43.78% 나타났다. 그러나 교반속도에 따른 DHA 생산량은 100 rpm일 때 2.01 g/L로 가장 많은 것으로 조사되었다. 그리고 S. mangrovei MM103의 최적 성장조건과 700 L 발효조를 이용한 교반 속도에 따른 실험결과를 바탕으로 5 ton 교반조 발효기로 scale-up하였다. 이 때 당소모량을 모니터링 함과 동시에 추가 영양배지를 공급함으로서 지속적인 성장을 가지도록 해주었다. 5 ton 교반조 발효기를 이용한 pilot 규모에서의 배양결과는 3 일째 생산된 균체량은 23.22 g/L, 4일 째는 31.85 g/L로 나타났다. 이는 실험실 수준에서 보다 2~ 3배 높은 균체량이다. DHA의 경우 실험실에서는 45.31~ 46.78%였지만, 발효조에서는 43.61~ 44.24%로 약간 낮게 나타났다. 이번 실험을 통해 DHA생산은 3일 째 4.37 g/L, 4일 째 5.73 g/L까지 생산하였다. 셋째, S. magrovei MM103을 이용한 DHA 발효대두박을 개발하고자 하였다 S. magrovei MM103을 이용하여 발효된 대두박은 기존의 대두박에 비해 특징적으로 많이 함유하고 있는 18:2n-6 지방산이 55.30%였고, DHA가 전혀 없었지만, 발효과정을 통해 18:2n-6는 28.67%로 감소하였고, DHA가 15.54%까지 높아지는 것으로 나타났다. 대두박을 S. mangrovi MM103로 발효하여 제조한 DHA 발효대두박을 시판 농협사료와 3%, 5%, 10% 혼합하여 육계용과 산란계용 실험 사료를 조제하여 3주간 급이하였다. 그 결과 DHA발효 대두박 농도와 관계없이 육계 가슴육과 다리육 및 계란에서 DHA 농도가 시판 사료 급여에 비하여 높게 나타났다. 발효대두박 10% 혼합 사료를 급여한 육계의 DHA는 가슴살, 다리살 및 계란에서 각각 2.21%, 2.02% 및 1.88%로 증가하였다. 또한 6주간 실험 사육했을 때 가슴육, 다리육 및 계란의 DHA 함량은 각각 5.10%, 2.48% 및 3.42%로 사육기간의 경과에 따라 증가하였다. 이번 실험을 통해 발효대두박을 이용한 DHA 함유 계육 및 계란 생산에 이용 가능성이 입증되었다. While the volume of fish caught from the sea is showing a declining trend in recent vears and being the major source of omega-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) will eventually be limited, the demand for PUFAs is rapidly increasing. Thus, there is an urgent need to look for a new resource that can replace fish as the main source of docosahexaenoic acid (DHA). Considering the mentioned scenario, this research carried out experiments on these three points in order to seek for an alternative source of DHA. First, this research attempted to identify marine organisms producing high amounts of DHA as a potential source to supply the raw material and then, proceeded to determine their optimum cultivation conditions. The results of this research yielded five final strains with DHA levels of more than 30% and showed fast growth rates, which were separated from other strains presumed to belong to the thraustochytrid family. After 18S rDNA sequencing of the five strains, Schizochytrium mangrovei MM103 (KCTC 11117BP) was selected as an alternative source of supply for the DHA. After which, the research attempted to find the optimum growth and DHA content conditions for this S. mangrovei MM103. Optimum growth occurs of S. mangrovei MM103 when the temperature is 28℃, chlorine level is 20 psu and pH at level 7. However, the DHA content condition occurs at a 15℃, which is the lowest experimental groups. For the chlorine content, there is no difference among the experimental groups. Also, the optimum pH is at 7, the same with the amount of growth rate. The experiment showed that the growth and DHA contents of the strains were more affected by temperature as compared top the other conditions. In the case of the culture media, glucose was used as a carbon source and yeast extract as nitrogen source. In addition, the growth of S. mangrovei MM103 was better then most of the nitrogen sources. Second, this research carried out an experiment according to stirring speed using S. mangrovei MM103 and 700 L stirred fermenter tank, and then attempted to scale-up the 700 L stirred fermenter tank to a 5 ton tank. In the experiment, according to the stirring speed, the biomass production amount was 21.48 g/L at 100 rpm and 20.38 g/L at 150 rpm, which showed that there was no difference between the experimental groups. The percentage of DHA was 45.31~ 43.78%. However, the largest production amount of DHA according to stirring speed was 2.01 g/L at 100 rpm. In addition, based on the experimental results according to stirring speed using the optimum growth condition of S. mangrovei MM103 and the 700 L stirred fermenter tank, the 700 L stirred fermenter tank was scaled-up to a 5 ton fermenter tank. At this point, consumption amounts were monitored and at the same time additional nutrition media were supplied for S. mangrovei MM103 for continual growth. As a result, the amount of biomass produced on the 3rd day in the 5 ton pilot was 46.44 g/L, and the amounts on the 4th day was 63.70 g/L. These amounts were 2~ 3 times higher than those in the lab. The percentages of DHA in the lab were 45.31~ 46.78%, but the percentage of DHA in the pilot size were lower at 43.61~ 44.24%.The amount of DHA produced could be 4.37 g/L on the third day and 5.73 g/L on the fourth day. Third, this research attempted to develop DHA fermented soybean meal using S. magrovei MM103. An existing soybean meal has 18:2n-6 fatty acid, which at 55.30% is an ingredient that is particularly and largely contained in soybean meal, and no DHA. However, through a fermentation process using S. magrovei MM103, the percentage of 18:2n-6 was reduced to 28.67%, and the percentage of DHA was increased to 15.54%. The objective of this study was to evaluate the DHA level of chicken meat and eggs which were fed with fermented soybean meal (FSM) by marine microalgae (Schizochytrium mangrovei MM103). The diets were composed with different amounts of fermented soybean meal level at 3% FSM, 5% FSM and 10% FSM in broiler diet. The DHA content of the carcass was increased when feeding level of fermented soybean meal increased. The DHA content of breast was higher in 10%(2.21%) than 5%(1.65%) and 3%(1.18%). The DHA content of legs was higher in 10%(2.02%) than 5%(1.22%) and 3%(0.73%). The DHA content of eggs was higher in 10%(1.88%) than 5%(1.37%) and 3%(0.81%). The level of long chain omega-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) such as DHA in the fermented soybean meal diet was significantly higher than those of the other treated groups(p<0.05). The results demonstrated that fermented soybean meal by marine microalgae (Schizochytrium mangrovei MM103) could be used the production of DHA-rich chicken meat and eggs.

과학잠수관찰법과 환경DNA 메타바코딩을 이용한 통영 노대도 연안의 어류다양성 연구

이강민 慶尙大學校 2020 국내석사

이번 연구에서는 어류 종조성 연구를 위해 한국 통영연안에 위치한 노대도에서 과학잠수관찰과 eDNA 메타바코딩 두 방법을 2018년 6월부터 2019년 5월까지 매달 수행했다. 잠수관찰결과 총 70종, 약 16,036개체의 어류가 관찰되었고 농어목(Perciformes)이 전체 종수 중 46종으로 가장 많이 차지하였으며 자리돔이 우점종이었다. 종수 및 개체수는 2018년 9월에 39종으로 가장 많았고 2019년 5월에 약 2,407개체로 가장 많았으며 2019년 1월의 경우 6종, 약 56개체로 가장 적었다. 지금까지 한국 남해안 어류상 연구에서 관찰되지 않은 청황베도라치, 인디안촉수 등의 아열대성 및 열대성어류가 이번 연구에서 처음으로 관찰되었다. eDNA 메타바코딩 결과 총 712,870 리드수를 확인하였고 OTU는 66개로 분류되었다. 이를 출현 어종으로 분류하면 총 13목 37과 56종이 검출되었다. 그 중 청어과 어류가 5종으로 가장 많은 종이 검출되었다. 잠수관찰은 개체수가 적거나 분석학적으로 문제가 있어 eDNA에 검출되지 않는 종을 관찰하는데 적합했고 eDNA 메타바코딩은 활동성이 크고 미소서식지를 이용하는 어류를 검출하는데 적합하여 두 방법은 서로 상호보완적 관계를 가지는 것으로 보인다. To detect fish species, monthly underwater visual census and environmental DNA metabarcoding were conducted from June 2018 to May 2019 at Nodaedo Island in Tongyeong, A total of about 16,036 inividuals belong to 70 species were observed by UVC. Perviforme fish were the most dominant (46 species). Also several subtropical or tropical species were firstly odserved in Tonyeong. The most species were oderved in October 2018 (39 species) and the smallest specie were observed in January 2019. A number of OTU and reads detected by eDNA metabarcoding were 66 OTU and 712,870 reads. Clupeidea family was the most dominant. Compared with the previous studies using conventional tools (UVC) and eDNA metabarcoding method, eDNA metabarcoding was efficient more than conventional tool. eDNA detection was suitable for active fish and microhabitat fish, UVC was suitable for undetected species by eDNA because of low individuals and analytical problems. As a result UVC and eDNA tools were methodically each other complementary.

Multi-decadal changes in fish assemblages and sustainable fisheries management in the Korea Strait

이경환 제주대학교 대학원 2021 국내박사

This study showed 1) the multi-decadal changes in fish assemblages in relation to oceanic environment change in the Korea Strait, and 2) biological reference points and current fishing level for sustainable fisheries of Pacific anchovy and chub mackerel representing the dominant species in the Korea Strait. Chapter 1, I evaluated spatio-temporal changes of the fish-assemblage structure in the Korea Strait (KS, 126°-129°5'E, 33°5'-35°N) and its relationship with oceanic conditions from 1986 to 2010. Hydrographic data include depth-specific water temperature, salinity and inflow indices of the Tsushima Warm Current (TWC) and Korea Strait Bottom Cold Water (KSBCW). Spatio-temporal changes of the fish-assemblage structure and relationship with oceanic conditions evaluated by Correspondence analysis (CA) and canonical correspondence analysis (CCA). Anchovy was the most dominant species in the KS from 1986 to 2010. Shift in the fish assemblage was detected between 1990 and 1991. Sardine and filefish dominated from 1986 to the early-1990s, and chub mackerel and squid dominated from the early-1990s to 2010. Annual changes in fish assemblages were significantly correlated surface water temperature at 0-20 m depths. Regime shift in surface water temperature was detected shift in 1987. Among the significant oceanic conditions, water temperature delayed by 1 year showed the most significant correlation with change in fish assemblage structure. I conclude that 1) fish assemblage structure dramatically shift in the 1990-1991, 2) the KS is an intermediate area between the waters off Ieodo and the East Sea with respect to the timing of shift in fish assemblage structure, 3) the shift of fish assemblage structure in the KS was highly influenced by climate shift of surface water temperature in the late-1980s. Chapter 2, I developed and applied a simulation-based yield-per-recruit analysis that considered temperature-dependent growth and size-dependent mortality from egg to adult stages of anchovy. I projected changes in fisheries yield and egg production of anchovy with respect to varying biological reference points of 1) the instantaneous fishing mortality (F), 2) the minimum fork length of anchovy allowed to catch for protecting smaller anchovy (Lc,min), and 3) the maximum fork length allowed to catch for protecting bigger anchovy (Lc,max). Simulation showed that the anchovy yield will be maximized at ca. 1.4×106 tons when Lc,min ranges between 42-60 mm or at ca. 0.8×106 tons when Lc,max ranges from 88-160 mm. At Lc,min=30 mm, the present minimum length of catch, simulation indicated that the anchovy yield can reach a maximum of 1.3×106 tons in the long-term when F0.1=0.028 day-1. I expect that this yield-per-recruit model can be applied to other commercially-important small pelagic species in which the traditional Beverton-Holt Y/R model is difficult to apply. Chapter 3, to provide the biological reference points for management of chub mackerel stock, I applied a simulation-based yield-per-recruit analysis that considered 1) temperature-dependent growth in early life stage, 2) size-dependent mortality. I estimated fisheries yield with respect to varying biological reference points and environmental conditions such as 1) the instantaneous fishing mortality (F), 2) the length at first capture (Lc), and 3) spawning water temperature. The result of simulation showed that the yield-perrecruit (Y/R) could be greater when the Lc ranges from 19-27 cm and F ranges from 1.48-2 yr-1. Y/R with respect to varying spawning water temperature from 15 to 23℃ showed an increasing trend with increasing temperature. I suggest targeting an Lc of 17 cm (age=0.6 years) at F=0.48 yr-1, which is the current fishing mortality, for maximizing the chub mackerel harvest. 우리나라 연근해어업 생산량은 1970년 72만 톤에서 점차 증가하여 1986 년 173만 톤으로 최대 생산량을 나타냈으며, 이후 최근까지 감소하여 90-100만 톤을 유지하고 있다. 과거 연구를 통해 수산자원 변동과 감소는 크게 기후변화에 따른 해양환경 변화와 남획에 영향을 받는 것으로 평가되었다. 해양환경 변화가 수산어종 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해 해양환경 장기 변동을 어종별 분포 및 어획량 변동과 연결하여 평가하는 연구가 지속적으 로 시도되고 있다. 우리나라 주변 해역을 대상으로 해양환경 변동이 수산어종에 미치는 영향을 평가한 연구에 따르면 1980년대 후반 해양환경 체제변환이 1990 년 초에 나타난 쥐치류와 정어리 자원의 급격한 감소와 관련이 있는 것으로 나 타났으며, 멸치-정어리의 주요 어종 교체 현상 또한 해양환경 변동과 연관되어 있는 것으로 나타났다. 일부 어종에 대해 가입당 생산량 분석과 같은 어획수준을 평가한 연구는 진행 되었지만, 어획과 어종별 자원량 변동의 관계를 뚜렷하게 평 가하지 못해 남획이 우리나라 주요 수산어종의 자원량 감소의 원인으로 평가하 기에는 부족하다. 따라서, 이 학위논문의 연구 목적은 1) 우리나라 주변 해역 중 대한해협을 대상으로 어류 군집 장기 변동과 해양환경 변동의 관계를 평가하고, 2) 대한해협 주요 수산어류 구분되는 멸치와 고등어를 대상으로 어류 자원의 지속적인 이용 을 위한 생물학적 기준점을 제시하기 위해 가입당 생산분석을 적용하여 어획조 건에 따른 가입당 생산량과 현행 어업수준을 평가하는 것이다. 대한해협 1986-2010년 우점종 변동과 해양환경 변동의 관계를 평가하기 위해 대응분석을 이용하여 연도별, 월별 우점종 변동과 어획지점에 따른 해구번 호별 어종 분포를 평가하고 정준대응분석을 이용하여 해양환경 변동이 연도별 우점종 변동에 미치는 영향을 평가하였다. 평가결과 대응분석을 통한 대한해협 어류군집은 1990-1991년 사이에 1번의 유의한 우점종 변동을 나타냈다. 1990s 초에 나타난 어류군집 우점종 변환을 기준으로 1986-1990년은 멸치, 쥐치, 정 어리가 우점하는 것으로 나타났으며, 1991-2010년은 멸치, 고등어, 오징어가 우 점하는 것으로 나타났다. 해구별 어종 분포 평가 결과 멸치는 남해동쪽 연안에 우점하는 것으로 나타나며, 고등어, 오징어, 갈치는 제주도 북쪽 해역에서 남해 동쪽으로 연결되는 가장 넓은 해역에 분포하는 것으로 나타났다. 정준대응분석을 통해 연도별 어류군집 변동은 표층수온 (0-20 m) 변동에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 멸치 연간어획량은 1992년 11만 톤 이후 2015년까지 19만 톤 이상의 어 획량을 나타냈으나 2016년 11만 톤으로 감소하였다. 멸치의 가입당생산량을 평 가하기 위해 수온 의존적인 성장과 체장 변화에 따른 자연사망률을 반영하여 알 -성어 단계까지 평가하였다. 멸치는 1) 짧은 생애주기와 2) 빠른 성숙 연령, 3) 연중 산란하는 생물학적 특성 때문에 일반적으로 사용하는 Beverton and Holt (1957)의 방법을 적용 하기에 문제점이 있다. 따라서, 멸치 생물학적 특성과 Beverton and Holt (1957)의 방법을 고려한 모의실험을 통해 1) 순간어획사망계 수(F)와 2) 어획개시체장(Lc) 변동에 따른 가입당생산량을 평가하였다. 또한, 현 행 어업 규정으로 적용하고 있는 1) 미성어를 우선 보호하며 어획하는 최소어획 체장(Lc,min=Lc 이상의 개체를 어획 하는 경우)과 2) 성어를 우선 보호하며 어획 하는 최대어획체장(Lc,max=Lc 이하의 개체를 어획 하는 경우) 조건에 따른 가입당 생산량을 평가하고 비교하였다. 평가결과 Lc,min가 42-60 mm 일 때 최대 가입당 생산량은 1.4×106 톤으로 나타냈으며, Lc,max가 88-160 mm 일 때 최대 가입당 생산량은 0.8×106 톤으로 나타났다. 현행 Lc,min 규제 기준으로 보고된 30 mm일 때 최대 가입당생산량은 13.1×106 톤(F=0.028 yr-1)으로 1990-2016년 멸치 평 균 어획량 2.2×106 톤(F=0.001 yr-1)과 비교하면 최대 생산량에 도달하기 위해 현재보다 약 28배의 추가적인 노력량이 필요한 것으로 평가된다. 어획조건에 따 른 최대생산량 차이는 미성어를 보호하며 어획할 경우 성어를 우선으로 보호하 며 어획하는 것 보다 약 1.9배 가입당 생산량이 높은 것으로 나타났다. 따라서, 미성어를 우선으로 보호하는 어획하는 최소어획체장 적용이 성어를 우선 보호하 며 어획하는 최대어획체장 적용 보다 장기적으로 멸치 어획고를 증대시키는데 유리한 규제 방법으로 평가되며, 지금보다 어획노력량을 늘려도 멸치 자원의 감 소 없이 더 많은 생산량을 얻을 수 있을 것으로 평가된다. 고등어는 1999년부터 연간 어획할 수 있는 어획량을 설정하여 자원을 관 리하는 총 허용어획량(total allowable catch, TAC) 대상 어종이다. 1970년대 부터 1995년까지 연간 약 10-20만 톤의 어획량을 나타냈으며, 1996년에 약 42 만톤까지 증가하였으나 2000년 약 15만톤 수준으로 감소하여 연도별 어획량 변 동이 크게 나타났다. 고등어 자원의 적정 어획을 위한 생물학적 기준점(F0.1과 Fmax)과 현행 어획수준을 평가하기 위해 1) 수온을 반영한 초기 성장과 2) 체장 변화에 따른 자연사망률을 고려하여 Beverton and Holt (1957)의 가입당 생산량 분석 방법을 기반으로 한 1) 순간어획사망계수(F)와 2) 어획개시체장(Lc) 변동에 따른 가입당 생산량을 평가하였다. 평가결과 Lc=19-27 cm, F=1.48-2 yr-1일 때, 약 1,830-1,925 g으로 최대생산량을 나타냈으며, Lc변동에 따른 F0.1지점의 생산 량은 Lc=25 cm, F=1.27 yr-1일 때 1,730 g으로 가장 높은 생산량을 나타냈다. 산란 수온 범위로 알려진 15-23℃ 범위에서 수온이 높을수록 가입당생산량이 증가하는 것으로 나타났다. 현행 어업 수준인 F=0.48 yr-1에서 고등어 가입당 생 산량은 Lc=17 cm 일 때 가장 높은 생산량을 얻을 수 있을 것으로 나타났으며, 이 때의 연령은 0.6세로 평가되었다. 현행 고등어 어업 수준을 평가하기 위해 Lc=25 cm일 때 F=0.48 yr-1 과 1.27 yr-1 (F0.1) 지점의 생산량을 비교하면 F=0.48 yr-1일 때 생산량(1,136 g)이 F=1.27 yr-1일 때 생산량 보다 낮기 때문에 지금보다 어획노력량을 늘려도 고등어 자원의 감소 없이 더 많은 생산량을 얻을 수 있을 것으로 평가된다. 대한해협 어류군집 장기변동 평가결과 해양환경 요인 중 표층 수온 변동 이 주요 어종 변동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 멸치와 고등어 가입당 생산분석을 통해 현행 어업 수준에서 어획노력량을 늘려도 자원 감소 없 이 더 많은 생산량을 얻을 수 있을 것으로 나타났다. 따라서, 현행 어업 수준에 서 나타나는 수산자원 변동 및 감소는 어획보다 해양환경 변동에 더 큰 영향을 받는 것으로 예상된다.

Ecological and physiological responses of macroalgae to climate and environmental changes: From population to community levels

최선경 제주대학교 대학원 2021 국내박사

제주 연안에서 분리한 해양유래 방선균 Streptomyces carpaticus MK-01의 형태학적·생화학적 동정 및 어류질병균주에 대한 항균활성탐색

김민선 제주대학교 대학원 2015 국내석사

In this study, actinomycetes were isolated from seawater collected from Daejeong-coast of Jeju Island, to evaluate its antibacterial activity against fish pathogens. About 24 actinomycetes strains were isolated and identified using physiological, biochemical and molecular tools. Light microscopic observation of MK-01 strains hows gray spores bearing darkbrown mycelia colony which produce purple pigment. MK-01strain was found to have extensive antibacterial activity against S. iniae, S. parauberis, V.anguillarum, E. tarda. The optimum culture condition such as temperature, pH and NaCl(%) concentration required pH 6~7, 30℃ and 2% respectively. The results of biochemical and physiochemical studies revealed that the best carbon source, organic nitrogen source and mineral source for cell growth and antibacterial activity are dextrose, tryptone, and MgSO4·7H2O respectively. Ethyl acetate and Methanol treated fractions of MK-01 culture supernatant were used for the antibacterial assay. Minimum inhibitory concentration (MIC) of Methanol and Ethyl acetated fractions were about 31.25 ㎍/㎖ 32.5 ㎍/㎖, 1000 ㎍/㎖ in the S. iniae, S. parauberis and V. anguillarum respectively while the minimum bacterial concentration (MBC) were found to be 250 ㎍/㎖, 500 ㎍/㎖, 1000 ㎍/㎖ for S. iniae, S. parauberis and V. anguillarum Phylogenetic analysis based on 16S rDNA sequences of the strain MK-01 shows the high similarity to Streptomyces carpaticus (97.63%). DPPH radical scavenging activity of different methnol fraction of MK-01 culture showed 31.25㎍/㎖ for 13%, 62.5㎍/㎖ for 15%,, 125㎍/㎖ for 19%, 250㎍/㎖ for 22%, 500㎍/㎖ for 23% and 1000㎍/㎖ for 29% and Ethyl acetate fraction showed 31.25㎍/㎖ for 9%, 62.5㎍/㎖ for 11%,, 125㎍/㎖ for 19%, 250㎍/㎖ for 20%, 500㎍/㎖ for 21.12% and 1000㎍/㎖ for 26% Hydroxyl radical scavenging activity for methnol fraction showed 31.25㎍/㎖ for 13%, 62.5㎍/㎖ for 16.68%,, 125㎍/㎖ for 23.87%, 250㎍/㎖ for 38.2%, 500㎍/㎖ for 42.9% and 1000㎍/㎖ for 58.8% and for Ethyl acetate fraction showed 31.25㎍/㎖ for 9.32%, 62.5㎍/㎖ for 14.68%,, 125㎍/㎖ for 20.78%, 250㎍/㎖ for 29.2%, 500㎍/㎖ for 39.8% and 1000㎍/㎖ for 49.9% Dietary effect of MK-01 supernatant on non-specific immune response such as Lysozyme activity and Phagocytic activity of Olive flounder was assessed with 3% of supernatant mixed flounder feed.

한국 남해에 출현하는 반딧불게르치(Acropoma japonicum)의 식성

조준형 경상국립대학교 대학원 2022 국내석사

이번 연구에 사용된 반딧불게르치는 2020년 4월, 5월, 6월, 10월과 2021년2월에 남해에 위치한 99-3, 99-6, 99-7, 105-7, 214-8, 222-9, 223-4, 224-5, 231-3, 224-6, 224-7, 253-5, 464-5, 493-5해구에서 국립수산과학원 수산과학조사선의 저층트롤을 이용하여 채집되었다. 이번 연구에서 사용된 반딧불게르치는 총 849개체였으며, 전장범위는 2.6-13.0 cm로 나타났다. 반딧불게르치의 위내용물 분석 결과, 가장 중요한 먹이생물은 난바다곤쟁이류(Euphausiacea) 중에서도 태평양난바다곤쟁이(Euphausia pacifica)로 나타났다. 그 다음으로 중요한 먹이생물은 새우류(Macrura)와 요각류(Copepoda)였다. 그 외에 어류(Pisces), 단각류(Amphipoda), 구각류(Stomatopoda) 등이 출현하였지만 그 양은 많지 않았다. 성장에 따른 먹이생물 조성 변화를 관찰한 결과, 성장하면서 새우류의 섭식율은 증가하였으며, 요각류의 섭식율은 감소하고, 난바다곤쟁이류는 6.0-9.0 cm에서 59.1%의 상대중요도지비를 차지하여 6.0-9.0 cm에서 가장 중요한 먹이생물이었다. 또한 먹이생물이 6.0-9.0 cm와 ≥9.0 cm 의 크기군의 먹이생물 중복도는 유의하게 중복되는 것으로 나타났지만 그 외의 크기군에서는 먹이생물이 중복되지 않았다. 전장별 입의 크기를 분석한 결과, 전장이 증가함에 따라 입의 크기가 증가하는 양상을 보였으며, 먹이생물의 크기 또한 성장함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 또한 개체당 평균 먹이생물의 중량은 증가하였다. 계절에 따른 먹이생물 조성 변화에 대해 분석한 결과 춘계과 하계에는 새우류가 우점하였으나, 추계과 하계에는 난바다곤쟁이류가 우점하였다. 반딧불게르치의 섭식전략을 파악한 결과, 반딧불게르치는 난바다곤쟁이류와 새우류가 중요한 먹이생물로 나타나 좁은 섭식폭을 보이는 섭식특화종으로 나타났다. The feeding habits of Acropoma japonicum was studied using 849 specimens collected in the coastal waters of South Sea, Korea. The size of the specimens ranged from 2.3-13.0 cm in total length (TL). A. japonicum fed mainly on Euphausiacea that constituted 51.9% in %IRI. Macrura was the second important prey component. A. japonicum showed ontogenetic changes in feeding habits. <0.6 cm fed mainly on Copepoda. The proportion of Copepoda decreased as body size increased, whereas the consumption of Macrura gradually increased. 6.0-9.0 cm fed mainly on Euphausiacea. A. japonicum also showed seasonal changes in feeding habits. In Spring and Summer, Macrura was dominant prey item. In Autumn and Winter, Euphausiacea was dominant prey item. The mean wet weight of prey per stomach (mW/ST) significantly increased with their body sizes, whereas the mean number of prey per stomach (mN/ST) was not significantly different. According to the analysis of the prey-specific abundance, A. japonicum is specialist-predator in this study.

부산 송도 연안에 서식하는 큰잎모자반(Sargassum coreanum)의 연령과 생장

이정규 경상국립대학교 대학원 2023 국내석사

Sargassum beds are located in an ecologically important position by providing habitats and spawning grounds for marine. However, it has been reported for the first time since 1982 and has been damaged by coastal fishing grounds by barren ground until now, so it is necessary to actively create marine afforestation. This research was conducted on Sargassum coreanum living on the coast of Busan, and the purpose of providing basic ecological data when creating a marine afforestation. After collecting through SCUBA diving, the total plant length, Length of the primary branch and biomass were measured. The average annual water temperature is 17.6±1.0℃ and shows a range of 11.5-26.4℃. The average annual total plant length is 87.1±16.7 cm and shows a range of 45.3-144.1±24 cm. The average annual length of the primary branch is 71.7±7.8 cm and shows a range of 30.2-131.5 cm. The average annual biomass is 3,740.2±1,986.0 g.w.wt and shows a range of 1,404.2-9,546.1 g.w.wt. The maximum age was 6 years, and the average age during the survey period was 2.9 years. The average age was low in February, the minimum value was 2.45 years, and the highest was in June, and the maximum value was 3.2 years. The average total plant length by age shows a range of 71.8±39.7-109.9±2.7 cm. The average length of a primary branch by age shows a range of 60.1±41.2-96.5±3.5 cm. The average biomass by age shows a range of 79±49.5-380.2±295.3 g.w.wt. The growth ring is formed once a year during the maturity period. The average age collected in June is the highest at 3.2 years, which is considered to be higher in June because the age was formed in June, the maturity period. The primary environmental factor affecting the growth and maturity of S. coreanum is judged to be the main factor, but it is also judged to be influenced by the habitat environment and habitat distribution. In the future, it seems necessary to create a marine afforestation in consideration of these characteristics, and the ecological basic data of algae including S. coreanum is insufficient in Korea, and further research is needed. 모자반속 군락은 해양생물에게 서식지와 산란장을 제공함으로써 생태학적으로 중요한 위치에 자리 잡고 있다. 그러나 1982년 이후 처음 보고되어 현재까지 갯녹음에 의해 연안어장이 피해를 보고 있어 갯녹음 현상에 대해 적극적인 해조장 조성사업이 이루어져야한다. 조하대에 생육하는 큰잎모자반을 대상으로 연구 조사를 하여 추후 바다숲 조성시 생태학적 기초자료 제공 목적으로 연구를 수행하였다. SCUBA diving을 통해 채집 후 엽체의 전장 및 1차 가지의 길이, 생체량, 연령을 측정하였다. 연평균 수온은 17.6±1.0℃이며, 1월에 11.5±0.5℃로 최저값을, 8월에 26.4±1.4℃로 최대값을 나타내었다. 연평균 염분은 32.3±0.6 psu이며, 8월에 29.9±1.1 psu로 최저값을, 1, 2월에 34±0.1 psu로 최대값을 나타내었다. 연평균 전장은 87.1±16.7 cm이며, 2021년 12월에 45.3±11.0 cm로 최소값을, 8월에 144.1±24 cm로 최대값으로 나타내었다. 연평균 1차 가지의 길이는 71.7±7.8 cm이며, 2020년 12월에 30.2±6.5 cm로 최소값을, 8월에 131.5±23.6 cm로 최대값을 나타내었다. 생체량은 총 생체량으로 측정하였으며, 연평균의 3,740.2±1,986.0 g.w.wt이며, 10월에 1,404.2±448.0 g.w.wt으로 최소값을 나타내었고, 4월에 9,546.1±4,826.0 g.w.wt으로 최대값을 나타내었다. 큰잎모자반의 수명은 1-6년생으로 나타났으며, 평균연령은 2.9년생으로 나타났다. 평균연령이 낮은 시기는 2월로 2.45년생으로 최소값을, 높은 시기는 6월로 3.2년생으로 최대값으로 나타났다. 연령별 개체수의 출현 비율로는 2, 3년생들이 가장 많이 출현하였으며, 2년생은 2월, 2021년 12월에 50%, 3년생은 6월에 50%의 높은 출현 빈도를 보였다. 연령에 따른 평균 전장은 1년생은 71.8±39.7 cm로 최소값을, 6년생은 109.9±2.7 cm로 최대값을 나타내었다. 1차 가지의 길이는 평균 60.1±41.2 cm로 최소값을, 6년생은 96.5±3.5 cm로 최대값을 나타내었다. 연령에 따른 생체량은 1년생은 평균 79±49.5 g.w.wt으로 최소값을, 6년생은 380.2±295.3 g.w.wt으로 최대값으로 나타났다. 6월에 채집한 큰잎모자반 평균 연령이 3.2년생으로 최대값을 보이는데 이는 성숙기 기간인 6월에 연륜이 형성되었기 때문에 평균 연령이 높은 것으로 판단된다. 큰잎모자반의 생장 및 성숙에 영향을 미치는 일차적인 환경요인은 수온의 변동이 주된 요인으로 판단되나 서식환경과 서식분포에 따라 모자반류의 생장에도 영향을 미치는 것으로 판단된다. 국내에는 아직 큰잎모자반 뿐 아니라 해조류의 생태학적 기초자료가 미흡한 실정이며, 더 많은 연구 수행이 필요로 한다.

한국 동해 연안해역에 출현하는 청어(Clupea pallasii)의 식성

손승현 경상국립대학교 대학원 2022 국내석사

한국 동해 연안해역에 출현하는 청어의 식성을 분석하였다. 2019년 4월, 6월, 9월, 2020년 2월에 국립수산과학원 탐구 22호의 저층트롤을 이용하여 채집하였다. 조사기간동안 총 333개체의 청어가 채집되었으며, 그 중 45개체가 공복으로 나타나 13.5%로 나타났으며, 11.9-37.7 cm의 전장 범위를 보였다. 본 연구에서 청어의 가장 우점한 먹이생물은 93.0%의 상대중요도지수비를 보인 난바다곤쟁이류로 나타났다. 성장에 따른 먹이생물 변화를 알아본 결과, 모든 크기군에서 난바다곤쟁이류가 가장 우점한 먹이생물로 나타났다. 계절에 따른 먹이생물 변화를 알아본 결과, 모든 계절에서 난바다곤쟁이류가 가장 우점한 먹이생물이였고, 봄, 여름, 가을로 갈수록 난바다곤쟁이류의 섭식비율은 감소하는 반면에, 단각류의 섭식비율은 증가하는 경향을 보였다. 청어의 섭식전략을 파악하기 위해 도해적 방법을 사용한 결과, 난바다곤쟁이류를 주로 섭식하며, 좁은 섭식폭을 가지는 섭식특화종임을 알 수 있다. The Clupea pallasii samples used in this study were collected in the coastal waters of the East Sea, Korea from April, June, September 2019 to Feburary 2020. In total, 333 C. pallasii specimens ranging from 11.9-37.7 cm TL were collected in the coastal waters of the East Sea, Korea. Euphausiids was the most dominant prey item for C. pallasii compossed of 93.0% of IRI. The proportion of euphausiids increased, as body size of C. pallasii increased whereas the consumption of amphipods decreased. Diet overlap index was a significant among all size classes. The mean wet weight of prey per stomach (mW/ST) and the mean number of prey per stomach (mN/ST) significantly increased with their body sizes. Euphausiids was dominant prey items in all seasons. From spring to autumn, proportion of euphausiids decreased whereas proportion of amphipods increased. Graphical analysis of the diet composition showed that C. pallasii was specialist predator.