진해만의 마비성 패독 발생과 Real-time PCR 기법을 이용한 Alexandrium속의 검출 = Development of Paralytic Shellfish Poisoning Toxification and Detection of the Genus Alexandrium by using Real-time PCR Assay in Jinhae Bay, Korea

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Outbreaks of toxic dinoflagellate Alexandrium have gradually increased in Korean coastal waters and caused severe damage to shellfish culture industry. The survey on mussel toxicity in association with toxic dinoflagellate Alexandirum was conducted when cultured mussels Mytilus edulis were found to accumulate paralytic shellfish toxins from March to May 2007 in Jinhae Bay, Korea. The cell density of Alexandrium spp. increased until mid of April, following decreased and disappeared in end of May. The maximum cell densities of Alexandrium spp. reached 25,800 cells L-1 on 30 May. The mussel toxicity also increased with increase of the cell density of Alexandrium spp. (except 30 March), and decreased gradually in proportion to cell density. The highest PSP toxicity was 4,456.01 μg STXeq. 100 g-1 on 18 April. The predominant toxins detected in mussels were C1+2, GTX1+4, GTX2+3, and trace toxins were dcSTX, neoSTX, STX, GTX5. At the beginning of the survey, the proportion of C1+2 and GTX1+4 in mussels were much higher and lower, respectively. However, the former gradually decrease, while the latter gradually increased thereafter.
In order to rapid detection of the genus Alexandrium in environmental water samples, the real-time PCR assay was adopted. 5.8S-b5' and 5.8S-b3' primers specifically amplified only the genus Alexandrium, while amplification products were undetectable in reaction containing the DNA of other dinoflagellates. The 6-month field survey conducted in Jinhae Bay (April-September), and the DNA of the genus Alexandrium was detected in April, May and August. It was similar period of occurrence toxic Alexandrium sp. in Korean coastal water. Therefore, the real-time PCR assay is available to rapid detection of the genus Alexandirum during coastal water monitoring.

국문 초록 (Abstract)

매년 마비성 패독 발생으로 조개류의 수확이 금지되는 진해만을 대상으로 담치의 마비성 패독 발생과 Alexandium 분리주의 지역개체군 식별, Real-time PCR 기법을 이용한 현장시료해수 내 Alexandirum속의 신속한 검출 방법을 시도해 보았다. Alexandrium속의 출현량은 3월 30일에 정점1과 2에서 각각 25,800 cells L^(-1)와 19,800 cells L^(-1)로 최대였고, 이후 감소한 다음 점차 증가하여 4월 18일에 각각 7,500 cells L^(-1)와 8,050 cells L^(-1)까지 증가한 후 다시 감소하였다. 한편, 담치의 독성은 3월 20일 첫 조사에서 규제치 이하로 검출되었고(4.27 μg STXeq. 100 g^(-1)), 4월 18일 정점1과 2에서 각각 4,456 μg STXeq. 100 g^(-1), 2,868 μg STXeq. 100 g^(-1)으로 최대 독함량을 나타냈고, 두 정점 모두 5월 19일 조사부터 규제치 이하의 독성이 검출되었다. 진해만의 양식산 진주담치의 마비성 패독 독소는 두 정점에서 C1, C2, GTX1, GTX2, GTX3, GTX4, neoSTX, dcSTX, STX가 검출되었다. 또한, 본 조사에서는 마비성패류 독소는 이성질체간 독조성비가 변화하였다. 패류 독화가 진행되는 4월 10일까지 11β-epimer가 높은 비율을 나타냈으나 제독이 진행되는 4월 18일부터 11α-epimer의 비율이 점차 증가하였다. 진해만 3지역과 고성, 삼천포 Alexandrium속 분리주의 마비성 패독 독함량은 3.95 (JSPC0701-5)～144.20 (SJC0611-2) fmol cell^(-1) 이였고, 모든 분리주에서 C1, GTX1, GTX3, GTX4, neoSTX가 검출되었다. JSPC0701-5를 제외한 진해만의 분리주는 주요성분에서 유사한 독조성을 보였고, 이는 진해만 지역의 지역개체군으로 판단된다. Alexandrium속을 검출하기 위해 진해만 현장해수의 PCR 방해인자를 확인한 결과 이 지역의 250 mL 현장해수에는 검출되지 않았다. 또한 Alexandrium속 특이적으로 반응하는 primer을 이용하여 2007년 4～9월까지 진해만의 10개 정점에서 현장해수시료를 대상으로 Real-time PCR을 수행한 결과 Alexandrium속은 4월, 5월, 8월에 검출되었다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 4
• 1. 조사지역 = 4
• 2. 진해만의 마비성 패독 발생 조사 = 6
• 2.1. Alexandrium속의 확보 및 담치 채집 = 6
• 2.2. HPLC를 이용한 마비성 패독 분석 = 7
• 3. Real-time PCR 기법을 이용한 진해만의 Alexandrium속 검출 = 11
• 3.1. DNA 추출 = 11
• 3.2. Alexandrium속 특이적인 Real-time PCR = 12
• 3.3. PCR inhibitor = 13
• 3.4. Real-time PCR 기법을 이용한 진해만의 Alexandrium속 검출 = 13
• Ⅲ. 결과 = 14
• 1. 진해만의 마비성 패독 발생 조사 = 14
• 1.1. Alexandrium속의 출현량과 담치의 독화 = 14
• 1.2. Alexandrium속 분리주의 마비성 패독 독성 = 24
• 2. Real-time PCR 기법을 이용한 진해만의 Alexandrium속 검출 = 27
• 2.1. Alexandrium속 특이적인 Real-time PCR = 27
• 2.2. PCR inhibitor = 28
• 2.3. Real-time PCR 기법을 이용한 진해만의 Alexandirum속 검출 = 28
• Ⅳ. 고찰 = 33
• 1. 진해만의 마비성 패독 발생 조사 = 33
• 2. Real-time PCR 기법을 이용한 진해만의 Alexandrium속 검출 = 37
• Ⅴ. 요약 = 39
• Ⅵ. 감사의 글 = 41
• Ⅶ. 참고문헌 = 42