양식산 시베리아 철갑상어(Acipenser baerii)와 러시아 철갑상어(A. gueldenstaedtii)의 인공 종묘 및 캐비아 생산 :

박철홍

학위논문

저자정보: 박철홍 (부경대학교, 부경대학교 대학원)

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90년대 후반과 2000년 초 한국에 도입된 철갑상어 중 새로운 수산 양식자원으로 부상한 두 종의 철갑상어(시베리아 철갑상어 Acipenser baerii 와 러시아 철갑상어 Acipenser gueldenstaedtii)의 초기 발생 과 성 성숙 특성 및 캐비아 생산에 관한 연구를 수행하였다. 본 실험은 함양에 위치한 Dinoville Aquafarm Inc.의 14년생 시베리아 철갑상어와 15년생 러시아 철갑상어의 개체군으로 수행되었으며 친어 선발을 위한 배우체 평가는 복부 미세 절개 기법을 사용하여 그 특성 (예 : 크기, 외형, 색 및 성숙도 등)을 평가하였다.
LHRH-a 종묘 유도 호르몬의 근육 주사를 통하여 배란 및 방정을 유도하였으며 인공 수정은 철갑상어 종묘를 위해 일부 수정된 습식법에 의해 이루어졌다. 이후 발생 구간별로 수정, 발생 부화 및 초기 발달과 같은 초기 배아 단계 특성을 조사하였다. 각 종의 특성에 맞는 부화기를 통해 배양 및 발생조건을 최적화 하였다. 부화 후, 두 종간 생존율, 성장율, 섭식 행태, 유영 능력, 유영 양상 및 광 특이성등을 포함한 초기 개체 발생 양상을 비교 관찰하였다.
두 종의 인공 종묘 생산 시 산란 시기의 생존율에 큰 영향을 주는 점액질을 수정란으로부터 제거하는 것은 러시아 철갑상어의 경우 강한 점착성으로 인해 시베리아 철갑상어의 수정란에 비해 상당한 시간이 소요되었다. 러시아 철갑상어의 경우 시베리아 철갑상어에 비해 난황자어의 초기 유영 능력과 생존율이 떨어져 대규모의 종묘 생산을 시도할 경우 기술적 방법의 개선이 요구되는 특정 발생 및 양육 기간이 있음이 확인되었다.
캐비아 생산에 있어 주요한 요인인 gonadosomatic index (GSI)의 비교 평가를 통해 시베리아 철갑상어와 러시아 철갑상어의 캐비아 생산 특성을 조사하였다. 동일한 양식 조건하(디노빌영어조합법인)에서 난소의 성숙과 GSI에 영향을 주는 기타 변수 (계절, 어류의 나이 및 체중)간의 상호 인과 관계를 6 년(시베리아 철갑상어) 및 4 년(러시아 철갑상어)에 걸쳐 관찰 분석하였다. 두 종 사이의 GSI에는 유의한 차이가 없음을 확인하였다. 그러나 러시아 철갑상어의 절대 캐비아 생산량은 각 개체에 대한 시베리아 철갑상어 생산량의 2배 이상이었다. 두 종의 GSI 수치는 계절과 매우 밀접한 관련이 있었는데, GSI의 계절적 변화는 종 특이적이었다. 전체적으로 두 종에서 모두 개체의 연령이 체중보다 GSI와 캐비아 수확량에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 생식소 조직으로부터 회수되는 실질적 캐비아 생산량은 러시아 철갑상어가 시베리아 철갑상어보다 높은 회수율(약 4 %)을 유지하는 것으로 확인되었다. 러시아 철갑상어의 캐비아 가격이 국내외 캐비아 시장에서 시베리아 철갑상어 캐비아의 가격보다 약 30 % 정도 높다는 점을 감안할 때 캐비아 생산의 경제적 효율에 있어 그 격차는 더욱 유의미한 것이라 보여진다. 생산된 4가지 종류의 캐비아(시베리아 철갑상어 캐비아 2종, 러시아 철갑상어 캐비아 2종)를 전문가 집단에게 외형, 풍미 및 종합 선호도등을 물어 평가하는 설문조사를 실시하였다. 이를 통해 얻은 정보는 캐비아 양식에 대한 한국 시장 접근에 유용한 기초 자료가 될 수 있으리라 보여진다.
본 연구의 자료는 두 종의 국내 대표 양식 철갑상어 종에 대한 보다 폭넓은 생물학적 이해와 산업화를 위한 기초 정보를 제공할 뿐만 아니라 국내외 높은 시장 경쟁력을 가진 캐비아의 선택적 생산 및 효율성을 향상시키는 유용한 지침을 제공 할 수 있다는 점에서 그 의의가 있다고 하겠다.

Among the sturgeon introduced in Korea in the late 90s and early 2000, two types of sturgeon, which are emerging as new fish farming resources in present, Siberian sturgeon Acipenser baerii and Russian sturgeon Acipenser gueldenstaedtii were studied to compare their biological characteristics with particular interests in development, growth and maturation and caviar production. The experiment were carried out with the brood stocks of 14-year-old Siberian sturgeons and 15-year-old Russian sturgeons in Dinoville Aquafarm Inc. located in Hamyang, Korea. Gamete characteristics (e.g., size, external shape, color, and maturation degree etc.) were evaluated based on abdominal micro-incision technique. Eggs and semen were collected from both sturgeon species for artificial propagations. Conditions for induced hormonal breeding (i.e., ovulation and spermiation) were established for both species by using the intramuscular injection of luteinizing hormone-releasing hormone analogue (LHRH-a). Artificial fertilization was carried out by modified wet method, and early embryonic characters such as fertilization, development and hatching events were scrutinized. Custom-designed incubator for each species was developed for optimal nursery of embryos in a large scale. After hatch-out, early ontogeny and larval performances including, survival, growth, feeding behavior, swimming ability, swimming pattern and phototactic responses were compared between the two sturgeon species. In the seedling propagation experiment of two species, the removal of the mucosubstances from the fertilized eggs, which had a great influence on the survival rate in the spawning event, took a considerable amount of time due to the strong adhesive property of the Russian sturgeon egg compared to the Siberian sturgeon''s. The initial swimming ability and survival rate of Russian sturgeon prolarvae was also lower than those of Siberian sturgeon. Therefore, it was confirmed that there is a specific period of occurrence and rearing period in which technical method improvement is required when attempting to produce seedlings in a large scale.
Production characteristics of caviar from both Siberian sturgeon and Russian sturgeon were evaluated based on the comparative evaluation of factors affecting gonadosomatic index (GSI) and the caviar yield. Under the same culture conditions (Dinoville aquafarm), the interrelationship between ovarian GSI and related parameters (season, fish age, and body weight) were examined for 6 years (in Siberian sturgeon) and 4 years (in Russian sturgeon). As a result, there was no significant differences in the GSI between the two species. However, the Russian sturgeon displayed the caviar production weighted double amount of the absolute weight on each individual than that of the Siberian sturgeon. Absolute caviar production of Russian sturgeon was also more than twice as much as that of Siberian sturgeon on each individual. GSI scores of both species were highly related with season, in which the seasonal variation of GSI was species-specific. Overall, age factor influenced GSI and caviar yield than body weight did in both species. In addition, the recovery of actual caviar from gonadal tissues was significantly better in Russian sturgeon (about 4%) than was in Siberian sturgeon. The gap between the two species seems to be more signified in the commercial production of caviar, considering the price of caviar in Russian sturgeon is about 30% higher than that of Siberian sturgeon in both domestic and overseas caviar markets. A survey on the preference of the four types of caviar product (two of Siberian sturgeon and two of Russian sturgeon) was conducted through questionnaires on the appearance, flavor and general preference to the expert group, which could be useful baseline data to approach Korean market for farmed caviar.
Taken together, data from this study could provide not only fundamental information to get deeper understanding on reproductive biology of the two candidate surgeon species but also useful guideline to improve the practice and efficiency of caviar production with high market competitiveness in Korean aquaculture domain.

Chapter-I 양식산 시베리아 철갑상어와 러시아 철갑상어의 발생생물학적 특징 및 인공종묘 생산
I. 서 론 1
II. 재료 및 방법 6
2.1. 실험 어류 6
2.2. 인공산란 유도 및 발생 6
1) 성숙 친어의 선발 6
2) 호르몬에 의한 산란 유도 및 배우자 확보 8
3) 인공수정 및 배 발생 단계의 특징 조사 10
4) 온도가 배 발생에 미치는 영향 조사 13
5) 대량 부화를 위한 점액질 제거 조건 및 부화조 설계 13
6) 부화 동기화 조건 개발 14
2.3. 자·치어의 발달 특징 조사 및 관리 조건 15
1) 형태분화 및 발달 15
2) 유영 및 행동 발달 15
3) 초기 생존율 및 성장 17
4) Pigment plug 배출 동기화 조건 조사 17
2.4. 대량 종묘 생산 18
2.5. 통계 분석 19
III. 결 과 20
3.1. 인공산란 유도에 의한 배우자 생산 20
1) 성숙도 평가 20
2) 호르몬 주사에 의한 배우자 생산 및 수정률 평가 22
3.2. 시베리아 철갑상어와 러시아 철갑상어의 발생 단계별 형태학적 특징 26
1) 수정란 및 초기 난할 특징 26
2) 포배기 및 낭배기 특징 27
3) 신경관, 전신(pronephros) 원기 및 두부 형성기 특징 30
4) 심장 형성기 및 부화 직전 배아 발달의 특징 32
5) 부화 및 부화 자어의 특징 35
6) 서로 다른 온도에서의 부화 특징 36
3.3. 대량 부화조건 검토 41
1) 점액질 제거 조건 41
2) 부화용기 및 수용 수정란 수에 따른 생존율 44
3) 부화 동기화 조건 44
3.4. 자·치어의 초기 발달 특징 48
1) 자어의 형태 발달 48
2) 난황자어의 길이 성장 63
3) 난황자어의 주광성 변화 비교 63
4) 난황자어의 군집형성 및 주류성 변화 비교 66
5) Pigment plug 배출 양상 비교 69
3.5. 자·치어의 초기 생존율 및 성장 72
1) 독립 사육에서의 초기 생존율 72
2) 초기 생존율 및 성장 74
3.6. 대량 종묘 생산 77
IV. 고 찰 84
Chapter-II양식산 시베리아 철갑상어와 러시아 철갑상어로부터의 캐비아 생산 및 평가 99
I. 서 론 99
II. 재료 및 방법 103
2.1. 실험 어류 103
1) 시베리아 철갑상어 대상 암컷 집단 103
2) 러시아 철갑상어 조사 대상 암컷 집단 103
2.2. 난소 성숙도 조사 105
1) 사육 환경 105
2) 성숙도 조사용 암컷 선발 및 GSI 검사 105
3) 변동 요인의 설정 106
2.3. 캐비아 제조 및 평가 106
1) 제조를 위한 일반적 과정 및 방법 106
2) 난소로부터 캐비아 제조 수율 조사 107
3) 품질에 대한 심미도 평가 108
III. 결 과 110
3.1. 계절에 따른 난소 성숙 110
1) 시베리아 철갑상어 110
2) 러시아 철갑상어 110
3.2. 어체중 및 연령에 따른 생식소숙도지수 113
1) 시베리아 철갑상어 113
2) 러시아 철갑상어 120
3.3. 성숙 난소로부터 캐비아 회수 수율 121
1) 종간 회수율 비교 121
2) 어종 별 GSI가 캐비아 회수율에 미치는 영향 126
3.4. 제조 캐비아의 심미 평가 126
IV. 고 찰 131
국문요약 137
감사의 글 140
참고 문헌(References) 142

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