광합성 섬모류 Mesodinium rubrum의 은편모류 종주에 따른 섭식 및 성장 반응

국문 초록 (Abstract)

해양 섬모류 Mesodinium rubrum (Lohmann, 1908)은 전 세계적으로 분포하는 적조 유발 생물이자 일차생산자로서, 해양 은편모류 중 색소체 공여 특성 생물 종에 속하는 TPG clade (Teleaulax, Plagioselmis, Geminigera)를 섭식하고, 섭식한 색소체를 광합성에 이용하여 혼합영양을 하는 생물로 알려져 있다.
본 연구 논문에서 M. rubrum(MR-MAL01)과 은편모류 10개 종주를 이용한 배양실험을 통하여 1) M. rubrum의 성장을 촉진하는 은편모류를 파악하고, 2) 이에 따른 M. rubrum의 섭식 반응을 분석하였으며, 3) M. rubrum의 성장을 억제하는 은편모류를 공급하였을 때의 성장 반응에 대한 연구를 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
1) 은편모류 10종 중 M. rubrum의 성장을 크게 촉진하는 은편모류는 3종(CR-MAL01, 13, 14)으로 나머지 2종(CR-MAL03, 15)은 대조구에 비해 약간 높은 성장(0.26∼0.34% d⁻¹)을 나타냈다. 같은 속의 CR-MAL01과 CR-MAL13에 의한 M. rubrum의 단위성장률은 0.67∼0.69% d⁻¹로 유의한 차이가 없었으며, CR-MAL14를 공급한 경우 상대적으로 낮은 성장(0.58% d⁻¹)을 보였다.
2) M. rubrum의 성장을 촉진하는 은편모류를 공급하였을 때의 일간섭식률을 분석한 결과, 같은 속의 CR-MAL01과 CR-MAL13에서 18.34∼18.65 cells M. rubrum⁻¹ d⁻¹로 유의한 차이가 나타나지 않았다. Teleaulax 속의 은편모류를 M. rubrum의 먹이로 공급할 때의 적정 먹이 농도는 15∼20 cells ml¯¹로 판단된다. CR-MAL14의 경우 30.34 cells M. rubrum⁻¹ d⁻¹로 나타났고, 이를 바탕으로 탄소기여도를 분석한 결과 CR-MAL01과 CR-MAL13은 11.04∼11.42%로 확인되었으며, CR-MAL14는 두 종에 비해 낮은 탄소함량(7.37 pg C cell⁻¹)과 탄소기여도(7.53%)로 최적의 먹이원이 아닌 것으로 판단된다.
3) M. rubrum의 성장을 억제하는 은편모류는 5종(CR-MAL 12, 16, 17, 18, 20)으로 모두 음의 성장을 초래하였다. 세포 크기의 영향이 존재하는 것으로 판단되며, 각 종마다 일정 농도(10∼1,000 ×103 cells ml¯¹) 이상에서 M. rubrum의 급격한 성장 저해가 관찰되었다. 같은 속내에서도 종주에 따라 서로 다른 M. rubrum의 성장 저해 농도를 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Mesodinium rubrum (Lohmann, 1908), a red-tide ciliate and a marine primary producer, recurrently occurs worldwide, and is known as a mixotroph that engulfs cryptophyte cells of TPG clade (Teleaulax, Plagioselmis, Geminigera). M. rubrum is also known as a kleptoplastid-ic ciliate species sequestering prey plastids for their enhanced growth. The purpose of this study is to identify strains that promote the growth of M. rubrum, and to quatitatively compare the strain-specific potential of the 10 cryptophyte strains as preys for M. rubrum.
Among the 10 cryptophyte strains, three strains (CR-MAL01, CR-MAL13 and CR-MAL14) supported high growth of M. rubrum while two other strains (CR-MAL03 and CR-MAL15) supported slightly higher M. rubrum growth than that in M. rubrum control group. The remaining 5 strains (CR-MAL12, CR-MAL16, CR-MAL17, CR-MAL18 and CR-MAL20) inhibited the growth of M. rubrum when compared to M. rubrum control group. The specific growth rates (0.67 - 0.69% d⁻¹) of M. rubrum when feeding on either of the two strains of Teleaulax (CR-MAL01 and CR-MAL13) were significantly higher than those (0.26 – 0.58% d⁻¹) on any other strains.
Also, when the two Teleaulax strains, CR-MAL01 and CR-MAL13, that promoted the high growth of M. rubrum, were supplied, the ingestion rate of M. rubrum was 18.34 - 18.65 cells M. rubrum⁻¹ d⁻¹, and there was no significant difference between the two Teleaulax strains. The optimal concentration of Teleaulax preys for optimum M. rubrum growth is, thus, determined to be 15-20 cells ml¯¹.
The carbon content (10.80 - 16.94 pg C cell⁻¹) of two Teleaulax strains (CR-MAL01 and CR-MAL13) and their carbon contribution to M. rubrum (11.04 - 11.42%) were higher than those of CR-MAL14. To conclude, strains of the genus Teleaulax are considered to be a more suitable food source for M. rubrum than the other 8 cryptomonad strains of non-Teleaulax genera.