Effects of dietary selenium (Se) levels in juvenile black seabream Acanthopagrus schlegeli and olive flounder Paralichthys olivaceus

Abstract

이 논문은 국내 주요 양식어종인 감성돔 및 넙치에 있어서 사료내 셀레늄 농도에 따른 효과에 관하여 연구하기 위하여 수행하였다. 실험 1에 있어서, 성장, 혈액학적 분석 및 체조성 성분 분석을 통하여 사료내 0.21 ～ 1.29 mg Na₂SeO₃/kg 수준은 감성돔의 성장 및 독성에 영향을 미치지 않을 것으로 나타났으며, 성장, 혈액학적 분석, 조직내 셀레늄 축적량 및 병리조직학적 분석을 통하여 사료내 12.3 mg Na₂SeO₃/kg 은 감성돔에 셀레늄 독성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 실험 2에 있어서, 성장, 혈액학적 분석, 조직내 셀레늄 축적량 및 병리조직학적 분석을 통하여 사료내 7.38 mg Se-Met/kg의 수준은 치어기 넙치에 있어 분명한 독성효과를 나타내었으며, 치어기 넙치 사료내 셀레늄 독성 수준은 4.13 ～ 7.38 mg Se-Met/kg 사이 구간에서 나타날 것으로 사료된다. 실험 1. 감성돔의 사료내 셀레늄의 농도별 첨가에 따른 성장, 조직내 셀레늄 축적량 및 병리조직학적 변화에 미치는 영향 이 연구는 사료내 셀레늄의 농도별 첨가에 따른 치어기 감성돔에 있어서 성장, 혈액, 체조성 성분, 조직내 셀레늄 축적량 및 병리조직학적 변화에 미치는 영향을 확인하여 치어기 감성돔의 사료내 셀레늄 요구량 및 독성 수준을 추정해 보고자 수행하였다. 평균무게 7.0 ± 0.1g (mean ± SD) 인 감성돔 치어를 15주 동안 사육하였고, 사료내 셀레늄첨가 농도를 달리한 5개의 정제 실험사료는 무기형태인 sodium selenite (Na₂SeO₃)를 사료 1kg 당 0.21(Se0.21), 0.30(Se0.30), 0.52(Se0.52), 1.29(Se1.29) 그리고 12.3(Se12.3) mg이 첨가되도록 제작하였다. 15주 동안 실험사료를 공급한 실험구의 증체율, 사료효율, 일간성장률 및 단백질 전환효율은 Se0.21부터 Se1.29 까지를 공급한 실험구에서 유의한 차이를 나타내지 않았으나, Se12.3 을 공급한 실험구에서는 Se0.21부터 Se1.29 까지를 공급한 실험구보다 유의하게 낮은 값을 나타내었다. 헤마토크리트, 헤모글로빈 및 총적혈구수에서도 Se0.21부터 Se12.3까지 공급한 어류내에서 유의한 차이를 나타내지 않았으나, Se12.3을 공급한 실험구에서는 Se021부터 Se1.29까지를 공급한 실험구보다 낮은 경향을 나타내었다. 실험어 전어체의 일반성분 분석에서는 Se0.21에서 Se12.3까지를 공급한 전실험구간 사이에 유의한 차이를 나타내지 않았다. 간, 신장, 아가미 및 근육내 셀레늄 축적량은 실험사료내 셀레늄 첨가 농도가 증가할수록 유의하게 증가하는 경향을 나타내었으며, Se12.3 실험사료를 공급한 실험구의 조직내 셀레늄 축적량이 유의하게 가장 높은 값을 나타내었다. 각 농도별 실험사료를 공급한 전체 실험구에서 실험사료내 셀레늄 첨가량 변화에 가장 민감하게 반응한 조직은 간조직으로 나타났다. 조직병리학적 분석결과에서는 Se12.3 실험사료를 공급한 실험구의 신장조직에서 관조직 괴사 및 비대가 관찰되었다. 하지만, 간, 아가미 및 근육의 조직에서는 Se0.21에서 Se12.3까지의 실험사료를 공급한 전체 실험구에서 조직병리학적 변화가 관찰되지 않았다. 상기의 실험 결과를 토대로, 치어기 감성돔은 정상 성장을 위해 사료내 0.21 ～ 1.29 mg Na₂SeO₃/kg 수준은 감성돔의 성장 및 독성에 영향을 미치지 않을 것으로 나타났으며, 성장, 혈액학적 분석, 조직내 셀레늄 축적량 및 병리조직학적 분석을 통하여 사료내 12.3 mg Na₂SeO₃/kg 은 감성돔에 셀레늄 독성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 실험 2. 치어기 넙치의 사료내 셀레늄 독성 수준 규명 이 연구는 사료내 셀레늄의 농도별 첨가에 치어기 넙치에 있어서 성장, 혈액, 조직내 셀레늄 축적량 및 병리조직학적 변화에 미치는 영향을 확인하여 치어기 넙치의 사료내 셀레늄 독성 수준을 규명해 보고자 수행하였다. 평균무게 5.0 ± 0.1g (mean ± SD)인 넙치 치어를 10주 동안 사육하였고, 사료내 셀레늄 첨가 농도를 달리한 7개의 실험사료는 유기 셀레늄 형태인 selenomethionine (Se-Met)를 사료 1kg 당 0.61(Se0.61), 4.13(Se4.13), 7.38(Se18.6), 35.9(Se35.9), 66.0(Se66.0) 그리고 146.1(Se146.1) mg 이 첨가되도록 제작하였다. 실험사료를 공급한 시점부터 1주차에서는 각 실험구간내 폐사율에 있어 유의한 차이를 나타내지 않았으나, 2주차부터 Se66.0 과 Se146.1 실험사료를 공급한 실험어에서 다른 실험구간에 비해 유의하게 높은 폐사율을 보였으며(P<0.05), 실험기간이 늘어날수록 마지막 두 실험구보다 셀레늄의 농도가 낮은 실험구간에서 점차적으로 높은 폐사율을 나타내었다. 10주간의 사육실험을 종료한 후 전 실험구간에 있어 폐사율을 확인한 결과, Se18.6, Se35.9, Se66.0 및 Se146.1을 공급한 실험구에서는 Se0.61, Se4.13 및 Se7.38을 공급한 실험구보다 유의하게 높은 폐사율을 나타내었다. 10주 동안 실험사료를 공급한 실험구의 최종무게, 증체율 및 사료효율은 Se7.38 및 Se18.6을 공급한 실험구에서는 Se0.61을 공급한 실험구보다 유의하게 낮게 나타났다. 간, 신장, 아가미 및 근육내 셀레늄 축적량은 실험사료내 셀레늄 첨가 농도가 증가할수록 유의하게 증가하는 경향을 나타내었으며, Se18.6 실험사료를 공급한 실험구의 조직내 셀레늄 축적량이 유의하게 가장 높은 값을 나타내었다. 조직병리학적 분석결과에서는 Se7.38 및 Se18.6 실험사료를 공급한 실험구의 신장조직에서 관조직 괴사, 비대 및 신장세포 괴사가 관찰되었다. 하지만, 간 및 아가미의 조직에서는 실험사료를 공급한 전체 실험구에서 조직병리학적 변화가 관찰되지 않았다. 상기의 실험 결과를 토대로, 사료내 7.38 mg Se-Met/kg의 수준은 치어기 넙치에 있어 분명한 독성효과를 나타내었으며, 치어기 넙치 사료내 셀레늄 독성 수준은 4.13 ~ 7.38 mg Se-Met/kg 사이 구간에서 나타날 것으로 사료된다.

The present study was conducted to study effects of dietary selenium (Se) levels in juvenile black seabream Acanthopagrus schlegeli and olive flounder Paralichthys olivaceus. In experiment 1, based on the results of growth performances, haematological analysis, whole-body proximate composition analysis, Se accumulations in tissues (gill, kidney, liver, muscle) and histopathological analysis a dietary Se level ranging from 0.21 to 1.29 mg Se(Na₂SeO₃)/kg diet couldn’t affect growth improvement, and a dietary Se level of 12.3 mg Se(Na₂SeO₃)/kg diet may ultimately be toxic to juvenile black seabream. In experiment 2, based on the results of mortality, growth performance, Se accumulations in tissues (gill, kidney, muscle, liver) and histopathological lesions in kideny tissue a dietary Se level, 7.38 mg Se-Met/kg diet, may definitely be toxic in juvenile olive flounder, and a dietary threshold level of Se could lie between 4.13 and 7.38 mg Se-Met/kg diet. Experiment 1. Effects of the different levels of dietary selenium (Se) on growth, tissue Se accumulations and histopathogical changes in black seabream Acanthopagrus schlegeli This study was conducted to study the effects of different dietary selenium (Se) levels on growth performances, Se accumulations and histopathological changes in the tissues of juvenile black seabream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker). Fish averaging 7.0 ± 0.1 g (mean ± SD) were fed one of the five semi-purified diets containing 0.21, 0.30, 0.52, 1.29 and 12.3 mg Se (Na₂SeO₃)/kg diet (Se0.21, Se0.30, Se0.52, Se1.29 and Se12.3, respectively) for 15 weeks. After the feeding trial, weight gain (WG), feed efficiency (FE), specific growth rate (SGR) and protein efficiency ratio (PER) of fish fed Se12.3 diet were significantly lower than those of fish fed Se0.21, Se0.30, Se0.52 and Se1.29 diets (P< 0.05), however fish fed Se0.21, Se0.30, Se0.52 and Se1.29 diets showed no significant differences in WG, FE, SGR and PER. Fish fed the experimental diets didn’t show no significant differences in hematocrit (PCV), hemoglobin (Hb) and red blood cell (RBC), however fish fed Se12.3 diet showed the lower value of PCV, Hb and RBC than those of fish fed the other diets. Histopathological lesions such as tubular necrosis and polycystic dilation of tubules in the kidney tissues were observed in only fish fed Se12.3 diet, however no histopathological lesions were observed in gill and liver tissues of fish fed the experimental diets. Se accumulated in the gill, kidney, liver and muscle tissues of fish fed the experimental diets was in a dose-dependent manner. These results indicated that a dietary Se level ranging from 0.21 to 1.29 mg Na₂SeO₃/kg diet couldn’t affect growth improvement, and a dietary Se level of 12.3 mg Na₂SeO₃/kg diet may ultimately be toxic to juvenile black seabream. Experiment 2. Evaluation of dietary selenium (Se) toxic level in juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus A 10-week feeding trail was conducted to evaluate dietary selenium (Se) toxic level in juvenile olive flounder Paralichthys olivaceus. Fish averaging 5.0 ± 0.1 g (mean ± SD) were fed one of the seven semi-purified diets containing 0.61, 4.13, 7.38, 18.6, 35.9, 66.0 and 146 mg Se/kg diet (Se0.61, Se4.13, Se7.38, Se18.6, Se35.9, Se66.0 and Se146, respectively) in the form of selenomethionine (Se-Met) for 10 weeks. Fish fed Se66.0 and Se146 started to show higher mortalities but not significantly different among all the treatment groups after the 1stweek of the feeding trail, however the mortalities of fish exposed high levels of Se ranging from 18.3 to 146 mg Se/kg diet continuously increased with dose-dependent manner throughout whole experimental periods. At the end of the 10-week feeding trail, fish fed diets containing above 35.9 mg Se/kg diet showed no survival, and fish fed Se18.6 diet showed significantly higher mortality than that of fish fed Se0.61, Se4.13 and Se7.38 diets. There was no significant difference in mortality among fish fed Se0.61, Se4.13 and Se7.38 diets only showing 13.7 ± 3.23 % mortality. Fish fed Se7.38 and Se18.6 diets showed significantly lower growth performances than those of fish fed Se0.61 diet. Se accumulated in the gill, kidney, muscle and liver tissues was in a dose-dependent manner, except that kidney tissues of fish fed diets containing above 7.38 mg Se/kg diet had reached equilibrium. Histopatholgocial lesions in the kidney were observed in fish fed above 7.38 mg Se/kg diet. These results indicated that a dietary Se level, 7.38 mg Se-Met/kg diet, may definitely be toxic in juvenile olive flounder, and a dietary threshold level of Se could lie between 4.13 and 7.38 mg Se-Met/kg diet.