서 론
무지개송어 Oncorhynchus mykiss는 연어목(Salmoniformes) 연어과(Salmonidae)에 속하는 어종으로 서북 아시아와 북미 의 태평양 연안에 분포하였으나 수산 양식을 목적으로 세계 각국에 보급되었다(FAO, 2011, 2015). 우리나라에서는 1960 년대에 소득 증대와 식량 증산을 위해 미국으로부터 무지개 송어의 발안란을 수입하면서 양식이 시작되었고, 2011년에서 2014년까지 매년 약 3,000톤에서 3,400톤의 무지개송어가 생 산되었다(KOSIS, 2015).
무지개송어는 냉수성 어종으로서 수온이 10~20℃(평균 15℃)에서 잘 자라고, 25℃ 이상의 수온이 되면 사료를 먹지
않아 몸이 쇠약해져 죽게 된다(Kim et al., 2003). 이러한 생리 적 특성으로 인해 송어의 양식은 연중 수온이 낮은 곳에서 이 루어진다. 무지개송어는 담수에서 서식하지만 해수에 대한 생 리적 적응 능력을 가지고 있어 순치 과정을 거치면 해수에서 도 사육할 수 있다(Landless, 1976; Mckay and Gjerde, 1985;
Kim et al., 2003; Shin et al., 2011; Lee, 2013). 해수에서 사육 된 무지개송어(해수 송어)는 담수에서보다 성장이 2~3배 빠 르며 육질이 우수하기 때문에 상품성을 향상시킬 수 있는 장 점을 가지고 있다(Kim et al., 2003; FAO, 2015). 최근 우리나 라에서는 동절기 남해안의 유휴 해상가두리 양식의 활성화 및 넙치 양식 위주의 획일화된 제주도 양식산업 구조를 다양 화하기 위한 방안으로 해수 송어 양식이 시도되고 있다(Lee, 2013).
무지개송어를 해수에서 양식하기 위해서는 담수에서 사육 하는 무지개송어(담수 송어)를 새로운 사육 환경인 해수면으
—183 — http://www.fishkorea.or.kr
* Corresponding author: Myung-Joo Oh Tel: 82-61-659-3173, Fax: 82-61-659-3173, E-mail: [email protected]
ISSn: 1225-8598(Print), 2288-3371(online)
accepted: September 24, 2015
해수사육 무지개송어 (Oncorhynchus mykiss)에 미치는 어류 병원성 바이러스의 영향
김위식·장민석·김종오·전영호1·오명주
*
전남대학교 수산생명의학과, 1전라남도 해양수산과학원
Effect of Fish Pathogenic Viruses on Mariculture of Rainbow Trout(Oncorhynchus mykiss) by Wi-Sik Kim, Min-Seok Jang, Jong-Oh Kim, Young-Ho Jeon1 and Myung-Joo Oh* (Department of aqualife Medicine, chonnam national university, yeosu 59626, Korea; 1Jeollanam-do ocean fishery Science Institute, goheung 59560, Korea)
ABSTRACT Recently, mariculture of rainbow trout(Oncorhynchus mykiss) has been initiated in the coast areas of Korea. In the present study, we investigated the effect of fish viruses on mariculture of rainbow trout. The pathogenicity of infectious hematopoietic necrosis virus(IHNV) and infectious pancreatic necrosis virus(IPNV) isolated from freshwater rainbow trout was tested against major cul
tured marine fish species, including olive flounder(Paralichtys olivaceus), rock fish(Sebastes schlegeli), rock bream(Oplegnathus fasciatus), red seabream(Pagrus major) and sevenband grouper(Epinephelus septemfasciatus). The pathogenicity of marine birnavirus(MABV), hirame rhabdovirus(HIRRV) and nervous necrosis virus(NNV) isolated from marine fish species was also tested against rainbow trout.
No mortality was observed in marine fish species challenged with IHNV or IPNV. However, olive flounder and rock bream were infected by IHNV and IPNV. A mortality of 8.3% was observed in rainbow trout challenged with HIRRV. The fish was infected by both MABV and NNV. These results suggest that the mariculture of rainbow trout might be affected by fish viruses.
Key words: Oncorhynchus mykiss, fish viruses, pathogenicity, mariculture
로 이동시켜야 한다. 담수 송어를 해수에서 사육할 경우, 기존 해수에 존재하는 병원체들에 의해 질병이 발생될 수 있으며, 또한 담수 서식환경에서 존재하는 병원체가 송어와 함께 해수 로 이동하여, 해수에 서식하는 어종들에게도 영향을 줄 가능 성이 있다. 이에 본 연구에서는 무지개송어의 해수면 양식장 으로의 이동에 따라 나타날 수 있는 어류 병원성 바이러스의 영향을 알아보기 위해 담수 송어에 발생하는 전염성 바이러스 성 질병의 원인 병원체를 사용하여 주요 해산 양식 어종에 대 한 병원성 및 감염 여부를 조사하였으며, 또한 해산 양식 어종 에 발생하는 전염성 바이러스성 질병의 원인 병원체를 사용하 여 무지개송어에 대한 병원성 및 감염 여부를 조사하였다.
재료 및 방법
1. 실험어
실험어로서 무지개송어, 넙치 Paralichtys olivaceus, 조피볼 락 Sebastes schlegeli, 돌돔 Oplegnathus fasciatus, 참돔 Pag- rus major, 능성어 Epinephelus septemfasciatus를 사용하였다.
무지개송어(전장 8±0.5cm, 체중 4.4±0.8g)는 경상북도 상 주시에 위치한 양식장으로부터 분양받았으며, 넙치(13.2±0.9 cm, 17.8±3.4g)와 조피볼락(10.9±0.5cm, 15.1±2.9g)은 전 라남도 여수시에 위치한 양식장에서 분양받아 실험에 사용하 였다. 돌돔(8.4±0.9cm, 12.1±4g)과 참돔(10.1±0.5cm, 20±
1.8g)은 경상남도 통영시에 위치한 양식장으로부터 분양받았 으며, 능성어(9.9±0.7cm, 12.1±2.5g)는 전라남도 무안군에 위치한 양식장으로부터 분양받아 실험에 사용하였다. 분양한 어류는 Kim et al.(2011a)의 방법에 따라 기생충, 세균 및 바이 러스 검사를 실시하여 음성반응을 확인한 후 실험어로 사용하 였다.
2. 바이러스
바이러스는 담수산 무지개송어 유래의 infectious pancrea- tic necrosis virus(IPNV, strain: VR-299)와 infectious hemato- poietic necrosis virus(IHNV, RtUi02) (Kim et al., 2007)를 사 용하였고, 해산어종인 넙치 유래의 marine birnavirus(MABV, NC-1)(Jung et al., 2008), hirame rhabdovirus(HIRRV, CA- 9703)(Kim et al., 2005), 능성어 유래의 nervous necrosis virus (NNV, Yeosu08)를 실험에 사용하였다(Kim et al., 2012).
IPNV, IHNV 및 HIRRV는 chinook salmon embryo cell line (CHSE-214) 또는 epithelioma papulosum cyprini cell line (EPC)를 사용하여 배양하였으며, NNV는 striped sna kehead fish cell line(SSN-1)를 사용하여 배양하였다. 배양된 바이러스 는 실험에 사용하기 전까지 -80℃에 보관하였으며, Spearman
kärber 방법에 의해 바이러스 감염가를 tissue culture infectious dose50(TCID50)법으로 측정하였다(Mahy and Kangro, 1996).
3. 감염실험
1) 해산 양식 어종에 대한 무지개송어(담수 송어) 유래 바이러스의 병원성
넙치, 조피볼락, 돌돔, 참돔 및 능성어를 각각 수온 15±
0.5℃로 유지된 12 L 수조 5개에 12마리씩 수용한 후, 4개의 수조에는 IHNV(104.3 TCID50/fish, 105.3 TCID50/fish)와 IPNV (106.55 TCID50/fish, 107.55 TCID50/fish)를 각각 100μL씩 복 강주사하였고, 1개의 수조에는 Hanks’ balanced salt solution (HBSS, Gibco, USA)를 100μL씩 복강주사하였다. 사육수는 2 일에 1번씩 교환해 주었으며, 15일간 누적 폐사율을 관찰하였 다.
어체내 바이러스의 감염 여부를 조사하기 위해, IHNV(104.3 TCID50/fish)와 IPNV(106.55 TCID50/fish)를 넙치, 조피볼락, 돌 돔, 참돔 및 능성어의 복강에 주사한 후, 3, 6, 9일째 무작위로 3마리씩 채집하여 바이러스의 감염가를 측정하였다. 채집한 시료로부터 신장과 비장조직을 적출한 후 HBSS로 1:10(0.1 g/mL)이 되게 혼합하여 마쇄하였고, 이를 3,500×g로 30분간 원심분리하여 얻어진 상층액을 어류 주화세포에 접종하여 바 이러스 감염가를 TCID50법으로 측정하였다. 바이러스 감염가 의 평균값 산출 시 검출되지 않은 시료에 대해서는 검출 한계 치 101.8 TCID50/g를 대입하여 계산하였다.
2) 무지개송어에 대한 해산 어종 유래 바이러스의 병원성
무지개송어를 수온 15±0.5℃(MABV, HIRRV, NNV 실 험구)와 20±0.5℃(NNV 실험구)로 유지된 12L 수조에 12 마리씩 수용한 후, MABV(107.3 TCID50/fish), HIRRV(106.3 TCID50/fish), NNV(106.05 TCID50/fish)를 각각의 어체에 복강 주사하였고, 대조구는 HBSS를 사용하여 100μL씩 복강주사 하였다. 사육수는 2일에 1번씩 교환해 주었으며, 10~14일간 누적 폐사율을 관찰하였다.
어체내 바이러스 감염가의 변동을 확인하기 위해, MABV (106.3 TCID50/fish), HIRRV(105.3 TCID50/fish) 및 NNV(105.05 TCID50/fish)를 무지개송어의 복강에 주사한 후 3, 6, 9일째에 각각의 실험구에서 무작위로 3마리씩 채집하여 신장과 비장 조직(NNV 실험구: 뇌조직)을 적출한 후 바이러스 감염가를 측정하였다.
결과 및 고찰
본 연구에서는 무지개송어의 해수면 양식시에 발생할 수 있 는 어류 병원체에 의한 영향을 알아보기 위해, 담수 무지개
송어에 발생하는 전염성 바이러스성 질병의 원인 병원체인 IHNV와 IPNV를 사용하여 주요 해산 양식 어종인 넙치, 조피 볼락, 돌돔, 참돔 및 능성어에 주사한 후 병원성 및 감염 여부 를 조사하였으며, 또한 해산 양식 어종에 발생하는 전염성 바 이러스성 질병의 원인 병원체인 MABV, HIRRV 및 NNV를 사용하여 무지개송어에 대한 병원성 및 감염 여부를 조사하였 다.
IHNV와 IPNV를 넙치, 조피볼락, 돌돔, 참돔 및 능성어의 복 강에 주사한 결과, 실험구 및 대조구 모두 이상 유영 및 증상 을 보이지 않았으며, 폐사어는 관찰되지 않았다(Fig. 1). IHNV 와 IPNV를 주사한 후 어체내 바이러스의 감염 여부를 조사한 결과, IHNV는 넙치와 돌돔에, IPNV는 넙치, 돌돔, 참돔, 조피 볼락에 감염되는 것으로 나타났다(Fig. 1). 넙치의 경우, IHNV 접종 후 3일째 평균 102.63 TCID50/g, 6일째와 9일째 평균 102.22 TCID50/g의 감염가를 나타내었다(Fig. 1a). IPNV 접종 구에서는 3, 6, 9일째 각각 평균 102.88 TCID50/g, 103.13 TCID50/ g, 102.46 TCID50/g로 나타났다(Fig. 1b). 돌돔의 경우, IHNV 접 종구에서는 6일째 1개체에서만 103.8 TCID50/g의 감염가가 측 정되었고, IPNV 접종구에서는 3일째에만 평균 102.96 TCID50/g 의 감염가를 나타내었다(Fig. 1c, d). 참돔에서는 IPNV 접종구 에서만 3일째 1개체에서 102.8 TCID50/g의 감염가가 측정되었 다(Fig. 1e, f). 조피볼락에서는 IPNV 접종구에서만 3일과 9일 째 각각 평균 102.46 TCID50/g, 101.96 TCID50/g의 감염가를 나 타내었다(Fig. 1g, h). 능성어에서는 바이러스가 검출되지 않 았다(Fig. 1i, j). 이상의 연구 결과, IHNV와 IPNV는 넙치, 조 피볼락, 돌돔, 참돔 및 능성어에 폐사를 일으키지 않는 것으 로 보아 병원성이 없거나 아주 낮을 것으로 사료된다. 하지만 IHNV는 넙치와 돌돔에, IPNV는 넙치, 돌돔, 참돔, 조피볼락에 감염되는 것으로 보아 위의 어종들은 바이러스의 carrier로서 작용할 가능성이 있다. 최근 양식 현장에서는 담수 송어를 해 수에 순치시키는 과정에서 IHN에 의한 폐사가 발생하고 있으 며, 또한 담수 송어를 해수로 이동시킨 후 사육하는 과정에서 IHNV와 IPNV가 검출되고 있다(unpublished data). 이와 같이, 담수 서식환경에서 존재하는 병원체가 무지개송어와 함께 해 수로 이동하는 것이 확인되고 있으므로 이에 대한 예방이 필 요할 것으로 사료된다.
MABV, HIRRV, NNV를 15℃에 사육 중인 무지개송어의 복강에 주사한 결과, HIRRV 실험구에서만 8.3%(1/12마리) 의 누적폐사율이 관찰되었다(Fig. 2). NNV를 20℃에 사육 중 인 무지개송어의 복강에 주사한 결과에서는 실험구 및 대조 구 모두 16.6%(2/12마리)의 누적폐사율이 관찰되었다(Fig.
2d). 폐사어로부터 바이러스 감염가를 측정한 결과, HIRRV 와 NNV 폐사어로부터 각각 105.05 TCID50/g, 104.55 TCID50/g 의 바이러스가 분리되었고, 대조구의 폐사어로부터는 바이 러스가 검출되지 않았다. 일반적으로 HIRRV와 NNV에 의
해 폐사된 개체에서는 각각 102.55~5.55 TCID50/g(무지개송어),
109.6~10.8 TCID50/g(능성어)의 바이러스가 분리된다(Oseko et
al., 1992; Nishizawa et al., 2012). 따라서 HIRRV 실험구의 폐 사어는 HIRRV에 의한 것으로 사료된다. NNV의 경우는 폐사 어로부터 분리된 바이러스의 감염가가 능성어보다 낮게 나타 났으나 바이러스의 감염가는 어종마다 차이가 있을 수 있으므 로 NNV 실험구의 폐사의 원인을 규명하기 위해서는 향후 다 양한 조건에서의 감염실험과 병리조직학적 방법 등을 통한 다 각적인 검토가 필요할 것으로 생각된다.
MABV, HIRRV 및 NNV를 주사한 후 어체내의 바이러스 감 염 여부를 조사한 결과, 무지개송어는 모든 바이러스에 대해 서 감염되는 것으로 나타났다(Fig. 2). HIRRV 접종구에서는 3, 6, 9일째 평균 102.8 TCID50/g의 감염가가 측정되었다(Fig. 2a).
MABV 접종구에서는 3일째 1개체에서 102.05 TCID50/g, 6일째 와 9일째 각각 평균 102.72 TCID50/g, 103.05 TCID50/g의 감염가 를 나타내었다(Fig. 2b). NNV 접종구(15℃)에서는 3, 6, 9일 째 각각 평균 103.55 TCID50/g, 102.97 TCID50/g, 103.05 TCID50/g 의 감염가를 나타내었고(Fig. 2c), 20℃에서는 103.13 TCID50/g, 103.88 TCID50/g, 104.21 TCID50/g의 감염가를 보였다(Fig. 2d).
이상의 연구 결과, 무지개송어는 MABV와 NNV에 의해 감염 되는 것으로 확인되었으며, HIRRV에 의해서는 폐사되는 것으 로 나타났다(폐사율: 8.3%). HIRRV는 무지개송어에 병원성을 나타내는 것으로 보고되어 있다(폐사율: 40~100%) (Oseko et al., 1992). 본 연구의 결과는 Oseko et al.(1992)이 보고한 결 과와 차이를 나타내었는데, 이러한 이유는 어체 크기(Oseko et al.의 연구 0.2~3g), 사육수온(12~14℃) 등과 관련되어 있을 것으로 추정된다. MABV, HIRRV, NNV 이외에도 국내 주요 어류 병원성 바이러스로서 viral hemorrhagic septicemia virus (VHSV)가 보고되어 있다(Kim et al., 2009). VHSV는 국내 무 지개송어 양식장에서는 검출된 바 없으나 양식 넙치에서는 빈 번하게 검출되고 있다. 넙치 유래 VHSV는 무지개송어에 병 원성을 가지나 독력이 낮은 것으로 보고되어 있다(Kim et al., 2011b). 하지만 Snow and Cunningham(2000)의 연구에 따르 면 해산어 유래 VHSV가 무지개송어에 반복적으로 감염될 경 우, 독력이 높아지는 것이 확인되어, 국내 해수 송어에 VHSV 가 반복적으로 노출될 경우, VHS에 의한 폐사가 발생할 가능 성이 있다. 이와 같이 무지개송어는 해산 어류 유래 병원성 바 이러스들에 의해 영향을 받을 수 있을 것으로 사료된다.
어류 질병의 발생은 숙주, 병원체, 수계 환경과 밀접한 연관 성이 있다(Snieszko, 1974; LaPatra, 1998; Chun, 2000). 본 연 구에서는 단순한 감염실험을 통해 병원성 및 감염 유무만을 조사하였기 때문에 어류 병원체에 의한 영향을 설명하는 데 한계가 있다. 그러나 본 연구의 결과, 담수 유래 위해 병원체인 IHNV와 IPNV는 주요 해산 양식 어종에 감염되는 것으로 확 인되며, 또한 무지개송어는 해산 유래 위해 병원체인 MABV
Fig. 1. Cumulative mortalities of the five mairne fish species(olive flounder(a, b), rock bream(c, d), red seabream(e, f), rock fish(g, h), seven- band grouper(i, j)) injected with IHNV and IPNV, and virus infectivity titer from the inoculated fish. High dose of virus(◆), low dose of virus(◇) and HBSS(control) (□). Virus titer(●), average virus titer(○).
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
(i) (j)
와 NNV에 감염되거나 HIRRV에 의해 병원성을 나타내므로 양식현장에서는 위와 관련된 질병이 발생할 가능성이 확인되 었다. 따라서, 담수에서 해수로 이동하는 무지개송어에 대해서 는 사전에 감염이력 조사와 철저한 질병검사를 통해 병원체의 확산을 예방해야 하며, 해수에서 사육되는 송어에 대해서도 주기적인 질병 모니터링을 실시하여 향후 발생될 수 있는 질 병들에 대해 준비해야 할 것이다.
요 약
본 연구에서는 무지개송어의 해수면 양식장으로의 이동에 따라 나타날 수 있는 어류 병원성 바이러스의 영향을 알아보 기 위해, 담수 무지개송어 유래 병원체인 infectious hemato- poietic necrosis virus(IHNV)와 infectious pancreatic necrosis virus(IPNV)를 사용하여 주요 해산 양식 어종인 넙치, 조피 볼락, 돌돔, 참돔 및 능성어에 주사한 후 병원성 및 감염 여부 를 조사하였으며, 또한 해산 양식 어종 유래 병원체인 marine birnavirus(MABV), hirame rhabdovirus(HIRRV) 및 nervous necrosis virus(NNV)를 사용하여 무지개송어에 대한 병원성 및 감염 여부를 조사하였다. IHNV와 IPNV는 주요 해산 양식 어종에 감염되는 것으로 확인되었으며, 또한 무지개송어는 해 산 유래 위해 병원체인 MABV와 NNV에 감염되거나 HIRRV 에 의해 폐사되는 것으로 확인되었다. 이상의 연구 결과, 해수
사육 무지개송어는 어류 병원성 바이러스들에 의해 영향 받을 수 있을 것으로 사료되었다.
사 사
본 연구는 2015년 해양수산부 재원으로 한국해양과학기술 진흥원의 지원을 받아 수행되었습니다(해수이용 무지개송어 양식에서 문제되어지는 위해 질병의 분석 및 방제기술 연구).
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Fig. 2. Cumulative mortalities of rainbow trout injected with HIRRV(a), MABV(b) and NNV(c, d), and virus infectivity titer from the inoculat- ed fish. Virus(◆) and HBSS(control) (◇). Virus titer(●), average virus titer(○).
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