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Title Page
Contents
ABSTRACT 15
Chapter 1. General Introduction 19
General Introduction 20
The biology and classification of the kelp Saccharina japonica 21
Biochemical composition of Saccharina japonica 26
Macroalgae as a host for epibionts 26
The influence of sessile epifauna on seaweed substarta 28
Bryozoans 32
Bryozoans that live on Saccharina japonica 34
Hydrozoans 35
Research objectives 37
REFERENCES 39
Chapter 2. Does bryozoan colonization alter the biochemical composition of Saccharina japonica affecting food safety and quality? 51
ABSTRACT 52
INTRODUCTION 53
MATERIALS AND METHODS 55
Algal and bryozoan materials 55
Viability assay 55
Proximate composition 56
Amino acid composition 59
Fatty acid composition 61
Metal composition 62
Acute toxicity 63
Statistical analysis 64
RESULTS AND DISCUSSION 65
REFERENCES 72
Chapter 3. Effects of hydrozoans colonization on the biochemical compositions of the brown seaweed Saccharina japonica 82
ABSTRACT 83
INTRODUCTION 84
MATERIALS AND METHODS 86
Algal and hydrozoan materials 86
Viability assay 86
Proximate composition 86
Amino acid composition 87
Fatty acid composition 87
Metal composition 87
Acute toxicity 88
Statistical analysis 88
RESULTS AND DISCUSSION 89
REFERENCES 96
Chapter 4. Induced changes in the proteomic profile of the phaeophyta Saccharina japonica upon colonization by the bryozoan Membranipora membranacea 105
ABSTRACT 106
INTRODUCTION 108
MATERIALS AND METHODS 110
RESULTS AND DISCUSSION 113
REFERENCES 122
Chapter 5. Influences of hydrozoan colonization on proteomic profiles of the phaeophyta Saccharina japonica 134
ABSTRACT 135
INTRODUCTION 137
MATERIALS AND METHODS 139
Seaweed, hydrozoan, and reagents 139
Protein electrophoresis 139
Quantitative analysis 141
Protein digestion and identification 141
RESULTS AND DISCUSSION 143
REFERENCES 151
Chapter 6. Earlier colonization marker proteins identified from the phaeophyta Saccharina japonica upon colonization of bryozoans 165
ABSTRACT 166
INTRODUCTION 168
MATERIALS AND METHODS 171
RESULTS AND DISCUSSION 172
REFERENCES 194
Chapter 7. Earlier colonization marker proteins identified from the phaeophyta Saccharina japonica upon colonization of hydrozoans 223
ABSTRACT 224
INTRODUCTION 227
MATERIALS AND METHODS 229
RESULTS AND DISCUSSION 230
REFERENCES 249
SUMMARY AND CONCLUSION 274
ABSTRACT (KOREAN) 280
Table 1-1. Classification of Saccharina japonica 22
Table 2-1. Proximate compositions of healthy blades, colonized blades, and bryozoans separated from Saccharina japonica 77
Table 2-2. Total and free amino acid contents of healthy tissues, bryozoan colonized tissues, and bryozoans separated from Saccharina japonica 78
Table 2-3. Fatty acid compositions of healthy tissues, bryozoans-colonized tissues, and bryozoans separated from Saccharina japonica 79
Table 2-4. Metal contents in healthy tissues, bryozoan-colonized tissues, and bryozoans separated from Saccharina japonica 80
Table 3-1. Proximate compositions of healthy blades, hydrozoan-colonized blades, and hydrozoans separated from S. japonica 100
Table 3-2. Total and free amino acid contents of healthy tissues, hydrozoan-colonized tissues, and hydrozoans separated from Saccharina japonica 101
Table 3-3. Fatty acid compositions of healthy tissues, hydrozoan-colonized tissues, and hydrozoans separated from S. japonica 102
Table 3-4. Metal compositions of healthy tissues, hydrozoan-colonized tissues, and hydrozoans separated from S. japonica 103
Table 4-1. Identified proteins in the bryozoans-colonized tissue and healthy tissue of the late harvested Saccharina japonica. 127
Table 5-1. Identified proteins in the hydrozoan-colonized tissue and healthy tissue of the late-harvested Saccharina japonica. 156
Table 6-1. Identified proteins in the healthy tissue 1-㎝ away from the lately bryozoan-colonized tissue and healthy tissue of the late harvested Saccharina japonica. 208
Table 6-2. Identified proteins in the lately bryozoan colonized tissue and healthy tissue of the late harvested Saccharina japonica. 212
Table 7-1. Identified proteins in the healthy tissue 1-㎝ away from the lately hydrozoan colonized tissue of the late harvested Saccharina japonica. 257
Table 7-2. Identified proteins in the lately hydrozoan colonized tissue of the late harvested Saccharina japonica. 261
Figure 1-1. Names of tissue parts of the kelp Saccharina japonica 23
Figure 1-2. The kelp life cycle 25
Figure 1-3. Animals commonly found on different kelp species. 31
Figure 1-4. Kelp blades colonized by the bryozoans 33
Figure 1-5. Kelp blades colonized by hydrozoan 36
Figure 2-1. Tissue viabilities of healthy and colonized blades of Saccharina japonica. 81
Figure 3-1. Viabilities of healthy and colonized blades of Saccharina japonica. 104
Figure 4-1. 2-DE profiles of the late harvested S. japonica. 130
Figure 4-2. A close view of the identified up-regulated proteins (indicated by arrows) altered by colonization by M. membranacea. 131
Figure 4-3. A close view of the identified down-regulated proteins(indicated by arrows) altered by colonization by M. membranacea. 132
Figure 4-4. A close view of the identified proteins found mostly in the tissue colonized by M. membranacea but not in the healthy tissue (single asterisk) and identified proteins found mostly in healthy tissue but not in colonized tissue (double asterisks). 133
Figure 5-1. Two-DE profiles of the late-harvested Saccharina japonica. 160
Figure 5-2. A close view of the identified upregulated proteins (indicated by arrows) found mostly in the hydrozoan-colonized tissue but rare in the healthy tissue. 161
Figure 5-3. A close view of the identified upregulated proteins (indicated by arrows) altered by the hydrozoan colonization. 162
Figure 5-4. A close view of the identified downregulated proteins (indicated by arrows) found mostly in the healthy tissue but rare in the hydrozoan-colonized tissue. 163
Figure 5-5. A close view of the identified downregulated proteins (indicated by arrows) altered by the hydrozoan colonization. 164
Figure 6-1. Different parts of bryozoans-colonized Saccharina japonica 174
Figure 6-2. Two-DE profiles of the late harvest Saccharina japonica. 215
Figure 6-3. A close view of identified up-regulated proteins (indicated by arrows) in the healthy tissue 1-cm from the lately colonized Saccharina japonica part by Membranipora membranacea. 217
Figure 6-4. A close view of identified down-regulated proteins (indicated by arrows) the healthy tissue 1-cm from the lately colonized Saccharina japonica part by Membranipora membranacea. 218
Figure 6-5. A close view of identified proteins found mostly in the healthy tissue 1-cm from the lately colonized Saccharina japonica by Membranipora membranacea but few in healthy tissue. 219
Figure 6-6. A close view of identified up-regulated proteins (indicated by arrows) in the lately colonized Saccharina japonica by Membranipora membranacea. 220
Figure 6-7. A close view of identified down-regulated proteins (indicated by arrows) the lately colonized Saccharina japonica part by Membranipora membranacea. 221
Figure 6-8. A close view of identified proteins found mostly in the lately colonized Saccharina japonica by Membranipora membranacea but few in healthy tissue. 222
Figure 7-1. Different sections of hydrozoans-colonized Saccharina japonica 231
Figure 7-2. Two-DE profiles of the late harvest Saccharina japonica. 265
Figure 7-3. A close view of identified up-regulated proteins (indicated by arrows) in the healthy tissue 1-㎝ from the lately colonized Saccharina japonica part by Obelia geniculata. 266
Figure 7-4. A close view of identified down-regulated proteins (indicated by arrows) the healthy tissue 1-㎝ from the lately colonized Saccharina japonica part by Obelia geniculata. 267
Figure 7-5. A close view of identified proteins found mostly in the healthy tissue 1-㎝ from the lately colonized Saccharina japonica by Obelia geniculata but few in healthy tissue. 268
Figure 7-6. A close view of identified proteins found mostly in the outer healthy tissue but few in the tissue 1-㎝ from the lately colonized Saccharina japonica by Obelia geniculata. 269
Figure 7-7. A close view of identified up-regulated proteins (indicated by arrows) in the lately colonized Saccharina japonica by Obelia geniculata. 270
Figure 7-8. A close view of identified down-regulated proteins (indicated by arrows) the lately colonized Saccharina japonica part by Obelia geniculata. 271
Figure 7-9. A close view of identified proteins found mostly in the lately colonized Saccharina japonica by Obelia geniculata but few in healthy tissue. 272
Figure 7-10. A close view of identified proteins found mostly in the outer healthy tissue but few in the lately colonized Saccharina japonica by Obelia geniculata. 273
초록보기 더보기
해조류 다시마에 부착하는 기생벌레들의 군체 형성은 해조류 산업에 나쁜 위협이 되고 있으며 양식 기간동안 이들의 부착을 피하는 것은 어려운 일이다. 이같은 부착성 오손 생물들 중 에서 이끼벌레와 혹히드라에 의한 피해가 가장심하다. 따라서 이끼벌레 및 혹히드라군체 형성이 다시마의 생화학적 성분과 다시마 조직의 생존능력에 미치는 영향을 연구하였고 또한 균체 주변의 다시마 세포 단백질체 구성변화도 함께 확인하였으며 마지막으로 군체가 형성된 다시마의 초기 부착 표지 단백질을 식별 하고자 하였다.
우선 다시마의 이끼벌레 자체에서는 회분 (657g/Kg 건조 중량) 및 비소(49 mg/Kg 건조 중량)를 많이 포함하고 있으며 이는 사람의 권장소비범위를 초과하는 높은 수준이었고, 필수 아미노산 함량은 상대적으로 낮은 수준이었다. 비소의 함유량은 세계 보건기구에 의해 설정된 잠정 주간 섭취 허용량 (PTWI)의 31%이였다. 이끼벌레를 제거한 후, 군체 아래의 다시마 조직은 건강한 조직보다 오히려 높은 칼륨, 요오드, DHA 를 함유하였고 구리, 크롬, 카드뮴은 감소한 것으로 나타났다. 마찬가지로, 다시마에 기생하는 혹히드라에는 많은 아연 (1.7 g/kg 건조 중량)이 포함되어있었으며 이는 PTWI 에따른 식품권장범위보다 23% 높은 수준이다. 그리고 혹히드라를 제거한 군체밑의 해조류 조직에서는 건강한 조직에 비해 구리, 카드뮴, 니켈, 크롬 및 erucic acid 농도가 감소 하였고 셀레늄, 요오드, DHA 의 농도는 증가하였다. 따라서 다시마를 식품이나 사료로 사용하는데 있어서는 사용 전에 반드시 해조류 표면에서 제거해야만 한다.
두 번째 연구인 다시마의 단백질체 조성에서는 이끼벌레 군체가 형성된 조직에서는 145 개의 단백질이 검출되었으며 건강한 조직에서는 91 개의 단백질이 검출되었다. 이들 중 69 및 32 개의 단백질들은 이끼벌레에 의하여 유의하게 각각증가 혹은 감소되었다. 이와 유사하게 혹히드라에 감염된 조직과 건강한 조직에서는 75 개와 91 개의 총 단백질 들이 확인되었다. 그 중 77 개와 28 개의 단백질들은 상향 혹은 하향 생성되었다. 상향 또는 하향 조절된 단백질들의 대부분은 스트레스 조절, 방어기작, 신호 전달, 광합성, 단백질 대사와 세포 골격형성에 관련이 있는 것으로 조사되었다.
세번째 연구로서는 이끼벌레 및 혹히드라 감염에 따른 초기 감염 표지 단백질을 찾고자 하였다. 이끼벌레 감염 초기에는 zinc finger protein, 액틴, 키나아제, 티오레독신 도메인 단백질 3 와 ATP 합성 관련 단백질을 함유하는 GAP, GluTR, LRR 과 NB-ARC 도메인, 이성질 반응 조절자, 세린-/피루브산 아미노기 전이 효소, 50S 리보솜 단백질인 L1P, ATP 합성 효소 베타 서브유닛, 케라틴 1 타입인 세포 골격과 접합 인자등이 있다. 마찬가지로, 혹히드라 감염 초기에 발현되는 단백질들은 ATP 합성 베타 서브유닛 (엽록체), ATP 합성 CF1 베타체인(엽록체), 사이토크롬 P450, 이성질 반응 조절자, EXPANSIN, 신호전달증식 연관 단백질 1, 액틴, 단백질 키나아제, 유비퀴틴 전이효소, 아데노신 데아미나제, 키네신 등이 잠재적인 초기 감염 표지 단백질들로 확인되었다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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