빛의 정보는 수중 생물의 주기적인 생리 특성을 형성하는 중요한 외부 환경요인 중의 하나이다. 특히 어류의 종 특이적인 내분비 활성을 결정하는 요인으로는 광주기와 빛의 파장 등이 있으며, 주로 중추신경 활동을 제어한다고 알려지고 있다. 하지만 어류가 번식 활동을 위해서 외부 환경적 변화를 어떻게 활용하고 있는가에 대해서는 아직 명확하지 않다. 그러므로 이 연구는 제주 연안에 서식하는 자리돔, Chromis notata의 생식소 발달과 광주기 및 빛 파장과의 연관성을 조사하는데 목적이 있다. 실험어는 자연수온 (19～26℃) 하에서 광주기 조건 명기(L)와 암기(D)의 시간을 10L:12D, 12L:12D 그리고 14L:10D로 조절된 3그룹의 사육수조에 나뉘어 수용하였으며, 약 60여 일간 사육하였다. 또한 청색 (480 nm), 녹색 (540 nm), 황색 (640 nm), 적색 (680 nm), 백색 (혼합)의 5종류의 발광다이오드 (LED)를 사용하여 빛을 조사한 각각의 사육수조에 실험어를 수용하여 약 30여 일간사육하였다. 실험종료 후 실험어로부터 생식소중량지수 (GSI)를 산출하였고, 생식소 발달을 조사하기 위해 각각의 생식소 절편을 제작한 후, HE 염색을 통해 조직학적 관찰을 하였다. 또한 광주기 및 LED 조건에 따른 생식내분비 활성을 조사하기 위해 실험어의 뇌로부터 뇌하수체를 적출하여 FSHβ와 LHβ mRNA 발현을 조사하였으며, real-time quantitative RT-PCR 법을 이용해 측정하였다. 광주기 14L:10D의 조건에서 사육된 실험어들은 GSI 증가와 생식소내 생식세포들이 발달하였다. 반면에 10L:14D와 12L:12L의 광조건에서 사육된 실험어들의 생식소는 미성숙한 생식세포들이 대부분을 차지하였다. 또한 동일한 3그룹의 광조건 하에서의 어류의 뇌하수체 FSHβ와 LHβ mRNA 발현 변화는 GSI와 유사한 변동을 나타내었다. LED를 사용한 실험에서는 황색일 때가 GSI 값이 가장 높게 나타났고, FSHβ와 LHβ mRNA은 황색과 적색일 때 높은 발현을 보였다. 이러한 결과들에서 자리돔의 번식 활동은 장주기의 광조건 및 특정 빛 파장과 깊은 관련성이 있으며, 이러한 외부 환경요인들은 자리돔의 생식내분비를 조절하는 시상하부-뇌하수체-생식소 축(axis) 간의 중추신경 활동제어에 영향을 주고 있다고 생각된다.

모든 척추동물은 번식, 성장, 대사, 생체방어로 이루어진 생물 고유의 현상을 나타내며, 그 중 번식과 성장은 서로 밀접한 연관성을 가지고 있다. 성장을 조절하는 주요 내분비 인자로는 세포의 증식과 비대, 아미노산 수송이나 단백질 합성의 촉진, 지방분해의 기능을 수행하는 성장호르몬(GH, growth hormone)과 인슐린성 성장인자-Ⅰ형(IGF-Ⅰ, insulin-like growth factor)가 존재한다. 그리고 번식을 조절하는 주요 내분비 인자로는 생식소자극호르몬 방출호르몬(GnRH, gonadotropin releasing hormone)과 황체형성 및 최종배란에 영향을 미치는 생식소자극호르몬(GTH, gonadotropin)이 서로 상보적 기능을 통해 생식소의 발달을 조절한다. 이 연구에서는 바리과 어류인 홍바리, Epinephelus fasciatus의 성장과 성성숙과의 관계를 탐색하기 위한 기초연구로서 성장조절인자 GH, IGF-Ⅰ, IGF-Ⅱ와 번식조절인자 GTH(FSH, LH)의 부분염기서열을 조사하였으며, 중추신경과 주변 각 기관에서의 발현 유무를 RT-PCR을 이용하여 확인하였다. GH mRNA는 시상하부에서만 발현이 나타났으며, IGF-Ⅰ mRNA역시 시상하부에서 가장 강한 발현과 소뇌, 시엽, 후엽에서 약한 발현이 나타났다. 또한, 주변조직에서는 간 조직에서 강한 발현이 나타났으며, 생식소에서는 약하게 발현되었다. IGF-Ⅱ mRNA는 소뇌에서 가장 강하게 발현하였으며, 소뇌, 시상하부, 시엽, 후엽과 생식소에서 약하게 발현하였다. FSH와 LH mRNA 발현의 경우, 두 유전자 모두 뇌하수체에서 가장 강하게 발현되었으며, 시상하부에서 약하게 발현이 나타났다. 이러한 결과들로 볼 때, 홍바리 뇌의 중추신경계에서 성장과 번식의 조절과 관련된 신경전달회로를 중점적으로 지배하고 있으며, 이러한 신경센서를 통한 주변조직의 생리적 메커니즘에 서로 직·간접적으로 영향을 미치는 것으로 사료된다.