This study investigated the effect of different photoperiods (14L: 10D, 12L:12D and 10L:14D) on the gonadal development and GtH mRNA expression in the pituitary of damselfish. The results showed that gonadosomatic index (GSI) was significantly lower in shot photoperiod (10L:14D), in comparison with other photoperiodic group during the spawning season. After 60 days treatment, histological analysis of gonad tissue showed that the gonad of 10L:14D and 12L: 12D treatment groups were resting phase with spermatogonia and perinucleolus stage oocytes but the gonad of 14L:10D treatment group was still ripe phase with spermatozoa and mature stage oocyte. The FSHβ and LHβ mRNA expression in pituitary drastically decreased shot photoperiod treatment from July (spawning period). These results suggest that photoperiod is considered to be the most effective environmental factor in controlling the reproductive cycle of damselfish.

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.