The morphological features of germling cells were examined to identify an unspecified resting cyst (described as Cochlodinium cf. polykrikoides-like resting cyst) in the Korean coastal area. LSU rRNA gene sequences were also obtained from a strain established from the germling cells. The resting cysts isolated from Korean coastal sediment were characterized as being brown in color, having a large dark-red body, and fibrous lobed ornaments. The germling cells were ellipsoidal with an irregular outline and had an open comma-shaped ASC (apical structure complex), a wide and deep cingulum, and a deep sulcus. These morphological features were consistent with those of previously described harmful dinoflagellate Pseudocochlodinium profundisulcus. The molecular phylogeny revealed that the germling cells and P. profundisulcus were conspecific. Based on these morphological and phylogenetic data, this study documents the occurrence of P. profundisulcus in a Korean coastal area for the first time.

본 연구는 양식산 참돔과 넙치를 Cochlodinium polykrikoides 적조에 노출시켜 노출 시간에 따 른 생존율, 호흡수, 혈중 스트레스 지표 및 조직학적 변화를 비교 조사하였다. 대조구는 자연해 수를 사용하였고, 실험구는 C. polykrikoides 밀도를 5,500±200 cells/ml로 설정하였다. 그 결과, 참돔은 적조 노출 1시간 이내, 넙치는 적조 노출 5시간 이내 전량 폐사하였다. 생리학적 반응 을 분석한 결과, 참돔은 적조 노출 후 혈중 Glucose 농도가 감소하였으며, 혈중 GOT 및 GPT 농도는 증가하였고, 혈중 SOD 농도는 감소하고, CAT 및 GPx 농도는 증가하는 경향을 보였다. 넙치는 적조 노출 후 혈중 Cortisol 및 GOT, GPT 농도가 증가하였고, 혈중 Glucose 농도는 적조 노출 1시간째 증가한 이후 감소하였으며, 혈중 SOD, CAT, GPx 농도는 노출 1시간째 감소한 이후 증가하였다. 조직학적 분석 결과, 참돔과 넙치의 아가미에 구조적인 손상이 발생하였다. 결론적으로 5,500 cells/ml 밀도의 C. polykrikoides 적조 노출은 양식산 참돔과 넙치에게 산화 적 스트레스로 작용하여 체내 항산화 방어 기작을 활성화하고, 간과 아가미의 손상을 발생시 키는 것으로 나타났다.

배양실험을 바탕으로 다양한 수온과 염분 조건에서 유독 와편모조류 Alexandrium pacificum (LIMS-PS-2611)의 생장속도와 마비성 패독(PST)의 변화를 조사하였다. A. pacificum는 수온 25℃, 염분 30 psu 조건에서 최대생장속도를 보였으며, 최대생장속도의 70% 이상은 수 온 20~25℃, 염분 25~35 psu 구간에서 나타났다. A. pacificum 체내의 PST 주요성분은 N-sulfocarbamoyl계의 C1+2와 GTX5이었으며, 미량성분 은 carbamate계의 neoSTX이었다. 수온과 염분에 따른 독함량의 변화를 보면, A. pacificum는 수온 20℃, 염분 30 psu의 조건에서는 비교적 낮 은 독 함량을 보였다. 염분의 증가에 따라 독 함량이 증가하는 경향을 나타냈다. 그러나 최대생장속도를 보였던 수온과 염분 조건에서는 낮은 독 함량을 보였다. 따라서 6월 수온이 20-25℃ 범위일 때 발생하는 이매패류 독화현상은 A. pacificum에 의한 영향일 가능성이 있다.

Pretilachlor (PRE)는 전 세계적으로 사용되는 아세트아닐리드계 제초제이며 수생 광영양생물에 미치는 영향에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 본 연구에서 해양 와편모 조류 P. minimum를 대상으로 PRE의 생리적, 분자적 독성 영향을 평가하였다. 그 결과, PRE는 P. minimum의 성장률, 색소, 광합성 지표를 유의하게 감소시켰다. 또한, 광합성 관련 유전자 PmpsbA, PmpsaA 및 항산화 단백질 PmGST의 상대적 유전자 발현율과 세포 내 ROS 증가가 유의하였다. 이는 PRE가 P. minimum의 광합성 효율 저하 및 광계 손상을 야기하며, GST가 세포 내 산화 스트레스 및 PRE의 무독화에 관여함을 보여준다. 본 연구 결과는 PRE를 비롯한 아세트아닐라이드계 제초제가 해양 와편모조류의 세포 독성을 야기하며, 광합성 저해가 스트레스의 주요 원인임을 제시한다. 다른 아세트아닐라이드계 제초제가 비표적 광영양 생물에게 미치는 독성 영향은 아직 연구가 부족하므로, 향후 연구에서 다양한 생물종을 대상으로 추가 연구가 필요하다.

본 연구에서는 와편모조류 Alexandrium affine(LIMS-PS-2345)의 생장에 미치는 용존태 무기 및 유기 영양염의 영향을 조사하였 다. 영양염 흡수 동력학 실험에서 A. affine의 최대흡수속도(ρmax)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 77.0 pmol/cell/hr과 17.6 μM, 인산염에서 15.5 pmol/cell/hr과 3.88 μM로 산출되어, 무기영양염에 대하여 높은 요구량 및 낮은 친화성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 유기 영양염에 따른 A. affine의 생장속도를 확인한 결과, 유기 질소 urea, glycine와 유기 인 adenosine triphosphate(ATP), glycerol phosphate(Glycerol-P) 첨가구에서 무기 영양염 첨가구의 70 % 이상 생장속도를 보였다. 따라서 낮은 무기 영양염 환경에서 A. affine의 우점화와 종간경쟁에서 우위를 위해서는 용존태 유기 영양염의 이용이 필요할 것으로 생각된다.

본 연구에서는 실내에서 다양한 수온과 염분 조건에서 유독와편모조류 Alexandrium catenella(Group I)의 생장과 함께 마비성패 독의 함량을 조사하였다. A. catenella의 수온과 염분 최적생장은 각각 20~30℃과 20~30 psu였으며, 광온성과 광염성종으로 나타났다. A. catenella는 낮은 수온 구간(10℃와 15℃)에서 독함량과 독성이 높게 나타났으며, 염분에 따라서는 차이가 크지 않았다. 따라서 15℃이하의 수온에서 본 종주와 같은 생리적인 특성을 가진 유독와편모조류가 우점한다면, 이매패류는 빠르게 독화될 가능성이 있다. 향후 A. catenella의 출현에 따른 마비성패독 예찰·예보를 위해 다양한 환경변화에 따른 A. catenella의 다른 종주와 상업적인 이매패류 독화에 대한 연구가 더 필요한 것으로 판단된다.

거제도 장목항에서 분리한 Akashiwo sanguinea의 형태와 계통학적 특성을 명확히 하고, 여러 온도와 염분구배에 따른 성장조건을 파악하고자 하였다. A. sanguinea의 세포는 오각형이었고, 세포의 길이는 54.7~70.3 μm, 폭은 31.5~48.5 μm로 나타났다. 핵은 세포의 중심에 위치하였고, 엽록체는 황갈색으로 세포 전체에 퍼져있었다. 상추구는 알파벳 e 모양이었다. 계통분석 결과 장목항에서 분리한 본 배양주는 ribotype A에 포함되었다. 온도 및 염분구배에 따른 성장 실험은 5°C 이하의 온도를 제외한 모든 온 도구배에서 성장이 나타났다. 그리고, 최대성장속도는 온도 20°C, 염분 20 psu에서 0.50 day-1로 나타났고, 최대세포 밀도는 온도 25°C, 염분 30 psu에서 1,372 cells mL-1였다. 이 결과는 A. sanguinea가 가을철에 한국 연안에서 최대 증식을 보일 수 있다는 것을 나타낸다.

The toxic dinoflagellate Gymnodinium catenatum isolated from the southern coast of Korea was described under light and scanning electron microscopy, and its large subunit (LSU) rDNA was sequenced. In addition, the effects of temperature and salinity on its growth were investigated. The cells of G. catenatum, as viewed under the electronic microscope, were green-brown color, 38.1-77.4 μm in length and 26.1-40.8 μm in width. The epicone was conical, while the hypocone was trapezoidal. The nucleus was located at the central part of the cell. The apical groove was horseshoe-shaped and small pores were irregularly distributed on the cell surface. Molecular phylogeny based on LSU rDNA gene sequences showed that the Korean G. catenatum and previously reported species formed a monophyletic clade within Gymnodinium sensu stricto clade. The maximum growth rate of 0.37 day-1, was obtained at 25°C and 35 psu, and the maximum cell density of 1,073 cells mL-1, was observed at 20°C and 25 psu. However, G. catenatum did not grow at temperature <15°C and <30°C. These results suggest that environmental conditions of summer and autumn in the southern coast of Korea may be favorable for the growth of G. catenatum.

This study described the spatial distribution of dinoflagellate cyst assemblages in the Ulsan Coastal Waters (UCW). Surface sediment samples from 15 stations revealed the occurrence of 33 species involving the Groups Protoperidinioid (51.5%), Gonyaulacoid (30.4%), Calciodineloid (9.1%), Gymnodinioid (3.0%), Diplopsallid (3.0%) and Tuberculodinioid (3.0%). The recorded cyst abundance in the UCW recorded was low (260~1,680 cysts g-dry-1) compared to Korean coastal waters. The abundance of heterotrophic cysts is higher in the Ulsan harbour and northwestern parts of UCW with eutrophic areas, however autotrophic species are more prevalent in the southern parts with open sea environments. The dinoflagellate cyst assemblages in the UCW were characterized by the dominance of Gonyaulax scrippsae, Protoperidinium sp. (Brigantedinium sp.), and Gonyaulax spinifera complex. The advent of the toxic dinoflagellate, Pyrodinium bahamense var. bahamense was recorded for the first time in the East-south sea of Korea. Therefore, as a result of ongoing monitoring and management for new toxic dinoflegallates from tropical or subtropical regions, analysis of dinoflagellate cyst assemblages in the UCW has been deemed necessary.

Most previous studies on dinoflagellates in Korean coastal areas were conducted without morphological descriptions and illustrations of the observed dinoflagellates. This indicates that the species and diversity of dinoflagellates may have been respectively misidentified and underestimated in the past, probably due to cell shrinkage, distortion and loss caused by sample fixation. This study provides information on the morphological observations of four dinoflagellate orders (Prorocentrales, Dinophysiales, Gonyaulacales and Gymnodiniales) from Jangmok Harbour in Jinhae Bay, Korea. The unfixed samples were collected weekly from December 2013 to February 2015. A total of 13 genera and 30 species were identified using light and scanning electron microscopy, although some samples were not clarified at the species level. Harmful dinoflagellates, Prorocentrum donghaiense, Tripos furca, Alexandrium affine, A. fundyense, Akashiwo sanguinea and Cochlodinium polykrikoides, were identified based on the morphological observations. The results also reflect the occurrence and identification of dinoflagellates that had not been previously recorded in Jangmok Harbour.

For the last few decades, especially during summer Korean aquaculture industry has been huge economic loss due to massive blooms caused by Cochlodinium polykrikoides. Moreover, high dispersion speed along the coast and high cell densities (above 10,000 cells ml−1) of C. polykrikoides resuling in red tides for a longer duration (at least for 30 days). C. polykrikoides can be used as a prolific source of extracellular sulfated polysaccharides. Sulfated polysaccharides have showed strong antiviral properties against influenza virus. However, little has been investigated about industrial application of sulfated polysaccharides as a high valuable byproduct from C. polykrikoides. Current commercial microalgal biomass production systems are costly and require advanced instrumental and cultural facilities. From economic point of natural blooms of C. polykrikoides, therefore it is likely to be utilized as a cost-effective way of microalgal biomass production for commercial applications.