Tilapia Oreochromis niloticus의 성분화시 Aromatase의 작용시기

The Timing of Aromatase Action for Sex Differentiation in the Nile Tilapia, Oreochromis niloticus

어류의 체내에서 성분화를 유도하는 물질이 성스테로이드호르몬(sex steroid hormone)이라는 사실이 잘 밝혀져 있으며, 성스테로이드 생합성 효소의 하나인 aromatase도 성분화에 직접적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 유전적으로 암컷인 틸라피아 자어(larvae) 집단을 aromatase 저해제(aromatase inhibitor, AI)인 Fadrozole로 침지 처리하여 초기 발생단계 중 어느 시기에 aromatase가 성분화 유도 작용을 하는 지를 조사하였다. Fadrozole 처리 유무 및 처리 농도의 차이는 부화 자어의 생존율에 유의한 차이를 유발하지 않았다. 하지만, 부화후 11일과 13일째에 고농도의 Fadrozole로 처리한 실험군의 자어는 유전적인 성이 암컷임에도 불구하고 유의하게 높은 비율의 자어가 수컷으로 분화하였다. 이 결과는 틸라피아 부화 자어가 스테로이드 생합성 효소의 저해에 아주 민감하게 반응하며, 이 종에서 aromatase의 주된 작용시기가 예상보다 훨씬 빠른 부화 후 11일 전후라는 사실을 보여준다. 또한 이상의 결과는 단 3시간의 AI 침지 처리가 유전적으로 설정되어 있는 성과 반대방향으로의 성분화를 유도하기에 충분할 정도로 강력함을 의미한다.

Sex steroids are generally considered as natural sex inducers in fish, and aromatase (cytochrome P450 aromatase) that catalyzes androgens into estrogens in the steroidogenic pathway is also known to be involved in sex differentiation. The timing of aromatase action is, thus, of central importance in the study of fish sex differentiation. We treated sexually undifferentiated tilapia (Oreochromis niloticus) larvae with $Fadrozole^{TM}$, a non-steroidal aromatase inhibitor (AI), by immersing the fish in a solution containing AI during the sex differentiation period to narrow down the critical period of aromatase action. Fish were treated once at 11 or 13 days post fertilization (dpf), or twice at 11 and 13 dpf. The concentrations of AI at each time of the treatment were 0 mg/L (control), 50 mg/L or 100 mg/L. Survival rate was not statistically associated with AI immersion treatment (p>0.25). However, sex ratio was significantly altered by the treatment, with higher concentration and double immersion being more effective in masculinizing genetic females (p<0.05). These results suggest that aromatase action for sex differentiation in this fish species would begin at least from 11 dpf which is much earlier than previously expected, and that only 3 hours of brief immersion in AI solution is powerful enough to alter genetically programed sex.