Temporal variation of Perkinsus olseni infection among Manila clams (Ruditapes philippinarum) transplanted from low infection area to high infection area on the western coast of Korea

Abstract

Perkinsus olseni is a protozoan parasite which is observed in Manila clam along the western coast of Korea, varies spatially and temporally. This parasite is responsible for mass mortality associated with clam disease in heavy infected clam. In the present study, we attempted to monitor the infection intensity among clams transplanted from Padori, where the prevalence and intensity recorded as lowest to Hwangdo, the area known as the highest prevalence and infection intensity. After transplantation, clams originally existing in the low infection area, Padori, clams already in the high infection area, Hwangdo and the transplanted clams from Padori to Hwang-do were monitored bimonthly or monthly from June to September 2008 using Ray's fluid thioglycollate medium assay, proximate compositions of the tissue and histology. From the result of Perkinsus infection, after 49 days, Hwangdo and the transplanted showed 100% prevalence compared with the prevalence was remained low (35%) in Padori. On 107 days, an infection intensity of 5,328,451 and 5,074,419 Perkinsus cells/gram gill tissue wet weight were observed in Hwangdo and the transplanted. In contrast, Padori still showed a low infection intensity of 5,074 Pekinsus cells. The total body burden among transplanted clam increased gradually increased after the transplantation and become equal or higher to Hwangdo after 2 months. However, as results of condition index, the value of the transplanted is more stable value while the original clams in both areas showed a decline caused by spawning. It might be affected by environmental factors, especially in chlorophyll-a concentration in winter. According to results of the hydrograph that observed water temperature, salinity and chlorophyll-a concentration, temperature of Hwangdo was 2.4 C higher and salinity was shown similar. Chlorophylla concentration had significant different values. Therefore, sufficient food supply affects to clam condition and also to improve the preventing against Perkinsus in the host. Result of the experiment that quantified Perkinsus cells of each part divided by 6 organs (foot, gill, mantle, adductor muscle, siphon and digestive gland) showed the gill to be noticeably increased the prevalence and infection intensity than other organs. Following were that of mantle, siphon, digestive gland, adductor muscle and foot. Therefore, it is recommended that the sediment condition has considerable influence upon a transmission of the parasite and that the parasite which may be released to sediment from the fecal discharges of infected clams or accumulated in dead clam tissues are transmitted to uninfected clam by filtering system of the gill and then distributed to other organs.

Perkinsus olseni는 우리나라 서해안에 서식하는 바지락에서 주로 관찰되는 원충류로 2004년 이후로 발생 빈도가 증가하고 있는 바지락 대량 폐사의 주요 원인 생물로 인식되고 있다. 이번 연구에서는 Perkinsus 저감염 지역인 파도리와 고감염 지역인 황도 그리고 저감염 지역에서 고감염 지역으로의 이식을 통하여, 바지락의 감염 정도 그리고 이식된 바지락의 건강도 지수 및 서식환경 조사를 실시하여 생물 이식을 통한 생물 대상종인 바지락과 질병 발생 간의 관련성에 관한 연구를 실행하였다. 실험은 2008년 6월부터 9월까지 107일간 이루어졌고, 감염 측정은 Ray's fluid thioglycollate 배양, 바지락 개체의 건강도 지수와 조직 및 생화학적 분석, 서식환경 측정인 수온, 염분 그리고 해수에서의 클로로필 농도 측정을 하였다. 그 결과, 파도리 바지락은 35%의 감염률을 황도의 바지락은 실험기간 내내 100%를 나타냈고, 이식 개체의 감염률은 이식 후 점차 증가하여 49일째에 100%의 감염률을 보였다. 이와 유사한 결과로 감염도 역시 파도리의 감염도는 실험기간 내내 낮은 값 (5,074 cells/WTWT (g))을 보인 반면에, 이식 후 34일째부터 증가하여, 107일째는 고감염 지역인 황도의 감염도 값 (5,327,451 cells/WTWT (g))과 유사한 값까지 증가함을 보였다. 또한, 실험기간 동안 두 지역의 서식환경 변화는 황도가 파도리 보다 수온이 2.4도가 높았고, 클로로필 양도 높게 관찰되었다. 특히, 겨울철부터 봄철에 높은 값을 보인 고감염 지역의 황도에 이식한 개체들의 건강도 지수는 산란 기간이라는 것을 감안하여 보면 증가되었음을 관찰할 수 있었다. 이는 황도의 환경 조건, 특히 풍부한 먹이 조건이 감염의 증가에도 불구하고 개체의 건강도 지수를 증가시킬 수 있는 역할을 하였음을 관찰할 수 있었다. 바지락 개체내의 기관별 (foot, gill, mantle, adductor muscle, siphon, digestive gland)로 Perkinsus 감염을 관찰한 결과에서는, 다른 기관에 비하여, gill에서의 감염이 가장 먼저 나타났고, 이 후, mantle, siphon, digestive gland, adductor muscle 그리고 foot 순으로 관찰되었다. 이는 여과와 먹이 섭취와 관련된 기관의 감염이 먼저 일어남을 확인할 수 있었으며, 폐사 개체나 높은 감염을 보이는 개체에서 Perkinsus가 배설물 혹은 분비물에 의해서 저질로 나와 해수에 부유되어 여과를 통해서 다른 바지락으로의 이동을 추정할 수 있었다. 따라서, 이번 연구는 저감염 지역으로부터 고감염 지역으로의 바지락 이식 실험을 통해 바지락의 Perkinsus에 대한 감염정도를 관찰함으로써, 바지락 이식을 통한 병원체의 유입경로와 바지락 이식을 통한 양식 방법에 대한 기초 연구자료로 이용될 것으로 사료된다.