KR102415947B1 - 절편 배양을 통한 우뭇가사리목 양식 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우뭇가사리목의 효과적인 양식 방법에 관한 것으로, 우뭇가사리는 현재 대량양식에 성공한 바가 없지만, 본 발명의 양식 방법을 이용하는 경우 우뭇가사리 절편이 우수한 생장 보임을 확인하였는바 본 방법을 이용한 우뭇가사리 대량생산을 통해 산업, 식품, 의약 분야 등 다양한 분야에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

절편 배양을 통한 우뭇가사리목 양식 방법{Method for farming Gelidiales using culture of fragments}

본 발명은 우뭇가사리목의 효과적인 양식 방법에 관한 것이다.

우뭇가사리는 홍조류에 속한 바닷말로 우리나라, 일본, 인도네시아 등지에 분포하며, 주성분이 탄수화물이고, 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 인, 철, 아연, 구리 등의 미네랄도 풍부하여 건강식품으로 각광을 받고 있으며, 공업용, 의약용, 생명공학용 등, 그 용도가 다양하다. 특히 고품질의 bacteriological 및 pharmaceutical 등급의 아가 및 아가로오스를 제조하기 위한 주요 해양 자원이며 바이오매스로도 활용 가능하다.

우리나라에서의 우뭇가사리 자연 생산량은 연간 약 3,000톤이고, 수입량은 약 1,200톤이다. 이외에 배지용이나 생명공학용 등으로 수입되는 완제품까지 고려한다면 우뭇가사리의 소요량은 막대하다고 할 수 있다.

그러나 우뭇가사리는 전 세계적으로 양식에 성공하지 못한 문제점이 있으므로, 본 발명자들은 양식 생산이 되지 않는 우뭇가사리류의 대량 확보를 위하여 성체의 절편을 이용한 대량생산 방안 연구를 시행하여 본 발명을 완성하였다.

대한민국 등록특허 10-1907000

본 발명의 목적은 a) 우뭇가사리목(Gelidiales)의 엽체를 절단하여 절편을 제조하는 단계 및

b) 상기 a) 단계의 절편을 17 내지 23℃ 조건에서 배양하는 단계를 포함하는, 우뭇가사리목의 양식 방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 a) 우뭇가사리목(Gelidiales)의 엽체를 절단하여 절편을 제조하는 단계 및

b) 상기 a) 단계의 절편을 17 내지 23℃ 조건에서 배양하는 단계를 포함하는, 우뭇가사리목의 양식 방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 배양은 PES 배지(Provasoli enriched medium)를 이용하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 배양시 조도는 1500 내지 2500 럭스(lux)일 수 있다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 절편은 1 내지 10mm 크기일 수 있다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 우뭇가사리목은 개우무(Pterocladiella capillacea)일 수 있다.

우뭇가사리는 현재 대량 양식에 성공한 바가 없지만, 본 발명의 양식 방법을 이용하는 경우 우뭇가사리 절편이 우수한 생장 보임을 확인하였는바 본 방법을 이용한 우뭇가사리 대량생산을 통해 산업, 식품, 의약 분야 등 다양한 분야에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 온도 조건은 14℃로 고정하고 배지 조건의 달리하여 개우무의 생장 정도를 비교한 것이다.
도 2는 온도 조건은 17℃로 고정하고 배지 조건의 달리하여 개우무의 생장 정도를 비교한 것이다.
도 3은 온도 조건은 20℃로 고정하고 배지 조건의 달리하여 개우무의 생장 정도를 비교한 것이다.
도 4는 온도 조건은 23℃로 고정하고 배지 조건의 달리하여 개우무의 생장 정도를 비교한 것이다.

본 발명은 a) 우뭇가사리목(Gelidiales)의 엽체를 절단하여 절편을 제조하는 단계 및

b) 상기 a) 단계의 절편을 17 내지 23℃ 조건에서 배양하는 단계를 포함하는, 우뭇가사리목의 양식 방법을 제공한다.

상기 우뭇가사리목(Gelidiales)은 홍조류에 속하는 목의 하나이다. 4개 과에 234종을 포함하고 있으며, 우무를 만드는 데 쓰이는 우뭇가사리 등을 포함하고 있다. 본 발명에서 상기 우뭇가사리목은 바람직하게는 우뭇가사리과 (Gelidiaceae)일 수 있으며 더욱 바람직하게는 개우무속(Pterocladiella) 일 수 있으며 가장 바람직하게는 개우무(Pterocladiella capillacea)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 양식은 인공적으로 길러서 번식하게 하는 것을 의미한다. 상기 양식은 본 발명의 양식 방법 조건들을 충족시킬 수 있는 한, 용기 등의 장비는 제약 없이 적용 가능하나 바람직하게는 특허 출원번호 10-2020-0028151의 용기가 이용될 수 있다.

상기 배양을 17 내지 23℃에서 수행하는 경우 하기 실시예에서 확인할 수 있듯이 절편 생장이 현저히 우수하며 더 바람직하게는 20 내지 23℃에서 배양할 수 있으며, 가장 바람직하게는 23℃에서 배양할 수 있다.

본 발명에서 상기 배양은 PES 배지(Provasoli enriched medium)를 이용할 수 있다. 상기 PES 배지를 이용하는 경우 일반 해수나 NPK 배지를 이용한 것보다 현저한 절편 생장이 가능하다.

본 발명에서 배양시 조도는 1500 내지 2500 럭스(lux)일 수 있으며 바람직 하게는 2000 럭스 일 수 있다. 이는 상기 조도에서 절편에서 많은 재생가지가 유도되기 때문이다.

본 발명에서 절편은 1 내지 10mm 크기일 수 있으며 바람직하게는 5mm이다. 상기 크기의 절편으로 배양하는 경우 tetraspore로부터 배양시킨 경우보다 우수한 생장률을 보인다.

이하, 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

<실시예>

1: 재료 준비

Pterocladiella capillacea는 한국 남동부 해안의 일광 해변 조간대에서 채집되었다. Pterocladiella capillacea는 채집 후 1 시간 이내에 실험실로 운반되어 해수 탱크 (10L)에 보관했다. 그 다음, Pterocladiella capillacea는 2일 동안 해수로 반복하여 헹구었으며, 브러시와 나이프로 착생 생물과 표면 퇴적물을 제거하였다. 이후 채집물은 실체현미경으로 관찰되었으며, 0.5 cm 크기의 절편을 채집물의 상부에서 채취했다.

2: 절편의 생장실험

절편 생장실험은 조도를 2000 lux(약 27 μmol m^-2s^-1; 2000 lux/74 CF under cool white fluorescent lamps)로 설정하여 8시간 dark : 16시간 light 광주기를 갖는 배양챔버(Sanyo MLR 351, Japan)에서 수행되었다.

배양은 14 ℃, 17 ℃, 20 ℃, 23 ℃ 및 26 ℃의 5개 온도 조건에서 수행되었고, 멸균해수, 필터해수, Provasoli enriched medium (PES) 및 NPK medium이 사용되었으며 상기 배지는 상업적으로 구입하였다. 각각의 온도 및 배지 조합에서, 홀(hole) 접시당 절편 3개를 배양하였으며, 배양은 5주 동안 진행되었다. 배지는 매주 교체되었으며, 실체현미경(Vanox AHBT3, Olympus, Tokyo, Japan)에 부착된 FX-35D 카메라(일본 도쿄, 니콘)를 사용하여 각 조합의 절편들을 촬영했다. 촬영된 각 절편 사진에 기초하여, 개별 절편으로부터 발생하는 새로운 가지의 길이를 기저부에서 상부까지 측정하였다.

상대 생장률 (Relative growth rate, RGR)은 RGR = [Ln (final size)-Ln (initial size)]/ time (days) ×100에 따라 각 조합 (N = 3)에 대해 계산하였다.

Tetraspore로 부터 소식물체(plantlet) 생장과 절편 생장을 비교하기 위해, 울릉도에서 식물을 수집하여 해수 탱크에서 사전 배양하였다. 한달 후 식물은 tetrasporangia을 형성하였다. tetrasporangia을 갖는 분지 팁(tip)을 8 dark : 16 light 광주기로 20 ℃ 및 27 μmol m^-2s^-1 로 설정된 배양 챔버에서 커버 슬립에 유지 시켰다. 커버 슬립에서 분리한 Tetraspore로부터 Gelidiales의 전형적인 생장인 디스크 형을 확인했으며, 평복성(prostrate) 디스크에서 식물이 자라나는 것을 확인하였다. 배지 교환시 매주 소식물체의 생장을 조사했으며, 배양은 5주 동안 진행되었다.

3. 배양 결과 관찰

배지 및 온도 조건의 조합에서 배양된 Pterocladiella capillacea의 재생 가지는 5주 배양 후 유의미하게 생장하였다. 우선 배양 일주일 후, 14 ℃를 제외한 모든 온도 조건에서 절편의 절단 부분으로부터 가지가 자라 나왔다.

그리고 5주 후 PES 배지 및 14 °C 조건에서는 절편의 길이가 9.54mm로 생장했으며(도 1), PES 배지 및 17 °C 조건에서는 절편 길이가 17.02mm로 생장했다(도 2).

20 °C 및 23 °C 조건에서는, 일주일 후 더 많은 재생 가지가 절편의 절단 부분에서 발생했으며, 5주 후 재생 가지는 20 °C에서 21.63mm, 23 °C에서는 26.39mm로 생장했다(도 3 및 도 4). 26°C 조건에서는 첫째 주부터 재생 가지가 생겼지만 6주 후에도 10.87mm의 길이로, 생장이 매우 느림을 확인하였다.

필라멘트성 직립 소식물체는 tetraspore에서 발생된 평복성 디스크에서 발생했다. 상기 소식물체는 일주일 후에 길이가 1.74 ± 3.36 mm로 생장 하였으며, 2주째 (길이 3.55 ± 14.54 mm)와 3주째 (길이 7.08 ± 18.12 mm)에 상대적으로 빠르게 자랐다. 4주 후 필라멘트 소식물체의 길이는 8.16 ± 20.45mm, 5주 후 8.53mm ± 20.85mm로 서서히 증가했다.

4. 결론

상기 실험을 통해 P. capillace 는 17-23 °C에서 생장 정도가 우수하였으며, 23 °C에서 최대 생장 (길이 26.39mm)을 나타냄을 확인하였다. 또한, 상기 최적의 온도 조건에서 낮은 조도 (2000 lux, 약 27 μmol m^-2s^-1)는 많은 재생 가지를 유도함을 확인하였다.

본 발명에 사용된 배지 관련하여 PES 배지는 NPK 배지보다 재생 가지의 길이와 증식에 더 좋은 효과가 있었으며, 이는 절편으로부터 재생에 해조 특이영양소가 필요함을 의미한다. 또한, tetraspore로부터 발생된 포자의 생장은 절편으로부터 재생된 경우보다 생장이 느림을 확인하였다.

Claims (5)

1. a) 우뭇가사리목(Gelidiales)의 엽체를 절단하여 절편을 제조하는 단계 및
   b) 상기 a) 단계의 절편을 23℃ 조건에서 배양하는 단계를 포함하는 우뭇가사리목의 양식 방법으로서,
   상기 우뭇가사리목은 개우무(Pterocladiella capillacea)이고,
   상기 배양시 조도는 2000 럭스(lux)이며, 광주기는 암조건 8 시간 및 광조건 16 시간인 것을 특징으로 하는 우뭇가사리목의 양식 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 배양은 PES 배지(Provasoli enriched medium)를 이용하는 양식 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 절편은 1 내지 10mm 크기로 한 양식 방법.
5. 삭제

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