KR20100055401A - 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법 및 그것에 이용하는 기재 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 다시마목 식물의 배우체 또는 유포자체(幼胞子體)를 종묘(種苗)로서 이용할 수 있는 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법에 관한 것이다. 고분자 겔로 피복된 종묘사(種苗絲), 또는 고분자 겔을 그 표면에 갖는 입상체(粒狀體)를 종묘 기재(基材)로 한다. 이 고분자 겔에는, 다시마목 식물의 배우체 및 유포자체가 부착 가능하고, 또한 다시마목 식물의 배우체 및 포자체가 생장 가능한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 이 고분자 겔에는, 다시마목 식물의 배우체 및 포자체의 생장 및 성숙을 촉진하는 영양 염류를 더하는 것이 바람직하다.

Description

다시마목 식물의 포자체의 생산 방법 및 그것에 이용하는 기재 {METHOD OF PRODUCING SPOROPHYTES OF PLANT BELONGING TO THE ORDER LAMINARIALES AND BASE MATERIAL TO BE USED THEREIN}

본 발명은, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법 및 그것에 이용하는 기재(基材)에 관한 것이다.

다시마목(Laminariales)의 식물에는, 참다시마(Laminaria(Saccharina) japonica)나 미역(Undaria pinnatifida) 등의 식용이 되는 해조(海藻)가 다수 포함된다. 이들 다시마목 식물은, 무성(無性)의 거시적인 포자체 세대(복상(複相)：2n)와, 유성(有性)의 미시적인 배우체 세대(단상(單相)：n)를 교대로 반복해 번식한다. 이른바 「다시마」나 「미역」등으로서 사람들에게 인식되어 있는 복상의 포자체는, 성숙하면 단상(n)의 유주자(포자)를 방출한다. 방출된 유주자는, 해저의 암반 등에 부착하여 암 배우체(자성 배우체) 또는 수 배우체(웅성 배우체)가 된다. 자성 배우체는 성숙하면 알을 방출하고, 웅성 배우체는 성숙하면 정자를 방출한다. 이 알과 정자가 결합한 수정란은, 생장하여 다시 복상(2n)의 포자체가 된다.

식용이 되는 다시마목 식물에는, 고기잡이로 채취될 뿐만 아니라 양식되는 것도 있다. 종래의 다시마목 식물의 양식 방법으로서, 천연의 포자체로부터 방출된 유주자를 종묘사(種苗絲)에 부착시키는 방법, 및 천연의 포자체로부터 방출된 유주자를 중간 육성하고, 그것에 의해 얻어진 유체(幼體)를 직접 육성 시설에 장착하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 1 참조)이 알려져 있다. 이들 방법에서는, 천연의 포자체로부터 방출된 유주자(또는 이 유주자로부터 얻어진 유체)를 종묘사 등의 종묘 기재에 부착시키고, 이들 유주자(또는 유체)를 종묘 기재에 부착시킨 상태로 생장시킨다.

유주자를 종묘 기재에 부착시킬 때에 보다 안정되게 부착시키는 것을 목적으로 하여, 우레탄 수지나 아크릴 수지 등을 주성분으로 하는 피복제로 종묘 기재를 피복하는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3 참조). 또, 종묘 기재에 카르보닐기를 가지는 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 피복제로 피복하는 기술도 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 4 참조).

또, 육상에서의 해조의 양식 방법으로서, 해조로부터 방출시킨 포자를 집괴화시키는 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 5 참조). 이 방법에서는, 해조의 포자를 평판 위에 고밀도로 파종함으로써 포자끼리를 서로 부착시키고, 형성된 포자(또는 그것들이 발아한 발아체)의 집괴를 부유시킨 상태로 배양한다. 이 방법에 의해, 종묘사 등의 종묘 기재를 이용하지 않고 해조를 양식할 수 있다.

일본국특허공개2006－325563호공보 일본국특허공개평7－157713호공보 일본국특허공개평9－227826호공보 일본국특허공개2006－180721호공보 일본국특허공개2002－176866호공보

그렇지만, 상기 종래의 양식 방법에는, 천연의 포자체로부터 방출된 유주자(포자)를 사용하지 않으면 안된다고 하는 문제가 있었다.

근년, 해양 환경의 변화에 따른 다시마목 식물의 자원량의 감소가 지적되어 있고, 배양 보존되어 있는 배우체주(配偶體株)를 양식 종묘로서 이용하는 것이 기대되고 있다. 그러나, 상기 종래의 양식 방법에서는, 종묘 기재에 대한 부착율이 낮기 때문에, 다시마목 식물의 배우체나 포자체를 종묘로서 이용할 수 없었던 것이다.

본 발명의 목적은, 다시마목 식물의 배우체 또는 포자체를 종묘로서 이용할 수 있는 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법, 및 그것에 이용하는 종묘 기재를 제공하는 것이다.

본 발명자는, 종묘를 부착시키는 기질(基質)에 고분자 겔을 이용함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은, 이하의 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법에 관한 것이다.

［1］다시마목 식물의 자성 배우체 및 웅성 배우체를 준비하는 단계와, 상기 자성 배우체 및 상기 웅성 배우체를 고분자 겔에 부착시키는 단계와, 상기 자성 배우체를 성숙시켜 알을 형성시키는 단계와, 상기 웅성 배우체를 성숙시켜 정자를 형성시키는 단계와, 상기 알과 상기 정자를 수정시켜, 포자체를 발생시키는 단계와, 상기 포자체를 생장시키는 단계를 포함하는, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.

［2］다시마목 식물의 포자체를 준비하는 단계와, 상기 포자체를 고분자 겔에 부착시키는 단계와, 상기 포자체를 생장시키는 단계를 포함하는, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.

［3］상기 자성 배우체 및 상기 웅성 배우체를 준비하는 단계에 있어서, 상기 자성 배우체 및 상기 웅성 배우체는 세분화되어 있는,［1]에 기재된 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.

［4］상기 포자체를 준비하는 단계에 있어서, 상기 포자체는 세분화되어 있는,［2]에 기재된 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.

［5］상기 고분자 겔은 종묘사를 피복하고 있는,［1］~［4］중 어느 하나에 기재된 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.

［6］상기 고분자 겔은, 입자 직경이 100μm~5cm의 범위 내의 입상체(粒狀體)인,［1］~［4］중 어느 하나에 기재된 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.

또, 본 발명은, 이하의 다시마목 식물의 포자체를 생산하기 위한 기재(基材)에 관한 것이다.

［7］고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사, 또는 입자 직경이 100μm~5cm의 범위 내의 고분자 겔의 입상체인, 다시마목 식물의 포자체를 생산하기 위한 기재.

［8］상기 고분자 겔은, 음이온성 또는 중성인,［7]에 기재된 기재.

［9］상기 고분자 겔은, 음이온성의 고분자 겔이며, 음이온성 기가 염(鹽)인,［7]에 기재된 기재.

본 발명에 의해, 배우체 또는 포자체를 종묘로 하여 다시마목 식물의 포자체를 양식할 수 있다. 따라서, 배양 보존되어 있는 배우체주(또는 이 주(株)로부터 얻어진 포자체)를 종묘로 할 수 있으므로, 포자체의 채취나 유주자의 단리(單離) 등의 작업을 행하지 않고 효율적으로 안정된 품질의 다시마목 식물의 포자체를 생산할 수 있다.

도 1A는 폴리아크릴산나트륨겔에 부착한 배우체를 나타내는 사진, 도 1B는 폴리아크릴아미드겔에 부착한 배우체를 나타내는 사진, 도 1C는 알긴산나트륨겔에 부착한 배우체를 나타내는 사진이다.

이하, 본 명세서에 있어서 「다시마목 식물」이란, 다시마목(Laminariales)에 포함되는 모든 종(種)을 의미한다. 예를 들면, 다시마목 식물에는, 참다시마(Laminaria(Saccharina) japonica)나 애기다시마(L.(S.) religiosa), 오호츠크다시마(L.(S.) ochotensis), 라미나리아(사카리나) 앙구스타타(L.(S.) angustata), 긴다시마(L. (S.) longissima), 라미나리아(사카리나) 디아볼리카(L.(S.) diabolica), 미역(Undaria pinnatifida), 넓미역(U. peterseniana), 넓곽(U. undarioides), 감태(Ecklonia cava), 대황(Eisenia bicyclis), 개다시마(Kjellmaniella crassifolia) 등이 포함된다.

［고분자 겔］

본 발명은, 다시마목 식물의 포자체를 생산할 때에, 종묘를 부착시키는 기질에 고분자 겔을 이용하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해, 본 발명의 생산 방법은, 종래부터 이용되고 있던 유주자뿐만 아니라, 다시마목 식물의 배우체(자성 배우체 및 웅성 배우체)나 포자체도 종묘로 할 수 있다.

고분자 겔의 종류는, 다시마목 식물의 배우체 및 포자체가 부착 가능하고 또한 생장 가능한 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이와 같은 고분자 겔에는, 폴리아크릴산나트륨겔이나 폴리아크릴아미드겔, 알긴산나트륨겔, 알긴산칼륨겔 등의 음이온성 또는 중성의 고분자 겔이 포함된다. 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 음이온성 기가 염인 음이온성 고분자 겔(예를 들면, 폴리아크릴산나트륨겔)은, 종묘를 부착시키는 기질로서 특히 바람직하다. 또, 고분자 겔의 성능을 향상시기 위해, 고분자 겔에 임의의 첨가제를 더해도 된다. 예를 들면, 고분자 겔의 강도를 향상시키기 위해, 카복시메틸셀룰로오스를 고분자 겔에 첨가해도 된다.

고분자 겔의 경도는, 배우체나 포자체의 체(體)의 일부가 겔 내부에 들어갈 수 있는 정도인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 다시마목 식물의 배우체나 포자체는, 그 체의 일부를 겔 내부에 매몰시킬 수 있기 때문에, 단기간에 보다 강고하게 고분자 겔(즉, 후술하는 기재)에 부착할 수 있다. 고분자 겔의 경도는, 그 가교도를 제어함으로써 조정할 수 있다.

생산성을 향상시키기 위해서는, 다시마목 식물의 배우체(또는 포자체)의 생장 및 성숙을 촉진시키는 영양 염류를 기질(고분자 겔)에 더하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 이와 같은 영양 염류로서, 황산나트륨이나 글리세로인산나트륨 등을 들 수 있다. 이들 영양 염류의 양은, 특별히 한정되지 않고, 생산하는 다시마목 식물의 종류나 생산하는 환경에 따라 적절히 설정하면 된다.

식용을 목적으로 하여 다시마목 식물의 포자체를 생산하는 경우는, 기질로 하는 고분자 겔은, 식품 첨가물로서 안전성이 확인되어 있는 것으로 구성되는 것이 바람직하다. 회수한 포자체에 고분자 겔이 부착해도, 인체에 대한 안전성이 손상되지 않기 때문이다. 이와 같은 관점으로부터, 아크릴산나트륨이나 알긴산나트륨, 알긴산칼륨, 알긴산프로필렌글리콜에스테르 등의 식품 첨가물로 지정되어 있는 물질은, 종묘를 부착시키는 기질의 재료로서 적합하다. 또, 동일한 관점으로부터, 알긴산나트륨이나 알긴산칼륨 등을 겔화할 때에는, 염화칼슘이나 염화마그네슘 등의 식품 첨가물로 지정되어 있는 다가이온을 이용하는 것이 바람직하다.

또, 환경 부하를 저감하는 관점에서는, 기질로 하는 고분자 겔은, 화석 연료를 원료로 하는 합성 고분자가 아니라 생체 유래의 천연 고분자로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 생체 고분자로 이루어지는 고분자 겔은, 어느 정도의 시간이 경과하면 자연히 분해되기 때문이다. 이러한 생체 고분자로서, 갈조에 포함되는 알긴산(및 그 유도체) 등을 들 수 있다.

［기재］

본 발명의 생산 방법에 있어서 종묘를 부착시키는 기재는, 그 표면에 전술의 고분자 겔을 가지는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이와 같은 기재의 예에는, 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사나 고분자를 그 표면에 가지는 입상체 등이 포함된다.

고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사란, 예를 들면, 합성 섬유 등으로 이루어지는 종묘사를 전술의 고분자 겔로 피복한 것이다. 고분자 겔로 피복되는 종묘사 본체의 재질은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 아세탈화된 폴리비닐알코올(비닐론)이다. 또, 종묘사 본체의 굵기는, 특별히 한정되지 않으며, 생산하는 다시마목 식물의 종류나 생산하는 환경에 따라 적절히 설정하면 된다. 현재 다시마목 식물의 양식에 이용되고 있는 종묘사(예를 들면, 크레모나(cremona)사(등록상표))도 물론 사용할 수 있다.

종묘사를 피복하는 고분자 겔은, 생산하는 다시마목 식물의 종류 등에 따라 그 종류나 두께 등을 적절히 설정하면 된다. 통상, 해수 중에서는, 종묘사 본체를 피복하는 고분자 겔은, 시간의 경과와 함께 분해되고, 이윽고 종묘사 본체로부터 탈리한다. 따라서, 피복하는 고분자 겔이 너무 두꺼운 경우는, 다시마목 식물의 포자체가 종묘사 본체에 부착하기 전에 고분자 겔이 분해되기 때문에, 포자체가 고분자 겔과 함께 종묘사 본체로부터 탈리할 가능성이 높아진다. 후술하는 실시예에 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사의 일례를 나타낸다(실시예 3 참조).

고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사는, 종래의 종묘사와 동일한 형태를 하고 있기 때문에, 종래의 생산 방법과 거의 마찬가지로 이용할 수 있다. 예를 들면, 육상의 시설에 있어서, 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사의 표면에 종묘(유주자, 배우체 또는 포자체)를 부착시켜, 유포자체(幼胞子體)까지 생육시킨다. 이어서, 이 유포자체가 부착한 종묘사를 양성망(養成網)에 끼워넣고, 이 양성망을 바다중에 가라앉혀 유포자체를 생장시킴으로써, 다시마목 식물의 포자체를 생산할 수 있다.

이와 같은 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사에서는, 종묘사 표면이 고분자 겔로 피복되기 때문에, 종묘사 표면의 물리적인 요철이 감소하고 있다. 따라서, 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사는, 종래의 종묘사와 비교해 다른 수서(水棲) 생물의 부착을 억제할 수 있다.

고분자를 그 표면에 갖는 입상체란, 예를 들면, 구(球)형상 또는 다면체 형상의 수지 입자나 금속 입자를 전술의 고분자 겔로 피복한 것이나, 전술의 고분자 겔로 이루어지는 구체(球體) 또는 다면체 등이다. 내부에 수지 입자를 갖는 입상체의 경우, 이 수지 입자의 재질이나 크기 등은 특별히 한정되지 않고, 생산하는 다시마목 식물의 종류나 생산하는 환경에 따라 적절히 설정하면 된다. 이들 고분자 겔을 포함하는 입상체의 크기는 특별히 한정되지 않으며, 입자 직경이 100μm~5cm 정도이면 된다. 전술과 같이, 고분자 겔이 너무 두꺼운 경우는, 다시마목 식물의 포자체가 수지 입자나 다른 포자체의 부착기(付着器) 등에 부착하기 전에 고분자 겔이 분해되기 때문에, 포자체가 고분자 겔과 함께 입상체로부터 탈리할 가능성이 높아진다.

고분자를 그 표면에 갖는 입상체는, 예를 들면, 특허 문헌 5에 기재되어 있는 것과 같은 육상 양식에 있어서 종묘의 집괴를 형성하는데에 적합하게 사용될 수 있다.

이상과 같은 기재에서는, 배우체나 포자체는, 그 표면에 부착할 뿐만 아니라, 그 일부가 겔 내부에 매몰되도록 부착하기 때문에, 단기간에 보다 강고하게 기재에 부착할 수 있다.

［종묘］

본 발명의 생산 방법에서는, 다시마목 식물의 유주자, 배우체(자성 배우체 및 웅성 배우체) 또는 포자체를 종묘로 할 수 있다. 이 중에서는, 다시마목 식물의 배우체 또는 포자체를 종묘로 하는 것이 바람직하다. 배우체의 우량주(優良株) 또는 그것으로부터 얻어진 유포자체를 종묘로 함으로써, 고품질의 다시마목 식물의 포자체를 안정되게 생산할 수 있기 때문이다.

배우체를 종묘로 하는 경우는, 천연의 포자체 유래의 유주자를 배양하여 준비한 배우체를 종묘로 해도 되지만, 전술의 이유에 의해 배양 보존되어 있는 배우체주를 종묘로 하는 것이 바람직하다. 유주자로부터 배우체를 얻는 방법 및 배우체를 배양 보존하는 방법은, 당업자에게 공지된 방법으로부터 적절히 선택하면 된다. 후술하는 실시예에 배우체를 배양 보존하는 방법의 일례를 나타낸다.

포자체를 종묘로 하는 경우는, 천연의 포자체나 천연의 포자체 유래의 유주자를 배양하여 준비한 유포자체를 종묘로 해도 되지만, 전술의 이유에 의해 배양 보존되어 있는 배우체주를 배양하여 얻어지는 유포자체를 종묘로 하는 것이 바람직하다. 유주자 또는 배우체주로부터 유포자체를 얻는 방법은, 당업자에게 공지된 방법으로부터 적절히 선택하면 된다.

［절차］

본 발명의 생산 방법은, 다시마목 식물의 종묘(유주자, 배우체 또는 포자체)를 전술의 기재 표면의 고분자 겔에 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하, 다시마목 식물의 배우체를 종묘로 했을 경우 및 포자체를 종묘로 했을 경우의 절차의 일례에 대해 설명한다.

(배우체를 종묘로 하는 경우)

배우체를 종묘로 하는 경우는, 예를 들면 (1) 다시마목 식물의 자성 배우체 및 웅성 배우체를 준비하고, (2) 준비한 배우체를 기재 표면의 고분자 겔에 부착시키며, (3) 고분자 겔에 부착한 배우체를 성숙시켜 알 및 정자를 형성시키고, (4) 형성된 알과 정자를 수정시켜 포자체를 발생시키며, (5) 발생한 포자체를 생장시키면 된다.

단계 (1)에 있어서, 다시마목 식물의 자성 배우체 및 웅성 배우체를 준비하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 당업자에게 공지된 방법을 적절히 채용하면 된다. 후술하는 실시예에 배우체를 준비하는 방법의 일례를 나타낸다.

단계 (2)에 있어서, 배우체를 고분자 겔에 부착시키는 방법은, 배우체를 고분자 겔에 부착시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 배우체를 흩뜨린 배양액 중에 기재를 침지하면 된다. 이때, 단계 (1)에서 준비한 배우체를 세단하는 등 하여 세분화한 후에, 고분자 겔에 부착시키는 것이 바람직하다. 세분화된 각 배우체가 고분자 겔에 부착하기 쉬워지기 때문이다. 배우체를 세분화하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 면도칼이나 믹서 등으로 세단하면 된다. 또, 고분자 겔에 부착시키는 배우체의 수는, 다시마목 식물의 종류나 기재의 종류에 따라 적절히 설정하면 된다. 예를 들면, 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사를 기재로 하는 경우는, 1cm당 20개체도 부착시키면 충분하다. 부착하는 배우체의 수가 너무 많으면, 이후의 단계에 있어서 솎아냄을 할 필요가 생긴다. 표면에 부착한 배우체는, 그 일부가 겔 내부에 매몰됨으로써 단기간에 강고하게 기재에 부착한다. 후술하는 실시예에 배우체를 고분자 겔에 부착시키는 방법의 일례를 나타낸다.

단계 (3)에 있어서 배우체를 성숙시키는 방법, 및 단계 (4)에 있어서 포자체를 발생시키는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 당업자에게 공지된 방법을 적절히 채용하면 된다. 통상은, 단계 (2)에서 배우체를 기재에 부착시킨 후, 그대로 적절한 배양액 중에서 배우체를 성숙시키면, 단계 (3) 및 단계 (4)를 인위적으로 행하지 않고 단계 (5)로 진행할 수 있다.

단계 (5)에 있어서, 포자체를 생장시키는 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 당업자에게 공지된 방법을 적절히 채용하면 된다. 예를 들면, 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사를 기재로 하는 경우는, 포자체가 부착한 종묘사를 양성망에 끼워넣고, 이 양성망을 바다 중에 가라앉혀 포자체를 생장시키면 된다. 또, 고분자 겔을 그 표면에 갖는 입상체를 기재로 하는 경우, 특허 문헌 5에 기재되어 있는 바와 같이, 기재를 중심(中心)으로 하여 형성된 포자체의 집괴를 부유시킨 상태로 배양하면 된다. 포자체는, 최초는 기재 표면의 고분자 겔에 부착하지만, 생장함에 따라 부착기를 연장시켜 기재 본체(고분자 겔로 피복된 종묘사의 경우는, 종묘사 본체) 또는 다른 포자체의 부착기에 부착한다. 따라서, 어느 정도 포자체가 생장한 후이면, 고분자 겔은 분해되어도 문제가 되지 않는다.

(포자체를 종묘로 하는 경우)

포자체를 종묘로 하는 경우는, 예를 들면 (1) 다시마목 식물의 (유)포자체를 준비하고, (2) 준비한 (유)포자체를 기재 표면의 고분자 겔에 부착시키며, (3) 부착한 포자체를 생장시키면 된다.

단계 (1)에 있어서, 다시마목 식물의 포자체를 준비하는 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 당업자에게 공지된 방법을 적절히 채용하면 된다.

단계 (2)에 있어서, 포자체를 고분자 겔에 부착시키는 방법은, 포자체를 고분자 겔에 부착시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 포자체를 흩뜨린 배양액 중에 기재를 침지하면 된다. 이때, 단계 (1)에서 준비한 포자체를 세단하는 등 하여 세분화한 후에, 고분자 겔에 부착시키는 것이 바람직하다. 세분화된 각 포자체가 고분자 겔에 부착하기 쉬워짐과 더불어, 세분화된 포자체가 각각 성숙 포자체가 되므로, 생산성이 향상하기 때문이다. 포자체를 세분화하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 면도칼이나 믹서 등으로 세단하면 된다. 또, 고분자 겔에 부착시키는 포자체의 수는, 다시마목 식물의 종류나 기재의 종류에 따라 적절히 설정하면 된다. 예를 들면, 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사를 기재로 하는 경우는, 1cm당 20개체도 부착시키면 충분하다. 부착하는 포자체의 수가 너무 많으면, 이후의 단계에 있어서 솎아냄을 할 필요가 생긴다. 표면에 부착한 포자체는, 그 일부가 겔 내부에 매몰됨으로써 단기간에 강고하게 기재에 부착한다.

단계 (3)에 있어서, 포자체를 생장시키는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 당업자에게 공지된 방법을 적절히 채용하면 된다. 예를 들면, 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사를 기재로 하는 경우는, 포자체가 부착한 종묘사를 양성망에 끼워넣고, 이 양성망을 바다 중에 가라앉혀 포자체를 생장시키면 된다. 또, 고분자를 그 표면에 갖는 입상체를 기재로 하는 경우는, 특허 문헌 5에 기재되어 있는 바와 같이, 기재를 중심으로 하여 형성된 포자체의 집괴를 부유시킨 상태로 배양하면 된다. 포자체는, 최초는 기재 표면의 고분자 겔에 부착하지만, 생장함에 따라 부착기를 연장시켜 기재 본체(고분자 겔로 피복된 종묘사의 경우는, 종묘사 본체) 또는 다른 포자체의 부착기에 부착한다. 따라서, 어느 정도 포자체가 생장한 후이면, 고분자 겔은 분해되어도 문제가 되지 않는다.

이상과 같이, 본 발명의 생산 방법에 의하면, 종묘를 부착시키는 기질에 고분자 겔을 이용함으로써, 다시마목 식물의 배우체 또는 (유)포자체를 종묘로 할 수 있다. 특히, 실내에서 배양 보존되어 있는 비유영성(非遊泳性)의 사상(絲狀) 배우체를 종묘로 함으로써, 고품질의 산물을 안정되고 효율 좋게 생산할 수 있다. 또, 배양 보존되어 있는 비유영성의 사상 배우체를 종묘로 함으로써, 종묘 생산의 현장에 있어서 「포자체의 채취」나 「유주자의 단리」등의 작업의 노력을 경감시킬 수 있다. 또한, 육상 양식(특허 문헌 5 참조)에 있어서도, 고분자 겔의 입상체를 기재로 함으로써 종묘의 집괴를 용이하게 형성할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 참조하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되지 않는다.

실시예

［실시예 1］

실시예 1에서는, 애기다시마(Laminaria(Saccharina) religiosa)의 배우체(종묘)를 3종류의 본 발명의 기재(폴리아크릴산나트륨겔의 입상체, 폴리아크릴아미드겔의 입상체, 알긴산나트륨겔의 입상체)에 부착시킨 후, 각 기재에 대해 배우체의 부착 상황 및 생존 상황을 관찰한 결과를 나타낸다.

1. 배우체의 조제

천연 채취한 애기다시마의 성숙 포자체(다시마 모조(母藻))로부터 유주자를 단리했다. 단리한 유주자를 무균 배양하여, 배우체의 단계에서 보존했다(ASP12 NTA(－Fe) 배양액, 14℃, 명(明) 14시간－암(暗) 10시간 사이클). 실험을 개시하기 전에, 무균 보존되어 있던 자성 배우체 및 웅성 배우체를 시판의 면도칼을 이용해 세단하고, 나일론 메쉬(오프닝：100μm)를 통해, 세분화된 자성 배우체 및 웅성 배우체를 조제했다.

2. 기재의 조제

(폴리아크릴산나트륨겔의 입상체)

아크릴산(모노머) 6.8g, 메틸렌비스아크릴아미드(가교제) 0.62g 및 과황산칼륨(개시제) 0.27g을 순수(純水) 100ml에 용해시켜, 아크릴산 모노머 수용액을 조제했다. 또, 외치수 세로 150mm, 가로 150mm, 폭 10mm의 コ자형의 틀을 두께 5mm의 실리콘 고무 시트로 제작하고, 이 실리콘 틀을 세로 150mm, 가로 150mm의 유리판 2장 사이에 끼워 중합 용기를 제작했다(유리판 사이의 간격은 5mm). 조제한 아크릴산 모노머 수용액을 개구부로부터 중합 용기 내에 20ml 넣고, 60℃로 3시간 가열하여 열중합에 의해 겔화시키고, 폴리아크릴산겔을 조제했다. 이어서, 중합 용기로부터 꺼낸 폴리아크릴산겔을 2mol/l의 수산화나트륨 수용액에 침지하고, 70℃로 3시간 가열하여 폴리아크릴산나트륨겔을 조제했다. 조제한 폴리아크릴산나트륨겔을 세로 20mm, 가로 20mm의 정방형으로 잘라내고(두께는 5mm＋α), 이것을 200ml 이상의 양의 순수에 담그고, 수시간마다 동량의 순수로 교환했다. 3일 이상 걸쳐 미반응물을 제거하고, 평형 팽윤시켜 폴리아크릴산나트륨겔의 입상체를 조제했다.

(폴리아크릴아미드겔의 입상체)

아크릴아미드(모노머) 3.6g, 메틸렌비스아크릴아미드(가교제) 0.3g 및 과황산칼륨(개시제) 0.014g을 순수 50ml에 용해시켜, 아크릴아미드 모노머 수용액을 조제했다. 조제한 아크릴아미드 모노머 수용액을 전술의 중합 용기 내에 개구부로부터 20ml 넣고, 60℃로 3시간 가열하여 열중합에 의해 겔화시켜, 폴리아크릴아미드겔을 조제했다. 이어서, 중합 용기로부터 꺼낸 폴리아크릴산겔을 세로 20mm, 가로 20mm의 정방형으로 잘라내고(두께는 5mm＋α), 이것을 200ml 이상의 양의 순수에 담그고, 수시간마다 동량의 순수로 교환했다. 3일 이상 걸쳐 미반응물을 제거하고, 평형 팽윤시켜 폴리아크릴아미드겔의 입상체를 조제했다.

(알긴산나트륨겔의 입상체)

알긴산나트륨 2g을 70℃의 순수 48ml에 보온 및 교반하면서 소량씩 더해 용해시켜, 알긴산나트륨 수용액을 조제했다. 마찬가지로, 염화칼슘 1g를 순수 99ml에 용해시켜 염화칼슘 수용액을 조제했다. 또, 외치수 세로 150mm, 가로 150mm, 폭 10mm의 コ자형의 틀을 두께 5mm의 실리콘 고무 시트로 제작하고, 이 실리콘 틀을 세로 150mm, 가로 150mm의 유리판에 놓고 중합 용기를 제작했다(실리콘 틀의 높이는 5mm). 조제한 알긴산나트륨 수용액을 전술의 중합 용기의 틀 내에 붓고, 균일한 두께가 될 때까지 정치(靜置)했다. 이어서, 실리콘 틀 내의 알긴산나트륨 수용액에 전술의 염화칼슘 수용액을 분무하여 알긴산 나트륨 수용액을 겔화시켜, 알긴산 나트륨겔을 조제했다. 계속해서, 중합 용기로부터 꺼낸 알긴산나트륨겔을 세로 20mm, 가로 20mm의 정방형으로 잘라내어(두께는 5mm＋α), 알긴산나트륨겔의 입상체를 조제했다.

3. 실험 방법

상기 「2. 기재의 조제」에서 준비한 각 기재(고분자 겔)를 인공 해수(다이고 인공 해수：일본 제약)로 평형 팽윤시켰다. 이어서, 평행 팽윤시킨 각 기재(고분자 겔)를 6구멍 플레이트의 각각 상이한 웰에 넣었다. 계속해서, 상기 「1. 배우체의 조제」에서 준비한 세분화된 자성 배우체 및 웅성 배우체를 각 웰에 넣어 정치했다(15℃, 명 14시간－암 10시간 사이클).

배우체를 각 웰에 넣고 나서 6일 후에, 도립현미경을 이용해 배우체의 부착 상황 및 생존 상황을 관찰했다. 부착 상황에 대해서는, 피페터(pipetter)를 이용해 웰 내의 인공 해수를 유동시켜, 배우체가 기재(고분자 겔) 표면으로부터 탈리하는지 여부로 판단했다. 생존 상황에 대해서는, 세포질의 수축이나 유출, 세포의 신전이상(伸展異常) 등의 이상한 상태를 배우체가 나타내고 있는지 여부로 판단했다.

4. 결과

도 1은, 각 기재에 부착한 배우체의 상태를 나타내는 사진이다. 도 1A는, 폴리아크릴산나트륨겔에 부착한 배우체를 나타내는 사진, 도 1B는 폴리아크릴아미드겔에 부착한 배우체를 나타내는 사진, 도 1C는 알긴산나트륨겔에 부착한 배우체를 나타내는 사진이다. 이들 사진에 나타나는 바와 같이, 각 기재에 부착한 배우체는, 이상한 상태를 나타내는 일 없이 정상적인 상태로 생존하고 있는 것이 확인되었다.

표 1은, 각 웰에 있어서의 배우체의 부착 상황 및 생존 상황을 나타내는 표이다. 또한, 폴리아크릴산나트륨겔에 대해서는, 백색 불투명의 겔을 뒤집어 배우체의 생존 상황을 관찰했기 때문에, 배우체의 부착 상황에 대해서는 조사할 수 없었다.

［표 1］

본 실시예에 의해, 애기다시마의 배우체는 3종류의 고분자 겔에 대해서 대체로 양호한 부착성을 나타내는 것, 및 애기다시마의 배우체는 3종류의 고분자 겔 상에서 정상적으로 생육할 수 있는 것을 알 수 있다.

［실시예 2］

실시예 2에서는, 애기다시마의 배우체(종묘)를 4종류의 본 발명의 기재(폴리아크릴산나트륨겔의 입상체, 폴리아크릴아미드겔의 입상체, 표면 그래프트화 폴리아크릴아미드겔의 입상체, 알긴산나트륨겔의 입상체)에 부착시킨 후, 각 기재에 대해 부착한 배우체의 수 및 발아한 포자체의 수를 계측한 결과를 나타낸다.

1. 배우체의 조제

실시예 1과 동일한 절차로, 세분화된 자성 배우체 및 웅성 배우체를 준비했다.

2. 기재의 조제

(폴리아크릴산나트륨겔의 입상체)

실시예 1과 동일한 절차로, 폴리아크릴산나트륨겔의 입상체(블록)를 조제했다.

(폴리아크릴아미드겔의 입상체)

실시예 1과 동일한 절차로, 폴리아크릴아미드겔의 입상체(블록)를 조제했다.

(표면 그래프트화 폴리아크릴아미드겔의 입상체)

실시예 1과 동일한 절차로 아크릴아미드 모노머 수용액을 조제했다. 이어서, 외치수 세로 150mm, 가로 150mm, 폭 10mm의 コ자형의 틀을 두께 5mm의 실리콘 고무 시트로 제작했다. 또, 세로 150mm, 가로 150mm의 유리판에 동일 사이즈의 실리콘 고무 시트(두께 1mm)를 흡착 고정하여, 실리콘 고무 시트 고정 유리판을 2장 제작했다. 2장의 실리콘 고무 시트 고정 유리판(실리콘 고무 시트가 내측)의 사이에 실리콘 틀을 끼워 중합 용기를 제작했다(실리콘 고무 시트 사이의 간격은 5mm). 조제한 아크릴산 모노머 수용액을 전술의 중합 용기 내에 개구부로부터 20ml 넣고, 60℃로 3시간 가열하여 열중합에 의해 겔화시켜, 표면 그래프트화 폴리아크릴아미드겔을 조제했다. 계속해서, 중합 용기로부터 꺼낸 표면 그래프트화 폴리아크릴 아미드겔을 세로 20mm, 가로 20mm의 정방형으로 잘라내고(두께는 5mm＋α), 이것을 200ml 이상의 양의 순수에 담그고, 수시간마다 동일량의 순수로 교환했다. 3일 이상 걸쳐 미반응물을 제거하고, 평형 팽윤시켜 폴리아크릴아미드겔의 입상체를 조제했다.

(알긴산나트륨겔의 입상체)

실시예 1과 동일한 절차로, 알긴산나트륨겔의 입상체(블록)를 조제했다.

3. 실험 방법

상기 「2. 기재의 조제」에서 준비한 각 기재(고분자 겔의 블록)의 중앙에 와이어를 통해, 각 기재를 둥근바닥 플라스크(용량 500ml) 내에 매달았다. 또, 비교예로서, 길이 15cm로 재단한 직경 2mm의 크레모나사(주식회사 쿠라레)도 둥근바닥 플라스크 내에 매달았다. 이어서, 상기 「1. 배우체의 조제」에서 준비한 세분화된 자성 배우체 및 웅성 배우체를 둥근바닥 플라스크 내에 균등하게 흩뜨리고, 통기배양했다(PES 배양액 450ml, 14℃, 명 14시간－암 10시간 사이클).

배양을 개시하고 나서 3일 후에 각 기재에 부착한 배우체의 수를 계측하고, 17일 후에 각 기재 상에서 발아한 포자체의 수를 계측하고, 19일 후에 발아한 각 포자체의 사이즈를 계측했다.

4. 결과

표 2는, 각 기재에 대해, 기재에 부착한 배우체의 수, 발아한 포자체의 수, 및 발아한 각 포자체의 사이즈를 계측한 결과를 나타내는 표이다. 「유포자체 사이즈」의 괄호 내의 수치는, 평균값을 나타내고 있다.

［표 2］

애기다시마의 자성 배우체 및 웅성 배우체는, 기재 표면에 부착하면 균사와 같이 신장한다. 적합한 조건하에서는 수주일 후에, 자성 배우체 및 웅성 배우체는, 조란기(造卵器) 및 조정기(造精器)를 각각 형성하고, 알 및 정자를 각각 방출한다. 통상, 수정란은, 자성 배우체로부터 유리(遊離)하여 다른 장소에 부착해 발아하고, 포자체가 된다. 따라서, 기재 표면에 부착한 배우체의 수와 기재 상에서 발아한 유포자체의 수 사이에는 반드시 상관 관계가 있다고는 할 수 없다. 표 2로부터, 본 실시예에 있어서도 이것이 적합한 것을 알 수 있다.

표 2로부터, 폴리아크릴산나트륨겔의 입상체는, 부착한 배우체의 수 및 발아 포자체의 수의 점에서 특히 뛰어난 것을 알 수 있다. 또, 발아한 포자체의 생장의 정도를 나타내는 잎길이에 대해서도, 폴리아크릴산나트륨겔의 입상체는, 비교예의 크레모나사에 비해 1.5~1.8배로 뛰어난 것을 알 수 있다.

본 실시예에 의해, 애기다시마의 배우체는 본 발명의 기재에 대해서 양호한 부착성을 나타내는 것, 애기다시마의 수정란은 본 발명의 기재 상에 있어서 양호하게 발아할 수 있는 것, 및 발아한 포자체는 본 발명의 기재 상에 있어서 양호하게 생장할 수 있는 것을 알 수 있다.

［실시예 3］

실시예 3에서는, 애기다시마의 배우체(종묘)를 2종류의 본 발명의 기재(폴리아크릴산나트륨겔로 피복한 종묘사, 알긴산나트륨겔로 피복한 종묘사)에 부착시킨 후, 각 기재에 대해 발아한 포자체의 수를 관찰한 결과를 나타낸다.

1. 배우체의 조제

실시예 1과 동일한 절차로, 세분화된 자성 배우체 및 웅성 배우체를 준비했다.

2. 기재의 조제

(폴리아크릴산나트륨겔로 피복한 종묘사)

아크릴산나트륨(모노머) 4.7g, 메틸렌비스아크릴아미드(가교제) 0.3g 및 과황산칼륨(개시제) 0.13g을 순수 50ml에 용해시켜, 아크릴산나트륨 수용액을 조제했다.

길이 15cm로 재단한 직경 2mm의 크레모나사를, 전술의 아크릴산나트륨 수용액에 3분간 침지했다. 이어서, 크레모나사를 공기중으로 인상한 후에, 60℃로 설정한 정온 항온 건조기(NDO－450SD：도쿄이화기계주식회사) 내에서 3시간 가열하여, 크레모나사 주위의 아크릴산 나트륨을 열중합에 의해 겔화시켰다. 얻어진 종묘사(폴리아크릴산나트륨겔 피복 크레모나사)를 200ml의 여과 해수에 침지하고, 3시간마다 합계 3회 여과 해수를 교환하여 미반응물을 제거했다.

(알긴산나트륨겔로 피복한 종묘사)

알긴산나트륨 4g을 70℃로 데운 순수 100ml에 교반한 상태에서 소량씩 더해 용해시켜, 알긴산나트륨 수용액을 조제했다. 또, 염화칼슘 1g을 순수 100ml에 용해시켜, 염화칼슘 수용액을 별개로 조제했다.

길이 15cm로 재단한 직경 2mm의 크레모나사를, 전술의 알긴산나트륨 수용액에 3분간 침지했다. 이어서, 이 크레모나사를 공기중으로 인상하여 30초간 그 상태를 유지한 후에, 염화칼슘 수용액에 침지해 크레모나사 주위의 알긴산나트륨을 겔화시켰다. 얻어진 종묘사(알긴산나트륨겔 피복 크레모나사)는, 그대로 배양 실험에 제공했다.

3. 실험 방법

상기 「2. 기재의 조제」에서 준비한 각 기재(처리가 끝난 크레모나사)를 각각 2개씩 둥근바닥 플라스크(용량 500ml) 내에 매달았다. 또, 비교예로서, 미처리의 크레모나사도 둥근바닥 플라스크 내에 매달았다. 이어서, 상기 「1. 배우체의 조제」에서 준비한 세분화된 자성 배우체 및 웅성 배우체를 둥근바닥 플라스크 내에 균등하게 흩뜨리고, 통기배양했다(PES 배양액 450ml, 14℃, 명 14시간－암 10시간 사이클). 배우체를 흩뜨리고 나서 20시간 후에, 각 기재를 새롭게 준비한 둥근바닥 플라스크로 옮겨, 동일한 조건에서 통기배양했다. 각 기재를 옮기고 나서 14일 후에, 둥근바닥 플라스크 내의 배지를 새로운 배지로 교환했다. 이후, 7~10일마다 둥근바닥 플라스크 내의 배지를 새로운 배지로 교환했다.

배양을 개시하고 나서 54일 후에, 각 기재에 대해 단위길이(1cm)당 발아 포자체의 수를 계측했다.

4. 결과

표 3은, 각 기재에 대해, 단위길이(1cm)당 발아 포자체의 수를 계측한 결과를 나타내는 표이다. 「샘플 1」 및 「샘플 2」는, 2개의 실 각각을 의미한다.

［표 3］

표 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 기재(폴리아크릴산나트륨겔 피복 크레모나사 및 알긴산나트륨겔 피복 크레모나사)에는, 비교예의 기재(미처리 크레모나사)에 비해 2~4배의 수의 포자체가 발아하고 있었다. 또, 각 기재에 대해서 샘플 1과 샘플 2를 비교한 바, 비교예의 기재에서는 발아 포자체의 수가 크게 고르지 않았지만, 본 발명의 기재에서는 발아 포자체의 수가 거의 동일했다.

본 실시예에 의해, 본 발명의 기재는, 종래의 기재와 달리, 애기다시마의 배우체를 종묘로 하여도 포자체를 안정되게 발아시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

본 출원은, 2007년 8월 1일 출원의 일본국 특원 2007－201216에 기초하는 우선권을 주장한다. 당해 출원 명세서 및 도면에 기재된 내용은, 모두 본원 명세서에 원용된다.

본 발명은, 배양 보존되어 있는 배우체주를 종묘로 하여 안정된 품질의 다시마목 식물의 포자체를 효율적으로 생산할 수 있기 때문에, 다시마나 미역 등의 양식업에 유용하다.

Claims (11)

1. 다시마목(目) 식물의 자성 배우체 및 웅성 배우체를 준비하는 단계와,
   상기 자성 배우체 및 상기 웅성 배우체를 고분자 겔에 부착시키는 단계와,
   상기 자성 배우체를 성숙시켜 알을 형성시키는 단계와,
   상기 웅성 배우체를 성숙시켜 정자를 형성시키는 단계와,
   상기 알과 상기 정자를 수정시켜, 포자체를 발생시키는 단계와,
   상기 포자체를 생장시키는 단계
   를 포함하는, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.
2. 다시마목 식물의 포자체를 준비하는 단계와,
   상기 포자체를 고분자 겔에 부착시키는 단계와,
   상기 포자체를 생장시키는 단계
   를 포함하는, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 자성 배우체 및 상기 웅성 배우체를 준비하는 단계에 있어서, 상기 자성 배우체 및 상기 웅성 배우체는 세분화되어 있는, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 포자체를 준비하는 단계에 있어서, 상기 포자체는 세분화되어 있는, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 고분자 겔은 종묘사(種苗絲)를 피복하고 있는, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 고분자 겔은 종묘사를 피복하고 있는, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 고분자 겔은, 입자 직경이 100μm~5cm의 범위 내의 입상체(粒狀體)인, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 고분자 겔은, 입자 직경이 100μm~5cm의 범위 내의 입상체인, 다시마목 식물의 포자체의 생산 방법.
9. 고분자 겔로 피복되어 있는 종묘사, 또는 입자 직경이 100μm~5cm의 범위 내의 고분자 겔의 입상체인, 다시마목 식물의 포자체를 생산하기 위한 기재(基材).
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고분자 겔은, 음이온성 또는 중성인, 기재.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 고분자 겔은, 음이온성의 고분자 겔이며, 음이온성 기가 염(鹽)인, 기재.

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