(57)【要約】【課題】ノリの養殖に関する諸問題を解決し、また、一般の多細胞藻類に対しても、様々なストレスに対する耐性を強化し、また成長を促進する多細胞藻類用成長剤を提供する。また、それを用いた養殖による多細胞藻類の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、ゼルンボン、サンギナリン、サリチル酸、ポリアミン、ゲルダナマイシン、イソチアネート、トリメチルグリシン、ペリルアルデヒド、シトラール、カロテン、リコペン、ゼアキサンチン、クリプトキサンチン、ルテイン、フェニルエチルイソチオシアネート、ウルソール酸、ヤバツイ、アルニカ、オグルマ、ホソバオグルマ、サルビア、マジュラム、コガネバナ、ヨウシュンシャ、シュクシャ、ナンキョウ、トウキ、コショウ、ウンシュウミカン、またはダイダイのうちのいずれかを主成分とするものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゼルンボンまたはその類縁体、あるいはそれらの塩を主成分とする
多細胞藻類用成長剤。
【請求項２】
上記ゼルンボンの類縁体は、α―フムレンまたはβ―カリオフィレンである
ことを特徴とする請求項１に記載の多細胞藻類用成長剤。
【請求項３】
ショウガ科植物、ホップ、チョウジ、ラベンダーのうちのいずれかの植物の抽出物、または粉砕品である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の多細胞藻類用成長剤。
【請求項４】
サンギナリンまたはその誘導体、もしくは、それらの塩を主成分とする
多細胞藻類用成長剤。
【請求項５】
ケリルビン、サンギルチン、サンギルビン、ケリルチン、マルカピン、またはプロトピンのうち、１つまたは複数のアルカロイドをさらに含有する
ことを特徴とする請求項４に記載の多細胞藻類用成長剤。
【請求項６】
ケシ科植物であるタケニグサ、ハナビソウ、クサノオウ、ブラッドルートのいずれかの抽出物、またはその粉砕品である
ことを特徴とする請求項４または５に記載の多細胞藻類用成長剤。
【請求項７】
サリチル酸、ポリアミン、ゲルダナマイシン、イソチアネート、トリメチルグリシン、ペリルアルデヒド、シトラール、カロテン、リコペン、ゼアキサンチン、クリプトキサンチン、ルテイン、フェニルエチルイソチオシアネート、またはウルソール酸を主成分とする
多細胞藻類用成長剤。
【請求項８】
ヤバツイ、アルニカ、オグルマ、ホソバオグルマ、サルビア、マジュラム、コガネバナ、ヨウシュンシャ、シュクシャ、ナンキョウ、トウキ、コショウ、ウンシュウミカン、ダイダイのいずれかの植物のエキス、またはその植物の粉砕品を主成分とする
多細胞藻類用成長剤。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の多細胞藻類用成長剤を用いる
ことを特徴とする養殖による多細胞藻類の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の多細胞藻類用成長剤をノリの養殖に用いる
ことを特徴とする請求項９に記載の養殖による多細胞藻類の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海藻等の多細胞藻類に用いることでストレス耐性を向上し、または、成長を促進する成長剤に関するものである。また、成長剤を用いた多細胞藻類の製造方法に関するものである
【背景技術】
【０００２】
藻類とは、酸素発生型光合成を行う生物のうち、主に地上に生息するコケ植物、シダ植物、種子植物を除いたものの総称である。藻類は単細胞、複数細胞、および細胞分裂により成長する多細胞のものがある。多細胞藻類のほとんどは海水に棲み、海藻と呼ばれている。
海藻は、海産種の藻類であり、多くは海洋沿岸域において生育している。海洋動物のエサとなり、幼魚の発育の場としても重要な役割を果たしている。
しかし、昨今の環境変化や水質の変化に伴い、海藻が減少したり死滅したりすることが各地で生じている。これは磯焼けと呼ばれ、沿岸漁業に深刻なダメージを与えている。
【０００３】
一方で、多細胞藻類は人の食材としても重要である。ノリ、昆布、ワカメ、あるいは青のり等は、食卓を彩り、豊かな食文化を形成する重要な食材となっている。また、多細胞藻類の持つ特有の多糖類などが医薬品や健康食品といった新たな分野でも利用され始めている。
【０００４】
多細胞藻類の一部については、養殖も行われている。特にノリの養殖は盛んである。
ノリは冬の海に生育する海藻で、主に河川水の流入する海岸の潮間帯に分布する。そのため、海水や気温、河川水の影響を受けている。ノリの生育には幼芽期は１８℃、成葉は１５℃が適温と云われているが、生育期を通してこれらの温度の期間は短く、常に温度負荷に曝されていることが予想できる。近年の海水温の上昇に伴い、養殖開始時期の遅れと養殖期間の縮小が生産量の減少となって漁業者の廃業を引き起こしている。
【０００５】
また、ノリの生育する海水の比重は１．０２０が最適と云われるが、河口域では潮の干満に伴い海水の比重が常に変化している。したがって、ノリは常に塩分濃度のストレスを受けている。河口漁場では、干潮時に河川水の流入により塩分濃度が低下するため発育が遅れがちとなる。
さらに、冬の海では、海藻を中心に付着珪藻、細菌、真菌、微小動物からなる生物群落を形成しており、この中で捕食関係が出来ている。ノリは珪藻とは栄養塩の競合関係にあり、細菌や真菌とは宿主や栄養源としての関係にある。これらの付着生物はノリの成長を阻害するだけでなく、生産されるノリの品質を低下させる。現状は有機酸の殺菌・殺藻作用を利用して付着生物の駆除が行われている。この方法はノリと付着生物との耐酸性の差を利用するものであり、ノリには障害を与えることなく、付着生物のみを駆除できる。ただし、付着生物によっては、十分に高い効果が得られない場合もある。
【０００６】
このような課題を解決するため、ノリの養殖を陸上に設置した海水水槽で行い、温度等の諸条件を管理するシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５１２０２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されたシステムは、多額の導入コストと管理コストが必要であり、実験レベルでは可能であっても、大量生産には向かないシステムであった。
【０００９】
本発明では、このような高価なシステムを用いることなく、現在、広く行われている自然の中での養殖において、気象変化が生じた際にも、安定した収量と品質を得るための製剤に関するものである。
現在のノリ養殖が直面する喫緊の課題の一つに、海水温の上昇にともなう養殖期間の短縮と、ノリの成長の遅れや死滅の危険への対応がある。ノリ養殖は秋期に海水温が下がり、その後、海水温が順調に低下することを前提に開始される。すなはち、海水温が低下して２３−２４℃に下がると予想される日に種付けを行うために、貝殻胞子の放出を促す培養を行い、海水温が２３−２４℃で種付けを行う。放出されたノリ胞子はノリ網に付着して成長を始め、海水温が日々低下して１８℃以下に下がることが前提になっている。しかし、種付け後に海水温が下がらない場合や上昇が起きる年が続いている。業界で「戻り」と呼ばれる現象であり、４年に一度程度の比率で起きている。近年は海水温の低下が遅れて種付けが遅くなるばかりでなく、「戻り」の危険が増大している。海水温低下の遅れは養殖期間の短縮をもたらし、生産量の減少に直結して漁家収入の減少と乾ノリの供給のひっ迫を引き起こす。また、ノリ胞子の成長期の海水温低下の停滞や上昇はノリ幼芽の成長の阻害と病害の発生を引き起こし、ノリ生産量は減少し、品質は低下する。
本発明に係る製剤は、上記のノリの養殖に関する諸問題を解決し、また、一般の多細胞藻類に対しても、様々なストレスに対する耐性を強化し、また成長を促進するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、
ゼルンボンまたはその類縁体、あるいはそれらの塩を主成分とするものである。
【００１１】
また、本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、
サンギナリンまたはその誘導体、もしくは、それらの塩を主成分とするものである。
【００１２】
さらに、本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、
サリチル酸、ポリアミン、ゲルダナマイシン、イソチアネート、トリメチルグリシン、ペリルアルデヒド、シトラール、カロテン、リコペン、ゼアキサンチン、クリプトキサンチン、ルテイン、フェニルエチルイソチオシアネート、またはウルソール酸を主成分とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、
ヤバツイ、アルニカ、オグルマ、ホソバオグルマ、サルビア、マジュラム、コガネバナ、ヨウシュンシャ、シュクシャ、ナンキョウ、トウキ、コショウ、ウンシュウミカン、またはダイダイのいずれかの植物のエキス、またはその植物の粉砕品を主成分とするものである。
【００１４】
また、本発明に係る養殖による多細胞藻類の製造方法は、上記多細胞藻類用成長剤のいずれかを用いるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、以上のように構成されているので、多細胞藻類が受ける様々なストレスに対して耐性を付与し、または成長を促すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態．
本発明に係る多細胞藻類用成長剤に関して、以下において説明する。なお、以下の説明は本発明に関する良好な一例を開示するものであり、本発明が当該実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、多細胞藻類に対して用いるものである。多細胞藻類は光合成をするため植物に分類されるが、種子植物とは進化の過程を異にし、全く異なる性質を有している。多細胞藻類の細胞は器官分化せず、原生生物に似た性質を有している。
本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、多細胞藻類が受ける様々なストレスを緩和するために有効である製剤であり、または、成長を促進するために有効な製剤である。あるいは、その両方の効能を持つ製剤である。
【００１８】
＜多細胞藻類用成長剤の成分＞
多細胞藻類用成長剤としては、以下のものを用いる。
・サンギナリンまたはその誘導体、あるいはそれらの塩を主成分として含有するもの
サンギナリンは、タケニグサ、ハナビソウ、クサノオウ、ブラッドルート等のケシ科植物に多く見られるベンゾフェナンスリジン骨格をもつアルカロイドである。本実施の形態においては、サンギナリンとしてタケニグサ抽出物を用いたが、その他のケシ科植物から抽出したサンギナリンを用いても良い。あるいは、抽出物では無く粉砕品を用いても良い。
タケニグサには、サンギナリンの他にも、いくつかのアルカロイドを含むが、これらを含有していても良い。特に、サンギナリンと同様にベンゾフェナンスリジン骨格をもつアルカロイドであるケレリスリンは、サンギナリン誘導体として、サンギナリンと同様の効能を有している。
タケニグサに含まれるその他のアルカロイドは、ケリルビン、サンギルチン、サンギルビン、ケリルチン、マルカピン、プロトピンであり、これらのアルカロイドも、サンギナリンやケレリスリンと同様に、所定の効能を有しているので、これらを微量に有しても良い。
有効成分はタケニグサを乾燥させた後に、溶媒に浸す溶媒抽出処理により抽出した。溶媒としては、エタノール等のアルコールや酸等を用いることができる。抽出方法については、特に限定するものでは無く、植物から有効成分を抽出する手法であれば、どのような方法でも良い。
【００１９】
・ゼルンボン、またはその類縁体、あるいはそれらの塩を主成分として含有するもの
ゼルンボンは環状セスキテルペンの一種である。ハナショウガの精油成分には、８０％から９０％のゼルンボンが含有されている。本実施の形態においては、ゼルンボンとして、この精油成分からの抽出物を用いたが、乾燥粉砕物を用いても良い。α―フムレン、β―カリオフィレンもゼルンボンとほぼ同様の効能を示す。これらの物質は、ショウガおよびウコン等のショウガ科植物の抽出物や乾燥粉砕品として得ることができる。あるいは、ホップ、チョウジ、あるいはラベンダーの抽出物や乾燥粉砕品としても得ることができる。
なお、類縁体とは、受容体結合特性などの分子生物学的な性質や構造が類似しているが、ある化合物の原子または原子団が別の原子または原子団と置換された組成を持つ別の化合物である。ゼルンボンの類縁体としては、α―フムレン、およびその異性体であるβ―カリオフィレンがあり、いずれもゼルンボンと同様の性質を持つ。
【００２０】
上記のサンギナリンやゼルンボン以外にも、次の物質も多細胞藻類用成長剤として用いた。
・サリチル酸
・ポリアミン
・Ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ  Ａｎｓａｍｙｃｉｎ抗生物質であるゲルダナマイシン
・大根やワサビの辛味成分であるイソチアネート
・野菜やキノコ類に多く含まれるトリメチルグリシン
・シソ科の植物の一種であるシソに含まれるペリルアルデヒド
・レモンの特徴的な香気成分であるシトラール
・カロテノイドのうち炭素と水素とから成る化合物であるカロテン
・上記カロテンの一種であるリコペン
・目の網膜に含まれるカロテノイドの一種であるゼアキサンチン
・カロテノイド色素の一つであるクリプトキサンチン
・ホウレンソウやケールなどの緑葉野菜、卵黄、動物脂肪、黄体に含まれるルテイン
・アブラナ科の野菜の一部に天然に存在する化合物であるフェニルエチルイソチオシアネート
・５環性トリテルペン酸であるウルソール酸
【００２１】
さらに、以下の植物の植物エキスについても、多細胞藻類用成長剤として用いた。
・サワヒヨドリの地上部乾燥生薬であるヤバツイ
・キク科の多年草であるアルニカ
・同じくキク科のオグルマ
・同じくキク科のホソバオグルマ
・シソ科アキギリ属に属するブラジル原産の草本であるサルビア
・同じくシソ科の多年草でありハーブとして利用されるマジュラム
・同じくシソ科タツナミソウ属の多年草であるコガネバナ
・ショウガ科の多年草であるヨウシュンシャ
・同じくショウガ科の多年草であるシュクシャ
・同じくショウガ科の多年草であるナンキョウ
・セリ科の多年草であるトウキ
・コショウ科のツル性植物であるコショウ
・ミカン科のウンシュウミカン
・同じくミカン科のダイダイ
なお、上記の植物に関し、植物エキスに代えて、植物粉砕品を用いても、同様の効果が得られる。
【００２２】
まず、多細胞藻類としてノリを用いた。
ノリは、主に河川水の流入する海岸の潮間帯に分布する。そのため、気温、あるいは海水や河川水の影響を常に受けている。
ノリの生育に最適な温度は、幼芽期が約１８℃、成葉期が約１５℃である。これらの温度が持続される期間は短く、気象変化により、ノリは常に温度ストレスを受けている。
また、ノリの生育に最適な塩分濃度は、海水の比重が１．０２０となる塩分濃度であるが、河口域では潮の干満に伴い海水の比重が常に変化しているため、ノリは常に塩分濃度ストレスを受けている。
【００２３】
多細胞藻類用成長剤の検証対象として、第一にノリを選んだ理由は、このように常に強い環境ストレスを受けているために、他の多細胞藻類に比べて、多細胞藻類用成長剤の効果がより明確になると考えたためである。
また、ノリは常に強い環境ストレスを受けながら生育するとともに、他の多細胞藻類に比べて脆弱な性質も持つ。したがって、ノリの健全な生育を助けることができれば、その他の多細胞藻類の生育を助けることは容易であり、多細胞藻類全般に効く成長剤を得ることができるであろうと考えたためである。
以下においては、多細胞藻類用成長剤の効能を確認するために、実験室において行った検証実験の結果について説明する。
【００２４】
（検証実験１−１）
用いた海藻は、ナラワスサビノリであり、カキガラ胞子を網糸単糸に着生させたものをエルトシュライバー培地で３日間の通気培養を行い、４から８細胞に成長させたノリ幼芽の付いた網糸を用いた。
この網糸を海水で１万倍に希釈したそれぞれの多細胞藻類用成長剤に浸漬後、１時間３０分の干出を行った。なお、多細胞藻類用成長剤を用いない対照試料については、海水に浸漬後、１時間３０分の干出を行った。
以上のように、ノリの養殖工程における育苗期と同様の状況を実験室で作り出して、検証実験を行った。
【００２５】
上述の網糸を海水温１８℃で１５日間培養を行った。培養後に、ノリ幼芽の葉体の状態を観察した結果を表１に示す。培養時における光条件は、１２時間照射、１２時間暗期間である。
表１において、Ａは多細胞藻類用成長剤を用いない対照試料であり、Ｂは多細胞藻類用成長剤としてサンギナリンを、Ｃは多細胞藻類用成長剤としてゼルンボンを用いた試料である。
【００２６】
【表１】
2016117695.tif 000002
【００２７】
いずれの試料も、培養の初期には異形を示すものも若干見られたが、培養期間を経るに従い異形を解消し、葉体も大きく成長した。この温度条件では、いずれの試料も大きな差は見られなかった。
【００２８】
（検証実験１−２）
海水温を１８℃という成長に最適な温度では無く、大きな高温ストレスが掛かると考えられる２５℃とし、８日間培養した。海水温と培養期間以外の条件は、検証実験１−１と同様である。その後、海水温を成長に最適な１８℃に下げて、７日間培養を行った。
【００２９】
【表２】
2016117695.tif 000003
【００３０】
表２に示すように、２５℃の培養によって、いずれの試料も大きなダメージを受けて異形が発生した。
その後、成長に最適な１８℃まで海水温を下げて培養を行うと、多細胞藻類用成長剤を用いた試料では異形が解消し、正常な成長状態に回復した。すなわち、多細胞藻類用成長剤に浸漬したことで、細胞の修復効果が発現していると考えられる。
また、サンギナリンやゼルンボン以外の上記の物質を多細胞藻類用成長剤として用いた際にも、程度の差はあるが、異形が減少した。
【００３１】
（検証実験１−３）
検証実験１−２においては、海水温２５℃という過酷な高温ストレスを与えた。これは多細胞藻類用成長剤の効果の有無を見極めるためである。実際のノリの養殖工程における育苗は晩秋から行われるので、普通は水温上昇があっても２２℃程度である。そこで、２２℃の高温ストレスを与えて、幼芽への影響をより詳細に調べた。
海水温を２２℃として８日間培養し、さらに海水温を１８℃に下げて４日間培養した。その他の条件は、検証実験１−１と同様である。
【００３２】
【表３】
2016117695.tif 000004
【００３３】
表３に示すように、２２℃で８日間培養を行うと、いずれの試料もダメージを受けている。異形の発生率は、多細胞藻類用成長剤としてサンギナリンを用いた試料で低くなっている。また、横方向の成長は４細胞と成長が抑制されている。正常に成長する場合には、横方向の細胞数は８細胞となる。
縦方向の成長に関しては、最適水温である１８℃で培養した際の正常な成長を行った幼芽の長さを基準値としている。表３においては、縦方向成長の度合いを
（縦方向の幼芽の長さ  ―  基準値）／基準値×１００％
として表している。
多細胞藻類用成長剤を用いない対照試料は、−３０％という明らかな成長不良が認められたが、多細胞藻類用成長剤に浸漬した試料には成長不良は見られなかった。
【００３４】
１８℃に海水温を下げて、さらに４日間の培養を行うと、多細胞藻類用成長剤に浸漬した試料においては、異形が解消し、また横方向に細胞分裂が進み、正常な８細胞まで分裂していた。一方、多細胞藻類用成長剤を用いない対照試料では、このような成長の回復は起こらなかった。
縦方向に関しては、いずれの試料においても成長したが、２２℃の培養において生じた成長の差がそのまま引き継がれることになった。
【００３５】
なお、サンギナリンやゼルンボン以外の上述の物質を多細胞藻類用成長剤として用いた場合、２２℃での８日間培養において、サンギナリンやゼルンボンを用いた試料よりも縦方向の成長率は劣ったが、多細胞藻類用成長剤を用いない対照試料に比べると、５％から２０％程度の良好な成長を示した。
【００３６】
（検証実験１−４）
【００３７】
次に、海水温を成長に最適な１８℃として７日間培養した。培養期間以外の条件は、検証実験１−１と同様である。
【表４】
2016117695.tif 000005
【００３８】
表３に示すように、異形の発生率は、多細胞藻類用成長剤としてサンギナリンやゼルンボンを用いた試料で低くなっている。縦方向や横方向への成長は、いずれの試料でも良好であった。
【００３９】
以上の検証実験１−１から１−４において得られたデータから、次のことが分かった。
・１８℃という適温で培養した場合、多細胞藻類用成長剤を用いなくとも、縦方向及び横方向に正常な細胞分裂を行って順調に成長する。ただし、多細胞藻類用成長剤を用いた方が異形の発生率は減少する。
【００４０】
・２２℃以上の高温ストレスを与えた条件では、横方向の細胞分裂が抑制され、さらに高い海水温においては異形の発生率も高まる。その後、温度を適温の１８℃に戻して培養を続けると、多細胞藻類用成長剤を用いた試料のみ、横方向の細胞分裂が進み、異形も修復される。
・２２℃の高温ストレスを与えた条件では、多細胞藻類用成長剤を用いることで縦方向の成長を促進させることが可能となる。
【００４１】
ここまでの検証実験において、高温ストレスに対して、多細胞藻類用成長剤が極めて有効であることを明らかにした。
次に、酸ストレスに対しての有効性を検証する。ノリに付着するアオノリ等を除去し、ノリの病気を予防する目的で酸処理が行われる。ただし、酸処理によりノリ自身もダメージを受ける場合があり、酸に対する耐性を高めることは、品質の良いノリを得るために重要なことである。
【００４２】
（検証実験２）
酸ストレスに対する効果を明確化するために、通常より強い酸処理を行った。酸処理液は、細胞浸透性が高く、強い制菌効果を持つ酢酸を海水で濃度が０．２％になるように希釈し、ｐＨ調整剤を用いてｐＨが２．５になるようにｐＨ調整したものである。この酸処理液に、培養したノリを約１分間浸漬した後、海水で洗浄した。洗浄後、２時間放置し、エリスロシンで染色することで細胞の生死判定を行った。なお、通常の酸処理においては酢酸は使用しない。酢酸は最も分子量の小さい有機酸であり、未乖離率がほぼ１００％となるため細胞への浸透性が高く、ノリの細胞へのダメージが大きすぎるためである。
【００４３】
海水温２５℃で８日間培養したノリの葉体では、多細胞藻類用成長剤としてサンギナリンやゼルンボンを用いた試料も、多細胞藻類用成長剤を用いなかった対照試料も、いずれも葉体全体が赤く染まり、細胞が死滅していた。
一方、海水温１８℃で８日間培養したノリの幼芽においては、多細胞藻類用成長剤を用いなかった対照試料の細胞は死滅したが、多細胞藻類用成長剤としてサンギナリンやゼルンボンを用いた試料では、一部の細胞だけが死滅し、大部分の細胞は生存していた。
【００４４】
この結果から、多細胞藻類用成長剤としてサンギナリンやゼルンボンを用いることで、酸ストレスに対する耐性が大きく向上し、強い熱ストレスと過度な酸ストレスを同時に受けることがなければ、細胞は生存できることが判明した。上述したように、酢酸は細胞に対する浸透性が最も高い有機酸であり、酢酸による酸ストレスに耐性を付与できたことで、その他の酸によるストレスに対しては十分な耐性を付与できると考えられる。
【００４５】
また、サンギナリンやゼルンボン以外の上述の物質を多細胞藻類用成長剤として用いた場合、いずれの物質を用いても、海水温１８℃で８日間培養したノリの幼芽においては、多くの細胞の生存が確認できた。
【００４６】
（検証実験３）
次に、海水の塩分濃度変化に対する多細胞藻類用成長剤の有効性について検証する実験を行った。
まず、多細胞藻類用成長剤を用いなかった対照試料で予備実験を行った。
海水濃度が１０％、５０％および９０％の各希釈海水において網糸を１４日間培養したところ、５０％および９０％の各希釈海水においては、葉体は正常に成長した。一方、海水濃度が１０％の希釈海水においては、極端に成長が抑制され、異形が見られた。
そこで、海水濃度が１０％の希釈海水において１４日間培養した網糸を、さらに海水濃度が９０％の希釈海水において４日間培養するという条件で、多細胞藻類用成長剤を用いた場合と、用いなかった場合との比較を行った。
【表５】
2016117695.tif 000006
【００４７】
表５に示すように、海水濃度が１０％の希釈海水において１４日間培養したところ、多細胞藻類用成長剤の使用の有無にかかわらず、ほぼ全数で異形が発生し、横方向の成長も抑制された。一方、縦方向の成長については、多細胞藻類用成長剤を用いた試料は正常に成長した。
【００４８】
さらに海水濃度が９０％の希釈海水において４日間培養すると、多細胞藻類用成長剤を用いた試料は異形が概ね回復し、抑制されていた横方向の成長も回復した。一方、多細胞藻類用成長剤を用いなかった対照試料は、異形は全く回復せず、横方向の成長は基部では若干回復したが、他の部分では抑制されたままだった。
【００４９】
多細胞藻類用成長剤としてサンギナリンやゼルンボン以外の上述の物質を用いた場合も、ある程度の回復効果が見られ、多細胞藻類用成長剤を用いなかった対照試料と比べて、明らかな有意差を確認できた。
【００５０】
（現場実験）
これまでに開示したように、実験室における検証実験によって、多細胞藻類用成長剤がノリに対する様々なストレスを緩和し、あるいはストレスを受けて損傷しても、ストレスを受けない環境に戻すことで、損傷が回復することが分かった。また、成長促進効果も有することを検証した。
そこで、河口沖の漁場において、現場養殖試験を行った。以下において、この試験の詳細と結果について記載する。
【００５１】
種付けから４日後の１０細胞期に網洗いを行い、さらに多細胞藻類用成長剤としてゼルンボンを一部の葉体に噴霧し、その後、約１時間３０分の干出を行った。
さらに５日後の１００細胞期に、多細胞藻類用成長剤の効果を確認するため、ノリの葉体の状況を観察した。
【００５２】
ゼルンボンを噴霧した葉体では、異形の発生率は１５％であった。一方、ゼルンボンを噴霧しなかった葉体では１６％であり、この時点で差は見られなかった。
また、一部の葉体に酸処理を行った。酸処理条件は検証実験２と同じ条件である。ゼルンボンを噴霧しなかった葉体では、ほとんどの細胞が死滅したが、ゼルンボンを噴霧した葉体では多くの細胞が生存していた。
なお、種付けから観察日までの水温は２０℃から２２℃で推移しており、少し適温よりも高く、高温ストレスが掛かる条件であったため、異形の発生率が少し高めであったと考えられる。また、種付け日は小潮で、観察日は大潮であったため、塩分ストレスも大きかったと想定される。
【００５３】
観察日から２週間後、再び観察を行った。
ゼルンボンを噴霧した葉体では、葉長は平均５．０ｃｍであったのに対して、ゼルンボンを噴霧しなかった葉体は平均で３．７５ｃｍであった。また、網糸１ｃｍ当りの葉面積もゼルンボン処理をしたものの方が大きかった。このように、ゼルンボンを噴霧したことで、成長が促進されたことが分かる。
この日までは、ノリ網は２枚張りであったが、翌日から単張りにした。
【００５４】
さらに１週間後、３度目の観察を行った。この日は摘採に当たる日であるが、ゼルンボン処理をした葉体は大きく成長し、ゼルンボンを噴霧しなかった葉体に比べて、一見して成長率に大きな差が生じていた。そして、一枚あたりの葉面積が大きくなり、また、ねじれや異形も抑制され、品質の大きな向上がみられた。
【００５５】
また、一部の葉体に酸処理を行った。酸処理条件は検証実験２と同じ条件である。ゼルンボンを噴霧しなかった葉体では、ほとんどの細胞が死滅したが、ゼルンボンを噴霧した葉体ではすべての細胞が生存していた。
【００５６】
次に、種付けから２７日目にノリ網を乾燥させ、−４０℃で冷凍保存を行った。３０日間の冷凍保存後に、ノリ網を２０℃の海水で解凍し、網糸から外したノリ芽をエルトシュライバー培地で２日間の通気培養を行った。ゼルンボンを噴霧した葉体では枯死したものはなく、成長が確認できた。２日間の通気培養により、縦方向および横方向の長さは、共に１．５倍程度、面積は２．２５倍程度大きくなった。
一方、ゼルンボンを噴霧しなかった葉体は、ダメージを受け、成長は全く無く、枯死したものが多数見られた。
【００５７】
この海で行った現場養殖試験においても、多細胞藻類用成長剤が高温ストレス、塩分ストレスおよび酸ストレスに対して耐性を付与することを確認できた。さらに、冷凍および解凍といった大きな温度変化ストレス、および低温ストレスに対しても耐性を付与することを確認できた。
特筆すべきことは、実験室で行った検証実験に比べて、多細胞藻類用成長剤処理の有無が、葉体の成長率に大きな差異をもたらしたことである。実際の海においては、実験室では無かった様々な環境ストレスが数多く存在していることが原因と考えられる。
【００５８】
実験室の環境では存在しないストレスとしては、光ストレスがある。紫外線や赤外線の照射、あるいは天候変化による日照不足や過多が実際の海においては生じていたことは確実である。
さらに、気象変化により、温度変化ストレスや夜間時の低温ストレスといった温度ストレスも生じていた可能性が高い。
【００５９】
また、干出や網洗いを行うことで、乾燥ストレスも生じる。雨による過湿、塩分濃度変化に伴う浸透圧ストレスといった水ストレスも、実験室では生じないストレスである。
さらに、病気予防のための酸処理、海水の成分変化による化学ストレスや、多くの微生物やバクテリアによる病害ストレスも生じていたと考えられる。
【００６０】
本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、こういった様々なストレスに対する耐性を強化する効能を有しているために、実際の海といったより過酷な環境において、一層働きを増すと考えられる。
【００６１】
なお、紫外線や赤外線、光不足、乾燥、重金属、高ｐＨといった簡単に検証できるストレスに対しては、本発明に係る多細胞藻類用成長剤が耐性を強化する効能を有することを、実験室レベルで確認している。対象はノリだけでは無く、ワカメやコンブ、カワモズクに対しても各種のストレス耐性が強化されることを確認できた。
また、ワカメやコンブ、カワモズクの成長を促進する効果を有することも同様である。
このように、本発明に係る多細胞藻類用成長剤は、紅藻類のノリだけでは無く、褐藻綱であるワカメやコンブ、あるいは淡水に棲む緑藻であるカワモズクに対しても、耐ストレス性の強化と成長促進の効能が確認できた。
ノリに関する検証実験で判明したことは、種々のストレスはノリの細胞分裂過程に異常をもたらすということである。したがって、ノリの健全な成長を助長する成長剤は、同じく細胞分裂で成長する多細胞藻類全般に効果を発揮すると考えられる。
【００６２】
以下、本発明の意義及び優れた特長についてまとめる。
多細胞藻類のほとんどを占める海藻は、海洋の一次生産者であり、海洋の食物連鎖のキーとなる存在である。したがって、昨今生じている環境変化や水質の変化に伴う海藻がの減少や死滅は、海洋生物の食物連鎖に影響を与え、ひいては沿岸漁業に深刻なダメージを与えている。
一方で、海藻は食材として我々の食卓を豊かにしてくれている。そのため、海藻に関する産業も発展し、ノリのように高度な技術を用いて養殖される海藻もある。
【００６３】
本発明の意義は、環境変化や水質の変化といった海洋の環境変化に対する海藻の耐性を高め、豊かな海洋を保護することにある。空気に比べて海水は熱容量が大きく、海水温は気温に比べて、温度変化が少ない。そのため、海洋や河川といった水中に生育する海藻類は、陸上の種子植物よりも、温度変化に対する耐性が小さい。水温の変化が気温の変化に比べて小さいため、大きな温度変化に対する耐性を通常は必要としないためである。一方で、異常気象や地球温暖化による近年の急激な環境変化に伴い、水温の変化は従来よりも大きなものとなっている。したがって、海藻類の成育にとって、水温変化が大きな問題となりつつある。また、高い水温においては、ウイルスやバクテリアの繁殖が顕著となり、海藻類の病気発生率が高まることも問題を深刻化させる要因である。異常気象や温暖化、人による自然破壊といった昨今の状況を鑑みると、極めて重要な課題の解決手段を提供するものである。
また、海藻の養殖においては、産品の品質を向上し、収量を高めることで、付加価値の高い産品を効率よく供給できるという産業上の大きなメリットを付与するものである。
【００６４】
本発明においては、サンギナリンやゼルンボンといった物質が、海藻の成長を促進する効能を有するとともに、海藻が受ける様々な環境ストレスに対する耐性を向上させる効能を持つことを発見したことで、多細胞藻類用成長剤という、これらの物質にとって新たな最適な用途を見出した。
【００６５】
また、これらの物質は、環境ストレスに対する耐性を向上させるだけにとどまらず、環境ストレスによって損傷を受けた細胞を回復させるという優れた特性を持つことも発見した。この損傷回復という特性は、海藻の健全な成長にとって極めて重要である。
【００６６】
なぜなら、海藻は海洋の中でも環境変化を受けやすい浅瀬や岩場、河口付近に生育しているものが多いためである。このような場所では、太陽光による光ストレス、塩分変化に伴うストレス、乾燥や化学ストレスといった様々なストレスを受けやすく、それらにより生体が損傷を受けやすい。特に幼芽期において損傷を受けた場合には、致命的なダメージとなりやすい。
したがって、損傷を受けた細胞を回復させるという特性は、海藻の成長を助けるだけではなく、生存率を高めるためにも重要である。
【００６７】
なお、種子植物とは全く進化の過程が異なり、原生生物に似た生物で海藻については、その成長過程等が十分に分かっていなかった。本発明における検証実験は、この不明であった海藻の成長過程を明らかにしたことも重要である。例えば、縦方向と横方向で細胞分裂の様子が異なり、環境ダメージに対しては、特に横方向の成長が抑圧を受けやすいといった基本的なメカニズムを明らかにした。その上で、そういった成長を決定的に困難にするクリティカルなダメージを回復することで、健全な成長軌道に復帰させることができる性質を持つ物質群を発見したのである。
【００６８】
本発明の第一の効果は、地球の環境保全という巨視的な観点からは、海洋の生態系の保護である。世界各国において磯焼けという不幸な現象が多く発生しているが、それを防止したり、あるいは磯焼けした海を元の健全な環境を持つ海に戻すための有力な一手段が、本発明に係る多細胞藻類用成長剤である。
【００６９】
本発明の第二の効果は、産業という観点からは、ノリ等の養殖ビジネスの発展をもたらすことである。
ノリという高級食材は、量産性とともに高い品質も要求されるため、これまでに多くの技術革新がなされてきた。しかしながら、現在においても、ノリ網を作る育苗では、職人芸ともいえる高い技術が必要である。ノリ網の状態や天候の変化を考慮し、網洗い、干出、あるいは酸処理といった難しい工程が必要となる。
【００７０】
このような高い技術をもってしても、想定外の気温上昇や大雨といった気候変動により、ノリ網が大きなダメージを受けてしまうこともある。本発明の多細胞藻類用成長剤を用いれば、大きな気候変動があってもノリの健全な成長を担保できるため、常に高い品質のノリを安定に供給することができる。
【００７１】
例えば、育苗は、海水温に強く影響されるため、育苗開始後に海水温の上昇が生じた場合、ノリの葉体は決定的なダメージを受けてしまう。しかし、本発明の多細胞藻類用成長剤を用いれば、数日程度、高水温状態が続いたとしても、温度が適温に戻れば、葉体の状態は回復するので、天候にかかわらず、高品質のノリを収穫することができる。
【００７２】
また、海水温が高い時期から育苗を開始することも可能となり、それによって、年間の生産量を大きく増加できる可能性もある。
【００７３】
育苗期だけではなく、冷凍網を用いたノリの養殖の品質を安定させる効果も確認できた。冷凍網は、ノリの大量養殖を可能とした画期的な技術革新であるが、海水から冷凍庫へ、あるいは冷凍庫から海水へ移す際には３０℃以上の大きな温度変化を伴うことから、温度ストレスによる品質の劣化が起こる可能性があるという課題を持つ。しかし、本発明の多細胞藻類用成長剤を用いれば、冷凍時における細胞へのダメージを抑えることが可能となり、また、海水で解凍した後、直ちに大きな成長が確認できた。したがって、海の戻した際の成長の立ち上がりを早くできるので、品質の劣化を防ぐこと、および収量の増加が期待できる。
【００７４】
また、病気予防のための酸処理は、ノリに酸ストレスを与え、成長を遅らせる要因となるが、本発明の多細胞藻類用成長剤を用いれば、成長の鈍化や品質劣化が生じること無く酸処理を行える。
このように酸ストレスに対する耐性が向上しているため、より強い酸処理を行うことで、強い病気の予防を行うことも可能である。多細胞藻類用成長剤を用いることで、病原菌等に対する耐性も向上するため、現状よりも大幅に病気を減少させることができる。