(57)【要約】【課題】産業上有用なコンブ目褐藻類を作出する方法の提供。【解決手段】  コンブ目褐藻類の配偶体または全長50mm以下の胞子体に、重イオンビームを照射し、  照射後の配偶体または胞子体を培養・養殖して第２世代配偶体を得、  第２世代配偶体から得られた胞子体を培養・養殖し、  重イオンビーム無照射系統の２倍以上の全長を有する個体を選抜することを特徴とする、コンブ目褐藻類の変異体作出方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンブ目褐藻類の配偶体または全長50mm以下の胞子体に、重イオンビームを照射し、照射後の配偶体または胞子体を培養・養殖して第２世代配偶体を得、第２世代配偶体から得られた胞子体を培養・養殖し、重イオンビーム無照射系統の２倍以上の全長を有する個体を選抜することを特徴とする、コンブ目褐藻類の変異体作出方法。
【請求項２】
前記コンブ目褐藻類がワカメであることを特徴とする請求項１に記載のコンブ目褐藻類の変異体作出方法。
【請求項３】
前記重イオンビームが、炭素イオンビームまたはアルゴンイオンビームであることを特徴とする請求項１または２に記載のコンブ目褐藻類の変異体作出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重イオンビーム照射によるコンブ目褐藻類の変異体作出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンブ目褐藻類の一種であるワカメは日本、韓国および中国の三ヶ国において主要な食用海藻として利用されており、近年では欧米各国においても食利用が広まりつつある。また、アルギン酸などの工業用原料としても利用されている。しかし、ワカメの生産量は、海況変動や病害虫の影響によって安定しない。また、日本では漁業者数の低下や高齢化による生産性の低下が問題となっている。
石川（1991）は、岩手県において養殖ワカメを継代養殖した結果、交配後代三世代目には分離選抜が可能であることを、葉幅と欠刻幅（葉状部の切れ込みの深さ）の割合を指標として証明した（非特許文献１）。
原・秋山（1985）は、生育地の異なるワカメ３種苗の交雑試験によってヘテローシス効果が認められることを明らかにした（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】石川豊著、「養殖ワカメの量的形質の解析と把握」、水産育種、1991年、16、p.19-24
【非特許文献２】原素之・秋山和夫著、「ワカメのヘテロシス効果について」、東北区水産研究所研究報告、1985年、47、p.47-50
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの知見を利用して、選抜育種による産業的に有用な系統の開発はこれまでに行われていなかった。
したがって、本発明は、コンブ目褐藻類の産業的に有用な系統を作出する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、下記の方法により上述した課題を解決できることを見出し、本発明に想到するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、次の発明を提供するものである。
【０００７】
＜１＞
コンブ目褐藻類の配偶体または全長50mm以下の胞子体に、重イオンビームを照射し、
照射後の配偶体または胞子体を培養・養殖して第２世代配偶体を得、
第２世代配偶体から得られた胞子体を培養・養殖し、
重イオンビーム無照射系統の２倍以上の全長を有する個体を選抜することを特徴とする、コンブ目褐藻類の変異体作出方法。
【０００８】
＜２＞
前記コンブ目褐藻類がワカメであることを特徴とする＜１＞に記載のコンブ目褐藻類の変異体作出方法。
【０００９】
＜３＞
前記重イオンビームが、炭素イオンビームまたはアルゴンイオンビームであることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載のコンブ目褐藻類の変異体作出方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方法によれば、重イオンビームを照射したコンブ目褐藻類は大型化するため、一度に大量に収穫でき、また成長速度も速いため、養殖期間を短縮できる。さらに、本発明の方法によれば、通常コンブ目褐藻類の胞子体が発芽しない温度でも発芽することから、従来発芽時期が限定され１年周期で行っていた養殖を年間数回に渡って行うことができるようになる。また、従来養殖できなかった温暖な地域の海洋においても養殖できることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１および実施例２における全長および個体重量の散布図を表す図である。
【図２】実施例１および実施例２における変異体の成長を表す図である。
【図３】実施例３および実施例４における培養温度の違いによる発芽率を表す図である。
【図４】実施例３および実施例４における全長および個体重量の散布図を表す図である。
【図５】実施例３および実施例４における変異体の成長を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明では、コンブ目褐藻類の配偶体または全長50mm以下の胞子体に重イオンビームを照射する。コンブ目褐藻類に属するものであれば、その種類は特に限定されないが、チガイソ科ワカメ属またはコンブ科コンブ属に属するものが好ましい。チガイソ科ワカメ属にはワカメ、アオワカメ、ヒロメの３種があるが、特にワカメが好ましい。
【００１４】
本発明で照射する重イオンビームとしては、例えば、炭素イオンビーム、窒素イオンビーム、酸素イオンビーム、ネオンイオンビーム、アルゴンイオンビーム、鉄イオンビームなどが挙げられる。なかでも、炭素イオンビームおよびアルゴンイオンビームが特に好ましい。
【００１５】
重イオンビーム照射における線エネルギー付与（LET；Linear Energy Transfer）は、22〜500 keV/μmの範囲が好ましい。また、重イオンビームの照射線量は、照射対象であるコンブ目褐藻類の配偶体または胞子体の生長に大きな影響を与えず、変異体を得ることができる範囲内である。この範囲は、0.1〜25Gy程度であるが、炭素イオンビームであれば好ましくは0.5〜25Gy、より好ましくは2〜15Gy程であり、アルゴンイオンビームであれば好ましくは0.1〜10Gy、より好ましくは0.2〜5Gy程である。
【００１６】
重イオンビーム照射後の配偶体については、成熟誘導を行って胞子体を得て通気培養を行えばよい。また、重イオンビーム照射後の胞子体については、照射後速やかに通気培養を行えばよい。このときの通気培養の条件は、コンブ目褐藻類の通常の培養条件に従えばよく、特に限定されるものではない。例えば、照射対象としてワカメの配偶体または胞子体を用いる場合、PESI培地中で、水温20℃、光量2,000ルクス、日長周期12時間程度とすればよい。
【００１７】
通気培養後、メカブが形成されるまで養殖する。このとき、養殖は海洋で行っても陸上で行ってもよく、特に条件は限定されないが、海洋の環境要因に左右されず、一定の環境条件下で養殖できることから、浮遊回転式陸上養殖装置（特開2014-36596）を用いて陸上で行うことが好ましい。
形成されたメカブから遊走子を得、常法に従って培養し、第２世代配偶体を得る。配偶体の直径が約0.5mmに達した段階で、同一個体由来の雌性配偶体と雄性配偶体を交配し、培養する。このときの培養条件は常法に従えばよい。このとき、雌性配偶体10個体程度に対し雄性配偶体1個体を交配することが好ましい。
【００１８】
第２世代配偶体の培養から一定期間経過後、胞子体の発芽の有無を確認する。発芽が認められた胞子体については、さらに培養を続け、全個体の全長を測定して、大型化している個体を選抜する。全長とは、葉状部先端から茎状部下部の仮根部直上までの長さとする。発芽からの培養期間は、成長の様子を見ながら適宜決めればよいが、全長や重量を測定する際、成長の早い段階で選抜を行った方が、作業が容易であることから、例えば、発芽から20日〜80日程、好ましくは20〜40日程で選抜を行うことが好ましい。選抜する個体の条件としては、重イオンビーム無照射系統の全長の２倍以上、例えば発芽20日の段階では無照射区が平均2cmであるのに対して約4cm以上、発芽70日の段階では無照射区が約7cmであるのに対して約14cm以上、となっているものを選べばよい。
ここで、個体の全長とは対象褐藻類によって異なるが、ワカメの場合、葉体の葉長、元茎およびメカブを合わせた長さをいう。
【００１９】
選抜した個体をさらに養殖することで、大型化したコンブ目褐藻類を得ることができる。このときの養殖も、海洋で行っても陸上で行ってもよく、特に条件は限定されないが、海洋の環境要因に左右されず、一定の環境条件下で養殖できることから、浮遊回転式陸上養殖装置（特開2014-36596）を用いて陸上で行うことが好ましい。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例および比較例を挙げて、本願発明をさらに詳細に説明するが、本願発明は下記の例に制限されるものではない。
【００２１】
岩手県広田湾に生育する天然ワカメを母藻とし、1個体由来のワカメ配偶体または全長50mm以下の胞子体を照射対象とした。
重イオンビームとしては、理化学研究所仁科加速器研究センター施設内のリングサイクロトロンにおいて、炭素イオンビーム（LET 30keV/μm）またはアルゴンイオンビーム（LET 290keV/μm）を用いた。照射線量は、炭素イオンビームは0.5から25Gy、アルゴンイオンビームは0.2から10Gyとした。照射の際には、炭素イオンビーム照射時は15ml遠心管、アルゴンイオンビーム照射時はハイブリバックを使用し、PESI培地とともに配偶体または胞子体を封入した。
照射後、配偶体については常法により成熟誘導を行って胞子体を得て、1/4PESI培地を300ml入れた海藻培養用フラスコ（マリンフラスコ）を用いて通気培養を行った。胞子体については照射後速やかに1/4PESI培地を300mlいれた海藻培養用フラスコ（マリンフラスコ）に移し、インキュベーターにおいて通気培養を行った。通気培養の条件は水温20℃、光量2,000ルクス、日長周期12時間に設定した。約20日間通気培養を行い、藻体長が約30mmに達したのちに、浮遊回転式陸上養殖装置（特開2014-36596）に入れて養殖を行った。ワカメに仮根部が形成されたのち、個体標識のために通し番号をつけたプラスチック製タグをポリプロピレン製のインシュロックを用いて取り付けた。約100日養殖し、形成したメカブから遊走子を得た。これを常法に従って培養して第２世代配偶体を得た。配偶体の直径が0.5mmに達した段階で、同一個体由来の雌性配偶体10個体と雄性配偶体1個体を、PESI培地を10ml入れた6ウェルの滅菌プレートに入れて培養を行った。
【００２２】
［実施例１］
ワカメ配偶体に炭素イオンビーム（5Gy）を照射し、上記方法によって、第２世代配偶体を得た。得られた配偶体を水温19℃、光量2,000ルクス、明暗周期L:D=10：14に設定し培養した。換水は3日に1回実施した。25日後、実体顕微鏡を用いて観察し、胞子体の発芽の有無を確認した。
発芽が認められた胞子体は、その後約20日培養し、全個体の全長および重量を測定して、散布図を作成し形質の分離を確認した。結果を図１（ａ）に示す。
【００２３】
［実施例２］
ワカメ配偶体にアルゴンイオンビーム（0.2Gy）を照射した以外は実施例１と同様にして、第２世代配偶体を得、得られた配偶体を培養した。
発芽が認められた胞子体は、その後約70日培養し、全個体の全長および重量を測定して、散布図を作成し形質の分離を確認した。結果を図１（ｂ）に示す。
【００２４】
［比較例１］
ワカメ配偶体に重イオンビームを照射しなかった以外は実施例１と同様にして、第２世代配偶体を得、得られた配偶体を培養した。
発芽から20日培養後の全長の平均値は2cm、70日培養後の全長の平均値は6.4cmであった。
【００２５】
実施例１および２において、著しく大型化し、散布図において分離する個体が得られた（図１）。比較例１の無照射系統の全長平均値の２倍を上回る個体のうち、実施例１の４個体（B169〜B172）および実施例２の２個体（Y163，Y164）（図中、点線四角で囲んだもの）について、浮遊回転式陸上養殖装置を用いて10℃、10,000ルクス、日長周期12時間で養殖し、個体重量を測定して無照射系統（比較例１）との比較を行った。結果を図２に示す。
【００２６】
養殖100日目において無照射系統の個体重量の平均値が26.51±14.11gであったのに対して、実施例１においては養殖98日目において49.67〜59.4gの４個体が、実施例２においては養殖105日目に95.8gおよび96.17gの２個体が得られた（図２）。
【００２７】
これらの個体の葉状部の最大葉幅部を約3cm切り取って官能評価を行った結果、風味や食感は通常のワカメと全く差は認められなかった。
【００２８】
［実施例３］
ワカメ胞子体に炭素イオンビーム（2Gy）を照射し、上記方法によって、第２世代配偶体を得た。得られた配偶体を水温19℃または23℃、2,000ルクス、明暗周期L:D=10：14に設定し培養した。23℃は、通常の岩手県産ワカメ種苗は胞子体が発芽せず、その後の健全な生長が認められない水温である（図３）。培養中の換水は3日に1回実施した。25日後、実体顕微鏡を用いて観察し、胞子体の発芽の有無を確認した。
23℃で培養したもののうち、発芽が認められた胞子体は、その後約20日培養し、全個体の全長および重量を測定して、散布図を作成し形質の分離を確認した。結果を図４（ａ）に示す。
【００２９】
［実施例４］
ワカメ配偶体にアルゴンイオンビーム（2.5Gy）を照射した以外は実施例３と同様にして、散布図を作成し形質の分離を確認した。結果を図４（ｂ）に示す。
【００３０】
［比較例２］
ワカメ胞子体に重イオンビームを照射しなかった以外は実施例３と同様にして、第２世代配偶体を得、得られた配偶体を培養し、胞子体の発芽の有無を確認した。
【００３１】
無照射個体においては水温23℃において胞子体の発芽は認められなかった。一方、実施例３および実施例４では、23℃において正常に胞子体が発芽した。なお、発芽率は、各例で得られた全第２世代配偶体に対する発芽した個体の割合を示す。
【００３２】
実施例３および４の23℃で培養したものにおいて、著しく生長して大型化し、散布図において分離する個体が得られた（図４）。比較例１の無照射系統の全長平均値の２倍を上回る個体のうち、実施例３の１個体（B222）および実施例４の１個体（B235）（図中、点線四角で囲んだもの）について、浮遊回転式陸上養殖装置を用いて、10℃、10,000ルクス、日長周期12時間で100日間養殖し、個体重量を測定して無照射系統（比較例１）との比較を行った。
【００３３】
水温19℃で発芽させた比較例１の無照射系統の養殖100日目における個体重量の平均値が26.51±14.11gであったのに対して、実施例３においては養殖104日目において65.32gの個体が、実施例４においては養殖100日目に90.7gの個体が得られた（図５）。
【００３４】
これらの個体の葉状部の最大葉幅部を約3cm切り取って官能評価を行った結果、風味や食感は通常のワカメと全く差は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の方法を用いることにより、コンブ目褐藻類を一度に大量に収穫でき、養殖期間を短縮できるため、従来の交配育種では得ることが出来なかった産業上有用な系統を得ることができる。さらに、本発明の方法によれば、通常コンブ目褐藻類の胞子体が発芽しない温度でも発芽することから、従来発芽時期が限定され１年周期で行っていた養殖を年間数回に渡って行うことができるようになる。
また、本発明の方法を用いることにより、従来養殖できなかった温暖な地域の海洋においてもコンブ目褐藻類を養殖できることが期待され、さらには地球温暖化による海水温度上昇に起因する磯焼け問題の解決に寄与することも期待される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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