ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250cの100,180μmol/...

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海生研研報,第10 号, 9-20 2007 Rep.Ma r. Eco l. Res.Ins t . No.10 9-20 2007 ホンダワラ類 8 種の初期成長に及ぼす温度と光量の影響 馬場将輔 EffectsofTernperatureandIrradianceonGerrnlingGrowthin EightSargassaceousSpecies MasasukeBaba * 要約:ホンダワラ類 8 種(ホンダワラ属 7 種およびジョロモク属 1 種)の初期成長に及ぼす温度と光 100μmo l/ m' /s , ヤツマタモクが 25 0 Cμmo l/m' /s ,フシスジモクが 25 0 C180μmo l/m' /s フシスジモクで顕著であった。発芽体の生育上限温度はヤツマタモクが 34 0 C,その他の 7 種が32 0 C あった。 キーワード:ホンダワラ属,ジョロモク属,発芽体,成長,光量,温度 Abstract : Growth responses ofgermlings in eight Sargassaceous species (seven Sargassum and one Myagropsis) collectedfromthemiddlepartof Honshu Japanwerecarriedoutinthelaboratoryconditions todeterminetheeffectsof differenttemperature (l 0-34 0 C) andirradiance (10-180μmoνm' /s).Theoptimum temperatureandirradiance conditions measuredasrelativegrowthrate ofthe leafareaofthegermling was Myagropsismyagroides (20-25 0 C 100-180μmo l!ぱ/s) Sargassumhorneri S. siliquastrum (25 0 C 100 μmo l! m' /s) S. patens (25 oC 100-180μmo l! m' /s) S. co lsum (25 0 C180μmol/ m' /s) S.ルsiforme S. hemiphyllum and S. piluliferum (25 30 0 C 100 180μmo l!m' /s).Significantdecreaseof growthratewasfound at30 0 C in M myagroides S. co '1 sum S. horneri and S. siliquastrum. Theuppercriticaltemperatureof thegermlingwas34 0 C for S. patens andwas32 0 C fortherestofsevenspecies Keywords : Sargassum Myagropsis germling growth irradiance temperature まえがき 褐藻綱ホンダワラ類は日本各地の沿岸にガラモ 場と呼ばれる大きな群落を形成し,高い一次生産 力をもち,魚介類の産卵場や保育場としての役割 を果たすほか,海域環境の保全機能などの観点か らも注目されている(大野, 1985; 小河, 1987; 能登谷, 2003)0 一方,近年の海水温の上昇傾向 が海洋環境に変化をもたらし,海藻類の生育や藻 場の種組成に影響を及ぼすことが懸念されている (谷口, 1991; 大野, 2003; 平岡ら, 2005) 0 (2006 9 15 日受付, 2006 11 21 日受理) ホンダワラ類の発芽体は,成長した大きな藻体 に比べ環境変化に対して抵抗力が弱いと考えられ ている (De Wreede 1978 Hales and Fletcher 1989) 。また,ホンダワラ類の藻場造成を行う際 には,種苗を効率的に確保するための栽培条件が 検討されてきた(小河, 1987) 。これまでにホン ダワラ類の発芽体あるいは幼体について,成長と 環境要因の関係が室内培養により,フシスジモク Sargassum confusum (J 11 越ら, 2005) ,シダモク S. filicinum (Yoshida et al. 1999), ヒジキs. siforme (小河ら, 1996) ,アカモク S. horneri (小t 可, 1986; 難波・奥田, 1993;吉田ら, 1995; *財団法人海洋生物環境研究所実証試験場 (〒 945-0017新潟県柏崎市荒浜 4- 7-17) E-mail [email protected] 一一 9

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Page 1: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

海生研研報,第10号, 9-20, 2007

Rep. Mar. Ecol. Res. Inst., No. 10, 9-20, 2007

ホンダワラ類8種の初期成長に及ぼす温度と光量の影響

馬場将輔

Effects of Ternperature and Irradiance on Gerrnling Growth in

Eight Sargassaceous Species

Masasuke Baba *

要約:ホンダワラ類8種(ホンダワラ属 7種およびジョロモク属 1種)の初期成長に及ぼす温度と光量の影響を温度(lO~340C) と光量(lO~180μmol/m'/s) の条件を組合せて室内培養により検討した。

その結果,発芽体の葉状部面積の成長率に基づく成長に好適な条件は,ジョロモクが20~250C ,

100~180μmol/ぱ /s , アカモクとヨレモクが 25 0C , 100μmol/ m' /s,ヤツマタモクが250C,100~180 μmol/m'/s,フシスジモクが250C,180μmol/m'/s, ヒジキ,イソモクおよびマメタワラが25~300C ,

100~180μmol/ぱ/sであった。高温側 (300C) での成長率の低下が,ジョロモク,アカモク,ヨレモク,

フシスジモクで顕著であった。発芽体の生育上限温度はヤツマタモクが340C,その他の 7種が320Cで

あった。

キーワード:ホンダワラ属,ジョロモク属,発芽体,成長,光量,温度

Abstract : Growth responses of germlings in eight Sargassaceous species (seven Sargassum and one

Myagropsis) collected from the middle part of Honshu, Japan were carried out in the laboratory conditions to determine the effects of different temperature (l0-340C) and irradiance (10-180μmoνm'/s). The optimum

temperature and irradiance conditions, measured as relative growth rate of the leaf area of the germling,

was Myagropsis myagroides (20-250C, 100-180μmol!ぱ/s),Sargassum horneri, S. siliquastrum (250C, 100 μmol! m' /s), S. patens (25 oC, 100-180μmol! m' /s), S. coポlsum (250C, 180μmol/ m' /s), S.ルsiforme,S.

hemiphyllum and S. piluliferum (25・300C,100幽 180μmol!m'/s).Significant decrease of growth rate was found

at 300C in M myagroides, S. co'1ルsum,S. horneri and S. siliquastrum. The upper critical temperature of

the germling was 340C for S. patens and was 320C for the rest of seven species

Keywords : Sargassum, Myagropsis, germling, growth, irradiance, temperature

まえがき

褐藻綱ホンダワラ類は日本各地の沿岸にガラモ

場と呼ばれる大きな群落を形成し,高い一次生産

力をもち,魚介類の産卵場や保育場としての役割

を果たすほか,海域環境の保全機能などの観点か

らも注目されている(大野, 1985;小河, 1987;

能登谷, 2003)0 一方,近年の海水温の上昇傾向

が海洋環境に変化をもたらし,海藻類の生育や藻

場の種組成に影響を及ぼすことが懸念されている

(谷口, 1991;大野, 2003;平岡ら, 2005) 0

(2006年 9月15日受付, 2006年11月21日受理)

ホンダワラ類の発芽体は,成長した大きな藻体

に比べ環境変化に対して抵抗力が弱いと考えられ

ている (De Wreede, 1978, Hales and Fletcher,

1989)。また,ホンダワラ類の藻場造成を行う際

には,種苗を効率的に確保するための栽培条件が

検討されてきた(小河, 1987)。これまでにホン

ダワラ類の発芽体あるいは幼体について,成長と

環境要因の関係が室内培養により,フシスジモク

Sargassum confusum (J 11越ら, 2005),シダモク

S. filicinum (Yoshida et al., 1999), ヒジキs.

ルsiforme (小河ら, 1996),アカモク S. horneri

(小t可, 1986;難波・奥田, 1993;吉田ら, 1995;

*財団法人海洋生物環境研究所実証試験場 (〒945-0017新潟県柏崎市荒浜4-7 -17)

E-mail [email protected]

一一 9

Page 2: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

馬場:ホンダワラ類の成長に及ぼす温度と光量

Yoshida et al., 1999), ノコギリモクs.

macroca伊 um(吉田ら, 1997,村瀬, 2001),タマ

ハハキモク S. muticum (Norton, 1977a, 1977b;

Ha1es and F1etcher, 1989;イイ可, 1994; Steen, 2003,

2004; Steen and Rueness, 2004;吉田, 2005),ヤ

ツマタモクS.patens (松井・大貝, 1981;月舘,

1984; 吉田, 2005),マメタワラS.piluliferum

(Ohno, 1979),オオパモクS.ringgoldianum (新

井・三浦, 1991), ヨレモクS.siliquastrum (月

舘, 1984),エゾ、ノネジモクS.yezoense (小河ら,

1995), S. echinocα申um (De Wreede, 1978), S.

obtusifolium (De Wreede, 1978), S. polyphyllum

(De Wreede, 1978), ジョロモク A今agropsis

myagroides (難波・奥田, 1993) などの種で報告

されている。しかし,温度と光量の複合条件にお

いて,ホンダワラ類発芽体の成長特性を検討した

例は少ない(吉田ら, 1997; Yoshida et al., 1999;

村瀬, 2001;吉田, 2005)。

本研究では,環境変化に対する海藻類の生育反

応を予測するために必要な知見を得ることを目的

として,新潟県および千葉県産ホンダワラ類8種

の発芽体について,温度と光量に対する生育反応

を室内培養により調査したので報告する。

材料と方法

供試材料培養実験に用いたホンダワラ類の幼腔

は成熟した雌性体から採取した。ヒジキは千葉県

早朝11市の千葉大学海洋バイオシステム研究センター

小湊実験場の地先で、2004年 5月6日に採集した。

その他7種のうちフシスジモクは2000年 5月2S,

ヤツマタモクは2001年5月28日,ヨレモクとジョ

ロモクは2002年4月29日,アカモクは2002年 5月

13日,イソモクS.hemiphyllumは2003年 5月29

1 マメタワラは2004年 5月26日に,それぞれ新

潟県柏崎市の岩礁域で採集した。採集時に藻体の

成熟状況を観察し,生殖器床をつけた枝を切り取

り海水を満たしたビニール袋に入れた。それをア

イスボックスに収容して実験室に持ち帰った。

培養方法 付着生物を取り除いた生殖器床を滅菌

海水で数回洗浄した後,滅菌海水を満たしたシャー

レに入れた。生殖器床からシャーレ底面に自然落

下した幼腔をパスツールヒ。ペットで集め,滅菌海

水で数回洗浄したのちに,所定の培養容器に40個

体づ、つ入れて単藻培養を行った。実験開始時の各

種の幼匪の大きさは,フシスジモクが196μmX

10

135μm(長径×短径を50個体の平均値で示す。以

下同様), ヒジキが170μmX136μm,イソモクが

141μmX 103μm,アカモクが288μmX219μm,ヤ

ツマタモクが221μmX157μm,ヨレモクが269μm

X203μm,マメタワラが231μmX160μm,ジョロ

モクが386μmX301μmであった。

発芽体の培養にはガラス製腰高シャーレ(直径

6cm,高さ 6cm) を使用した。培養液は滅菌海

水100mLに通常濃度のPESI培地を添加し, 7, 14

日目に培養液の全量を交換した。培養実験は,温

度10,15, 20, 25, 30, 32, 340C (ヤツマタモクで

はこれに加え360Cも設定した),光量10,25, 100,

180μmoνrrI/sの条件をそれぞれ設定した植物イン

キュベーター(トミー精工製, CU-350およびCι

305) を使用し, 12時間明期:12時間暗期の光周期

で20日間静置した。光源には白色蛍光ランプ(東

芝ライテック製, FL40SS・EX-N/37・H) を使い,

光量は光量子センサー (LI-COR製, LI-190SA)

を腰高シャーレの収容場所に置き測定した。

成長の測定 成長の指標として,発芽体の葉状部

面積,初期葉数,最大仮根長について 1実験区に

つき40個体測定した。このうち,発芽体の葉状部

は実体顕微鏡で初期葉が重ならないようにトレー

スして,それを画像解析ソフト (NIHImage) で

処理することにより面積を測定した。葉状部面積

の相対成長率 (re1ativegrowth rates:RGR) は次

式によって計算した。 RGR= (InA,-InAo)/tX 100,

ここでA。は開始時の幼腔の面積, A, はt日後の発

芽体の葉状部面積。相対成長率のデータは対数変

換を行い, Scheffeの多重比較検定により各区間

の比較を行った。なお,Pく0.05を統計的に有意

とした。

結 果

フシスジモク 発芽体は10.-....,320Cで成長し, 340C

では実験開始後 2日以内にすべて枯死した (Fig.

1A)。葉状部の成長率は7.4'-""'21.4%の範囲にあり,

250Cの100,180μmol/rrUsにおいて,その他の実

験区よりも有意に高い値を示した (pく0.001)。

光量区別にみた葉状部の成長は, 10μmol/rrflsが15

'-""'300C, 25μmo1/rrflsが20'-""'300C,100, 180μmo11

rrl'lsが250Cにおいて,それぞれ他の温度区よりも

有意に高い値を示した (pく0.05)。

20日間の培養で形成された初期葉数は,平均

1.0.-...., 1.2枚であり実験区間でほぼ類似していた

Page 3: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

馬場 ホンダワラ類の成長に及ぼす温度と光量

A 30

25

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A 30

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1.2

35 15 20 25 30

Temperature (OC) 10

0.2 35 30 25 20 15 10

0.2

Fig. 2 Effects of tempera旬reand irradiance on growth of

gerrnlings after 20 days culture period in Sargassum

ルsiforme.A: Relative growth rate of thallus area. B:

Number of primary leav巴s.C: Maximum length of

rhizoid. Vertical bars indicate standard deviations

(n=40). Symbols of irradiance are given in Fig. 2B.

11

Temperature (OC)

Fig. 1 Effects of temperature and irradiance on growth of

gerrnlings after 20 days culture period in Sargassum

coゆsum.A: Relative growth rate of thallus area. B

Number of primary leaves. C: Maximum length of

rhizoid. Vertical bars indicate standard deviations

(n=40). Symbols of irradiance are given in Fig. lB.

Page 4: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

馬場:ホンダワラ類の成長に及ぼす温度と光量

(Fig. 1B)。仮根長は100,180μmoνrrl/sにおいて,

10 '"'-'25 ocで温度が高くなるに従い増加し, 300C以

上で低下する傾向にあった (Fig.lC)。最大仮根

長は20,250Cの100,180llmol/rrl/sで高い値を示し

た。

ヒジキ発芽体は10'"'-'320Cで成長し, 340Cでは実

験開始後4日以内にすべて枯死した (Fig.2A)。

葉状部の成長率は4.4""'21.6%の範囲にあり, 25,

300Cの100,180μmol/rrl/sにおいて,その他の実

験区よりも有意に高い値を示した (pく0.001)。

光量区別にみた葉状部の成長は, 10μmol/rrl/sが15

'"'-'30oC, 25μmol/rrl/sが20""'300C, 100, 180μmol/rrl/s

が25""'30oCにおいて,それぞれ他の温度区よりも

有意に高い値を示した (pく0.05)。

20日間の培養で形成された初期葉数は,平均

1.1 ""'2.0枚であり, 25, 300Cの100,180llmoV rrl /s

の条件で多くなる傾向を示した (Fig.2B)。仮根

長はいずれの光量区においても, 10""'20oCで温度

が高くなるに従い増加し, 320Cで著しく低下する

傾向にあった (Fig.2C)。最大仮根長は, 25, 30

oCの100,180μmoνrrl/sで、高い値を示した。

イソモク 発芽体は1O'"'-'320Cで成長し, 340Cでは

実験開始後 7日以内にすべて枯死した (Fig.3A)。

葉状部面積の成長率は8.0""'24.3%の範囲にあり,

25, 300Cの100,180μmol/rrl/sにおいて,他の実験

区よりも有意に高い値を示した (pく0.001)。光

量区別にみた葉状部の成長は, 10, 25μmol/rrl/sが

15""'30oC, 100, 180μmol/rrl/sが25""'30oCにおいて,

それぞれ他の温度区よりも有意に高い値を示した

(pく0.05)。

20日間の培養で形成された初期葉数は,平均

1.0""'2.0枚であり, 25""'320Cの100,180llmol/ rrl /s

で多くなる傾向を示した (Fig.3B, 9A)。仮根長

は10'"'-'25 oCの25""'180μmol/rrl/sにおいて温度が高

くなるに従い増加し, 32"Cで著しく低下する傾

向にあった (Fig.3C)。最大仮根長は25,300Cの

100, 180μmol/rrl/sで最も高い値を示した。

アカモク 発芽体は10""'320Cで成長し, 340Cでは

実験開始後 2日以内にすべての発芽体が枯死した

(Fig. 4A)。葉状部面積の成長率は5.6""'26.2%の

範囲にあり, 250Cの100μmoνrrl/sが他の実験区よ

りも有意に高い値を示した (pく0.001)。光量区

別にみた葉状部の成長は, 10, 25μmol/rrl/sが15""'

250C, 100, 180μmoνぱ/sが250Cにおいて,それぞ

れ他の温度区よりも有意に高い値を示した (pく

0.05)。

20日間の培養で形成された初期葉数は,平均

1.0""'3.8枚であり, 25, 300Cの100,180μmol/rrI/s

で多くなる傾向を示した (Fig.4B, 9B)。仮根長

は,いずれの光量区においても 10""'150Cと温度の

上昇につれて増加したが, 15""'30oCにかけて緩や

かに低下し, 320Cで著しく低下する傾向にあった

(Fig. 4C)。最大仮根長は, 150Cの100μmoνrrl/sで、

高い値を示したほか, 25""'30oCにおいても 100

μmol/rrl/sがその他の光量区よりも高い値を示し

た。

ヤツマタモク 発芽体は10""'340Cで成長し, 360C

では実験開始後 2日以内にすべての発芽体が枯死

した (Fig.5A)。葉状部の成長率は3.1""'20.4%の

範囲にあり, 250Cの100,180μmovrrl/sにおいて,

他の条件よりも有意に高い値を示した (pく0.001)。

光量区別にみた葉状部の成長は, 10μmol/rrl/sが20

""'30oC, 25μmoνrrl/sが25""'30oC,100,180μmol/rrl/s

が250Cにおいて,それぞれ他の温度区よりも有意

に高い値を示した (pく0.05)。

20日間の培養で形成された初期葉数は,平均

1.0""'2.4枚であり, 250Cの100,180μmol/rrl/sで多

くなる傾向を示した (Fig.5B)。仮根長は,いず

れの光量区においても 10""'250Cで温度が高くなる

に従い増加し, 25""'30oCがほぼ同程度, 320Cで低

下する傾向にあった (Fig.5C)。なお, 340Cでは

いずれの光量区においても仮根の形成は観察され

なかった。

マメタワラ 発芽体は10""'320Cで成長し, 340Cで

は実験開始後 7日以内にすべての発芽体が枯死し

た (Fig.6A)。葉状部の成長率は4.7""'27 .0%の範

囲にあり, 25, 300Cの100,180μmoνrrl/sにおい

て,他の条件よりも有意に高い値を示した (pく

0.001)。光量区別にみた葉状部の成長は, 10, 25

μmoνrrl/sが20""'300C, 100, 180μmol/rrl/sが25""'30

oCにおいて,それぞれ他の温度区よりも有意に高

い値を示した (pく0.05)。

20日間の培養で形成された初期葉数は,平均

1.0""'2.9枚であり, 25""'320Cの100,180llmol/rrl/s

で多くなる傾向を示した (Fig.6B, 9C)。仮根長

は,いずれの光量区においても 10""'250Cで温度が

高くなるに従い増加し, 250Cを超えると低下する

傾向にあった (Fig.6C)。最大仮根長は250Cの

100μmol/rrl/sで、もっとも高い値を示したほか,そ

れ以外の温度区においても高光量条件で高くなっ

た。

ヨレモク 発芽体は1O'"'-'320Cで成長し, 340Cでは

一一 12一一

Page 5: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

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10 15 20 25 30 35 Temperature (OC)

Fig. 3 Effects of temperature and irradiance on growth of

germlings after 20 days culture period in Sargassum

hemiphyllum. A: Relative growth rate of thallus area.

B: Number of primary leaves. C: Length of the

longest rhizoid. Vertical bars indicate standard

deviations (n二 40).Symbols of irradiance are given

in Fig. 3B.

〆声、、

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4 Irradiance (μmo l/m2/s)

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1.2

10 15 20 25 30 Temperature (OC)

35

Fig. 4 Effects of tempera旬reand irradiance on growth of

germlings after 20 days culture period in Sargassum

horneri. A: Relative growth rate of thallus area. B:

Number of primary leaves. C: Maximum length of

rhizoid. Vertical bars indicate standard deviations

(n=40). Symbols of irradiance are given in Fig. 4B.

一一 13一一

Page 6: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

馬場:ホンダワラ類の成長に及ぼす温度と光量

30

20

10

25

15

5

38¥ぎ)SE古〉〉OL凶

ω〉一括一ω庄

A 30

20

15

10

25

5

38¥ま)3E玉三OL凶

ω〉一室遣 。

35 30 25 20

B Irradiance (μmo l/m2/s)

一'-10

-"-25 ______ 100

--0-180

15 10

5

4

3

ωω〉何

ω一E6Pヒ一LahFOLωAEコZ

2

35 30 25 20

I rrad i ance (μmo l/m2/s)

一'-10

一会;-25 ______ 100

-0---180

15 10

B

。5

4

3

2

ωω〉

mxw一〉

LE--C一」ahFOLCDEコZ

35 30 25 20 15 10

C ~ 1. 6

刀1.40

さ1.2..... 4-0

...c. 時 0.8c ω E 0.6 コE 0.4 ×

ぎ0.2

E E

可コ。N

...c. ..... 4-0

...c.

警0.8Q)

E コE × co E

。。35 30 25 20 15 10

C 1.6

1.4

1.2

0.6

0.4

35 15 20 25 30 T emperature (OC)

10 35 15 20 25 30 Temperature (OC)

10 0.2

Fig. 6 Effects of temperature and irradiance on growth of

germlings after 20 days culture period in Sargassum

piluliferum. A: Relative growth rate of thallus area.

B: Number of primary leaves. C: Maximum length

of rhizoid. Vertical bars indicate standard deviations

(n=40) .symbols of irradiance are given in Fig. 6B.

14

Fig. 5 Effects of temperature and irradiance on growth of

gerrnlings after 20 days culture period in Sargassum

patens. A: Relative growth rate of thallus ar巳a.B:

Number of primary leaves. C: Maximum length of

rhizoid. Vertical bars indicate standard deviations

(nニ 40).Symbols of irradiance are given in Fig. 5B

Page 7: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

3301 A ¥ ¥

ま 25

号20

215 0

310 〉

1ii 5 ω 庄

ω Q) 〉

:g 4

r 23 ..... a

b 2 Lω心

EコZ

E 1.6l _ E I (: 石 1.40

512 4-0

.L:

普0.8ω

E 0.6 コ.s 0.4 X 町田

三 0.2

馬場:*ンダワラ類の成長に及ぼす温度と光量

。10 20 30 15 25

5 B I rrad i ance (μmOI/m2/s)

一.-10

一企-25

___100

--0ー 180

。10 20 30 35 15 25

10 20 30 35 15 25

Temperature (OC)

Fig. 7 Effects of tempera旬reand irradiance on growth of

gerrnlings after 20 days cu¥ture period in Sargassum siliquastrum. A: Relative growth rate of thal1us area.

B: Number of primary leaves. c: Maximum length

of rhizoid. Vertical bars indicate standard deviations

(n=40). Symbols of irradiance are given in Fig. 7B.

] 30l A ま25、』〆

号20.....

言15。切 10ω 〉

百 5ω 庄

35

n斗内

ωω〉句

ω一とmwE-La 4-。2LωDEコZ

E 1. 6 E "'u 1.4 0 N

.L: ..... 4-。

1.2

.L:

普0.8ω

E 0.6 コ.s 0.4 X 6

~ 0.2

。10 25 35 30 15 20

5 B I rrad i ance (μmOI/m2/s)

一.-10

一企ヶ 25_____ 100

--(J一180

0-一

。10 25 35 15 20 30

C

10 35 15 20 25 30

Temperature (OC)

Fig. 8 Effects of temperature and irradiance on growth of

gerrnlings after 20 days culture period in A今agropsls

myagroides. A: Relative growth rate of thal1us area.

B: Number of primary leaves. C: Maximum length

of rhizoid. Vertical bars indicate standard deviations

(n二 40).Symbols of irradiance are given in Fig. 8B.

15

Page 8: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

馬場 ホンダワラ類の成長に及ぼす温度と光量

D

E

C

Fig. 9 Germlings of Sargassum and Myagropsis species cultured for 20 days. A: S. hemiphyllum

(250C, 180μm/rri'/s), B: S. horneri (250C, 180μm/ rri' /s) , C: S. piluliferum (250C, 100μm/rri'/s) , D: S. siliquastrum (250C, 100μm/ rri' /s), E: M myagroides (250C, 100μm/rrfls). Scale bars

Imm.

実験開始後 2日以内にすべての発芽体が枯死した

(Fig. 7 A) 0 葉状部の日 間成 長率は 1 . 5~20.0%で

あり, 250Cの100μmol/rrf/sにおいて他の条件より

も有意に高い値を示した (pく0.001)。光量区別

にみた葉状部の成長は, 10, 180μmol/ rrf Isが 20~

250C, 25, 100μmollnf/sが250Cにおいて,それぞ

れ他の温度区よりも有意に高い値を示した (pく

0.05)。

20日間の培養で形成された初期葉数は,平均

1.1 ~2.0枚であり, 250Cの100,180μmoll nf/sで、多

くなる傾向を示した (Fig.7B, 9D)。仮根長は,

し、ずれの光量区においても 10~200Cで混度が高く

なるに従い増加し, 20~25 0Cで同程度, 300Cで低

下する傾向にあった (Fig.7C) 0最大仮根長は20,

250Cで高い値を示した。なお,320Cでは仮根の形

成は観察されなかった。

ジョロモク 発芽体は 10~320Cで成長し , 340Cで

は実験開始後 2日以内にすべて枯死した (Fig.8

A) 0 葉状部面積の成長率は2.5~ 17.7%の範囲に

あり ,20, 250Cの100,180μmol/ rrf Isにおいて,

他の条件よりも有意に高い値を示した (pく0.001)。

光量区別にみた葉状部の成長は,10μmollrrflsが15

~25 0C , 25, 100, 180μmollrrUsが 20~25 0Cにおい

て,それぞれ他の温度区よりも有意に高い値を示

した (p<0.05)。

20日間の培養で形成された初期葉数は,平均

- 16-

Page 9: ホンダワラ類 8種の初期成長に及ぼす温度と光量の …...250Cの100,180μmol/ rrUsにおいて,その他の実 験区よりも有意に高い値を示した(p

馬場:ホンダワラ類の成長に及ぼす温度と光量

1.0""' 1.3枚であり,各区間で同組度であった (Fig.

8B, 9E)。仮根長はいずれの光量区においても,

10""'200Cで温度が高くなるに従い増加し, 20'"'"'25

OCで同程度, 300Cで低下する傾向にあった (Fig.

8C)。最大仮根長は20,250Cの高光量区で高い値

を示した。なお, 320Cでは仮根の形成は観察され

なかった。

考察

本研究ではホンダワラ類8種の発芽体について,

葉状部および仮根部の成長に及ぼす温度と光量の

複合影響を室内培養実験により明らかにした。こ

こでは,発芽体の成長率を比較した結果から,統

計的に有意に高い値を示した温度と光量の範囲を

成長好適条件とした。その複合要因下での発芽体

の成長好適条件をTable l'こ示す。成長に好適な

温度は,ジョロモクが20'"'"'250C,フシスジモク,

アカモク,ヤツマタモク,ヨレモクが250C,ヒジ

キ,イソモク,マメタワラが25'"'"'300Cであった。

また,成長に好適な光量はいずれの種も 100'"'"'180

μmol/ rrf /sの範囲にあった。ホンダワラ類発芽体

の成長に及ぼす温度と光量の複合的な影響は,こ

れまでにシダモク (Yoshidaet al., 1999),アカ

モク (Yoshidaet al., 1999),ノコギリモク(吉

田ら, 1997;村瀬, 2001),タマハハキモク(吉

田, 2005),ヤツマタモク(吉田, 2005)の 5種で報

告され,その成長に適した条件は種によりやや異

なるが温度が20'"'"'250C,光量が80'"'"'1 OO).lmol/ rrf /s

の範囲にあり,本研究とは光量条件および培養方

法が異なるものの概ね類似した結果であった。こ

のほか,ノコギリモク発芽体では成長に好適な温

度範囲において,光量が強くなるほど成長に適し

た温度域が高くなることが指摘されている(吉田

ら, 1997;村瀬, 2001)0 本研究においても,こ

のような光量の増加に伴う成長好適温度の変化が

すべての種で認められた。

培養を行ったホンダワラ類 8種の発芽体につい

て,その葉状部の成長好適温度において成長が最

大になる光量は100'"'"'180μmol/rrf /sで、あることが

分かつた。これまでに,発芽体の成長に適した光

量条件は,シダモクが400μE/rrf/s (y oshida et al.,

1999),アカモクが100'"'"'200μE/rrf/s (Yoshida et

al., 1999),ノコギリモクが50μE/rrf/s (吉田ら,

1997) ,タマハハキモクが44μE/rrf /s (Hales and

Fletcher¥1989) および200μE/rrf/s (吉田, 2005),

ヤツマタモクが10,000lux (月舘, 1984) および

200μE/rrf/s (吉田, 2005),オオパモクが 10,000

lux (新井・三浦, 1991), ヨレモクが7,000""'

10,0001ux (月舘, 1984) であると,それぞれ報

告されている。これらの培養実験では,温度,培

養期間,測定方法等の条件が異なることから,種

聞の比較は単純には行えないが,シダモクの成長

に適した光量がその他の6種よりも著しく高くなっ

Table 1 Comparison of maximum growth rates in 8 Sargassaceous species under their optimal growth conditions of temperature and irradiance

Optimal growth condition*

Species Maximum growth rate (%/day) Temperature (OC) Irradiance (μmol/rrf/s)

Sαrgassum co柳川m 21.2-21.4 25 100, 180

Sargassumルsiforme 20.5-21.6 25,30 100, 180

Sargassum hemiphyllllm 22.8回 24.3 25,30 100,180

Sαrgassllm horneri 26.2 25 100

Sargassum patens 20.3-20.4 25 100, 180

Sargasum piluliferum 26.1-27.0 25,30 100, 180

Sαrgassum siliquastrum 20.0 25 100

Aそvagropsismyagroides 16.6-17.7 20,25 100, 180

* Experimental ranges of temperature and irradiance in this study were 10-34 (36) oC, 10-180μmol/rrf/s, respectively.

一一 17一一

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馬場:ホンダワラ類の成長に及ぼす温度と光量

ている。また,アカモク,ヤツマタモク,ヨレモ

クについての本研究の結果は,これらの報告の光

量範囲と概ね一致した。

本研究で培養中に形成された初期葉数はアカモ

クが最も多く,葉状部の成長率も初期葉の活発な

形成とともに高くなる傾向がみられた。このアカ

モクの初期葉形成が速い理由について,漸深帯の

比較的浅い場所に生育するアカモク発芽体は,他

の小型海藻類との光をめぐる競争に優位に立つた

め,葉状部を速やかに発達させると推測されてい

る(吉田, 2005)。

本研究で培養したホンダワラ類8種の卵放出期

の水温について, 日本各地から次のように報告さ

れている:フシスジモクが17'"'-'200C (四井ら,

1984; )11井・田嶋, 2003), ヒジキが 19'"'-'280C

(四井ら, 1984;寺脇, 1985;横山ら, 1999;長門・

川口, 2003),イソモクが 18'"'-'200C (四井ら,

1984;横山ら, 1999),アカモクが14'"'-'240C (丸

伊ら, 1981;谷口・山田, 1988;横山ら, 1999),

ヤツマタモクが17'"'-'260C (四井ら, 1984;横山ら,

1999) ,マメタワラが19'"'-'260C (四井ら, 1984:

横山ら, 1999),ヨレモクが12'"'-'220C (四井ら,

1984;難波・奥田, 1992,桐原ら, 2003),ジョ

ロモクが10'"'-'160C (難波・奥田, 1992)。ジョロ

モクを除く 7種について,本研究で得られた発芽

体の成長好適温度は,卵放出期の水温範囲の高温

側か,あるいはその範囲よりも高くなる傾向が認

められた。

吉田 (2005) はホンダワラ類発芽体の培養結果

から,高温条件 (300C) における成長特性を地理

的分布との関連で比較し,南西諸島まで分布する

ヤツマタモクは,九州が分布の南限であるアカモ

ク,タマハノ、キモク,ノコギリモクよりも高温下

での成長阻害が少ないことを推測している。本研

究では,この分布域による高温耐性の違いについ

て,ヤツマタモクとアカモクで確認できたほか,

九州が分布の南限であるフシスジモク,ヨレモク,

ジョロモクにおいても,吉田 (2005) の見解を支

持する結果が得られた。このほか,南西諸島まで

分布し潮間帯に生育するヒジキ,九州が分布の南

限であり潮間帯下部から漸深帯上部に生育するイ

ソモク(吉田, 1998) の2種において, 300Cで成

長がそれほど低下しないことが明らかになり,ホ

ンダワラ類の高温耐性には地理的分布との関連に

加え,生育場所に関する垂直分布による違いも影

響することが確認された。

ホンダワラ類の温度に対する生育反応は,発育

段階により異なることが指摘されている (Norton,

1977b;松井・大貝, 1981)。原口ら (2005) は山

口県産ホンダワラ類9種の葉状部(枝の先端部)

について成長好適温度と生育上限温度を調べてい

るが,そのうち,アカモク,ヤツマタモク,マメ

タワラ,イソモク,ジョロモクの 5種では,本研

究で明らかになった発芽体の結果よりもやや低い

温度範囲で、あった。

本研究でのホンダワラ類発芽体の生育上限温度

は,ヤツマタモクが340Cであり,その他 7種は32

OCで、あった。松井・大員(1981)はヤツマタモク

発芽体が340Cで成長することを報告しているが,

その他のホンダワラ類では発芽体の生育上限温度

に関する知見はみられない。アカモクのように日

本各地に分布する種では,産地により成長好適温

度に差があることが知られている(小河, 1986)。

また,フシスジモクの成長に適した水温が北海道

産と本州産で異なる可能性が示唆されている()11

越ら, 2005)。このような産地問の温度特性の違

いを比較するためには,吉田 (2005) が指摘した

ように光量を含む培養条件を統一して実験を行う

ことが望まれる。今後,発育段階および産地の違

いによるホンダワラ類の生育反応を種別に比較す

るとともに,その結果から種間の違いを明らかに

していくことが重要である。

謝 辞

本論文を御校関下さった東京大学名誉教授 平

野瞳次郎博士,東京大学名誉教授沖山宗雄博士,

(財)海洋生物環境研究所理事城戸勝利博士,

有益なご助言を賜った高知大学名誉教授 大野正

夫博士に謹んで、感謝の意を表する。ヒジキの採集

にご協力いただいた千葉大学海洋バイオシステム

研究センター小湊実験場平野義明博士に深く感

謝する。この論文は,経済産業省原子力安全・保

安院から委託された温排水生物複合影響調査の報

告のうち一部を許可を得て公表するものであり,

関係各位に謝意を表する O

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