This study aimed to examine the morphological characteristics and variation in main traits by comparing the growth of individuals of Ecklonia cava Kjellman (Laminariales, Phaeophyceae) under an aquaculture environment. This survey was conducted from April 2018 to November 2019 at the aquafarm in Jindo-gun, Jeollanam-do (South coast of Korea). To classify the morphology of individuals in the aquaculture farm of E. cava, we investigated fourteen morphological characteristics and calculated four ratios between the measured values. Juvenile individuals showed a simple or oblong lanceolate, and at 3-4 months, a short stipe and holdfast developed, along with a bladelet that developed into the secondary blade form. At 5-7 months, secondary blades were found to develop irregularly on the primary blade. At 8-10 months, the primary blade expanded and secondary blades elongated. At 11-12 months, the secondary blades became oblong. At 13-14 months, the thallus area expanded. At 15-16 months, tertiary blades were formed, the thallus became more complex, the stipe thickened, and the holdfast widened. At 17-18 months, secondary blades clearly developed along with lobes. At 19-20 months, tertiary blades developed and became similar to mature natural blades. In the principal component analysis (PCA), the monthly population of the first year (Q1) and that of the second year (Q2) of the cultured population were divided along PC1, which is related to secondary blade morphological characteristics and the holdfast width. Q2 and natural populations are distributed in descending order of volume in Jeju (J), East Coast (E), and South Coast (S) along PC2, which is related to primary blade and stipe morphological characteristics. The results of this study were judged to offer important criteria for the development of different varieties of E. cava.

감태 (Ecklonia cava)는 다년생 대형갈조류로써 활용성이 매우 높은 것으로 알려졌다. 이 연구는 감태의 대량 생산을 위한 실내 배양 조건 확립을 위해서 계절과 질소원 종류에 따른 감태 포자체의 생장과 생화학적 반응을 조사하였다. 제주도 서귀포 해역에 생육하는 감태를 계절별로 채집하여 계절별 수온조건 (봄 17°C, 여름 25°C, 가을 21°C 와 겨울 15°C)과 4가지 영양염 조건 [대조구 (control), 100 μM NH4 +를 넣은 실험구 (NH), 100 μM NO3 -를 추가한 실험구 (NO), 50 μM NH4 +와 50 μM NO3 -를 함께 넣은 실험구 (NHNO)]에서 배양하여 엽체의 생체량과 면적 변화에 따른 생장률, 질산환원효소 활성도와 광합성 색소 함량을 조사하였다. 감태의 생장은 뚜렷한 계절 변화를 나타냈고, 무게와 면적과의 상관성은 계절별로 차이를 보였다. 무게와 면적의 일일생장률은 겨울에 최고 값 (5.8±0.5와 6.6± 0.5% day-1)을 보였고, 여름에 최저값 (2.2±0.2와 3.0± 0.3% day-1)을 나타냈다. 엽체의 일일생장률은 NH와 NO 실험구에서 가장 높았으며 NHNO 실험구에서 중간 값 그리고 대조구에서 가장 낮은 값을 보였다. 감태의 질산환원 효소 활성도는 계절적으로 유의한 차이를 나타났으며, 대조구에서 가장 높고 (1.32±0.10 μmol NO2 - g-1 dry weight h-1), NH 실험구에서 가장 낮았다 (0.25±0.02 μmol NO2 - g-1 dry weight h-1). 엽체 내 광합성 색소의 함량은 대조구에서 가장 낮고 NHNO 실험구에서 가장 높았다. 본 연구 결과는 감태 배양을 위한 배양액을 제작 시, 단일 종류의 질소원으로 제작하는 것이 생장률을 향상시킨다는 것을 보여주었으며, 실내배양에 따른 최적 질소원 종류를 결정하는 데 중요한 기초자료를 제공할 것이다.

본 연구에서는 다양한 온도 (5, 10, 15, 20, 25℃), 조도 (10, 20, 40, 60, 80 μmol photons m-2 s-1) 및 광주기 (10:14, 12:12, 14:10 h L:D) 조건에서 개다시마 유리배우체 단편의 생장 및 성숙 유도조건을 파악하였다. 암배우체 단편의 생장은 20℃, 20 μmol photons m-2 s-1, 10:14 h (L:D) 조건에서 빠른 생장을 보인 반면 수배우체는 15℃, 20 μmol photons m-2 s-1, 14:10 h (L:D) 조건에서 빠른 생장을 보여 차이를 나타내었다. 암배우체의 최적 성숙조건은 15℃, 40 μmol photons m-2 s-1, 14:10 h (L:D) 조건에서 가장 빠른 성숙을 보인 반면 수배우체는 10℃, 20 μmol photons m-2 s-1, 10:14 h (L:D) 조건에서 빠른 성숙을 보여 차이를 나타내었다. 본 연구 결과 확인된 개다시마 유리배우체 단편의 생장 및 성숙조건은 개다시마의 자원조성 및 대량양식 기반조성의 기초자료로 활용될 수 있다.

The induction of regeneration and the maturation of the free-living gametophytes of Undaria pinnatifida were studied at temperatures (5, 10, 15 and 20℃), irradiance (5, 10, 20 and 40 μmol photons m-2 s-1) and photoperiods (14 : 10, 12 : 12 and 10 : 14 h L : D). Female gametophyte fragments were maintained in active regeneration without them reaching sexual maturity under conditions of 15℃, 20 μmol photons m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D); by contrast, the conditions for male gametophytes were slightly different at 15℃, 5 μmol photons m-2 s-1, 14 : 10 h (L : D). The sexual maturation of female and male gametophytes took place under 5℃, 20-40 μmol photons m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D) and 15℃, 40 μmol photons m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D), respectively. These results provide basic information for controlling the regeneration and maturation of free-living gametophytes for srain improvement as well as the cross breeding of U. pinnatifida.

본 연구는 다시마 유리배우체의 분리, 재생 및 성숙 유도 조건을 구명하기 위하여, 4개의 온도 조건 (5, 10, 15, 20˚C), 4개의 조도조건 (5, 10, 20, 40 μmol m-2 s-1) 및 3개의 광주기 조건 (14 : 10, 12 : 12, 10 : 14 h L : D)에서 배양을 실시하였다. 다시마 암배우체의 생장은 15˚C, 20 μmol m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D)에서 촉진되었으며, 수배우체의 생장은 15˚C, 5 μmol m-2s-1, 14 : 10 h (L : D)에서 촉진되었다. 암배우체의 성 성숙은 5˚C, 20~40 μmol m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D)에서 촉진되었으며, 수배우체의 성 성숙은 15˚C, 40 μmol m-2 s-1, 10 : 14 h (L : D)에서 촉진되었다. 이러한 다시마 암수유리배우체의 재생 및 성숙 유도 조건은 다시마의 품종개발과 교잡육종을 위한 유리배우체 배양에 가장 기본적인 자료로 활용될 것이다.

The brown seaweed Sargassum fusiforme is an edible and highly valued in Korea. During the summer season, phytal organisms graze heavily on young algal blades and holdfastsof the species and substantially reduce harvestable biomass. Here, in this study, we investigated the effects of pH (range: 2~13) and salinity (range: 0~44 psu) on the removal of two major phytal animals, Caprella scaura and Gammaropsis utinomi, associated with S. fusiforme. We also examined the optimum quantum yield (Fv/Fm) of algae in the same experimental conditions to quantify the tolerance of algae to acid and salinity treatments. It was observed that the phytal animals showed more than 80% mortality at pH lower that pH 4 and the extreams of salinity (0~10 psu and 44 psu) after a 5 min of immersion. However, the quantum yield of S. fusiforme was not significantly different from controls within the pH 3~11 range, and the 0~44 psu salinity range. Precisely, if the pH and salinity conditions outside these ranges were used in comercial Sargassum culture, the removal of the animal species would be higher, but with reduced quantum yield of algae. Taken together, our study results indicated that the pH and salinity treatments could allow multiple harvests from the same holdfast of S. fusiforme.

Sagassum yezoense (Yamade) Yoshida et Konno is a large fucacean brown alga that occurs in Korea and Japan. The species is one of the most common and abundant marine algae on the east coast of Korea. Investigation on seasonal variation of growth and decline of thalli, reproduction, and morphological features of the species was carried out bimonthly for a target population in Homigot, Pohang, from April 2007 to February 2008. Ten quadrats (50 cm × 50 cm) per every visit were randomly put on S. yezoense beds and, after measuring its coverage, all thalli in the quadrats were collected, and examined for morphology. Surface seawater temperature was in a range of 9oC in February and 22.6oC in September. Coverage was high (74%) in April and low (15%) in October. The average length of thalli was large with 78.2 cm in June and was low 8.6 cm in September. Most of thalli were fertile in June, having male and female receptacles. S. yezoense beds gradually declined from August and small juveniles occurred from October. However, the length of leaves was shorter in June (1.7 cm) than (3.5 cm) in October, and the same was true for leaf width. S. yezoense had germination period from September, and growth period from December, and reproductive period from June. The Pearson correlation coefficient between length of thallus and surface seawater temperature was negative. As a low temperature species on the east coast, S. yezoense will be used as an indicator species for detecting warming of coastal waters in Korea.

미역, 다시마, 톳 등 갈조류 3종이 산란계의 계란 품질에 미치는 영향을 조사하기 위해 기존의 양계사료(대조구)에 미역(A처리구), 다시마(B처리구), 톳(C처리구)을 각각 10% 첨가하여 8주간 사육한 후 생산된 계란의 표면색깔, fucoxanthin, 무기질, 지방산 조성을 분석한 결과는 다음과 같다. 갈조류 첨가에 의해 난황의 표면색깔은 적갈색으로 변화하는 경향이었고, 미역을 첨가한 A처리구가 가장 크게 일어났다. Fucoxanthin 함량은 원료 갈조류에서 21.3∼34.8 mg%로 검출되었으나, 난황으로 이행되었다고 확인할 수는 없었다. 무기질 함량으로 Ca은 300.2 mg%에서 328.2∼391.2 mg%로, Fe는 4.5 mg%에서 4.9∼6.3 mg%로, Na은 2.5 mg%에서 88.2∼99.7 mg%로, K는 350.8 mg%에서 402.2∼450.5 mg%로 증가하는 경향이었으나, P는 199.4 mg%에서 110.5∼149.5 mg%로 감소하는 경향으로 나타났다. 총 무기질 함량은 톳이 첨가된 C처리구에서 1,155.1 mg%로 가장 높게 나타났다. 지방산 조성으로 포화지방산은 38.3%에서 30.4∼32.1%로 감소하고 불포화지방산은 61.5%에서 68.1∼69.6%로 증가하였는데, 다가 불포화지방산에서 현저하게 증가하는 경향이었다.

This study aimed to investigate the optimal enzymatic hydrolysis conditions of alginic acid using Viscozyme® L, Celluclast® 1.5L, Saczyme®, Novozym®, Fungamyl® 800L, Driselase® Basidiomycetes sp., and Alginate Lyase, for production of reducing sugar. Response surface methodology (RSM) based on central composite rotatable design was used to study effects of the independent variables such as enzyme (1-9% v/w), reaction time (10-30 h), pH (3-7) and reaction temperature (30-70oC) on the production of reducing sugar from alginic acid. The coefficients of determination (R2) of Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, and Y7 for the dependent variable regression equation were analyzed as 0.947 0.968, 0.840, 0.926, 0.923, 0.892 and 0.825. And the p-value of Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, and Y7 within 1% (p < 0.01) was very significant. The optimal conditions were 1.0% of the quantity of the enzyme, 10.0 hours of the response time, pH 3 and 70.0oC of the reaction temperature, where the production rate was 483.1 mg/g-alginic acid, the highest of all the enzymes used.

갈조류 유래 alginate 성분은 간이식술에 있어서 cell microencapsulation시키는 matrix로써 임상적인 응용이 시도되고 있다. 이에 본 연구에서는 alginate의 간세포에 대한 안전성을 평가하기 위하여, 간세포를 자극하는 NO, iNOS, TGF-β1, IL-1β의 분비 및 발현량을 측정하였으며, 실험 결과 모두 증가시켰다. Alginate가 간세포를 자극하여 이러한 요소들을 증가시키는 것은 간염 및 간섬유화 등의 간질환을 일으킬 수 있다는 가능성을 제시하고 있으며, 이러한 결과는 간에 적용하는 alginate를 사용시에는 안전성이 요구되는 농도 조절 및 alginate의 자극 효과를 억제할 수 있는 새로운 재료의 첨가 등에 대한 고려를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.