| 研究課題/領域番号 |
21K19131
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
桐原 慎二 弘前大学, 地域戦略研究所, 教授 (60519594)
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| 研究分担者 |
小畠 秀和 同志社大学, 研究開発推進機構, 教授 (10400425)
石川 義朗 公益財団法人環境科学技術研究所, 環境影響研究部, 研究員 (90715484)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| キーワード | 養殖 / 省エネ / 近赤外線 / 魚類 / 種苗生産 |
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| 研究実績の概要 |
水に吸収されにくいが，メラニンやヘモグロビンには吸収される性質を持つ近赤外光を照射することで，環境(飼育)水の加温に依らず魚体内を直接加温する技術を，寒冷地における陸上養殖や種苗生産の省エネ技術として実用化するために必要な「加温メカニズムの解明」と「照射効果の検証」に取り組んだ。
「加温メカニズムの解明」の一環として，マコガレイの表皮直下と脊椎骨周辺に熱電対を差し込んだのち，近赤外線を有眼側又は無眼側から照射し実験区とし，他方はそのまま対照区とし，サーモグラフィーを用い魚体の断面部と表皮部の空間及び時間的な温度変化を観察した。この結果，魚体の表面及び内部温度は，有眼側に近赤外線を照射した場合，対照区に比べ上昇したが，無眼側への照射では両区で明瞭な変化がなかった。一方，内臓血液部の温度上昇は，確認できなかった。これらから，魚体表皮の色素胞が熱の吸収体となり魚体を昇温させた可能性が考えられた。
「照射効果の検証」の一環として，10℃に設定した海水を循環させた2組の水槽中に網カゴを2つずつ垂下し，1組の水槽のカゴには個体標識したヒラメ，他にはキツネメバルの稚魚を各々20個体ずつ収容し，それぞれの一つのカゴには近赤外線LED照明を照射し実験区とし，他方はそのまま対照区とし，毎日0.8-1.6gの配合飼料を給餌しながら123日間飼育した。この結果，キツネメバルでは，実験区と対照区における稚魚の体重，体長，増体重とも多少高い値を示したが有意(p<0.01)な差は見られなかった。これに対してヒラメでは，実験区の増体重の平均値が対照区のものに比べ1.4-2.1倍高い値を示し，有意な差が認められ，近赤外線照射が稚魚の成長に影響を及ぼす可能性が考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初実施を計画していた「加温メカニズムの解明」と「照射効果の検証」の２つの項目にかかる実験に取り組み，結果が得られたため，概ね順調に進展していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
「加温メカニズムの解明」の一環として，異体類，メバル科魚類，サケ科魚類の部位別光吸収率を把握するため，表皮，筋肉，内臓組織切片を色彩や筋肉の種類ごと作成した標本について近赤外線顕微鏡， InGaAsセンサ搭載カメラを用いて近赤外光吸収率を観察し，近赤外光照射による温度上昇効果を比較する。また，表皮と筋肉組織を含む切片標本について同様に光吸収を経時的に観察し，魚体中の熱伝達過程を把握する。得られた結果から，効率的な赤外線照射手法を考察する。
「照射効果の検証」の一環として，脳破壊した魚種の幼稚魚または成魚について，筋肉に熱電対を挿入後，海水を掛け流し，または，調温海水を循環させた水槽に収容し，異なる強度の近赤外光の照射を間歇的に繰り返し，生体温度の変化から近赤外光由来の熱の吸収率や放射率を計測する。また，対照区とする近赤外光非照射魚類の生体温度及び飼育水におけるそれら値との比較から，魚種別，成育段階別に魚体への熱伝達係数を決定を試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2021年度に予定した実験の一部について，新型コロナ感染症への対応から共同研究者が一堂に会して取り組むことができなかったため，研究費に残余が生じた。当該実験については，2022年度に延期して取り組む。
2022年度には，実験用魚類飼育に要する配合飼料，実験稚魚，近赤外線LED，水槽等の購入のするため，物品費を支出する。合わせて，研究成果の学会発表や実験に要する旅費を支出する。
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