写真提供：一般財団法人神戸観光局

写真提供：神戸コンベンションビューロー

写真提供：一般財団法人神戸観光局

写真提供：神戸コンベンションビューロー

第 65 回日本植物生理学会年会特別企画

高校生生物研究発表会
プログラム・要旨集2024 年 3月19日（火） 神戸国際会議場
主催

第65回日本植物生理学会年会委員会

プログラム10:30〜11:00

奇数番号の発表

11:00〜11:30

偶数番号の発表

11:30〜12:30

全番号の発表1．間伐⽵を利⽤した⼟壌改良がもたらす野菜への影響
村⽊ 愛菜，吉井 ⽇菜（ノートルダム清⼼学園 清⼼⼥⼦⾼等学校）

2．ヒト⽪膚線維芽細胞を⽤いたアロエの抗炎症作⽤の検証
池元 美央，渡壁 すみれ，渡邊 花⾳（ノートルダム清⼼学園 清⼼⼥⼦⾼等学校）

3．ガクアジサイの装飾花が⻑期間にわたり反り返って残る謎
宮本 航聖（浦和実業学園⾼等学校）

4．プラナリアの⾏動様式と概⽇リズムの解明
⼤瀧 実佳（栄東⾼等学校）

5．ローズマリーの葉の構造に隠された⼯夫
稲葉 舞弥（横浜市⽴横浜サイエンスフロンティア⾼等学校）

6．種⼦を運ぶ綿⽑の⽐較
中川 莉緒（横浜市⽴横浜サイエンスフロンティア⾼等学校）

7．ハナミズキの不思議な開花⽅法の解析
寺島 寛那（横浜市⽴横浜サイエンスフロンティア⾼等学校）

8．モジホコリの合理的な経路設計に⽔が与える影響
富松 芽⽣，⼩⻄ 優⾐，蔵⽥（岡⼭県⽴岡⼭⼀宮⾼等学校）

帆乃⾹，森藤 胡々，⼭内 優佳

9．イシクラゲ(Nostoc commune)の植物成⻑促進作⽤の検証
今井 菜々美（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

10．⼤気汚染指標としてのコケの活⽤の検討
野⼝ 多聞（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

1

11．ミドリムシの効率的な培養に適した⽔質の検討
⾕川 椛，森⽥ ⼼（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

12．津⼭⾼校で採取した花から得た酵⺟のキャラクタライゼーション
安東 さき，坂本 澄々花，佐々⽊ 悠⾐，中野 望⽻，⽇野 瑠名（岡⼭県⽴津⼭⾼等学校）

13．モジホコリが変形体から⼦実体に変化する条件を探る
髙橋 はるひ，⽯尾 ちな，⼤⾕ 歩結，神⾕ 真央，中村 奏⾳（岡⼭県⽴津⼭⾼等学校）

14．⽜のヨロイを効率的に落とす物質についての研究⼤﨏 樟太，尾﨑 正隆，⼩林（岡⼭県⽴津⼭⾼等学校）

歩夢，三⾕

介晟

15．セイタカアワダチソウを⽤いた雑草のアレロパシー作⽤について
⾜⽴ 涼， 開⽥
（⾼槻⾼等学校）

然， ⼭本

康太

16．⾳がモヤシの成⻑に与える影響
坂元 愛⾹，仲川（⾼槻⾼等学校）梨⽉

17．グラミーにおける鏡像⾃⼰認知の検証⻄川 友，⼤川 惇平（⾼槻⾼等学校）

18．イチョウウキゴケ Ricciocarpos natans の形態変化
横⼭ 蒼太，上島 佑太，四⽅（埼⽟県⽴蕨⾼等学校）

秀磨，中尾

章⼈，⼋峠

19．バニーカクタスの⼩さな針は何のために？
⼩澤 帆奈（横浜市⽴横浜サイエンスフロンティア⾼等学校）

20．アメリカデイゴの花はなぜ上下逆転しているのか？
⼭内 珠（横浜市⽴横浜サイエンスフロンティア⾼等学校）

21．ムラサキツユクサ属の葉はなぜ枯れにくいのか？
古⼝ 愛⼸（横浜市⽴横浜サイエンスフロンティア⾼等学校）

22．クラッスラ・クーペリーの葉の凹みの役割
三和 菜⽉（横浜市⽴横浜サイエンスフロンティア⾼等学校）

2

雄真，吉良

采明

23．麹菌が発酵で作る麹の抗菌活性 〜⽩⽶麹と⽞⽶麹の⽐較〜
⼤﨑 春奈，⽑塚 葉⽉，澤幡（作新学院⾼等学校）

雅，中野

彩桜，⻄脇

千尋，丸⼭

若夏

24．バットディテクターを⽤いたトマトの超⾳波の測定
安部 光海（市川学園市川⾼等学校）

25．花蜜糖度の計測⽅法及び花蜜採集⽅法の開発
永尾 遥（市川学園市川⾼等学校）

26．⿅児島県における絶滅危惧種カビゴケの最近の分布およびその⽣態
⼭本 夏⾳，⼋重尾 理⼦，迫 萌乃花，四元 美海（⿅児島県⽴国分⾼等学校）

27．開花前年の気温がサクラの開花に与える影響と新たな開花予測法
⼩⼝ 珠央（芝浦⼯業⼤学柏⾼等学校）

28．⾖苗の収穫回数を増やすためには 〜密度効果と栄養塩濃度に注⽬して〜
図師 悠，末次 ひらら（芝浦⼯業⼤学柏⾼等学校）

29．植物の姿勢保持に関する研究 〜細胞の伸⻑と植物の系統に着⽬して〜⻄村 璃⼈（芝浦⼯業⼤学柏⾼等学校）

30．バナナの⻑期保存の実現と⾷べごろ時期の推定
栗村 遙（昭和⼥⼦⼤学附属昭和⾼等学校）

31．環境の違いがハエトリソウ(Dionaea muscipula)の消化活動に与える影響
荒堀 光翔，渡辺 ⼤悟（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

32．⾝近なものからのペニシリン抽出
妹尾 理沙，⽥中 彩織，野﨑（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

柚奈

33．カタバミ(Oxalis corniculata)による細胞毒性の検証⻄⽥ 栞那（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

34．カイワレ⼤根にストレスを与えた場合のポリフェノール量の変化
湯川 瑞結，藤井 麗⼦（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

3

35．光ストレスに対するシロイヌナズナのアスコルビン酸産⽣応答
⾕⼝ こころ（神⼾海星⼥⼦学院⾼等学校）

36．コケ植物の仮死状態とアーバスキュラー菌根菌との共⽣関係
桑畑 裕太朗（神⼾⼤学附属中等教育学校）

37．⾝近な植物の⽌⾎効果について
早瀬 優花（ノートルダム清⼼学園 清⼼⼥⼦⾼等学校）

38．塩性植物の耐塩性の限界について
林 美⾥（ノートルダム清⼼学園 清⼼⼥⼦⾼等学校）

39．稲踏み効果の科学的検証 〜世界の品種における⽐較〜
植野 菜々⼦，植野 涼⼦（ノートルダム清⼼学園 清⼼中学校・清⼼⼥⼦⾼等学校）

40．アーバスキュラー菌根菌の⽔耕栽培利⽤を⽬指して
熊岡 和真，福⽥ 桃⼦，⼩林（静岡県⽴磐⽥南⾼等学校）

英治，鈴⽊

寛史

41．発酵度合の異なる 3 種の茶葉間での抗菌作⽤の違いについて 〜特に抽出⽅法に注⽬して〜
⽊下 結花，⼟島 咲愛，中⽥（⽯川県⽴七尾⾼等学校）

浬，畠野

千怜

42．ブタナの傾性運動に影響を与える環境要因
奥野 幹⽣，垣内 颯真，林（⽯川県⽴七尾⾼等学校）

瑞樹，増野

悠美

43．⼈⼯傷をつけた葉の成⻑段階と抑制効果の関係について
⿊崎 孝太，中島 汐莉，中⼭（⽯川県⽴七尾⾼等学校）

善仁，萬⾕

実央

44．酸性⾬による花弁の脱⾊原因
板尾 歩武，岩﨑 瑞⽣，梅本（⽯川県⽴七尾⾼等学校）

彩由

45．ダイコンの部位によるイソチオシアネートの⽣成量の違いとその理由
浦川 朔太朗，梅⽥ 琴華，沖本 ⼆胡（⼤阪教育⼤学附属⾼等学校天王寺校舎）

46．イチゴ組織培養で発⽣する DNA 突然変異とカルスの変性
楢原 妃莉（⼤阪府⽴園芸⾼等学校）

4

47．インビトロクローバーのよつ葉誘導に挑戦
⼤原 ⽇菜⼦（⼤阪府⽴園芸⾼等学校）

48．植物乳液を⽤いた⾃然農薬の作成に向けて
窪⽥ 遥陽，⼩櫻 琉葦，末廣（⼤阪府⽴四條畷⾼等学校）

真依，千原

綺夏，⾼瀬

凜，塩⽥

瑞⽉

49．藤の花の狂い咲きの原因は何か？
⻘⽊ 梨⾐菜，打越 紘太，原（智辯学園和歌⼭⾼等学校）

宗謙

50．アクネ菌(Propionibacterium acnes)に対する乳酸菌(Lactobacillus)・ビフィズス菌(Bifidobacterium)の抗菌作⽤について
⼩村 杏菜，岡垣 春⼦（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

51．樽(tun)状態のクマムシ(Tardigrada)が復活するスクロース溶液の濃度について
平野 樹輝，安井 志織（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

52．地⾐成分由来の植物⽣⻑促進因⼦の発⾒德重 蒼太，今⼝ 遼介（京都府⽴嵯峨野⾼等学校）

53．花弁は葉と同じくらいビタミン C を合成・蓄積する横川 暖（⻑尾⾕⾼等学校）

54．ヤエヤマヒルギの葉のナトリウムイオン濃度計測
松井 雅，中 秀太郎，⼩林（⿃取県⽴⿃取⻄⾼等学校）

菫，村上 いろは

55．塩ストレスによる⽔耕トウモロコシのムシゲル分泌量の変化
⾦⼭ 紗弥（帝塚⼭⾼等学校）

56．カフェインとアルコールがゼブラフィッシュに与える影響
辻岡 桜，藤村 寧⾳，堀江（⾼槻⾼等学校）

侑以

57．シミのフンが植物の発芽・成⻑に与える影響
⻑⾕部 源太郎，⼭森 聡太，箕牧 英輔（⾼槻⾼等学校）

58．プラナリアの環境適応性
清⽔ 更紗，中⼩路 和奏，服部 結⽉，村⽥ 悠華（⾼槻⾼等学校）5

59．ニンニクとワサビによる抗菌効果
畑 朋花（⾼槻⾼等学校）

60．イネもやしの総可溶性タンパク質量に与えるクラゲ溶解液の効果
岡崎 百花，杉尾 花⾳，春原 美咲，⽊村 知美，菊池 涼汰，津川 真央（東北⼤学科学者の卵養成講座+グローバルサイエンスキャンパス(GSC)広島）

61．植物間コミュニケーションによるダイズの⽣育の変化
佐藤 煌鷹，森⾕ ⽣（栃⽊県⽴那須拓陽⾼等学校）

62．ゲノム編集によるラッカセイ低アレルゲン化に向けた取り組み益⽥ 理陽奈（奈良県⽴⻘翔⾼等学校）

63．♪⿃もが⾊にだまされていく 構造⾊で擬態の果実 〜ヤブミョウガのだまし種⼦散布〜
廣⽥ 陽世，⼭本 美璃，髙﨑
（⽩梅学園⾼等学校）

優嘉，⼭﨑

すず，⽜尾

美玲

64．校内植⽣の維持管理における課題と⽅策について
永井 佑樹，⾚尾 のどか，佃
（兵庫県⽴⾼砂南⾼等学校）

壮真，政平

健介，永井

穂⾹，安岡

知代，松⾕

栄志， 池⾕仁⾥知代，松⾕栄志， 池⾕仁⾥

65．中庭の植⽣管理における樹⽊のひこばえと雑草対策について佃 壮真，政平 健介，⾚尾（兵庫県⽴⾼砂南⾼等学校）

のどか，永井

佑樹，永井

穂⾹，安岡

66．丹波市の特産を守るために 〜丹波⽩雪⼤納⾔⼩⾖の可能性について〜
⼭﨑 悠暉，井上 柊汰
（兵庫県⽴氷上⾼等学校）

67．⽔⽥環境におけるメタン発酵の抑制に効果的な操作
安達 柊花，⾳川 陽輝，神⾕（兵庫県⽴兵庫⾼等学校）

朱⾳，前⽥

幹太，宮崎

美結，吉⽥

68．光の波⻑の変化がケールのビタミン C 量に及ぼす影響
中野 温仁，中村 友紀（兵庫県⽴宝塚北⾼等学校）

69．ウツボカズラの消化液と捕⾍器下部の細胞の浸透圧の測定
岡⽥ 悠吾，⽊村 昭太，橋本（兵庫県⽴宝塚北⾼等学校）

侑季，間野⽥ 有紀

70．複数品種にわたるホウレンソウ⽩⾊顆粒の様相の違い
⾦光 都芭，⼩﨑 蒼南，枝川（兵庫県⽴宝塚北⾼等学校）

咲菜，中⽥

望来

6

理沙⼦

1
間伐竹を利用した土壌改良がもたらす野菜への影響
ノートルダム清心学園� 清心女子高等学校高等学校�
村木愛菜・吉井日菜�
�【目的】本校の周辺では竹林が放置状態にされて荒れている。この竹を間伐するとともに、有効活用したいと考えた。間伐した竹を竹炭および竹パウダーへと加工し、肥料として土壌に混ぜることで野菜の育成への効果が期待できないか検証することにした。本研究では、野菜に含まれる硝酸イオン濃度の変化について、硝酸イオン濃度が低減されることを期待した。
また、水資源の確保は ���� にも掲げられており、農業においての水資源の軽減は世界的に期待されていることから、土壌改良効果として、水やり回数を軽減できることを期待した。�
�【実験方法】竹炭および竹パウダーを試料とし、試料と土（市販の培養土�化学肥料無し）を �：� の比で混合し、������ プラスチックコップに入れた。�
《�．野菜の硝酸硫黄濃度の測定》�
コマツナ、ホウレンソウ、チンゲンサイの種をまき、インキュベーター内で育てた（��℃、明暗 ��� おき）。� ヶ月
ごとに、葉と茎の硝酸イオン濃度を測定した。�
《�．水やり回数軽減によるコマツナの生長の測定》�
�コマツナの種をまき、インキュベーター内で育てた（��℃、明暗 ��� おき）。水やりを毎日、
� 日おき、� 日おきに行った。� 週間ごとに葉の縦横、茎の長さを計測した。収穫時（� 週目）に根の長さを計測した。�
�
【結果】《�．野菜の硝酸硫黄濃度》��
全ての野菜で竹炭の硝酸イオンの低減が最も高いという結果が得られた。また竹パウダー
はコマツナ・ホウレンソウにおいてどちらも竹炭ほどの低減効果は得られなかった。�
�《�．水やり回数軽減によるコマツナの生長》�
水やり回数については、「茎」と「葉の横」では『竹炭の � 日おき』、「根」は『竹炭毎日』
が最も成長した。また、竹パウダーの成長率は著しく悪かった。�
�【考察】竹炭を肥料とした栽培が野菜の硝酸イオン濃度の低減に最も有効であると考えられる。竹炭では � 日おきの水やりが効果的だとわかった。竹炭を入れた土で ������� と同程度の成長が見られたことから、砂漠地帯な
どの土壌の少ない地域で、竹炭を土壌の代わりとした野菜栽培が期待できることが示唆された。今後は、竹パウダーでは発酵による ��の低下が確認された。竹パウダー活用の適正な条件と効果を科学的に明らかにしていきたい。� � �※������� の �������毎日を１とした。�

7

2
ヒト皮膚線維芽細胞を用いたアロエの抗炎症作用の検証
ノートルダム清心学園

清心女子高等学校高等学校

池元美央・渡壁すみれ・渡邊花音【目的】アロエには日焼け後の炎症を抑えられる効果が知られており、表皮細胞での抗炎症作用については報告されている。本研究では、再生医療にも利用される、さらに肌の奥の線
維芽細胞に対するアロエの抗炎症作用を明らかにすることを目指した。この研究成果によって、重度の日焼けによる炎症の軽減にもアロエが利用できることが期待できる。
【実験方法】試料の調製：アロエ葉肉部をとり、蒸留水、�0％エタノールおよび �00�エタノー
ルで �0 分間抽出した。遠心分離し上清を試料とした。
《�．�� 照射後の線維芽細胞の回復への影響》培養したヒト皮膚線維芽細胞に、試料と培地を加えた。500 µW/cm� の紫外線（���）を �0 秒間照射した。�� 時間培養したのち、キットで細胞を染色し、�50 �m での吸光度を測定し、細胞数として評価した。
《�．��� を用いた炎症に対するアロエの抗炎症作用の測定》
培養したヒト皮膚線維芽細胞に、炎症を引き起こす ����グラム陰性細菌の糖脂質�とアロエ試料を加え、炎症性サイトカインの m���� の発現を ������ で測定した。
《�．メラニン生成阻害効果の測定》チロシナーゼにアロエ試料と基質である ������ を加え、
� 分ごとに ��5 �m の吸光度を測定した。吸光度の増加速度をコントロールと比較し、メラニン生成阻害効果として算出した。
【結果】《�．�� 照射後の線維芽細胞の回復》アロエの �0％エタノール抽出物で線維芽細胞の回復が顕著に見られ、コントロールと比較して有意差が確認できた�図 ��。
《�．アロエの抗炎症作用》アロエの �0％エタノール抽出物で炎症性サイトカイン ���� の抑制が見られ、コントロールと比較して有意差が確認できた。
（図 �）《�．メラニン生成阻害効果の測定》アロエの �0％エタノール抽出物で、メラニン生成阻害効
果が確認された。
【考察】�� 照射後の細胞の回復効果、��� の発現レベルでの抗炎症作用、メラニン生成阻害
効果のいずれも効果が確認されたことから、ヒト皮膚線維芽細胞に対するアロエの抗炎症作用の効果が示唆された。また、ヒト皮膚線維芽細胞を用いたアロエの抗炎症作用の報告は初である。

図 �：�� 照射後の線維芽細胞の回復

図 �：���� の発現（������）8

3
ガクアジサイの装飾花が長期間にわたり反り返って残る謎
浦和実業学園高等学校

生物部

宮本航聖
【目的】・・・・
目的は、「ガクアジサイの花が反り返って残る理由は, 種子の散布領域を拡大させるためである」という仮説を立て、それを証明することとした。ガクアジサイの繁殖戦略に関する文献は少ない。それを証明することは, ガクアジサイの生態を理解する上で意義がある。

【実験方法】・・・・
実験1
集散花序のモデル作成しビーズを用いて実験を行った。実験では, 装飾花がある場合と装飾花を取り除いた場合の2つのモデルを作成し, 種子の代用として用意した直径約1㎜のガラス製ビーズ180粒をモ

デル中心から2㎝の高さより落下させ, その後の移動距離を観察した。なお実験では, モデルの設置面を霧吹きで湿らせることでビーズの転がりを調節した。
実験2

実際にガクアジサイの集散花序を用いて, 実験1と同様の手法でガラスビーズの広がりを検証した。

実験3

2023年11月には、種子を採取することができたため, 種子を装飾花上で落下させた。

【結果】・・・・
実験1

装飾花が存在する場合と存在しない場合の両方で放射状に広がって拡散することが確認された。特に装飾花を含む花序の場合においては拡散の差が顕著に現れた。実験1の結果から種子の拡散範囲の向上には, 装飾花が一役を担っている可能性が高いことを確認した。
実験2

装飾花が存在しない場合と存在する場合では, 後者においてより顕著にビーズが拡散し, 仮説の正当性を高めた。

実験3
大部分の種子は装飾花上を転がりながら放射状に拡散した。しかし, 一部は装飾花上に残った。ガクアジサイの種子を観察すると, 1.0㎜×0.3㎜程度の楕円形で両端に突起物を有していた。
【考察】・・・・

ガクアジサイの主な自生地は, 本州の房総半島, 三浦半島, 伊豆半島沿岸の林縁や草地とされており, 日常的に潮風の影響を受ける環境である。よって実験3の結果は, 装飾花に残った種子の一部が, 風を利用して拡散している可能性を示唆するものと考えられる。

ガクアジサイの樹形はドーム状であり, 春から秋にかけて大人の手のひらほどの葉を広げ, 落葉

前の晩秋に種子を散布する。予備実験として実施したガクアジサイの発芽試験では, 発芽率が高いことを確認している。しかしながら, 得られた種子が薄暗い株元に落下すると, 実生の生育に不利益を生じてしまう。そのためガクアジサイは, 繁殖戦略として風散布を重視し, 種子を小型化すると共に, ランダムな方向に転がりやすい楕円形の構造と空気の流れを掴みやすい突起を兼ね備えるようになった。そしてその効果をより一層向上させるために装飾花が反り返って残った。装飾花は, 葉と葉の隙間を埋めると共に, その傾斜を利用して種子を株元からより遠方へ拡散させる
重要な役割を担うに至ったのであろう。

9

4
プラナリアの行動様式と概日リズムの解明
栄東高等学校

理科研究部

大瀧 実佳
【背景・目的】・・・・これまでの研究において、24匹のプラナリ
アを10cmシャーレに入れ中心部分を暗条件下に、周りは明条件下にた（Þg1-1）。行動を観察したところ9匹は明条件部分の外縁部から内側1cm以内におり（Þg1−2a）、13匹は暗条件下の外縁部からFigure1-1実験装置

外側1cmに（Þg1-2b）、2匹は暗条件下から内側1cm（Þg1−2c）に観察された。以上のことから、暗条件下でのプラナリアには局在の選好性があることが示唆された。そこで本研究では、光の条件が変化したときにプラ

Figure1-2 10cmシャーレ内でのプラナリアの局在
a：暗条件下の外縁部分から内側に1cmb：暗条件下の外縁部分から外側に1cm
c：明条件下の外縁部から内側に1cm

ナリアの行動がどのように変化するかを明らかにすることを目的とした。

【実験方法】・・・・プラナリアの完全な個体、頭部のみの個体、尾部のみの個体（それぞれn=6）について、自然条件下（ただし、16～7時暗条件下、7～16時明条件下とする）で飼育したのち暗条件下、明条件下、自然条件下でプラナリアの動く頻度について観察を行った。完全な個体には頭部のみの個体と尾部のみの個体に条件を揃えるために、一度カミソリで切断し成長した個体を使用した。それぞれの条件のもと24時
間撮影を連続2日間し（Þg2 プラナリアの観察の様子）、行動様式の観察を1時間ごとに行い動いたプラナリアの数を平均しグラフ化した。

Figure2
プラナリアの観察の様子【結果】・・・・暗条件下、明条件下では部位に関わらず動いたプラナリアの数が最も多かったのは、深夜から明け方の時間帯であることがわかった（Þg3）。
一方、自然条件下では動いた個体数に明確な差がなかった（ⅰ）。

完全な個体が動いた回数はのべ290回、頭部は205回、尾部は170回だった。どの条件下にも関わらず完全な個体は動きが大きかった（ⅱ）

Figure3

各条件下でのプラナリアの個体（完全な状態、頭部のみ、尾部のみ）の活動した個体数の割合

105
ローズマリーの葉の構造に隠された工夫
稲葉 舞弥（横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校）
ローズマリー(Salvia rosmarinus)はシソ科アキギリ属の地中海沿岸地方原産の植物で、一般的に料理に使う香辛料として広く知られている。私は高校でシソ科の植物を調べているときに、花期が長く入手しやすいところに注目して研究を始めた。まず花から観察したところ、花弁は上唇と下唇に分かれていて下唇から二本の雄しべが生えていた。色水を吸わせて観察したところ、雄しべまで水が通っているのが確認できた（図２）。その一方で、雌しべは花の中心の子房から生えていて、色水を吸わせても色に変化は見られなかった。また、どの個体にも雄しべの途中に突起が見られたが、これがどのような役割を持つかはわからなかった。
次に葉を観察した。葉の裏側には、葉の中心に縦方向の溝がありその中は白く細かい毛で埋まっているのがわかる（図３）。この葉を縦、横、水平方向に切ったときの断面（図４）から、ローズマリーの葉は中心に丸まっており、その内部には穴が連続に並んでいることが分かった。私はこの構造と毛の役割が光の通し方と関係があるのではないかと思い、レーザーポインターを使った実験を行った。図５は葉の裏側から光を当てている様子を葉の側面から見た画像である。この画像から、断面で見えた穴が光を葉の内部に閉じ込めていることが分かった。また、横に切ったときの断面の顕微鏡画像（図６）を見ると葉の内側に葉緑体が集中していることからも、裏側から効
率的に葉の内部で光を集めて光合成を行っていると考えられる。また白い毛が葉の溝の内部で光を乱反射させる役割があることも考えられる。図６から、私は最初に、葉の外側の細胞が海綿状組織で内側が柵状組織だと考えたが、その場合葉の表側に海綿状組織が、裏側に柵状組織があることになってしまう。そのため、葉の内側の葉緑体が密集している部分が、外側から柵状組織、海綿状組織の順で分かれていて、外側の透明な細胞は表皮細胞なのではないかと考えた。
図１

図３

図５

図６

図２

図４

11

6
種子を運ぶ綿毛の比較
中川 莉緒(横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校)

私は 5 月下旬に横浜市の高校で見慣れない綿毛のようなものを見つけた。調べてみると外来種のセイヨウオニアザミのものであると推測された。セイヨウオニアザミの綿毛は細かく分岐しており、浮遊時間が非常に長く感じられたので、タンポポやガガ
イモなどの綿毛と飛行様式を比較した。
タンポポとセイヨウオニアザミの綿毛は種に対して充分に飛行能力が高く、種の有無で落下速度や飛行距離がほとんど影響を受けなかった。一方でガガイモは綿毛から種が外れやすく、しかも種が付いた状態では飛行距離が非常に短かった。ガガイモは
綿毛自体も直毛ではなくカールしており、タンポポやセイヨウオニアザミとは異なっていた。タンポポやセイヨウオニアザミは遠くに子孫を散布するという目的に合致した綿毛を持っているが、ガガイモの綿毛は異なる役割を果たしているのかもしれないと考えた。

�������������
�������������

3���������

12

����

7
ハナミズキの不思議な開花方法の解析
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
寺島寛那
5 月頃に白い花を咲かせるハナミズキ（Cornus florida）は街路樹として日本でよく見かける。私は開花前のハナミズキの花が不思議な形をしていることに興味を持った。

開花したハナミズキの花

開花前のハナミズキの花

調べてみるとハナミズキは中心部の黄色い部分に小さな花が集合しており、花弁のように見える白い部分は総苞片と呼ばれる葉が特殊化したものであると記載されていた。実際に観察してみると、真ん中の黄色い部分の一つ一つがガク、花弁、雄しべ、雌しべを備えている
独立の花であることが確認できた。次に開花の様子を観察すると、4 枚の総苞片は向かい合った 2 枚が対になって重なっており、外側の対から順番に開くことが判った。また開く前の総苞片が集まった頂点を切り取ると、上の対と下の対も接着していることが確認できた。

開花前の上から見た様子

2 枚の総苞片が開いた状態

総苞片はお互いに独立に形成されており、1 枚の葉が離層によって切り離される様式ではない。私は総苞片が毛によって接着していることを示唆する結果を得ており、現在はこの仕組みについて解析を行っている。

13

8
モジホコリの合理的な経路設計に水が与える影響
岡山県立岡山一宮高等学校
富松芽生・小西優衣・蔵田帆乃香・森藤胡々・山内優佳【目的】モジホコリとは脳や神経を持たないのにも関わらず、餌まで最短距離で移動する向かう単細胞生物で、移動するという動物的な性質と胞子で繁殖するという植物的な性質を持ち合わせている。
私達は、中垣(2010)をはじめとする迷路を用いた先行研究から「モジホコリ(図 1)は最短距離の道を選んで進む」ということはわかったが、水とモジホコ

図１� モジホコリ(Physarum polycephalum)リの関係についての先行研究がなかった。予備実験で、水をモジホコリの障害物として設置した際に、寒天上ではなく水を通ることが何度かあり、モジホコリは水との関係性があると考え、この研究を行うことにした。(※本研究では、モジホコリが経路を移動する際に必要なエネルギーをコストと定義する。) 水の存在によるモジホコリの経路設計への影響を明らかにするのが本研究の目的だ。� � � � � � � � �【実験方法】シャーレに 1.5%の濃度の寒天を 200ml 入れ、発泡スチロールと同時に固める。その上に次の 2 つの経路を設置する。1 つ目は、モ
ジホコリとオートミールが最短距離(80mm)で途中に水溜まりを通る経路である。(図 2 赤線)2 つ目は、モジホコリとオートミールの距離が 1 つ目の 2 倍の経路(迂回路・160mm)にした。(図 2 青線)スタート地点にモジホ
コリ(寒天 2cm×2cm)、ゴール地点にオートミール(エサ,0.5g)� 置く。
図２� 実験装置【結果】� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �【考察】80mm の道を通るときにかかるコストを A、160mm の道を通るときにかかるコストを Bとする。実験 I では A<B の傾向があり、実験 II では A>B であった。したがって 3mm と 5mmの水溜りの幅の間に、2 倍の道を通過するコストと等しくなる A=B が存在すると考えられる。水を避けることから、モジホコリは自分にとって障害物があると感じ、水がその障害物の一つであると考察される。先行研究に、内田(2014)が「オートミール成分を水溶性成分、脂溶性成分と残渣に分けた
場合、脂溶性成分に粘菌は強い認識反応を示した。
」とあり、モジホコリは脂溶性成分と水溶性成分で区別することができていた。先行研究と本研究を関連付けると、モジホコリは区別でき、水がその一つであると考える。自然界においてモジホコリは水の存在、そして水の量をも感知し、コストを払ってでも水を迂回することもある。
【参考文献】
・「粘菌� その驚くべき知性」，著：中垣俊之，PHP 研究所，2010.5.7�
・「粘菌はいかにして餌を見つけるか」，内田瀬奈,横浜市立横浜サイエンスフロンティア高校，化学と生物，Vol. 52， No. 10，201414

9
イシクラゲ（��������������）の植物成長促進作用の検証�
京都府立嵯峨野高等学校�生物ラボ�今井� 菜々美��【目的】イシクラゲ（Nostoc commune）(図 1 , 図 2)とはネンジュモ属に属する
陸生藍藻の 1 種である。窒素固定をおこない乾燥させると仮死状態になると知られている。河野ら(2010)は火砕流堆積物とマサ土の両方ともに，イシクラゲまたは 滅菌イシクラゲの施用によって、植物の生育は顕著に促進される結果を報告している。本研究では、イシクラゲの窒素固定の能力が植物の成長促進に作用し�図 1�顕微鏡で観察した�
イシクラゲ�

ているのかどうか検証をする。
【実験方法】①カイワレダイコンを用いた成長促進作用の検証
4 つの容器にそれぞれ組織培養用寒天 50 g とカイワレダイコンの種
5 粒を入れ、2 つの容器にはイシクラゲを入れ、残りの 2 つの容器にはイシクラゲを入れずに 15 日間栽培した。その後胚軸長と根長を測定した。
②イシクラゲの成分の TLC

�図 2�水に浸したイシクラゲ�

イシクラゲを採取後、乾燥させすりつぶし、アセトンを用いて成分抽出をした。その後展開溶媒(トルエン:ジオキ酸:酢酸=90:25:4)を用いて TLC で観察した。
【結果】①� 観察の結果、葉の数や茎の長さがイシク
ラゲありの容器が長く、植物成長の傾向が見られた。胚軸長と根長の計測をすると、イシクラゲありの容器が長い特徴が見られたが、統計的な有意差は見られなかった。
� (図 3、図 4)�
②� 10 種類の物質が展開された。クロロフィ
ルのようなものが中心近くに観察された。
(図 5)�図 3�15 日後の胚軸長��図 4�15 日後の根長�【考察と今後の展望】
イシクラゲに植物の成長促進作用の傾向があることを確認できた。実験の標本が少なく、正確性に欠けるため、次の実験では標本の数を増やしてより正確なデータをとる。植物の成長の指標を胚軸長、根長以外に質量でも測る必要があると考えた。
また、実験①でイシクラゲありの容器の葉だけが黄色くなる現象が見られた。しかし、この現象がイシクラゲの窒素固定によるものと断定するのは難しい。よって、葉が黄色くなった原因がイシクラゲによるものだと仮定
し、植物の葉を黄色くする原因物質を TLC によって分析していく予定である。

�図 5�TLC の結果
�左から順に可視光、short light/254nm��
�long light/365nm��

【引用文献】
1� 河野伸之・横山和平・齋藤雅典・丸本卓哉, 荒廃土壌におけるススキの生育に及ぼす陸生ラン藻マット「イシクラゲ」施用の影響, 土と微生物, 2010, vol.4, No.1, pp.3～10

�
15

10
大気汚染指標としてのコケの活用の検討�
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�野口� 多聞�【目的】� 近年、生息環境の変化に対する抵抗力が弱いコケ類を大気汚染指標として活用する研究が進められている(大石・日浦、2017)。また、本校でもコケ類に着目した研究（平山ら、2022)があり、嵯峨野高校内のコケの分布と日当たりに関連があることを報告している。本研究では、抵抗力の強弱に関係なく存在するコケを大気汚染指標として活用できるか明らかにするために、コケと環境要因について調べた。
【実験方法】①� 京都市内を調査地（8 地点）とし、それぞれについて道路上のコケ類の写真を撮影した。その後、ImageJ を用いてコケ類の総面積を算出した。また、「特徴がよくわかるコケ図鑑」を用いて種の同定を行い、各コケの分布面積についても同様に算出した。
②� コケに含まれる酸との関連性を調査するために、最も優占種であるホソウゴケについて、不純物を脱イオン水で洗浄後、純水を加え乳鉢ですりつぶし（これを「コケ抽出液」とする） 、pH 測定
器 （LAQUAtwin-pH-22B、堀場製作所） を用いて pH を測定した。
③� ①・②の値と、各調査地近隣の窒素酸化物濃度の公表値 4)との相関を求めた。
【結果】①� 採取したコケの総面積と窒素酸化物濃度との相関係数は 0.23（n=8）であった。分布している種
類は主にホソウゴケ、ギンゴケが多く、ホソウゴケの分布面積と窒素酸化物濃度との相関係数は、－0.35（n=8）であった。
②� コケ抽出液の pH は 1 地点では中性付近（7.2）であり、その他では pH5 - 6 の値を示した。
【考察】� 今回の調査では、採取したコケの総面積と窒素酸化物濃度の相関係数は正の値であったが、ホソウゴケの分布面積と窒素酸化物濃度の相関係数が負の値であったことから、コケ面積と窒素
酸化物濃度の間にはほぼ相関がないと考えられる。原因としては日当たり等の他の影響が大きいことが考えられる。ホウオウゴケでは生育に影響を与える環境条件として乾燥や窒素酸化物濃度などが知られており、今後他の環境要因とコケ類の分布状況との関連性の調査等様々な検討を行う。
【引用文献】
1)大石・日浦(2017), Bryophytes as bioindicators of the atmospheric environment in urban-forest
landscapes��Landscape and Urban Planning2)平山・高橋・宮田(2022), 校内におけるコケの分布、及びそれらに潜む微生物の調査
3)藤井久子(2017), 「知りたい会いたい特徴がよくわかるコケ図鑑」, 家の光協会
4)京都市情報館、「京都市における大気、水質等環境調査結果(令和 4 年度)について」� https://www.city.kyoto.lg.jp/kankyo/page/0000132625.html

16

11
ミドリムシの効率的な培養に適した水質の検討�
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�谷川� 椛・森田� 心�
【目的】ミドリムシをはじめとした藻類は、近年燃料や食料の原材料としての利用が注目されている。そこで、私たちは藻類の効率的な培養条件を検討することに興味を持った。今回
私たちは水質に着目して、どのような成分がミドリムシの増殖に適しているのかの解明を目的とした。
【実験方法】(実験 1）試験管を 2 本用意し、ハイポネックス培養液と市販のミドリムシ培養観察実験キットの培養液をそれぞれ試験管に入れ、ミドリムシを 0.5 ml 加えた。その後室温 25℃で蛍光灯の光を当てながら培養し、実験開始から 1 週間後と 2 週間後に顕微鏡で様子を観察した。
(実験 2）試験管を 7 本用意し、川の水 4 種、ハイポネックス培養液、市販のミドリムシ培養
観察実験キットの培養液、煮沸した水道水をそれぞれ試験管にいれ、ミドリムシを 0.5 ml
加えた。その後、室温 25℃で蛍光灯の光を当てながら、2 日から 3 日おきに顕微鏡で観察し、実験開始から 1 週間後と 2 週間後に、分光光度計を用いてクロロフィル濃度を測定することでミドリムシの増殖の程度を比較した。
【結果】

表� ミドリムシの培養結果�

(実験 1)どちらの培

1 週間後

2 週間後

ハイポネッ
クス培養液

・15 匹ほどのミドリムシ・30 匹以上のミドリムシ
・複数匹の丸くてミドリムシの 0.2 倍ほどの大きさで、素早く動き回る生物

市販のキッ
トの培養液

・30 匹ほどのミドリムシ・50 匹以上のミドリムシ
・数えきれないほどのミドリムシと同じくらいの大きさで、細長く、動かない生物

養液で培養した結果においても、ミドリ
ムシとは異なる生物(図)の発生が見られた（表）。
(実験 2）＊表中の個体数は 0.1 ml 中のもの

当日ポスターにて発表します。

【考察】
ハイポネックス培養液よりも市販のキット培養液で培養したときの方が、2 倍近くのミドリムシがいたことから、ハイポネックス培養液よりも市販のキット培養液の方がミドリムシが増殖しやすいと考えられる。市販のキット培養液の方に発生したミドリムシとは異なる大量の生物の混入してしまった要因は不明

図� 正体不明の生物�

だが、ミドリムシ投入後 1 週間後から 2 週間後までの 1 週間で大量に発生したので、増殖力が強い生物だと考えられる。

17

12
津山高校で採取した花から得た酵母のキャラクタライゼーション
岡山県立津山高等学校 科学部
安東 さき・坂本 澄々花・佐々木 悠衣・中野 望羽・日野 瑠名【目的】 花酵母から作られたパンや発酵食品に魅力を感じ研究に着手した。また、研究を進めていく中で酵母は実に多様であり、株によって特性や能力が異なっていることを知り興味を持った。本実験では、採取した酵母を使用していくつかの実験を行い、結果を比較することで各種酵母の特性づけをすること、また、有用性を探ることを目的とした。
【実験方法】①採取した植物の花を花弁や雄しべ、雌しべ、がく片などに分解する。②グルコース溶液に漬け1日ほど静置する。③そのグルコース溶液をクロラムフェニコールを 含む寒天培地に塗布する。④37℃で数日間培養する。形成されたコロニーを顕微鏡により観察する。⑤酵母と考えられる真菌のコロニーに対して細胞の大きさの測定や、細胞計数板による分裂速度の測定を
行う。
【結果】

【考察・展望】 今回の研究で採取した生物は、特有の大きさや形、構造を持っていた。その3つの特徴は酵母の定義に当てはまるため、酵母であると考えられる。また、約90種類の花から酵母の採取を試みたが、約25個のコロニーからしか酵母と考えられる生物が確認できなかった。そのため、花から酵母を採取することは容易ではないことがわかった。さらに発酵能力をもつ花酵母は極めて少なく、その中でも食品に利用できる花酵母は希少なものである。このことから、花に住む発酵酵母は花にとっての利点が明確にないため個体数が少ないのではないかと考察した。オオツルボから採取した株がキューネ発酵管で発酵能力が認められた。さらにダーラム管テストでもドライイーストほどの発酵速度ではないがゆるやかな発酵を示した。しかし、その後何度かの追試では発酵が認められなかったため、原因を解明したい。また、新たな発酵酵母を単離した
い。

18

13
モジホコリが変形体から子実体に変化する条件を探る
岡山県立津山高等学校 理数科 ２年
髙橋はるひ・石尾ちな・大谷歩結・神谷真央・中村奏音【目的】
モジホコリ（粘菌）の培養時、変形体から子実体に変化する個体が偶然出現した。再度、子実体に変化させようとしたが再現できず、どのような条件で子実体に変化するのか疑問に思った。先行研究
を調べると、培養環境の条件が単一条件のみの実験研究ばかりであった。そこで、本研究では自然環境で起こり得るであろう条件を複合的に組み合わせて実験を行い、子実体を形成する最適な条件を探ることを目的として研究を行った。

【実験方法】
実験①

条件：湿度と給餌（実験は遮光下で実施）（仮説）湿度の高い時期には変形体で栄養を吸収し、湿度の低い時期には子実体に変化して胞子を散布することができる。給餌なし・乾燥状態が子実体に変化しやすい。
（方法）乾燥状態を維持可能なオートデシケーターに粘菌を静置し湿度と給餌の条件を変化させる。
・乾燥…オートデシケーター内で湿度 30％以下に保ち、３日間静置。
・乾燥なし…実験室（湿度 40〜60％）に３日間静置。
実験②

条件：光と給餌（湿度は 40〜60％で一定）（仮説）明るい風通しのよいところが胞子を散布するには適しているので光があたると子実体に変化しやすい。
（方法）湿度は一定で、光源と給餌の有無を変化させる。光源は紫外線、日光、青色 LED。
・紫外線(λ=253.7nm）…12 時間紫外線に当て、12 時間暗闇で静置を３日間繰り返した。
・日光…窓際に３日間静置。
・青色 LED 光(λ=468nm）…8 時間青色光に当て、100 時間暗闇で静置（先行研究の検証実験）。

【結果】
実験①：乾燥・給餌なしの状態で 10 回変化

実験②：日光を当てた際、給餌に関係なく９回変化【考察】◆実験①より、粘菌は乾燥・給餌なしの状態の時に最も子実体に変化しやすい。

◆実験②より、日光があれば、給餌の有無に関係が見られなかったことから、日光が子実体に変化するための重要な条件であり、長波長の光線が必要であることも示唆された。上記の結果は、粘菌は季節変化や森の中での状況を感知し、世代交代を行っている可能性を示唆していると考察できる。

19

14
牛のヨロイを効率的に落とす物質についての研究�
岡山県立津山高等学校� 大﨏樟太，尾崎正隆，小林歩夢，三谷介晟�【目的】�
� ヨロイとは牛の糞尿が牛の体に付着し、硬く固まったもので、これらを落とすことは農家
や牛に大きな負担になっている。本研究では、この負担を解消するために、ヨロイを効率的に落とす物質を研究し、ヨロイを効率的に落とす方法を編み出すことを最終目標とした。�
��� 測定器具�実験Ⅰと同じ�を用いて測定【研究方法】�
�1�ヨロイの分解実験�
�試行回数 � 回��
目的：ヨロイを効率的に分解する物質の探求��2�ヨロイの結合についての実験�
実験の観点：溶液の ��・温度�
目的：ヨロイの硬さの要因を解明する。�
実験方法�
仮説：牛糞中の繊維同士が尿・ムチン・ヘミ�
＜実験Ⅰ�①�②＞�
セルロースによって結合されている。�
1� 実験Ⅰ‐①として ���������1����₂
実験方法�
���������������2��0��、実験Ⅰ‐②と1� 以下の①〜⑥の試料を用意�
① 牛糞 1� と牛尿 1� を混ぜたもの�
して �������������10�11�12�1���0�� と② 牛糞 1� と水 1� を混ぜたもの�
ヨロイを必要分用意�
③ 牛の大腸由来粘液 1�4� と脱脂綿 0�02�
2� 溶液にヨロイを 1 個ずつ投入し，42℃にを混ぜたもの�設定した恒温器に 20 時間静置�
④ 牛の小腸由来粘液 1�4� と脱脂綿 0�02��� 測定器具を用いて測定�測定器具はオリを混ぜたもの�
ジナルのものを製作���₂��・����� 試行⑤ ヘミセルロース粉末 0�1� を水 1� に溶
回数 1 回�他試行回数 � 回��
いたものと脱脂綿 0�02� を混ぜたもの�
＜実験Ⅱ＞�
⑥ 水 1� と脱脂綿 0�02� を混ぜたもの�1� ���������1���0�� とヨロイ ��0� を 2 個
2� 試料をクッキングペーパーに載せ，常温用意�
で 24 時間自然乾燥�
2� 溶液にヨロイを１個ずつ投入し，それぞ�� 測定器具を用いて測定��測定器具はオリ
れ 10℃・42℃の恒温器で 20 時間静置�
ジナルのものを製作��試行回数 4 回�
【結果・考察・結論・今後の展望】�

実験Ⅰ�Ⅱより、�� が大きい溶液かつ温度の高い溶液
ほどヨロイを効率的に分解することが分かった。実験
Ⅲより、結合にはムチンとヘミセルロースが関与している可能性が高いことが分かった。今後はヨロイの結合を解明するための追加実験を行いたい。�

20

15
セイタカアワダチソウを用いた雑草のアレロパシー作用について
高槻高等学校 2 年 生物 7 班
足立 涼 ・ 開田 然 ・ 山本 康太[目的]

日本の気候は雨が多いため、土壌が酸性に傾くことで雑草が育ちやすくなるといわれている。雑草は農作物への影響もあるため、除草剤が必要となる。化学薬品を用いた除草剤は水質汚染の問題があるため、植物由来の除草剤が環境保全のためにも重要となる。今回、セイタカアワダチソウを用いてアレロパシー作用が「葉」「茎」「根」のどの部位に多く含まれているかについて検討した。

[実験方法]
実験 1: 圧砕法
1)セイタカアワダチソウを採取、2)「葉」「茎」「根」1g をすり潰す、3) 50ml に希釈→真空濾過器で濾過する、4) 脱脂
綿の上にカイワレダイコンの種子を並べる、5)濾過した溶液を 4)に 10ml 与える。
実験 2: サンドイッチ法 (寒天培地)
1)寒天培地を作成、2) 植物を寒天培地におく、3) 植物の上を寒天培地で覆う、4) 培地の上に植物を播種、5)3
日間、20℃培養[結果]
実験 1: 圧砕法→セイタカアワダチソウの「葉」が「茎」「根」と比較して最も発芽抑制、成長抑制していた。
実験 2: サンドイッチ法→セイタカアワダチソウの「葉」が「茎」「根」と比較して最も発芽抑制、成長抑制していた。

[考察]
今回、「圧砕法」を用いた実験 1 の結果、セイタカアワダチソウの「葉」が「茎」「根」と比較して発芽抑制、成長抑制していた。「圧砕法」は、”不完全なすり潰しにより根・茎・葉のアレロパシーに関与する部分を破棄している可能性”、”実験期間中の水分補給の不安定さ”などが影響する可能性を考えた。それらの問題点をふまえ、実験 2 では、「寒天培地を用いたサンドイッチ法」によりアレロパシー活性を検討した。圧砕法のようにすり潰すのではなく、植物の上下を寒天培地で固定することにより各部分のアレロパシー作用に影響を与えず、水分が保たれ、実験条件が一定となった。実験 2 の結果は、実験 1 と同様で、セイタカアワダチソウの「葉」が「茎」「根」と比較して発芽抑
制、成長抑制していた。また、結果の比較検討がしやすくするために「葉」「茎」「根」それぞれの成長度を数値化する目的で成長抑制率を算出した。「葉」46.4%、「茎」28.6%、「根」44.6%であった。実験 2 においても、セイタカアワダ
チソウの「葉」が「茎」「根」と比較して発芽抑制、成長抑制していることが示された。その理由として、茎や根と比較して葉部分の表面積が大きいため水分を摂取、保持する量が大きいためと考えた。今回の実験では、セイタカアワダ
チソウ 1 種類のみを使用したが、今後の実験の課題として雑草の「品種」によってアレロパシー作用に差があるか、検討したいと考えている。 除草剤については、現在、各企業より販売されている製品があるが、雑草の種類別に、効果の高い植物性の除草剤が開発されることが、SDGDs、環境保全の観点からも重要と考える。

21

16
音がモヤシの成長に与える影響� � � � � � � � � � � �
高槻高等学校 2 年
坂元愛香� � 仲川梨月�
【目的】�
植物が成長する段階で音を与えることによって成長にどのような違い見られるのかを調べる。成長が速く、暗室で育てられ、天候などの影響を受けないので条件が揃えやすいと考え、モヤシに絞って実験を進めた。�
【実験方法】�
①キムタオルを敷き、モヤシの種子を �� 個並べた容器に �5��� の水を入れ、温度調節ボックスに入れて � 週間放置し、長さ、タンパク質濃度を測る。�
�暗室、25℃一定、追加で養分は与えない��
長さ� � � � � �定規で一本ずつ測り、平均を取る。�
タンパク質濃度�モヤシを全て合わせてまんべんなくすり潰して得た汁を ��� 倍に薄めて分光光度計ではかる。�
② 同じ条件で低周波発振器を使って音をきかせ、同様に測定する�
�周波数は ������5���� の 2 種類に絞って実験を行った���
【結果】�
長さ� � � � � �音をきかせた方がよく伸びた�特に 5������
タンパク質濃度�音をきかせたほうが多くなった�特に 5������
【考察】�
長さ� � � � � �音の振動によって細胞壁が緩み、膨圧が小さくなることで吸水力が上がる上、セルロース繊維の方向が揃い縦に伸びやすくなるのではないか。�

タンパク質濃度�長さの考察で述べたように、振動には成長を促進する役割があると考え�たので、音をきかせると成長に消費するタンパク質の量が減るのではな
いか。�
【今後の展望】�
タンパク質についての実験をさらに深めるため、� 週間で育てていたところを � 日にし、実験数を増やす。結果はお楽しみに！�
【参考文献】�
���������������������������������������5����������������������������������������������������������5����5�����������
植物の成長� 西谷和彦�著�
植物の科学� 塚谷裕一・荒木崇�著�

22

17
グラミーにおける鏡像自己認知の検証
高槻高等学校西川友

GS コース大川惇平【目的】「魚に鏡を見せたらどの様な反応をするのだろう？」という素朴な疑問を抱いたことから始まった。大阪市立大学（現 大阪公立大学）幸田正典教授の研究「ホンソメワケベラ（Labroides dimidiatus）の鏡像自己認知」を知り、ホンソメワケベラに鏡像自己認知能力があることを知った。そこで、この研究を参考に、ヒゲ（触覚器官）を持ったグラミー（Trichogaster var）に鏡を見せるとどの様な反応をするのかを検証する。
【実験方法】① グラミーに鏡を見せた時の様子とグラミー2 個体を向き合わせた時の様子をそれぞれ 45 分間、動画を撮影する。その動画から、右写真の領域 1 にいる割合を調べる。
（2 個体を向き合わせた時は、両個体の平均をとった。
）② グラミーにイラストマー蛍光タグを用いてグラミーにマークを皮下注射する（右写真）。色は茶色（一般的な寄生虫を模倣）、
青色、無色透明に分けた。これらの色のマークを施したグラミーに鏡を見せて、実験①と同様に領域 1 にいる割合を調べ、マークを施していないグラミーも合わせて、比較する。
また、ヒゲをどの様に使っているか観察する。
【結果】
実験①では、グラミーに鏡を見せた時に領域 1 にいた割合は、57.44%であるのに対し、グラミー
2 個体を向き合わせた時に領域 1 にいた割合は 16.08%であった。
実験②の結果は、下のグラフに示した。
また、グラミーのヒゲの使い方を観察すると、鏡をヒゲで触れたのを確認したが（下写真）、
自己や鏡に写るマークを触れたのは確認出来なかった。
80.00%

60.00%
40.00%
20.00%
0.00%

領域1
青色

茶色

領域2

領域3

無色透明

何もせず

マークの色別の領域 1,2,3 にいた割合

グラミーのヒゲの使用【考察】
実験①:グラミーは鏡に興味を持っていると判断できる。
実験②:グラミーは鏡に写る自己は認識しているが、マークに興味を示さなかったことから、鏡に写る個体を自分の真似をする他個体と認識していると考えた。

23

18
イチョウウキゴケ Ricciocarpos natans の形態変化

埼玉県立蕨高等学校

生物部

横山蒼太・上島佑太・四方秀磨・中尾章人・八峠雄真・吉良采明【目的】
イチョウウキゴケ Ricciocarpos natans は、ウキゴケ科イチョウウキゴケ属に属 する雌雄同株の苔類である。全国的に減少していると考えられているため、環境省の定めるレッド
データブックにおいては、準絶滅危惧種の扱いとなっている。本種の減少の要因はよくわ
かっていない他、気候などによって繁殖戦略（栄養生殖を行うのか、有性生殖を行うのかな
ど）が異なる可能性もあるなど、どの地域でどのように繁殖をしているのか未解明の部分も多いようである。そこで、埼玉県南部における本種の繁殖戦略を明らかにすることで、本種の繁殖に適した生息地の保護ができることに加え、繁殖に適した環境づくりを行うことで本種の減少を食い止めることができるのではないかと考え、2022 年度より研究に取り組んでいる。
昨年の研究では、イチョウウキゴケを富栄養状態で育てると、個体裏側につく毛などが無くなり、形もイチョウ型でなくなるなど、通常野外では見かけない形態に変化することが明らかになった。本年度は、この形態変化の要因を明らかにするため、培養実験を実施した。
【実験方法】
本研究を進めるに当たり、以下の２つの実験を行った。
実験①現地調査による観察
さいたま市緑区、さいたま市岩槻区の本種自生地において、イチョウウキゴケ個体群の観察 を複数回行い、生息状況と胞子体の有無などを確認した。
実験②栽培実験
どのような条件で形態変化をするのかを明らかにするために、栄養条件を様々に設定した栽培実験を行った。培養には人工気象器を用い、期間中 26℃、 明期 12 時間、暗期 12 時間に設定した。栄養条件は液体肥料（ハイポネックス）の濃度に差をつけて行うこととした（純水、4000 倍希釈、8000 倍希釈、12000 倍希釈、16000 倍希釈の ４段階）。以上のような栽培実験を 2023 年 12 月から 2024 年 1 月の約２ヶ月にわたって実施した。
【結果】
昨年の栽培実験では 4000 倍希釈の条件で形態変化が見られたのに対し、今回の実験では4000 倍希釈の実験でも形態変化は見られなかった。昨年の実験では、水深に差をつけるために鹿沼土を敷いて実験をしたが、今回水深には着目していなかったため、鹿沼土を入れなかった。また、培養液の蒸発を防ぐため、今年はタッパーの上部にラップを取り付け、結果
培養液の補充回数が減ることとなった。このことが今年度、イチョウウキゴケが形態変化しなかった要因であると考えられる。
※

本研究は、中谷医工計測技術振興財団の助成を受けて実施した。

24

19
バニーカクタスの小さな針は何のために？
小澤帆奈(横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校)

h x¥¯«±¬£u?r skOf <(fMtY pLrl}t}Fug®­²¡¨¦ª°¥¯«±iOpuntia jGk |2tx Kp6u*9=a} pzo{@'VRlhh ®­²¡¨¦¬£W]3u&xp }pk~~&uAx
vukf_y 0uo#rtl3d!^V} {k3//]Z}up pl+ Echinopis  Cereus ¥¯«±¬£Tc8tHX54[:xkFerocuctus #¥¯«±Tc¯=HXou|q4[tlhh e4['¬£)} pk;V} ¡C¤§±©±¢¥iBidens
pilosajmvQnG¬£k ~qZ}up p{7upl{¬£S.D- I p#k®­²¡¨¦¬£Do N$Lrl{E1P®­²¡¨¦vzkbD}p{u,tlhh ¥¯«±?%w`Ju"Uo#uk®­²¡¨¦
3Z}up pk<>B\0} pt}plh

バニーカクタスのトゲに見られる返し構造

25

バニーカクタスに付着した枯葉h20
ア メ リ カ デ イ ゴ の 花 は な ぜ 上 下 逆 転 し て い る の か？�
山内珠�（ 横 浜 市 立 横 浜 サ イ エ ン ス フ ロ ン テ ィ ア 高 等 学 校） �
アメリカデイゴ� ������������������������� は南米原産のマメ科の植物であり、日本でも街路樹として植えられている。私は家の近所にあったアメリカデイゴの鮮やかな赤色の花や不思議な形の蕾に興味を持った。観察しているうちに、アメリカデイゴの花は他のマメ科植物と比較して、花全体が上下に ���°回転しており、旗弁が下向きになって咲いていることに気が付いた。またインターネットで調べてみると、マメ科の植物の中で花が逆向きになるのはアメリカデイゴだけであることを知った。そこで私は、なぜアメリカデイゴの花は旗弁が下向きであるのかについて研究を始めた。�
アメリカデイゴの花の付け根は蜜壺のような構造になっており、実際に大量の蜜が溜まっている。野外で観察していると数種類のハチが花に飛来したが、不思議なことにこれらのハチは蜜壺ではなく、雌しべの中程を探っていることに気が付いた。私は花の構造や蜜の流れ方を徹底的に観察して、アメリカデイゴの花は風に揺れても蜜壺から蜜がこぼれない構造になっており、さらに雌しべの表面を伝って蜜が吸い上げられることを発見した。また、これらの仕組みは、花を他のマメ科植物と同じ向きにすると成り立たないことを突き止めた。つ
まりアメリカデイゴの花が逆さまになっているのは、ハチなどの昆虫を花に近づけて花粉が付着しやすい位置に誘導するために必要な工夫であると考えられる。�
南米ではハチドリが蜜壺から直接蜜を吸うことが知られているが、ハチなどの昆虫も生息しているはずである。将来は実際に南米に行って、アメリカデイゴの花粉媒介者について観察してみたい。��� ミ ヤ コグサ��� ア メ リ カ デイゴ ���旗 弁 の 向 き の比較�
�
�
�
�
�
�
ア メ�リ カ デ イ ゴ の 蕾 ��竜 骨 弁 の 比較�

�
�
�
�
�
�
�
�
�

横から見た花�竜 骨 弁のみ�

花の付け根に�
蜜が溜まる��ア メ リ カ デ イゴ の 花 �

蜜を食べるハチ�

26

21
ムラサキツユクサ属の葉はなぜ枯れにくいのか？
古口愛弓(横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校)

私は実験室に置いてあったレモンゼラニウムという植物が水やりを忘れても意外に枯れないという話を聞き、様々な葉を切り取って放置して枯れる様子を観察してみました。二週間ほど放置すると、注目していたレモンゼラニウムの葉は枯れてしまいましたが、シマムラサキツユ
クサ(Tradescantia zebrina)とトキワツユクサ(Tradescantia fluminensis)の葉は柔らかさを保ったまま変色もしなかったことに驚いて研究を始めました。
これらは同じムラサキツユクサ(Tradescantia)属の植物ですが、近縁のツユクサ(Commelina)
属の植物の葉は枯れてしまいます。本当に枯れていないのかを調べるために新鮮重量の変化を調べたところ、ツユクサやクワ科の植物は 5 日ほどで最初の半分以下まで重量が減少
するのに対して、ムラサキツユクサの葉は 80%以上を保っていました。また枝を切り取って二週間放置してから切り口を水に浸けて育てると、ムラサキツユクサは葉が枯れないまま根を形成して成長を再開しました。以上の結果から、ムラサキツユクサ属の植物の葉は、切り取られても長期間生存できる仕組みを備えていることが判りました。
ムラサキツユクサ属の植物は茎や葉の切り口から粘液を分泌することに気が付きました。この粘液は空気に触れた表面は固まりますが、内部は柔らかい状態を保っています。また固まった部分も水に浸すと柔らかくなることに気が付きました。そこで粘液が水分の流出を防いでいる可能性を考えて、様々な植物の葉の切り口に粘液を塗ってみましたが、逆にムラサキツユクサ属自身を含む実験した全ての植物の葉が枯れてしまいました。粘液を顕微鏡で観察すると結晶のようなものが無数に観察されますが、何らかの植物を枯らす成分が含まれていると考えられます。
切り取られた植物の葉は、切り口だけではなく気孔の蒸散によっても水分を失うと考えられます。仕組みは判りませんでしたが、ムラサキツユクサ属の植物は水分の流出を防ぐことで、刈り取られても長期間耐えて雨が降ったら根付いて繁殖できると考えられます。

��������
(T. zebrina)

����(C. communis)

0�
��

20�
��


27

   

22
クラッスラ・クーペリーの葉の凹みの役割
三和菜月(横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校)
ベンケイソウ科クラッスラ属のクーペリーという植物は、葉の表面の濃緑色の模様が特徴的である。私はこの模様が何のためにあるのか気になったので研究を始めた。
クーペリーの葉は周縁に透明な細胞のトゲを持っており、濃緑色の部分は凹んでいることが判った。また乾燥させて育てると葉の裏面と共に表面の凹みの部分だけが紅葉していた。葉の構造を調べるために茎から色水を吸わせると、維管束を通って色水が凹みの部分に到達する様子が観察された。また葉の表面に色水を付着させると、凹みの部分から水が吸収されることが判った。
植物の根から吸収された水は維管束を通って、最終的には気孔の蒸散によって放出される。
凹みに水を排出する特別な仕組みがあると予測して表皮構造の観察を行ったが、凹みとそ
れ以外の部分で特に差異は観察されなかった。また葉の断面の表皮を観察しても、他の部分と同じようにクチクラ層を備えていると思われる透明な細胞層が観察された。
クーペリーが凹みの部分から水を排出/吸収できることが判明したが、その具体的な仕組みについては判らないので、今後はより詳細に観察を行って解明していきたい。


(Crassula exilis ssp. cooperi)

 

28



  

23
麹菌が発酵で作る麹の抗菌活性～白米麹と玄米麹の比較～
作新学院高等学校 発展理科講座
大﨑春奈・毛塚菜月・澤幡雅・中野彩桜・西脇千尋・丸山若夏

黄色ブドウ球菌増殖【目的】
東南アジアで伝統的に食されているテンペは、茹でた大豆に糸状菌の仲間であるテンペ菌を移植して発酵させた食品である。 テンペには黄色ブドウ球菌等のグラム陽性細菌に対して抗菌性を示すことが報告されている(https://agri.mine.utsunomiya-u.ac.jp/hpj/deptj/chemj/jmicrobio/ 宇都宮大学 農学部)。
。私たちは米に糸状菌の麹菌を移植して作る麹がテンペ同様に抗菌活性を持つかを調査した。
【実験方法】
白米中にも脂質が含まれているが、玄米には米糠が含まれているため、玄米には脂質もおおくふくまれている。米糠油の含有量が抗菌性脂肪酸の生成に対して影響があると考え、白米、玄米の２種類のを用いて実験を行った。
１白米と玄米に含まれる油含有量の測定
白米と玄米を細かく砕き、それをヘキサンに浸し油分を抽出した。抽出液からヘキサンを蒸発させて取り除き、残った油の重量を計測した。
２白米麹と玄米麹のアミラーゼ活性の測定
白米麹と玄米麹からアミラーゼを抽出して希釈系列を作成した。デンプン溶液とヨウ素液を加えて色の変化を観察し、アミラーゼ活性を測定した。
３白米麹と玄米麹に含まれる抗菌性脂肪酸の同定と定量
白米麹と玄米麹をパウダー状にし、エタノールに脂肪酸を含む油分を抽出した。高速液体クロマトグ
ラフ法を用いて、含まれる抗菌性脂肪酸の同定と定量を行った。
４白米麹と玄米麹の抗菌活性の測定
エタノール抽出液と黄色ブドウ球菌を混合し、マイクロプレート上で培養を行った。培養３０分後と９０分後の濁度の差をマイクロプレートリーダーにて測定し、黄色ブドウ球菌の増殖量を計算した。
【結果】
１白米と玄米に含まれる油含量を比較すると、玄米の含有量の方が多かった。
２アミラーゼ活性は、白米麹も玄米麹も同じだった。
３抗菌性脂肪酸（リノール酸）は、玄米麹の方が多く含
0.070
まれていた。
0.060
４白米麹と玄米麹ともに抗菌活性が見られ、特に玄米麹
0.050の方が高かった。
0.040
【考察】
0.030
黄色ブドウ球菌等のグラム陽性細菌に対して抗菌性0.020を示す物質と考えられるリノール、酸は、白米麹より玄0.010
米麹に多くふくまれていることから麹菌の分解でより0.000
多くの抗菌性脂肪酸が生成されたと考えられる。玄米麹での麹菌による発酵速度は白米麹よりも遅かったが、発酵は進んでいた。麹の安全性、利便性の面から黄色ブド
培養液に添加した液
ウ球菌に対する高い抗菌活性を示した玄米を原料とし
図. 麹抽出物による黄色ブドウ球菌の増殖抑制
た麹の活用が有効ではないかと思う。

29

24
バットディテクターを用いたトマトの超音波の測定
市川学園市川高等学校�
安部光海�
�
【目的】�
トマトは，水切れや枝切れなどのストレス環境下で超音波を発することが知られている（������������������）。そこで，超音波マイクの代わりに入手しやすい機材でトマトの超音波を検出できるか調べることを目的とした。�
�【実験方法】�
トマト（�����������������������）の苗をそれぞれストレスなし，乾燥ストレス，水スト
レスという三種類の条件下に置き，超音波マイクの代わりにバットディテクター（図１）で超音波を検知できるか毎朝７時 �� 分に測定した。本実験では，オシロスコープにスピーカーをつなげ，スピーカーの �� ㎝前に測定する苗を置き，その間にバットディテクターを設置した（図２）。バットディテクターでの測定は ����� から始め，徐々に周波数を上げて超音波が検知される値を探した（��～������ の間）。�

図１� バットディテクター� � � � � � � 図２� 実験の模式図�

�
【結果】�

実験を � 日間行った結果，どの苗からも超音波を検知することはできなかった。� 日目において，水ストレスのトマトの苗から超音波のような音を ��～������ の範囲で検知した。�
�【考察】�
８日以降の超音波を検出できていないため，バットディテクターでの計測は今後も継続して行っていく必要がある。トマトの超音波は周期的に発しており，測定がその周期に合っていなかった可能性が考えられる。従って，今後は計測時間を �� 時間行い，周期性の有無を考慮した測定を行っていきたい。�

30

25
花蜜糖度の計測方法及び花蜜採集方法の開発
市川学園市川高等学校
永尾遥【目的】
虫媒花に蜂の羽音,及びそれと同じ周波数の音を聴かせると蜜の糖度が約 3％上昇するこ。そこで,花蜜専用の糖度計を用いず,学校の実験室にとが示された（Hadany et al.,2018）
あるもので同じ実験を行えるか,また先行研究とは違う種類の花でも同じ結果が得られるのか調べた。
【実験方法】
オキザリスボーウィ（Oxalis Bowiei）,サザンカ（Camellia Sasanqua）の花弁を取り,肉眼または双眼実体顕微鏡（SHIMIDZU114-788VCT-VBL2e）で観察し,蜜の場所を確認した。確
認ができ次第マイクロピペット,またはスパチュラで蜜を採集し,採集した蜜をグルコース測定キット（LaboAssay Glucose LGLM-23K1）,紫外線可視分光光度計（ASUV-3100PC）を用いてグルコース濃度を測定した。

図 1 オキザリスボーウィのおしべの根元

図 2 サザンカのおしべの根元【結果】
オキザリスボーウィでは蜜を見つけることが出来なかった。従って蜜を採集することも出来なかった。サザンカでは肉眼で蜜を確認できた為,マイクロピペットで採集を試みたが粘度が高く採集出来なかったので,スパチュラを用いて採集した。一つの花から約 30μL 採取できた為,5 倍希釈と 10 倍希釈の溶液を作成し,グルコース測定キット,紫外線可視分光光度計を用いてグルコース濃度を計測した。しかしどちらもグルコース濃度は 0.0％であった。
よってサザンカの蜜にはグルコースが含まれていないことがわかった。
【考察】
サザンカの蜜にはグルコースが含まれていないことから,グルコース量で糖度を測定することが不可能だとわかったので,同じく花蜜の主要成分とされているスクロースの濃度を測ることで糖度計測を試みたい。その後,サザンカに蜂の羽音を聴かせて計測することも求められるので研究していきたい。

31

26
鹿児島県における絶滅危惧種カビゴケの最近の分布およびその生態
鹿児島県立国分高等学校

サイエンス部

山本 夏音・八重尾 理子・迫 萌乃花・四元 美海【目的】
環境省準絶滅危惧種であるカビゴケ(Leptolejeunea elliptica) の保全を目的とし，鹿児島県内におけるカビゴケが分布する地点やカビゴケが好む生育環境，付着物を調査した。また，カビゴケが付着している対象物と成長や繁殖との関係性などを調べることにより，鹿児島県内はもとより，福島県以南から熱帯域まで広く分布するカビゴケの生育環境を明らかにし，森林生態系や河川生態系全体の環境保全に向けた基礎データとすることを目的とした。

【実験方法】(1)フィールド調査は 2022 年 9 月～2024 年 1 月の朝から昼間にかけて行い，鹿児島県内の森林や河川沿いを中心に調査した。生育状況は目視で行い，カビゴケと判断されたものは匂いで確認した。
(2)生育環境を調べるため，2023 年 6 月 29 日～2023 年 7 月 26 日の間，木浦権現(鹿児島県霧島市横川町)に 1 時間ごとの気温と照度が記録できるデータロガーを 2 か所設置した。
(3)付着物によって生育状況が変化するのか調べるため，木浦権現の葉上に生育しているカビゴケとカビゴケトラップに張り付けてあるアルミ板・プラスチック板上に生育するカビゴケを採集し，顕微鏡で観察を行った。観察を行ったカビゴケの個体は胞子散布の準備が整っている付着してから 2 年目のカビゴケで行い，カビゴケの上部の葉 3 枚の長径と短径を測定し，蒴の個数も調べた。個体数はそれぞれ 90 個体とし，得られた結果は Tukey-Kramer 法を用いて多重比較を行った。
(4) カビゴケは，何から無機栄養分を得ているのか調べるため，2023 年 11 月 10 日 6 時 40 分～8 時
40 分の間，カビゴケが分布する森林内の湧水や，森林内の雨水や森林外の雨水を採集し，パックテス
トにより栄養塩濃度を調べた（徳地・岩坪，1992）。

【結果】(1)今回の調査により，霧島ジオパークでは河川沿いや湧水周辺を中心に多くのカビゴケが確認された。
(2)カビゴケが多くみられた場所と少なかった場所では，気温平均にあまり差はみられなかった。しかし，照度平均はカビゴケの付着量が多かった地点は 426.7Lux，カビゴケの付着がほとんど確認されなかった地点は 714.3Lux とカビゴケの付着量が多い地点の方が照度平均は低い結果となった。
(3) 葉上，アルミ板，プラスチック板に生育するカビゴケの葉の長径と短径の比較を行ったところ，違いがみられた。長径の平均は葉上 192.3 ㎛，プラスチック板 181.3 ㎛，アルミ板 169.9 ㎛となり，葉上とアルミ板で有意差(P＜0.01)がみられた。また，短径の平均は葉上 108.9 ㎛，プラスチック板 106.7㎛，アルミ板 99.3 ㎛となり，長径と同様に葉上とアルミ板で有意差(P＜0.05)がみられた。
(4)蒸留水，森林内の雨水，森林外の雨水，湧水の栄養塩濃度を測定したところ，森林内の雨水には森
林外の雨水や湧水と比べ多く含まれていた。これは，落葉した葉が分解者により分解され，それがイオンとして水に溶け，水とともに栄養塩類を含むと雨となり，それらがカビゴケに降り注ぐことによって，カビゴケは栄養分を得ていると考えた。

【考察】
カビゴケは照度が低く，湿潤な環境に多く生育しており，雨水や湧水から主に栄養分を得て成長している。河川の整備や木の伐採により河川周辺の風通しが良くなった場所では，生育状況が悪くなっていると考えられた。カビゴケは葉上以外の場所でも生育することができるが，子孫を残す上では葉上で成長する方が良いと考えられた。

32

27
開花前年の気温がサクラの開花に与える影響と新たな開花予測法
芝浦工業大学柏高等学校
小口珠央【目的】サクラ(Cerasus × yedoensis)は、日本の春を彩る最も有名な花木である。サクラの開花時期は気温と相関があることが一般に知られており、特に、2 月 1 日からの日平均気温や日最高気温の累積温度によって開花日を予測する「400℃の法則」や「600℃の法則」が有名である。これらの法則は、開花直前の気温のみ注目した予測法であるが、サクラの花芽は前年の夏には形成されており、その後休眠し、休眠打破によって開花することから、開花直前以外の気温も開花日に影響を与える可能性が考えられる。そこで本研究では、前年の初夏から開花までの気温とサクラの開花の関係を調べることで、開花直前以外の気温がサクラの開花に及ぼす影響を調査、その結果を利用した開花予測するモデルの開発を目的とした。
【方法】①「400℃の法則」「600℃の法則」の検証
1961-2023 年の 63 年分のソメイヨシノの開花日の記録がある気象庁の全国 48 気象観測
所の「気象データ」(63 年分×48 地点)から、「400℃の法則」「600℃の法則」によって開花予想日を予測し、実際のソメイヨシノの開花日(観測値)を比較した。
② 前年の 6 月から 3 月(または 2 月)までの月の気温と開花との回帰分析
開花前年の 6 月から 3 月または 2 月の日最高気温の月平均を説明変数とし、開花日 (FT)を説明する回帰分析を行った。回帰分析は、フリーの統計分析ソフト R の lm 関数で行った。また、それぞれ回帰モデルをモデル 1、モデル 2 とした。
③ 新たな開花予測モデルの検討
全国 700 以上の観測所について、実験②の回帰式に基づき気温から開花予測日を計算することでシミュレーションを試みた。また、大手の気象情報サービス団体 (ウェザー
ニュース社、日本気象協会)の提供する予測と実験②の回帰式による予測の比較を行った。
【結果と考察】① 400℃の法則および 600℃の法則の開花予測日と実際の開花日の決定係数(R2)は、0.904 および 0.920 で高かった。一方でいずれの法則も開花を遅めに予測する偏りがあった。
② モデル 1 では約 9 割 (R²＝0.908)(図 1 左)、モデル 2 でも約 8 割 (R²＝0.834)(図 1 右) を説明することができた。
③ シミュレーションでは、大手気象情報サービ
スが提供する開花前線の地図に類似した分 図 1 前年 6 月からの月気温による予測値と観測値の比較
布地図を描くことができた。また、モデル 2
は、地点によって差はあるものの、大手気象会社の予測に近い精度で予測することができた。 (図 2)。
【結論】
前年の初夏からの気温を考慮した回帰分析により、サクラの開花時期の決定に前年初夏も影響を与えることを明らかとなった。また、前年初夏からの気温を考慮することで、開花直前の3 月の気温を参照しないでも 8 割程度開花日を予測することができると結論した。
図 2 予測誤差の観測地間での比較

33

28
豆苗の収穫回数を増やすためには〜密度効果と栄養塩濃度に注目して〜
芝浦工大柏高等学校

図師

悠・末次

ひらら

【目的】
個体群密度が豆苗の生育に及ぼす影響を明らかにすることで、豆苗の収穫回数を増やすことを目的とした【実験方法 1】a)種子の発芽：種子を暗所で一晩水に浸して放置し、滅菌水(オートクレーブ 121℃30 分)で湿らせたキムワイプを敷いた 275ml カップに 3 つの条件(5、10、15 個区)で 5 サンプルずつ播種し、発芽させる
b)豆苗の生育条件：全て発芽したカップを人工気象機(850lx)にて、明期・暗期各 12h、23℃で生育させた(12/5~12/29)c)収穫と測定：同条件の最大値と最小値の平均を測定値とし、成長速度を算出した。測定値が 15cm を超えたら収穫する。収穫したサンプルは押し花乾燥機で一晩乾燥させたのち乾燥重量と葉の枚数を測定した。
（下から2 つ目の脇芽の上で切る。a~c とも水は毎日交換）【実験方法 2】
実験方法１の 10 個区の条件でそれぞれ 5 サンプルずつ行った。ただし栽培は 2 週間に 1 回ハイポネックスを希釈(1000 倍、2000 倍、3000 倍)した水を与えた。
【結果 実験 1】
5 個区のみ 2 回収穫することができた。１回目の収穫では 1 個体当たりの乾燥重量は密度が小さい方が重くなり、1 個体当たりの葉の枚数は密度が大きい方が葉の枚数が多くなった。
1 回目の収穫までの成長速度・１回目の収穫からの成長速度ともに密度が小さい方が速くなった。密度が最大のとき（15 個区、密度 5.5×10⁻²
個体/ml）でのカビの発生が多くなった。
【結果 実験 2】
栄養を与えていない場合は 2 回目の収穫ができなかったが、栄養を与えたサンプルでは栄養塩濃度に関係せず 2 回収穫することができた。1 回目の収穫では栄養を与えない方が 1 個体当たりの乾燥重量が重く、1 個体あたりの葉の枚数が多くなった。１回目・2 回目の収穫ともに 1 個体当たりの乾燥重量・葉の枚数は栄養塩濃度に対しての大きな差は見られなかった。
１回目の収穫までの成長速度は栄養塩濃度が高いほど速くなった。一方で１回目の収穫から 2 回目の収穫までの成長速度は１回目の収穫までの成長速度に比べて栄養塩濃度に対して大きな差が見られなくなった。
【考察】
光を求めて葉を増やし、そこに栄養を使ったため茎が軽くなった。密度が高いと葉が重なり合ってしまい成長す
るために必要な栄養が確保しづらくなった。
水の中にある吸収した栄養を使って成長できるため葉を増やす必要がなかった。
１回目の収穫から 2 回目の収穫まででは取り込むことのできる栄養に限界があった。

34

29
植物の姿勢保持に関する研究〜細胞の伸長と植物の系統に着目して〜
芝浦工業大学柏高等学校
西村璃人
【目的】
straighteningとは一度屈曲した植物体がその他の外力の影響を受けず再び元に戻る現象をさす。しかし、この現象については重力の影響がはたらいてしまう地球上ではまだよくわかっていない。そこで本研究は植物の分類や、細胞学的な観点から植物の姿勢保持のメカニズムの一端を解明することを目的とした。
【実験方法】〈細胞に関する実験〉
種子から発芽・成長させた(約6cm以上)豆苗の茎の細胞の長径を下記3つの条件ⅰ)～ⅲ)で測定した。
条件ⅰ) 通常状態（地面と垂直に放置、切断箇所は頂芽から3～6 cm)
条件ⅱ) ４時間の重力刺激（地面と水平に放置、切断箇所は右図屈曲部）
屈曲部上側と下側それぞれの細胞の長径を測定
条件ⅲ) 頂芽から3～6 cmの茎表面をボンドで塗り、ボンドを塗った側を下側にして、4時間の重力刺激
屈曲部下側の細胞の長径を測定※重力刺激は光屈曲が起こらないよう暗所でおこない、重力屈曲が確実に起こるよう4時間を設定した。
〈植物の系統に関する実験〉先行研究でstraighteningが確認されなかった豆苗（マメ科）と、確認されたシロイヌナズナ（アブラナ科）について、他の種でも同様の結果となるか実験を行った。マメ科の植物ではエンドウ、アブラナ科の植物ではカイワレダイコン、ブロッコリースプラウトを用いた。それぞれ一定の高さまで成長した植物体を重力刺激(2〜3h)により屈曲させた。屈曲後、重力の方向を回転により分散させて角度を測定した。重力の方向を分散させた状態は自作回転装置で再現した。
角度は以下の測定方法で行った。
①右図の点Cと屈曲点（点B）を通る直線を引く②先端（点A）と屈曲点を通る半直線BAを引く③直線BCと半直線BAの角度θを測定する【結果】〈細胞に関する実験〉
結果は右のグラフのようになった。有意水準５％のｔ検定を行った。
条件Aと条件Bで片側検定を行った結果、有意差が確認された。
条件Aと条件C、条件Dで両側検定を行った結果、有意差が確認されなかった。
〈植物の系統に関する実験〉エンドウでは植物体を回転させ、重力刺激を分散させることで、角度の戻りが抑制された。一方で、カイワレダイコンとブロッコリースプラウトでは2〜4時間で角度が元に戻った。

【考察】
屈曲時に届曲部の内側の豆苗の細胞の伸長は抑制されていることが考えられる。マメ科の植物は回転方向に曲がっていたため、角度が少し減少していると考えられる。ボンドで固定した場合には通常状態と同等の伸長をしていることから、ボンドに抵抗できる力があると考えられる。マメ科ではstraighteningを損失した、または、アブラナ科ではstrai
ghteningを獲得していると考えられる。

35

30
バナナの長期保存の実現と食べごろ時期の推定
昭和女子大学附属昭和高等学校
栗村遙【目的】
バナナは皮が黒くなりやすいことから、中身を確認せずに、まだ食べることが出来るのにも関わらず廃棄されてしまい、規格外にもなってしまいやすい果物だ。さらに、バナナはほかの果物と比較しても圧倒的に海外からの輸入が大半の果物でもある。それゆえ、廃棄時に出る二酸化炭素
や輸入時に出る二酸化炭素により、地球温暖化の問題に関与すると考える。加えて、食品ロスの問題にも関わるため、バナナの廃棄を防ぐことが大切だと考えた。そこでバナナの皮に出る茶色
い斑点である、シュガースポットの増加速度を抑え、長期保存を可能にすることでバナナの廃棄率が減るのではないかと考えたのがこの研究の目的だ。さらに、糖度変化を調べ、バナナの食べごろ時期を推定することを目的とする。
【実験方法】
長期保存の実現のための実験
明るさ、バナナスタンド、温度、空気との接触面積・触れ方、袋の厚さ、太陽光、包むもの、ヘタに巻くものの 8 つの項目とバナナの成熟速度の関係をシュガースポットの量を常温で皿の上に置いたコントロールと比べることで測定した。
糖度変化とバナナの食べごろ時期の推定のための実験
バナナを皿の上に置き 7 日間保存し、同じ房のバナナをそれぞれ 0・1・3・5・7 日目、0・1・3・6・7・8 日目で日ごとに糖度を測定した。
【結果】
明るさ、バナナスタンド、日光、袋の厚さ、ヘタに包むものはバナナに与える影響は少ない。温度に対しては影響を受けやすく、野菜室での保存が最も成熟が遅くなった。布、紙袋、ポリ袋ではポリ袋に入れることが最も成熟が遅くなった。ラップ、新聞紙、真空パックでは真空パックのみ成熟を遅くしたが、腐っていた。
糖度変化の実験より 1 日目から 3 日目あたりで糖度が上昇傾向にあり、5 日目以降に糖度が減少する傾向がみられた。
【考察】
温度がバナナの成熟に最も関係し、バナナの保存には、夏は常温で 2、3 日保存した後に、野菜室に入れること。冬は常温で保存することが最善策だと考えた。また、保存時、ジップロック
またはポリ袋に入れることでより長く保存することができると考えられる。夏冬ともに好みに合わせて冷凍保存を行うことも保存に有効だと考えた。ジップロックやポリ袋に入れることで水分の蒸発を防ぐことやバナナ自身が呼吸していることを抑えることができ、成熟が防げると推察した。また、糖度変化を踏まえると 1～3 日目が最も甘く食べごろの時期だと考えられる。

36

31
環境の違いがハエトリソウ(Dionaea muscipula)の消化活動に与える影響
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�荒堀� 光翔・渡辺� 大悟�
�【目的】
食虫植物は土壌から吸収する栄養分の不足を補うために虫などを捕らえることが知られているが、環境変化などがどれくらい影響を与えるかは知られていない。本研究では、ハエト
リソウの獲物の消化時間が周囲の環境によってどのように変化するのかを知ることを目的とした。
【実験方法】
実験 1� 本実験で使用する試料の検討(1)� 半分に切断したダンゴムシ(Armadillidium vulgare)、クロヤマアリ(Formica�

japonica)、デュビア(Blaptica dubia)をそれぞれ 2 株、計 6 株に与えた。
(2)� 0.025 g～0.05 g までのデュビア 8 匹を用意し、デュビア 2 匹ずつを 4 株に与え、消化時間を比較する。
実験 2� 環境の違いによる消化活動の変化の観察(1)� 四隅の照度平均 6950 lux、0.06 lux の環境に 3 株ずつ置き、1 匹約 0.03 g のデュビア
を 1 株に 2 匹ずつ与えた。その後 1 回につき 15 ml の水を週 3 回与え 2 週間栽培した。
(2)� 四隅の照度平均 6950 lux の環境に 6 株を置き、1 匹約 0.03 g のデュビアを 1 株に 2 匹ずつ与えた。その後、3 株に 5 ml、3 株に 20 ml の水を与え 2 週間栽培した。
【結果】
実験 1
(1)� クロヤマアリは 2 日間、デュビアは 12 日間で葉が開き、消化が完了した(図)。ダンゴムシは 1 か月経っても開かなかった。
(2)� 7 枚の葉はすべて 14 日目で開き、1 枚の葉は開かなかった。
実験 2(1)� 10 月 7 日に照度 6950 lux の環境下の 3 株ですべてのデュビ
アの消化が完了した。照度 0.06 lux の環境下の 3 株は 2 週間
経っても消化が完了しなかった。
(2)� 水を 5 ml 与えた株は 9 日目～14 日目の間に消化を完了し、20 ml 与えた株は 9 日目～15 日目の間に消化を完了した。
【考察】

�図�� 消化完了と�みなした状態�� 実験 1 から、実験を行う上で、ハエトリソウの獲物としてはデュビアが扱いやすく、個体差はハエトリソウの消化に影響を与えにくいことが分かった。実験 2 から、照度によってハ
エトリソウの消化活動に変化が現れることが分かった。一方、与える水の量による消化活動の変化は見られなかった。しかし、ハエトリソウはもともと湿度の高い環境で生育していることを考えると、土壌中の水分量だけでなく空気中の水分量も考慮する必要があると考えられる。
【引用文献】
1)�日本食虫植物愛好会.“ハエトリグサの捕虫・消化・吸収”� http://jcps.life.coocan.jp/shoka_dionaea.htm

37

�

32

身近なものからのペニシリン抽出�
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�
妹尾� 理沙・田中� 彩織・野﨑� 柚奈�
【目的】
漫画「JIN-仁-」にて、アオカビ(Penicillium)からペニシリン(Penicillin)を採取できることを知り、身近な食べ物に発生させたアオカビからも、ペニシリンを抽出することができるのではないかと考え、研究を行った。
【実験方法】
1.純正のペニシリンの抗菌作用の検証
純正のペニシリンをペーパーディスクに染み込ませ、納豆菌培地と乳酸菌培地に置き、阻止円の大きさを測定した。
2.採取したアオカビの抗菌作用の検証
もち、ブルーチーズを袋に入れ 1 週間置きアオカビを発生させた。その後①もちから採取したアオカビを水に溶かしペーパーディスクに染み込ませたもの②もちから採取した粉末状のアオカビ③ブルーチーズから採取したアオカビを練って固めたもの�以上の 3 つを納豆菌培地に置き阻止円の大きさを測定した。�
3.純正のペニシリン溶液のクロマトグラフィーによる分離
純正のペニシリンをメタノールに濃度 10 g/L で溶かし、TLC にて展開溶媒（クロロホル
ム：メタノール：11 %アンモニア＝100：45：3）で展開した。
4.採取したアオカビのクロマトグラフィーによる分離
もちから採取したアオカビを濃度 15.4 g/L でメタノールに溶かし、TLC にスポットして展開溶媒で展開した。
【結果】
1.納豆菌培地では阻止円が確認できたが、乳酸菌培地では阻止円が確認できなかった。納豆菌培地のうち、ペニシリン濃度 10⁻⁵ mol/L のものが阻止円の直径を測りやすかった。
2.①阻止円は確認できなかった。
� ②阻止円は確認できなかった。
� ③直径約 4.2 cm の阻止円が確認できた。
3.薄く反応が見られた。
4.反応は見られたがペニシリンによるものとは断定できなかった。
【考察】
納豆菌培地においてはブルーチーズのアオカビにのみペニシリンの存在が確認できた。また採取したアオカビからのペニシリンの分離に関しては、メタノールに溶かしたもちのカビが少量であったことが一因であったと考えられる。今後はカビの濃度を大きくするとともに、ブルーチーズからのペニシリン抽出も進めていきたい。

�
38

33
カタバミ�Oxalis corniculata��による細胞毒性の検証�
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�西田� 栞那�【目的】
小学生の時、道端に生えているカタバミを食べていたことがあるが、カタバミにどのような効能があるか疑問に思った。藤井(2019)によるとカタバミは植物に対する成長阻害作用はあるが動物に対しては不明である。昔食べていたのが安全だったのか興味を持ったので調べることにした。
【実験方法】動物に対する毒性を調べるためブラインシュリンプ(Artemia salina)を用いて細胞毒性を評価した。実験にはカタバミをアセトンで抽出したカタバミ抽出液を用いた。
【実験 1】アセトンのブラインシュリンプに対する毒性の検証（ブラインシュリンプ法）①� 6well プレートに海水を 10 mL、ブライン
シュリンプを 10 匹入れた。
②� それぞれ濃度を変えながらアセトンを入れ(2,4,6,8,10 %)、24 h 後の生存数を確認した。
【実験 2】カタバミのブラインシュリンプに対する毒性の検証①� ブラインシュリンプ法にてカタバミ抽出液

�図 ���� 時間後のブラインシュリンプの生存数

� を濃度を変えて入れ(2,0.2,0.02 %)、68h 後の�
生存数を確認した。
【結果】【実験 1】アセトン 600� μL 以上では生存数にばらつきが見られ毒性が確認できた。一方 400�μL 以下では有意に生存率が下がらなかった(図 1）。
【実験 2】

�

図 ���� 時間後のブラインシュリンプの生存数

生存数はアセトンとカタバミ抽出液と比較して有意差は見られなかった(図 2)。
【考察・まとめ】
4 %アセトン水溶液までならブラインシュリンプの致死率に与える影響は小さく、カタバ
ミ抽出液にブラインシュリンプに対する細胞毒性はみられなかった。発表では更にカタバミの葉の色によって細胞毒性が異なるのかどうかについて報告する予定である。
【参考文献】
1) 藤井義晴 (2019 年), 雑草のアレロパシー活性と薬用植物, 関東雑草研究会報 Vol30, pp1-5

39

34
カイワレ大根にストレスを与えた場合のポリフェノール量の変化�
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�
湯川� 瑞結・藤井� 麗子�
�【目的】
ポリフェノールは、健康を維持する、抗酸化性を示す、発がん性物質などの有害物質の作用を緩和するなどの様々な効果が期待される機能性成分の一つであり、植物においてポリフ
ェノールなどの機能性成分はストレスを受けることで合成されることがわかっている。そこ
でポリフェノール量を増加させる条件を探るため育成時間の短いカイワレ大根を用いて、塩ストレス、暗黒ストレス、低温ストレスを与えてポリフェノール総量がどのように変化するか探ることにした。
【実験方法】(実験 1)カイワレ大根の種をまき、5 日後に以下の 4 種類に分けて育てた。その後、フォーリン・チオカルト法により、それぞれの吸光度と検量線(図)から総ポリフェノー
ル量を推定した。
・ストレスなし：ストレスを与えない
・塩ストレス：濃度 0.25 %の塩水を与える・暗黒ストレス：光の当たらない段ボール� � � � � � � � � �の中に移動させる（図）没食子酸の検量線グラフ�
・低温ストレス：冷凍庫に移動させる� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �【結果】
ポリフェノール総量はストレスを与えることで、微量ではあるが、増加した。ポリフェノール総量の増加は、ストレスなし＜低温＜塩＜暗黒� の順になった(表)。
（表）ストレスの違いによる総ポリフェノール量
ストレスなし

塩

暗黒

低温

吸光度

0.047

0.138

0.156

0.114

ポリフェノール
総量(μg/ml)-0.4914(≒0)

0.6321(1.1235)0.8543(1.3457)

0.3358(0.8272)【考察】
ストレスを与えることにより、抗酸化成分であるポリフェノール総量が増加した。カイワ
レ大根の場合、塩ストレス、暗黒ストレス、低温ストレスでは、暗黒ストレスを与えたときに最もポリフェノール総量が高かった。しかし、ストレスの違いによるポリフェノール量の変化は小さかった。今後は、試料溶液の濃度を濃くしたり、複数回実験したりすることでより正確な値を出したいと考えている。

40

35
光ストレスに対するシロイヌナズナのアスコルビン酸産生応答[1] 神戸海星女子学院高等学校（GSC・ROOT プログラム）[2] 関西学院大学理工学研究科
谷口こころ [1]、井上龍星[2]、西村健司[2]、宗景ゆり[2]【背景・目的】
アスコルビン酸（ビタミン C）は生体内において、抗酸化物質として活性酸素種（ROS）の除去
や、代謝反応の補因子、電子供与体として重要な役割をもつ。アスコルビン酸は強光下で増加することが知られているが、どのように強光が感受され産生機構に伝えられているのか解明されていない。本研究では、光質に着目し特定の波長がシグナルとなりうるのか、また葉緑体が光量を感知しシグナルを出しているのか調査した。植物内のアスコルビン酸は D-マンノースおよび Lガラクトース誘導体を介する８段階の酵素反応により合成される。アスコルビン酸蓄積量と共に、合成酵素の mRNA 発現量を調べることで、産生機構の解明を目指した。
【実験方法】
シロイヌナズナを用い、異なる光質条件/青色光受容体欠損株（実験①）、過酸化水素塗布（実験②）、葉緑体電子伝達系阻害剤添加時（実験③）のアスコルビン酸蓄積量及び、合成酵素遺伝子（GME,VTC2/GGP,VTC4/GPP,GLDH）と細胞質型活性酸素消去系酵素 APX2 遺伝子の発現量を RTqPCR により調査した。遺伝子発現の内部標準としては ACT8 を用いた。実験③は遺伝子発現量のみ解析した。
実験①：白色光、赤色光、10％青色光＆90％赤色光の光質で弱光（60-70μmol m-2 s-1）、強光（300-400μmol m-2 s-1）の光条件下に野生株（Col-0）と青色光受容体であるフォトトロピンの欠損株（phot1phot2）を暴露した。
実験②：20mM の過酸化水素（H2O2）または水を３日間葉に塗布した。
実験③：葉緑体の電子伝達を阻害しプラストキノンを酸化状態にする DCMU に浸潤させた葉と還元状態にする DBMIB に浸潤させた葉に白色の弱光を 3 時間照射した。
【結果・考察】赤色光に比べて 10%青色光を混合した光質条件下ではアスコルビン酸蓄積量が増加した。強光下でのアスコルビン酸合成酵素遺伝子の発現量は、赤色光よりも 10％青色光混合条件の方が高く、10％青色光混合条件において phot1phot2 では野生株に比べて発現量が極めて低かった。特にアスコルビン酸合成の律速酵素である VTC２遺伝子の発現量の差が著しかった（実験①）。これよりフォトトロピンを介した光シグナルが合成酵素の転写に関与している可能性が示唆される。一方白色光条件下では phot1phot2 は野生株と同程度の合成酵素遺伝子発現量を示したこと
から青色光シグナルだけでなく別のシグナルが合成酵素の転写に関与することも考えられる。過酸化水素を塗布した葉ではアスコルビン酸蓄積量は増加しなかった（実験②）。従って活性酸素種の一つである HO は直接のシグナルとなるわけではないことが示唆される。DCMU に浸潤させた葉と比較して DBMIB に浸潤させた葉では合成酵素遺伝子の発現量は増加した（実験③）。これにより葉緑体内のプラストキノンの還元状態がシグナルとして細胞内の核に伝達されアスコルビン
酸合成酵素の発現に影響を及ぼすことが示唆された。また実験①の結果と共に考慮するとアスコ
ルビン酸産生機構は青色光シグナルの他に、葉緑体の電子伝達系の還元状態を伝える複数のシグナルに応答して、アスコルビン酸の蓄積に寄与することが示唆される。

41

36
コケ植物の仮死状態とアーバスキュラー菌根菌との共生関係
神戸大学附属中等教育学校

5年

桑畑裕太朗
【目的】アーバスキュラー菌根菌（以下 AMF）は、植物の根の内部に樹枝状態と呼ばれる栄養交換機関を形成し、植物にリンなどを供給し炭水化物や脂質を得る共生関係を築いている。多くの植物と同様にコケ植物にとってもリンは大切な栄養である。AMF
は、共生する宿主植物へのリンなどの栄養の供給と宿主植物の乾燥耐性に影響を与えている[1]。そして、コケ植物は乾燥すると仮死状態となり光合成をやめ、AMF への炭
水化物の供給も停止すると思われる。コケ植物が乾燥して仮死状態になった時、AMFとの共生関係に変化があるのではないかと考え、これを確かめることを目的とする。
【実験方法】(1)コケ植物が仮死状態になるときの共生関係の調査
AMF 共生が確認されている[2]フタバネゼニゴケを、水を与えるグループと与えないグループに分け、それぞれの菌根菌を 15 日間観察し、比較した。観察の際は、染色したフタバネゼニゴケを断面が見えるように切り、プレパラートを作り、顕微鏡で観察した。
(2)仮死状態のコケ植物が復活するときの共生関係の調査(1)で用いた 2 つのグループの双方に水を与え、3 日間変化を観察し、仮死状態にある時と比較した。観察の方法は(1)と同じとした。
【結果】（1）乾燥条件では AMF の樹枝状態が少なくなっていることがわかった。しかし、ゼニゴケの仲間で観察されている 2 つの感染ゾーン[3]のうち葉状体を縦方向に移動する菌糸のグループは残っているものが多かった。
（2）コケが復活する際にはほとんど AMF の樹枝状態は増加していないことが見て取
れる。

△
○ △ ×

0

×

△
○ △ ×

図2

0

×

乾燥条件 15 日目の感染の様子

○

10

△
○ △ ×

AMFの感染状態

AMFの感染状態

AMFの感染状態

図 1 湿潤条件 15 日目の感染の様子

○

10

個数

○

10
0

20

20
個数

個数

20

図3

×

○:2 種類の感染ゾーン
がともに染色されている状態△:縦方向の菌糸の感
染ゾーンのみが染色されている状態
×:感染ゾーンのどちらにも染色がない状態

再生時 3 日目の感染の様子【考察】この結果は、仮死状態のコケ植物に栄養の交換場所となっている樹枝状態を残しておいても AMF が炭水化物などを得られないことに起因していると思われる。
しかし、コケ植物に見られる縦方向の菌糸のある感染ゾーンは残っていることから、この感染ゾーンに独立した役割がある可能性と、AMF が栄養不足で樹枝状態を形成できない可能性が考えられる。また、コケ植物が復活する際に AMF との共生関係に大きな変化がないことから、AMF はコケ植物の復活に寄与していないと考えられる。
【参考文献】[1] 齋藤雅典『菌根の世界 菌と植物のきってもきれない関係』.築地書館 .2020.
[2] 児玉恭一ら.An ancestral function of strigolactones as symbiotic rhizosphere signals.Nat Commun.2022.
[3] Julia Russell, Simon Bulman. The liverwort Marchantia foliacea forms a specialized symbiosis
with arbuscular mycorrhizal fungi in the genus Glomus. New phytologist. Feb 2005. Pages337-653.

42

37
身近な植物の止血効果について
ノートルダム清心学園 清心女子高等学校
早瀬優花
【目的】
昨年度、本校の先輩が行ったコニシキソウが持つ止血効果についての研究からコニシキソ
ウには止血効果がある成分が含まれていることが判明した。一見なんの特徴もないような植物にというような効果があることに深く感銘を受け、その研究結果を日常生活に活かすことはできないかと考え、本研究をはじめた。本研究では植物の止血効果であるの原因となる成分を突き止めることを目的として研究を行っている。そこで、今回はこの止血効果がタンパ
ク質を変性させることにより組織や血管を縮める作用である収れん作用と関係があるのか調べるための実験を行った。
【実験方法】
まず、タンポポ、カタバミ、ドクダミ、ヨモギ、茶葉(緑茶)、柿をそれぞれ 1g ずつ量り取って 100ml の蒸留水に入れて 50ml になるまで火にかける。次にそれらを濾過してできた抽出液を 1：1 の割合で組み合わせ、その混合抽出液と 50 倍に薄めアルブミン溶液を 1：1の割合で混ぜる。そして、同様の割合で混合抽出液と蒸留水を混ぜそれぞれの光の透過率(波長 700nm)を分光光度計で測定する。また、確認のためブランクとして蒸留水とアルブミ
ン溶液 1：1 の溶液も同様に測定しておく。同様にフィブリノゲンでも計測する。そして、
その 2 つのサンプルの光の透過率の差を収れん作用を含む成分の基準として比較する。
アルブミンとフィブリノゲン【結果】■アルブミン■フィブリノゲン

フィブリノゲンを溶かした抽出液とアルブ
ミンを溶かした抽出液には何種類か相関を示
すものもあった。しかし、表のようにカタバ
ミとドクダミの抽出液が入っているサンプルにはフィブリノゲンは反応したが、アルブミンには反応しなかった。
【考察】

今回使用した植物に含まれている中で収れん作用を持っていると考えている物質はタンニンというポリフェノールの一種である渋み成分である。しかし、収れん作用をもつものは数
多くの種類があるため収れん作用を引き起こす成分は使用した植物によって異なるのではな
いかとも考えている。私はその中から止血効果の原因となる成分を突き止めることでその成分にあった方法で止血効果の増幅を実現できるのではないかと考えている。そのために、植物どの成分が持つ収れん作用があるのかどうかこれからも調べていく必要がある。

43

38
塩性植物の耐塩性の限界について
ノートルダム清心学園 清心女子高等学校
林美里【目的】
津波・潮風などで起こる塩害に強い植物である塩生植物がどれほどの耐塩性を持つのか、
さらに、適合溶質を与えることで耐塩性が上昇するかどうかを検証することを目的とした。
【実験方法】
塩生植物として用いたのはオカヒジキ（Salsola komarovii）である。オカヒジキ
はヒユ科オカヒジキ属の一年草で海辺や内陸の塩性の砂地に自生する野草である。日本では野菜として栽培もおこなわれており、古くから若い葉や茎を食用にしている。本研究ではオカヒジキの種子を購入し、播種して発芽
オカヒジキ（山菜図鑑より）した個体を実験に用いた。

高浸透圧下においてベタインを細胞内に蓄積する機能が浸透圧耐性につながることが報告されている。オカヒジキの適合溶質はグリシンベタインであるため、グリシンベタインを添加することで浸透圧耐性が上昇し、対塩性が向上するのではないかと仮説を立てた。
オカヒジキのポットを３つのグループに分け、①0.1%のグリシンベタイン剤を与えたもの、②0.5%のグリシンベタイン剤を与えたもの、③水のみを与えたものとして分けて育てた。本葉が揃った段階で、マリンソルトで塩分濃度を 5%、10%にした水にこの植物のポットをつける。塩水につけたあとも、①、②にはそれまで与えていたグリシンベタイン剤を与え続けて、生育状況を観察した。植物体全体が褐色化した状態を枯れたとして、枯れるまでの日数を計測した。また、枯れなかった個体の重さを計って比較した。
【結果】
グリシンベタインを与えたほうが枯れるまでの日数が長くなり、また 5%での塩分濃度につけたものの比較では、グリシンベタインを与えた個体のほうが重くなった。
【考察】
グリシンベタインを与えることで耐塩性を高めることができた。グリシンベタインを与えたものの方が植物体の重さが重くなったのは、与えなかった方では耐塩性のために体内でベタインを合成するために使ったエネルギーを成長に使うことができたからではないかと考え
られる。

44

39
稲踏み効果の科学的検証〜世界の品種における比較〜

清心中学校 植野菜々子・清心女子高等学校 植野涼子
【目的】
「稲踏み」は、発芽後の苗に対して踏圧ストレスを加えることである。代表的な効果は、
根張りが良くなる、生育が揃うなどがある。しかし、各農家の経験則に基づいているものが多く、科学的にきちんと効果が証明されている訳ではない。そのため本研究では稲踏みの効果について科学的に検証し、まだ知られていない効果がないか調査することを目的とした。
これまでの研究ではジャポニカ米を対象に実験を行い、朝日系の品種であるアケボノ・朝日、コシヒカリ系の品種であるコシヒカリ・あきたこまちを対象とした実験において、①葉の長さは稲踏みを行うことによって短くなった。
②茎の太さは稲踏みを行うことによって太くなった。
②根が生えていく角度は稲踏みにより変化したが以下のように品種により違いが見られた。
アケボノ→ 角度増加(地上部に傷がついたこと、土が踏み固められたことが影響)
コシヒカリ → 角度減少(稲踏みにより土が踏み固められたことが影響)③重力屈性に関与する DRO1 遺伝子の発現量はアケボノでは重力屈性を弱めるように変化し、コシヒカリでは重力屈性を高めるように変化した。
ということがわかっている。そこで今年はインディカ米などのジャポニカ米以外の品種では
稲踏みを行うことによってどのような変化が見られるのか調査し、世界の米作りにおいて「稲踏み」が有効かどうかについて検証した。
【材料】
・インディカ米（Oryza sativa）：世界で最も生産量が多く主要な米である。中国の中南部・タイ・ベトナム・インド・マレーシア・バングラデシュ・フィリピン・アメリカ南部など広い地域で栽培されている。本研究では「IR8」と「Basmati360」を用いた。
・インディカ米とジャポニカ米の混合種→「サリークイーン」
・アフリカ米（Oryza glaberrima）：
主にアフリカ西部で栽培されている。本研究では「ORYZA GLABERRIMA 48」と「TOG5236」を用いた。
今回使用したイネ品種の種籾【実験方法】※種籾は農業生物資源ジーンバンクより(1) 茎の太さの比較
分譲して頂いた。
稲踏み方法が終了してから 5 日経過した稲の葉本の茎の太さを計測した。
(2) 生育初期の根の伸長方向（＝拡がり具合）の変化の調査
土から抜いた個体を水にいれて根を自然状態の概形に戻した後、写真を撮影し測定した。
(3) 根の角度の変化の要因
根の角度の変化には、稲踏みによって地上部に傷がついたこと、稲踏みによって土が踏み固められること、の 2 点が影響しているのではないかと考え実験を行った。
(4) 稲踏みによる DRO1 遺伝子の発現量変化
先行研究にある深根性遺伝子の DRO1（DEEPER ROOTING 1）遺伝子について発現量を比較した。なお、遺伝子解析の比較対象として、18S rDNA 遺伝子についても同様に実験した。実験手法として RT-PCR 法で発現量を比較した。
【結果】現在、(1)～(4)の実験を進めている。

45

40
アーバスキュラー菌根菌の水耕栽培利用を目指して
静岡県立磐田南高等学校
２年 熊岡和真

１年 福田桃子

生物部 共生班
小林英治

鈴木寛史

【目的】
土壌中では，アーバスキュラー菌根菌(Arbuscular mycorrhizal fungi 以下 AMF)は植物にリン酸を，植物は AMF に光合成産物を供給しあっているが，水中でのその作用や共生が起こりうる水質については明確になっていない。そこで，本研究では，AMF が水中でリン酸の供給を行っているか，
pH ストレスを与えた栽培液中で AMF がどのようなふるまいを見せるか，以上の２点を調べることを目的とした。
【仮説】⑴ AMF は水中でも，土壌中と同様に植物にリン酸を供給している。
⑵ AMF は水中で pH ストレスを与えた場合にも植物と共生し，植物に養分を供給する。
【方法】⑴ AMF を含み，リン酸濃度が 0.5pm の《AMF 有 0.5ppm》，AMF を含まない《AMF 無 0.5ppm》の２つの試験区をつくった。これら２つの試験区でネギを８本ずつ，約 1 か月間栽培した。収穫後，乾燥重量の測定，根の観察を行った。
⑵ 塩酸，水酸化ナトリウム水溶液を用いて，pH5（酸性），pH13（塩基性）の水溶液で，《AMF 有pH13》，《AMF 無 pH13》，《AMF 有 pH5》，
《AMF 無 pH5》の 4 つの試験区を作り，ネギを約 1 か月
間水耕栽培した。収穫後，乾燥重量の測定，根の観察，栽培液の pH の変化を確認した。
【結果】⑴ 同濃度での比較において，ＡＭＦを含む試験区では，含まない試験区と比べ，盛んな成長が見られた。また，《AMF 有 0.5ppm》のネギの根では，AMF 特有の構造物を観察することができた。
⑵ 酸性下の比較では AMF を含む試験区で盛んな成長が見られた。塩基性下の比較では，ネギの成長にはほとんど差はなかったが，《AMF 有 pH13》のネギの根では AMF 特有の構造物を確認することができた。また，栽培液の pH の変化については酸性ではほぼ変化せず，塩基性では pH が7(中性)に近づくような変化が見られた。
【考察】⑴ 予備実験より，リン酸の吸収量がネギの葉の成長に大きく関わっていることがわかっている。
そのため，今回 AMF を含む試験区でネギがよく育った理由について，AMF がネギと共生し，ネギに水中のリン酸を供給したからではないかと考えた。
⑵ 酸・塩基性の両方において，AMF とネギの共生が起こったのではないかと考えた。塩基性のpH が中性に近づいた理由について，AMF が合成，分泌する酵素やシュウ酸等の影響と考えたが，空気中の二酸化炭素の栽培液への溶解の影響とも考えられる。
【今後の課題】
試験個体数を増やし，実験の再現性を高めていくとともに，⑵において pH が変化しなかった理由の考察を詳しく行っていきたい。また，現在は AMF の接種源を市販 AMF 資材である，「Dr キンコン」に頼っているために，栽培液の条件設定等に制限がかかってしまっている。そのため，
AMF を純粋な胞子の状態で使えるようにしていきたいと考えている。AMF の効果を最大限に引き出す方法を考え，水耕栽培におけるより効率的な AMF の利用を目指していきたい。

46

41
発酵度合の異なる 3 種の茶葉間での抗菌作用の違いについて～特に抽出方法に注目して～
七尾高等学校� �
木下�結花・土島�咲愛・中田�浬・畠野�千怜��【目的】一般的にお茶には抗菌作用があることが知られている。茶葉にはその発酵度合が異なる、緑茶、烏龍茶、紅茶といった種類がある。この発酵度合と抽出方法に着目し、� 種間での抗菌作用の違いを明らかにすることを目的とした。�
�【実験方法】酸化による発酵度合が異なる茶葉、緑茶�不発酵茶�・烏龍茶�半発酵茶�・紅茶�発酵茶�の成分を純水・水道水・エタノールそれぞれで抽出し、ディスク拡散法により、乳酸菌・酵母・大腸菌に対する感受性を調べた。培地として乳酸菌・大腸菌には �� 培地を、酵
母にはサブロー寒天培地を使用した。純水・水道水では家庭で茶を淹れる方法と同じ ��℃、
���� �� で茶葉 �� � を � 分浸し成分を抽出した。エタノールは、濃度 ���のエタノール ��� ��に茶葉 ����� を入れ、�� 時間 ��℃の条件下に置き成分を抽出した。これらを直径 ���� のペー
パーディスクに染み込ませ、� 日間乾燥後、各菌を塗抹した寒天培地に � つずつ配置し ��℃のインキュベーターで培養した。� 日後、阻止円の有無を確認し、デジタルノギスで直径を計測した。�
�【結果】純水での抽出液では、どの種類の茶でも阻止円が見られなかった。水道水の抽出液
では、乳酸菌、大腸菌で阻止円が見られなかったが、酵母では緑茶と紅茶をしみこませたディ
スクの周りに阻止円が見られた。阻止円の直径は緑茶で �����±������������、紅茶で �����
±�������������で有意差はなかった。エタノール抽出液では、乳酸菌、酵母では阻止円が見られなかったが大腸菌で緑茶と烏龍茶をしみこませたディスクの周りに阻止円が見られた。
阻止円の直径は緑茶で �����±�������������、烏龍茶で �����±�������������で緑茶のほうが有意に大きかった���������������。乳酸菌では阻止円は見られなかったが、ディスク周辺に菌が集まっていた。�
�【考察】水での抽出では、水道水の場合のみ、抗菌作用がみられた。水道水には純粋にはな
い様々なミネラルが含まれている。こうしたミネラルにより、抗菌作用があらわれたのかもしれない。エタノール抽出の大腸菌の結果では、茶の発酵度合が低い方が阻止円が大きかった。このことから、茶の発酵度合が低い方が抗菌性物質を多く抽出できたと考えられる。またエタノール抽出ではディスクを乾燥させた際にエタノールはすべて気化したと考えられる
ので、エタノールの作用ではなく、お茶に含まれるカテキンやタンニン、サポニンなどが抗菌作用に影響したと示唆される。�
今回の結果では、抽出する溶媒や茶葉の違いにより、抽出液に含まれる成分が異なるかについて検討できていない。今後メタボロミクス解析などにより、抽出される成分の違いを明らかにし、抗菌効果との関係を考察する予定である。�

47

42
ブタナの傾性運動に影響を与える環境要因
七尾高等学校� ����奥野�幹生・垣内�颯真・林�瑞樹・増野�悠美�
�【目的】�
傾性運動とは外部からの刺激を受けて植物器官が屈曲することである。傾性運動を行う植物としてオジギソウやチューリップが知られており�温度変化や照度�概日リズムが影響する。ブタナは傾性運動が起こる条件が解明されていない。その条件を明らかにすることを目的として、研究を行った。�
�【実験方法】�
〈実験 �〉温度 ��℃～��℃間で �℃刻み、湿度 ��％の条件下で、採集したブタナを �� 本入れ観察した。� 時間ごとに撮影し、花弁の開き具合を �� 段階に分けて記録した。�
〈実験 �〉湿度 ��％～��％間で ��％刻み、温度 ��℃の条件下で、前述と同様に記録した。�
〈実験 �〉インキュベーター内に明所と暗所をつくり、温度 ��℃の条件下で、前述と同様に
行った。�
�
【結果】�
〈実験 �〉��℃と ��℃の間で開き具合に大きく差が出た。温度と時間のどちらも傾性運動に影響していた�二元配置分散分析、ｐ＜�����。�
〈実験 �〉湿度と時間では時間の方が強く影響していた�二元配置分散分析、ｐ＜�������
〈実験 �〉暗所では �～���� 時間で大きく閉じ、明所では ����～���� 時間で大きく閉じた。光の条件と時間はどちらも影響していた�二元配置分散分析、ｐ＜�������
�【考察】� �先行研究より、花の開閉の傾性運動は概日リズムによって行われ、そこに環境要因が関係し、花の開き具合が決まると知られている。今回はこれを支持する結果となった。�
実験結果より、傾性運動は時間の影響が大きかった。また、実験で使用し、夕方閉じていた個体が、次の日、昼頃に開いていることが観察された。このことは、概日リズムの影
響を強く示唆する。�
実験結果より、ブタナの花は、暖かく明るいときに長く開く傾向にあった。また、実験のときに花の中からアザミウマの一種がよく見つかり、訪花昆虫として働いている可能性がある。先行研究よりアザミウマを含む昆虫類は、暖かく明るいときに活性が高いことが知られている。今回暖かく明るいときに花が長く開いたのはこうした昆虫の送粉の行動と関係しているのかもしれない。�

48

43
人工傷をつけた葉の成長段階と抑制効果の関係について
七尾高等学校黒崎 孝太・中島 汐莉・中山 善仁・萬谷 実央【目的】
ハンノキは葉を切られた際に、周囲のハンノキの抵抗性を誘導すると示唆されており、同種他個体の間で、化学物質を介したコミュニケーションが存在することが知られている。また、他種の成長を阻害するアレロパシー物質の存在もよく知られている。本研究では葉を傷つけられることが同種の別個体の成長に影響を与えるかを調べた。
【実験方法】
実験 �：キャベツ、レタス、チンゲンサイ、ハクサイ、カイワレダイコンを用い、発芽直後の影響を見た。ハサミで切った各種の葉を包埋した寒天培地を作り、ここにそれぞれの種子を置き、20℃の条件で発芽させた。比較対象として何も入れない寒天培地も作った。7 日
後に芽の長さを計測した。
実験 2：プランターに葉を切ったキャベツの苗 2 株と無処理の苗を 4 株植え、2、3 日おきに苗の高さを測定した。葉を切った 2 株の両側に無処理の株を配置した。比較対象として無処理の苗を 4 株植えたプランターも用意した。
【結果】
実験 �：カイワレダイコンでは有意差が見られた。カイワレダイコンの処理区の芽の長さ
は平均 6.36 ± 0.80 cm(N=9)、対照区で 7.74 ± 0.65 cm(N=9)、で、処理区で有意に短かった（��0.0�� ������）。その他の 4 種の植物では有意差は見られなかった。
実験 2：7 日目までの伸びは、処理区において 3.68 ± 0.83 cm(N=4)、対照区では 4.60
± 0.4� cm(N=4)で有意に短い（��0.05�������）が、�0 日目以降では有意差は見られなかった。また葉を切った苗の左側に植えた 2 株の方が有意に短かった。
【考察】
実験 �：実験に用いた植物のうち、カイワレダイコンは成長初期の葉を使った。しかし他の 4 種類の植物は成長が進んだ葉を使った。このことから、傷をつけた葉の成長段階と抑制効果には関係があることが示唆される。
実験 2：キャベツでは葉を切って 7 日後に影響がみられ、時間がたつとみられなくなった。このことから、7 日目までは成長を抑制する物質が出ていたが、7 日目以降は切り口が修復し、物質が出ていなかったことが示唆される。葉を切った苗の左側に植えた 2 株は、右側に植えた 2 株よりも抑制効果を多く受けた。風による影響があったかもしれない。

49

44
酸性雨による花弁の脱色原因
七尾高等学校� ����板尾�歩武、岩﨑�瑞生、梅本�彩由�
【目的】�
酸性雨は生態系の破壊や建造物への被害など環境に様々な影響を引き起こしている。酸性
雨の植物に対する直接的な影響の例には花弁の脱色があげられる。先行研究では細胞壊死によるアントシアン色素の溶出が原因として有力であるとされていた。本研究では、細胞壊死による色素の溶出という観点から花弁が脱色するメカニズムを解明することを目的に実験を行った。�
�【実験方法】�
＜実験１＞� 酸性溶液と花弁の脱色との関係�
桃色のフヨウ（��������� ���������）の花弁を用いた。�����、��� に調整した硫酸、酢酸、
塩酸と ����� の蒸留水を用いた。花弁をすり鉢ですりつぶして色素を抽出し、色素抽出液を得た。色素抽出液 ���� に酸性溶液を ������ 加え、写真を撮り、画像を色解析した。�
＜実験２＞� 花弁の細胞の破壊による色の変化�
三枚のフヨウの花弁を顕微鏡で観察した後に、一日凍結し、花弁を常温�����℃�で解凍した。
解凍後の花弁の色の変化を目視で観察したのち、顕微鏡で細胞の状態を観察した。�
＜実験３＞� 酸性溶液による花弁の細胞の破壊�
フヨウの花弁を細かく切り、顕微鏡で観察した。その後実験１と同様の酸性溶液と蒸留水を������ 加え、一日放置した後、顕微鏡で細胞の様子を観察した。�
�【結果】�
＜実験１＞�
画像解析によって調べたところ、蒸留水 ������ を加えた色素抽出液と酸性溶液を加えた全ての色素抽出液の間に大きな色の差はなかった。�
＜実験２＞�
花弁の色の薄かった部分が融解後には白くなった。濃かった部分は紫色になった。顕微鏡で観察すると、凍結前に比べると、融解後の細胞は形が崩れ、細胞間の隙間が大きくなった。�
＜実験３＞�
酸性溶液を加える前の細胞に比べると、酸性溶液を加えた後の細胞は形が崩れ、破壊されていた。しかし、蒸留水を加えた細胞は酸性溶液を加えた細胞ほど形に大きな変化は見られず、形を保っていた。�
�【考察】�
今回の３つの実験結果より花弁の脱色は細胞が破壊され色素が溶出することで起こり、自然界での花弁の脱色は酸性雨によって細胞が破壊され色素が溶出することによって起こっていると考えられる。今後は実験環境や条件をより自然界で降る酸性雨に近づけた実験を行っていきたい。�

50

45
ダイコンの部位によるイソチオシアネートの生成量の違いとその理由
大阪教育大学附属高等学校天王寺校舎�プルーフⅡ�
浦川朔太朗・梅田琴華・沖本二胡�
【目的】 ダイコンには辛み成分であるイソチオシアネートという成分が含まれている。
先行研究ではこの成分は上部と下部で生成量が約十倍もの差があるといわれている。それはなぜなのか、その理由を解明すべく本研究を始めた。�
【実験方法】�
右図の通り、ダイコンを３通りの方法で24時間、20℃で保存した。
Ⓐ下部を下にして保存する。
Ⓑ上部を上にして保存する。
Ⓒ�� 時間Ⓐの状態→８時間Ⓑの状態にして保存する。
�上・中・下に三等分し、さらにそれらを内と外にも分ける。�
上記の方法によって得られた各サンプルを江崎・小野崎比色測定量を用いてイソチオシアネートの生成量を測定する。�
【実験結果】�
右のグラフはⒶとⒷの内を比べたものである。�
このようにⒶは下になるにつれ多くなり、Ⓑは少なくなっていった。
このほかにもさまざまなⒶ

データを得ることができた。

Ⓑ【考察】⚫ 下部を下にした時間が短い順に、下部→中部→上部の順に生成量が多くなっている。
→内に関しては、下にした部位の方に順々に物質が移動するのではないか。
⚫ 上部を下にした時間が短い順にグラフの傾きが緩やかになっていく。→→外に関しては、下にした部位の方に物質は移動するが、内に比べて移動の速度が遅いのではないか。
【今後の展望】
イソチオシアネートはグルコシノレートとミロシナーゼが反応することで生じる。そのためどちらの物質が移動しているのかを確かめる必要がある。

51

46
イチゴ組織培養で発生する DNA 突然変異とカルスの変性
大阪府立園芸高等学校

バイオサイエンス科バイオ研究部
楢原妃莉【目的】イチゴ苗のバイテク技術による増殖は、成長点培養から再生した植物を試験管内で株分けのように分割していく。そこで私は、より効率的なカルス経由による大量増殖法について実験し、葉柄からのカルス誘導とカルスからの植物体再生の条件を明らかにした。しかし、カルスの増殖を図っても、褐変していくものが多く発生した。そこで、私はカルス状態の細胞が不安定で突然変異が多発し、細胞の失活が進行するのではないかと考え、その検証を以下の２つの実験で試みた。
実験１：DNA ダイレクトシーケンシングのエレクトロフェログラムシグナルの検証
実験２：カルス分割培養における経時的な状態変化の検証【実験方法】
実験１：イチゴ成長点再生植物体１株の葉身および葉柄から誘導された 2 個のカルスから全DNA を抽出し、cpDNA の matK 領域について PCR 増幅を行なった。得られた増幅 DNA を精製し、サンガー法による塩基配列の解析を行ない、解析の過程でオートシーケンサーから得られるエレクトロフェログラムの波形についてフォワード側、リバース側で同じ塩基置換の発生を示唆するシグナルの探索を行なった。
実験２：葉柄から誘導されたカルスを５mm 程度の切片に切り分け、緑色、白色、褐色の色
調別に培養を開始した。２週間毎に４週まで状態を観察し、色調の変化を確認した。
【結果】
実験１：葉身から抽出した DNA の matK 領域について F 側、R 側に重複して 704bp 分のシグナルが得られた。このうち、共通して塩基置換が示唆されるシグナルは検出されなった。一方、2 個のカルスについて 720 と 709bp のシグナルが得られ、F 側、R 側のシグナルを突き合わせた結果、２６ヶ所および１８ヶ所の塩基置換が示唆されるシグナルが検出された。
実験２：色調の変化を表１に示した。緑色のカルスは、供試 22 個全てが、４週間の間に白色または褐色に変性した。白色のカルスは、供試したほぼ半数はそのままであったが半数は褐色に変性した。褐色のカルスは、供試 25 個のうち 3 個だけ白色カルスを生成したが、残りは褐色のままであった。
【考察】
イチゴのバイテクを利用した増殖について、カルス経由をした場合、DNA 突然変異の発生が散見され、カルスそのもの
表１．分割継代時のイチゴカルス⾊調の経時的変化も変性が進行し失活していカルスの⾊調実験開始
くものが多発することが確
２週間後
４週間後
時カルス 植付け切かめられた。今後、カルス
⽚数
の⾊調
緑
⽩
褐⾊
緑 ⽩（⻩） 褐⾊経由の大量増殖を実用化し
緑⾊
22
12
4
6
0
12
6
ていくためには、突然変異発生を抑制するホルモン条
⽩⾊
20
1
10
9
0
9
11
件等について検討を重ねる
褐⾊
25
0
1
24
0
3
22
必要がある。

52

47
インビトロクローバーのよつ葉誘導に挑戦
ー各種植物ホルモン等への植物体の反応ー
大阪府立園芸高等学校

バイオサイエンス科

バイオ研究部

大原日菜子【目的】バイテク技術を利用した観賞用インテリアとしてインビトロプランツがある。私はインビトロで「よつ葉クローバー」を誘導できれば、付加価値のある商品開発になると考え、以下の３実験を行ない、その可能性について検討を行なった。
実験１：クローバー無菌播種培養培地の検討
実験２：培地に添加する植物ホルモンとその濃度がクローバーの形態形成に及ぼす影響
実験３：通常環境における実生成長点への植物ホルモン類の滴下が形態形成に及ぼす影響【実験方法】
実験１・・基本培地として１/２MS 培地を使用し、培地に使われるスクロースの糖濃度を0、0.75、1.5、３％の 4 区分に分け培地調整し、アンチホルミンで殺菌した種子を無菌播種した（実験１−１）。また、培地への添加糖としてグルコース、フルクトース、ラクトース、
澱粉を用いた培地を用い、無菌播種を行なった（実験１−２）。
実験２・・基本培地として１/２MS 培地スクロース 1．５％の培地を使用し、植物ホルモン類として、オーキシンから NAA と 2.4-D、サイトカイニンからカイネチンと BA、アブシジン酸、ジベレリン酸３、水溶性ビタミンであるビオチン、成長因子であるスペルミジンを0.01、0.1、1.0mg/L で調整し、0．２％ゲランガムで固化した。またホルモンフリーの培地を対照区として設け、各培地に１０粒、無菌播種をおこなった。
実験３・・種子をプラグトレイの播種用土で発芽させ、実験２で使用した植物ホルモンの100mg／L 水溶液を、子葉の展開直後から３日ごとに茎頂部に、１〜３回滴下した。その後の植物体の形態観察を行なった。
【結果】○実験１：スクロース濃度による発芽率の変動について 1.5％濃度がもっとも良好な発芽勢を示した。またスクロース以外糖は発芽の阻害はなかったが、発芽勢はスクロースに劣った。○実験２：無菌播種後３週目において、オーキシン、サイトカイニンおよびアブ
シジン酸添加培地で各植物体は、濃度に比例し胚軸および葉柄の伸長が抑制された。特にBA は、低濃度でも強く成長が抑制された。その他のジベレリン、ビオチン、スペルミジン
では明らかな影響はなかった。植物体の成長が良好な区分において四つ葉は発生していな
い。なお、３週目において成長が遅れ、本葉未展開の 2.4-D、カイネチンと BA の区分について観察継続中である。○実験３：カイネチン２回滴下、３回滴下の区分で滴下直後に枯死する実生が５反復中３反復で発生した。また、BA でも滴下直後に枯死する実生が１〜３回
滴下に前１５反復中４反復で枯死した。播種３週目の現在も本葉未展開の株があり、観察を継続中である。
【考察】クローバーは、オーキシンとサイトカイニンによく反応し、成長が影響されることが確かめたれた。とくに、サイトカイニンに対して感受性が高く、実験２において成長の抑制が、実験３においては枯死という現象で観察された。
今後、６週目まで観察し、発表会において詳細を発表したい。なお、生化学物質以外の光や温度など物理環境の影響について検討を行いたい。

53

48

植物乳液を⽤いた⾃然農薬の作成に向けて

⼤阪府⽴四條畷⾼等学校
窪⽥遥陽‧⼩櫻琉葦‧末廣真依‧千原綺夏‧⾼瀬凜‧塩⽥瑞⽉【背景‧⽬的】現在、⽇本では主に化学薬品を⽤いた農薬が使⽤されており、様々な危険性が考えられる。そこで我々は植物乳液という、特定の植物が有する、防⾍効果をもつ⽩い液体を⽤いて⾃然農薬を作成することにした。また、そうすることで農薬の選択肢を増やし、植物の新たな利⽤法を⾒出すことができると考えた。

【実験Ⅰ-Ⅱ条件】
左から図１ ２ ３ ４ ５ ６
A 材料:サツマイモ,レタスの芯
B 抽出時のエタノール濃度:5，15，35％
C 表⾯積:⼤(粗く切る),⼩(細かく切る)(図1- )【実験⽅法】《実験Ⅱ》(図６)《実験Ⅰ》(図５)⒈エタノールにレタスの芯を浸しテルペンを抽出*⒈ エタノールにAを浸しテルペンを抽出*⒉ 0.2％のテルペン溶液と蒸留⽔を約10m⽚ ⒉ 0.2％のテルペン溶液，蒸留⽔，エタノールを
約2m⽚のキャベツに散布のキャベツに散布⒊ 10枚ずつ並べダンゴムシを放ち1週間放置⒊ 2枚ずつ並べダンゴムシを放ち1週間放置⒋
キャベツの⾯積を画像解析ソフトImageJを⽤⒋ ⾷べられた箇所を⽐較し防⾍効果を確認
いて⽐較し防⾍効果を確認
参考⽂献によりこの⽅法でテルペンを抽出できたものとする。
【結果‧考察】
《実験Ⅰ》
《実験Ⅱ》
サツマイモ
［結果］
図７,８より、テルペンを散布したときの⽅が結果 テルペンを散布した⽅が⾷べられた。
蒸留⽔を散布したときよりも残ったキャベツ
考察 植物乳液に含まれる糖脂質のヤラピンがの⾯積の平均は⼤きかった。しかしその差はダンゴムシを引き寄せたのではないか。
僅かであった。
レタスの芯
結果 実験条件に関係なくテルペン類を散布し［考察］た⽅が⾷べられなかた 。
結果より､ダンゴムシの 摂⾷⾯積の⼤⼩でレタ
考察 レタスの芯にあるテルペンに防⾍効果がスの芯のテルペンに防⾍効果があるのかどうあるのではないか。
かが変わるのではないかと考えられる。
◎ ダンゴムシの普段の摂⾷⾯積が ⼤きい場合【展望】→レタスの芯のテルペンに 防⾍効果はない
ダンゴムシの⼀週間の摂⾷⾯積の測定、クロ◎ ダンゴムシの普段の摂⾷⾯積が ⼩さい場合
マトグラフーによるテルペンの存在確認、→レタスの芯のテルペンに 防⾍効果はある
実験⼿法の正確性の増⼤を⾏いたい。
,

,

,

,

,

*

[

]

[

]

[

]

[

]

図７,８

参考⽂献

農⼭漁村⽂化協会
⾃然農薬のつくり⽅と使い⽅ 植物エキス‧⽊酢エキス‧発酵エ
キス 農⼭漁村⽂化協会(2009)

:

.

54

49
藤の花の狂い咲きの原因は何か？� � � � � �～令和 � 年 � 月の和歌山市海南市での豪雨との関連性について～�智辯学園和歌山高等学校� 科学部�青木梨衣奈� 打越紘太� 原宗謙�【目的】…昨年、学校の校庭の藤棚で通常咲かない時期である � 月に花が咲いた。�� � � � � この「狂い咲き」では例年の何倍もの花がさいた。�
� � � � � 私達はそのことに驚かされ、狂い咲きの原因を突き止めるため、�
調査することにした。�
�【実験方法】…学校内で藤の狂い咲きの実態を調べるために観察し、花房が確認された位置を�
地図（図１）に記録した。�
� � � � � � � 過去１０年分の気象庁のデータを用いて、狂い咲きと関係していると推測した�
（気温、湿度、日照時間、降水量））から検証を行った。�
４つの気象条件（
�【結果】…気温、湿度、日照時間のデータからは例年との顕著な違いを捉えられなかったが、�
月別の降水量のデータより、昨年の６月上旬の降水量（図２）は例年よりも非常に�多くなっている箇所が見られた。�
また ���� 年は過去 �� 年と比較すると、著しく降水量が多い年であるとわかった。�
�【考察】…藤の大量の狂い咲きの原因について３つ考えた。�
� � � � � � つ目に気象庁のデータより狂い咲きが起こる１か月前に昨年だけ起こったのは�� � � � � 降水量が著しく増えたということだけであった。�
� � � � � そのため狂い咲きに関係あるとされている物理的刺激が大雨であった可能性があると�わかる。�
� � � � � � つ目に今回は調査できていないが、昨年の本校の藤が何らかの理由で咲くべき � 月に�� � � � � 咲き損ねた藤の花がたくさんあったのではないかと考えた。
� � � � � 3 つ目に気温や雨などのデータ以外の条件で狂い咲きが起こったとも考えられる。
� � � � � 藤の花が咲く前に特定の昆虫の影響が見えないところで起こっていることや� � � � � 大気中の汚染物質の影響が起こっていることも考えられる。

� � � 図１� 智辯学園和歌山高校の校舎と� � � � � 図２� 昨年 6 月上旬の降水量の� � � � � � 狂い咲きの位置� � � � � � � � � � � � � � 気象庁のデータ

55

50
アクネ菌�Propionibacterium acnes�に対する�
乳酸菌�Lactobacillus�・ビフィズス菌�Bifidobacterium�の抗菌作用について�
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�
小村� 杏菜・岡垣� 春子�
【目的】
高校生を悩ませるニキビについて「肌に乳酸菌を塗るといい」とウェブ上で見て興味を持った。そしてヨーグルトを使って乳酸菌・ビフィズス菌がアクネ菌を抗菌するか検証した。
【実験方法】
�Ⅰ�� 基礎実験は 3 つ行った。①乳酸菌・ビフィズス菌とアクネ菌の培養。乳酸菌・ビフィ
ズス菌はホエーを Difco M17 Agar 培地で、アクネ菌は綿棒で小鼻をこすり採ったもの
を GAM 培地で 35℃、24 時間培養した。②顕微鏡による形態の観察・過酸化水素水の発泡作用・グラム染色等で同定した。③各々の菌が互いの最適培地で育成できるか確認した。
(Ⅱ�� 本実験では 0.17 %ヨーグルト、アクネ菌水を原液とし、原液の乳酸菌・ビフィズス菌と 101～108 倍に希釈したアクネ菌を混合したものと、アクネ菌のみをそれぞれ培地に撒き、24 時間後コロニー数の平均値で比較した。
【結果】(Ⅰ)� ①培養できた(図)。②過酸化水素水をかけるとアクネ菌のみ発泡した。形態の観察とグラム染色の結果を図に示す。③培養できた(図)。
(Ⅱ)� 結果を表に示す。標準偏差を考慮し、10６希釈以下に着目すると試行回数 5 に対し、効果ありが 4 回みられ、80%の確率で抗菌された。
表．混合とアクネ菌のみを培養したときのコロニー数の比較�

図．上段左から右に、アクネ菌、乳酸菌・ビフィズス菌のコロニー（肉眼）、下段左から右に、アクネ菌、乳酸菌・ビフィ

ズス菌の形態とグラム染色陽性（×600）�

【考察】
乳酸菌・ビフィズス菌 1 に対してアクネ菌 106 希釈以下で抗菌効果が見られた。
原因は、①乳酸・酢酸による生育環境の酸性化。②乳酸菌が生み出すバクテリオシン。③
ビフィズス菌が生み出す酢酸の強い殺菌作用が考えられる。ヨーグルトの種類を変え、実験を重ねた結果、ビフィズス菌入りヨーグルトを使用した時に効果が見られたため、③の影響が強いと思われる。また、0.17 %ヨーグルトの pH が 7.3 であったことから培養中に酸性に偏ると見られ、①についても可能性はある。今後、実験を重ね原因と効果について研究していきたい。
【参考文献】
菌の絵本� にゅうさん菌,農山漁村文化協会,株式会社東京印書館，https://www.mcsg.co.jp/kentatsu/health-care/26684

5651
樽�����状態のクマムシ������������が復活する�
スクロース溶液の濃度について
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�
平野� 樹輝・安井� 志織�
【目的】クマムシは体内の水分量が 3 %以下になるとさま
ざまな環境ストレスに耐える事ができる樽(tun)状態(図上)と呼ばれる形態となる(以下、樽状態とする)。若林(2014)によると、樽状態のクマムシをスクロース水溶液に加えると、水溶液中で復活する個体(図下)が現れたという結果が出ている。そのため本研究では、どの程度の濃度のスクロース水溶液中であれば樽状態のクマムシが復活することができるのかを調べるために以下の実験を行った。
【実験方法】
1. ろ紙の上にベールマン装置で採集したクマムシを置き、自然乾燥させて樽状態にする。
2. 各濃度のスクロース水溶液を準備し、樽状態のクマムシに加え、水溶液中でクマムシが活動状態
�図�クマムシの様子�
へ戻ることが可能な濃度を測定した。
×150�上�� � ×40�下��
【結果】3〜10 %の濃度の水溶液でも実験を行ったが、全ての個体が復活しなかった。そのため、復活が確認された 0.6〜1.5 %の水溶液での結果を以下の表に示す。
(表)スクロース溶液の濃度・浸透圧とクマムシの復活時間
濃度(W/W％)

1.5

1.3

1.1

1

0.9

0.8

0.7

0.6

浸透圧(mOsm/L)

44

38

32

29

26

23

20

17

復活したか

△

×�

×�

×�

○�

○�

○�

○�

復活までに要した時間（分）

※

－

－

－

26

28

24

14

試行回数

3

1

1

1

1

1

1

1

※復活した個体 2�19 分、26 分�、復活しなかった個体 1� �【考察】浸透圧がクマムシの復活を阻害する要因と仮定すると、スクロースの濃度が高い間は、クマムシの体内の水分が濃度勾配に従い体外へと放出されるため樽状態を維持し続けており、スクロースが 0.9 %以下の低濃度になると、濃度勾配による水の移動が入れ替わり樽状態からの復活が可能になると考えられる。今後、この結果が浸透圧の性質により得られたものであるかを確認するため、他の溶液なども用いて実験を行い、考察を深めていきたい。
【参考文献】
1)「クマムシの休眠状態に対する有機溶媒の影響」(若林果菜子)2014
https://www.science-academy.jp/showcase/13/pdf/P-097_showcase2014.pdf

57

52
地衣成分由来の植物生長促進因子の発見�
京都府立嵯峨野高等学校� 生物ラボ�德重� 蒼太・今口� 遼介�
【目的】
地衣類は身近に存在する生物でありそれぞれ特異な地衣成分を含有していることが知られている。一方でその成分にどのような作用があるのかは未だ知られていないものも多い。本研究では校内で採取した 2 種の地衣類(図 1)から成分を抽出して、それぞれどのような作用があるのか植物の生長に対する作用

�図 ��採取した地衣� �左�ジョウゴゴケ�
（右）木上の地衣類�を分析した。
【実験 1】採取した地衣類抽出物の植物生長促進効果の検討
校内から木に付着していた地衣類と土に付着していた地衣類を採取し、アセトンで 24h 成分抽出を行った。抽出物を用いてサンドイッチ法
にて抽出成分の植物種子に対する生長作用を検討した。
【実験 2】抽出物の TLC の展開
� 地衣抽出物から植物生長促進を行っている物
質を単離するために展開溶媒(ヘキサン:エーテル:
ギ酸= 5 : 4 : 1 )の割合で作った展開溶媒を用いて TLC で展開し、UV(245 nm,365 nm)、ヨウ素で発色させた。

�図 ��抽出物による生長促進の違い�

【結果】
木に付着していた地衣由来の成分に根長促進作用が見られた(図 2)。一方、土由来の方に有意差は見られなかった。それぞれの成分を TLC を

�図 ��各方法による展開の結果�

用いて分析した結果、複数のスポットが確認された(図 3)。
【考察】
� 木由来の地衣類から根長生長促進作用が見られた。一方で地衣類だけでなく木片も多く含んでいたのでこの成分が木皮由来の可能性も考えられる。また具体的にどのような物質が根長生長作用があるのか同定し、そのメカニズムを解明したい。
【参考文献】
1)山本好和(2022), 図説 地衣学講義, pp3-5, 三恵社

58

53
花弁は葉と同じくらいビタミン C を合成・蓄積する
長尾谷高等学校横川

暖【目的】私たちヒトにとってのビタミン C（VC）の摂取源は植物である。植物は、特に葉で VCを高濃度に蓄積し、強い光から細胞を保護する。その濃度は種によって異なるが、少なくとも 2 µmol/gFW 以上であると報告されている。果実の VC 濃度も多様であるが、種によっては
VC をほとんど含まないものがある。また、根の VC 濃度は葉よりも著しく低い。このように、VC の要求量は種や器官によって大きく異なるが、上記以外の器官や組織における情報は限られている。さまざまな器官や組織で VC の代謝や機能を調べることは、新たな生理作用や利用価値の発掘につながると期待される。限られた先行研究から、花弁は VC を含むことが示されているが、その多様性や普遍性、花弁における VC 合成はまったくの不明であった。そこで私は、花弁における VC の存在、合成および意義を理解することを目的として、さまざまな植物
種の花弁と葉における VC 濃度および生合成能力を比較解析した。
【実験方法】園芸店から、プリムラ、シクラメン、ゼラニウム、オステオスペルマム、ヒマワ
リ、アネモネ、ルピナスおよびニチニチソウを購入した。これらと、島根大学で栽培しているキシツツジから、花弁と葉を採集した。また、キシツツジのめしべ、おしべ、がくおよびネ
クターガイドも採集した。各サンプルの VC 量を、液体クロマトグラフィーを用いて測定した。
さらに、定量的 RT-PCR 法により、VC 生合成遺伝子の転写を調べた。

Total ascorbate content in petals (µmol g-1 FW)

20【結果】花弁の VC 量は多様であったが、Spearman rank correlation coefficient = 0.75
18
p < 0.001
もっとも低い値が約 2 µmol/gFW（葉と16同じ）であった。キシツツジにおいて、Primula
14
Cyclamen
花弁、めしべ、おしべの VC 量はほとん
Anemone12
ど同じであり、花組織は高濃度の VC を
Lupine10含むことが示された。興味深いことに、Geranium
8
葉と花弁の VC 量には有意な相関性があ
African daisy
6
Azalea (light)
り、葉の VC 量が多い種は花弁にも高濃4Azalea (shade)
度の VC を含むことがわかった。ヒマワ
Sunflower
2リの花弁と葉では、VC 生合成遺伝子がPeriwinkle
0
同程度に転写されることがわかった。ま
0
2
4
6
8
10 12 14
16 18 20
Total ascorbate content in leaves (µmol g FW)
た、ニチニチソウの花弁と葉に VC 生合成の前駆体を処理したところ、どちらの組織でも著しい VC レベルの増加が認められた。
-1【考察】花弁における VC 濃度は種によって多様であるが、どの種でも普遍的に高いことがわ
かり、この組織における VC の重要性を示唆した。また、花弁は自ら VC を合成することが強く示唆された。葉と花弁の VC 量における興味深い正の相関性から、これらの器官における VC
量の協調的な制御機構の存在が考えられた。

59

54
ヤエヤマヒルギの葉のナトリウムイオン濃度計測
鳥取県立鳥取西高等学校
松井

雅・中

西表島マングローブ調査班

秀太郎・小林

菫・村上

いろは

【目的】
沖縄県西表島にはオヒルギやヤエヤマヒルギ等のマングローブ群落が存在する。これらの葉では、根から吸い上げた塩分を一部の細胞に集積し、多量に塩を集積した葉を落葉させることで、植物体から塩を排出する。この時の細胞レベルでの耐塩性機構については様々な研究が進められているが、これらは高度な実験機器を用いた専門的な研究であり、高校生計測実
験することは難しい。一方で、黄変した葉と緑葉のナトリウムイオンの違いや、生育場所による違いなどを簡便に知る手法など手つかずの部分も多い。そこで本研究では西表島に分布するヤエヤマヒルギの葉に含まれるナトリウムイオンを手持ちの測定器で測定することが可能かどうかを検証する実験を行った。また、①緑葉と黄葉の比較 ②葉の中央葉脈部と葉身部の比較 ③1 本の木の上部と下部の比較で、ナトリウムイオン量の違いの有無をみた。
【実験方法】
2023 年 9 月 5 日から 9 月 7 日、沖縄県西表島の船浦湾に生育するヤエヤマヒルギの葉を採取した。その際、木の上部３カ所から緑葉と黄葉を各 10 枚、下部からも同様に各 10 枚、合計 120 枚の葉を採取した。採取した葉は、表面を蒸留水で洗浄し、葉の大きさ、湿重量を計
測後、葉脈部と葉身部に分けて小型粉砕機で粉砕し、粉末化した試料の湿重量を計量し、その 9 倍量の蒸留水を加えた懸濁液を作成した。懸濁液を小型ナトリウムイオン計（堀場製作
所 LAQUAtwin Na-11)で測定し、測定値の 10 倍値をナトリウムイオン濃度とした。
【結果】ナトリウムイオン濃度比較では、緑葉より黄葉の方が有意に高い濃度となった。樹木の上部と下部の明確な違いは見られなかったが、葉脈部と葉身部の比較では、ほぼ全ての葉で、葉身部が高い結果と
なった。
【考察】
緑葉と黄葉のナトリウムイオン濃度は、過去の文献にみられる結果と同等の値であり、本実験の簡便なナトリウムイオン測定手法は高校生だけではなく、小中学生でも実施可能な方法であると考えられる。
本実験における、葉脈部と葉身部のナトリウムイオン濃度の差は、通導組織葉を通って葉身の細胞内にため込まれた結果と推測することが出来る。一方で、本実験の方法は、葉の重量に対する割合であることを考慮する必要があり、実際に葉脈の通導組織内や葉身の細胞内のナトリウムイオン濃度を示しているかどうかを絞り汁で比較する等さらに研究を進めたい。

60

55
塩ストレスによる水耕トウモロコシのムシゲル分泌量の変化�
帝塚山高等学校� グローバルサイエンスキャンパス����プログラム�
金山�紗弥�
研究指導� 小山�竜平（神戸大学大学院�農学研究科）�
【目的】�
ムシゲルとは維管束植物の根冠部から分泌される不溶性の粘液物質である。根冠の保護、根の乾燥防止、根を伸ばしやすくするための潤滑剤等、植物体の健全な成長に欠かせない物質
であり、外部からの刺激を感知し分泌量を調整していることが分かっている。私はこのムシゲルの働きに着目し、環境ストレスによって植物体の生長が阻害された場合のムシゲルの分
泌量はどのように変化するのか、という疑問を持った。そこで本研究ではトウモロコシの水耕栽培において塩ストレス条件下でのムシゲル分泌量の変化を観察した。�
【実験方法】�
トウモロコシ（ロイヤルデント����2�5）を�5�日間（25℃）の発芽～育苗し、�、5�、���、
�5�ｍ��の����を加えた水耕栽培養液（園試処方��2）に定植した。所定温度の空間内での水耕容
器にて�日間の水耕栽培をした後（図１）、生育調査とムシゲルの分泌量測定をおこなった。分泌量の測定は、サンプリングした根を界面活性剤入りの�����に薄めた墨汁に入れムシゲルを視覚化し、実体顕微鏡で観察した。栽培光は白色���を用い、光量�5�μ����㎡��、�2��日長とした。�
【結果、考察】�
����濃度が増加するとムシゲルの分泌量が減少することが分かった（図２）。塩ストレス下のトウモロコシにおいては、根冠部のムシゲルの分泌が阻害されることによって、植物体の生長抑制に影響している可能性が示唆された。したがって、ムシゲルの分泌を人工的に調節できれば、ストレス条件下でも大きく、健全な作物の栽培が可能になるのではないか、という発展的な問いを考えている。本研究を踏まえて、温度ストレスなど他のストレス環境下や異なる植物種ではどのようにムシゲル分泌量が変化するのか実験を進める予定である。�
�
�
�
�
�
�
�
（図１）塩ストレス条件での水耕栽培後のトウモロコシ（室温��℃）�
左から��������、5�ｍ�、���ｍ�、�5�ｍ�。スケールバー：�����

�（図２）根冠部の顕微鏡観察。先端部の墨汁に染まっていない部分がムシゲルである。�
左から��������、5�ｍ�、���ｍ�、�5�ｍ�。スケールバー：�㎜�※本研究はJSTグローバルサイエンスキャンパス� の支援を受けて行った。�

61

56

・

カフェインとアルコールがゼブラフィッシュに与える影響・
高槻高校 2 年・ 辻岡桜・ 藤村寧音・ 堀江侑以・
背景・勉強する時に眠気覚ましや集中力の向上を目的としてカフェインの含まれるコーヒー、エナジードリン
クといった飲料を飲む生徒は多い。反してアルコールは過剰に摂取すれば脳が委縮し集中力の低下につながることが知られる。そこで、カフェインを摂取して勉強することは摂取せずに勉強するよりも効率的なのか、またアルコール摂取の上での学習は非効率的なのか調べるためこの研究を始めた。・
目的・
モデル生物であるゼブラフィッシュにおいてカフェイン・アルコールを摂取させた個体群と通常の個体群(以下コントロール群とする)に電気刺激を用いた教育方法を試し、より効果的な学習方法を明らかにすること。・
実験手順・方法・①ゼブラフィッシュに対する効果が明確なカフェイン水溶液・アルコール水溶液の濃度決定を行う。・②カフェイン・・アルコールの摂取によりゼブラフィッシュの活動量がどのように変化するかを調べた。①で決定した濃度のカフェイン水溶液・・アルコール水溶液・ 、飼育用水槽の水が入った 3 種類のビーカー内にゼブラフィッシュをそれぞれ 15 分間泳がせた。その後、水を入れた水槽を 1cm 方眼紙の上に置き、同じ個体をそれぞれ 1 分間泳がせ、その間にゼブラフィッシュが方眼を移動した回数を数える。・③②と同様にして 3 種類のビーカー内にゼブラフィッシュを泳がせた後以下の実験を行う。・
ⅰ赤色側は何もせず緑色側にのみ電気刺激を与え、«赤側が安全、緑側が危険である»という学習をさせる。・
ⅱ同じ個体を用いて両側に電流を流さず、学習能力や行動にどのような変化がみられるのかを調べる。・
結果・▪

実験①より、最適な濃度をカフェイン 0.018%、アルコール 0.75%とした。以下これを用いた。・▪

カフェイン群はコントロール群に比べて学習能力が大幅に低下した。・▪

アルコール群もまたコントロール群に比べて学習能力が低下した。・

・
62

57
シミのフンが植物の発芽・成長に与える影響�

高槻高等学校� 課題研究生物班�
長谷部源太郎� 山森聡太� 箕牧英輔�

【目的】
】�

シミのフンが植物の発芽・成長を抑制させるのかを検証する。本や衣類を食べる害虫として知�られているシミが、人間に利益をもたらす働きをすることもあることを明らかにする。�
�】�
【実験方法】① シミ��������������������のフン �� を水 �� に溶かした水溶液を入れたビーカー� つと、水�� を入れたビーカーを � つ用意する。それぞれ � つずつを � 週間 ��℃に設定した電子恒温庫で保管し、菌や微生物の繁殖を促す。� つのプランターに鹿沼土と赤玉土を ��� の割合で混ぜたものにカブ���������������������������の種子を � 粒ずつまき、それぞれの水溶液を����� 与える。� 週間後の長さを調べる。�
② 実験①の結果が起こった原因を調べるため、シミのフンの菌に着目し、シミのフンの菌を採取し、寒天培地一面に広げ、�� の水に溶かしたものと、ゴキブリのフンで同様に行ったものと、水を用意し、実験①と同様に成長を調べる。�
� �
】�
【結果】

実験①��水、� 週間 ��℃で保存した水、シミのフンについては、大きな差は見られなかったが、�

週間 ��℃で保存したシミのフンを与えたものは他と比べて、成長していない。�

�
実験②�ゴキブリのフンを与えたものは水と比べてあまり成長しなかった一方、シミのフンを与えたものは他よりも成長した。�

�
】�
【考察】

� ほぼ全てのカブが発芽したので、発芽を抑制させる効果があるとはいえない。成長の抑制については、��℃で保存したものでは成長が阻害されており、細菌や微生物が関わっている可能性を指摘できる。だが、菌だけを水に溶かしたものが成長を抑制しているような結果は得られず、むしろ成長を促進しているかのような結果になった。実験①の結果の原因を特定するため、シミの腸内細菌を観察�ゴキブリと比較�したところ、シミにだけ見られた楕円型のものがあったので、それが関係しているのかもしれない。また、セルラーゼは検出されなかった。�

63



58

プラナリアの環境適応性�高槻高等学校 � 年�
清水更紗� 中小路和奏� 服部結月� 村田悠華�

� � �

�目的��
プラナリアは淡水から 4 倍希釈の海水までは生存が可能であるという先行研究があり、浸透圧調節機能を有していることが分かっている。そこで糖類にも同様の結果が得られるのかを調べたいと思った。�

�
実験 �：様々な糖類に対する反応��実験方法��
実験 ����������� と ���������� のフルクトース・グルコース・ガラクトース・スクロース・マルトース・ラクトース溶液を用意してシャーレにそれぞれの溶液 ��� とプラナリアを � 匹ずつ入れて様子を観察した。�
�結果��
濃度別で比較すると、濃度が高いほうが個体数の減少がはやく低い方が遅いという結果になった。物質別に比較すると、��������� グルコースは � 日後に全滅したが、その他の物質に大きな差は見られなかった。また、グルコース溶液に入ったプラナリアは観察のためにピンセットで少し触れるだけで切れるなど、他とは異なる結果が得られた。�
�考察��
グルコースのみ他と違う性質を示したことについて、単糖類の分子量は全て等しいため浸透圧が関係したわけではな
く、また糖類はすべて有機物でありすべての物質が還元性を示すため還元性が影響したわけではないということから
その他の原因が考えられる。そこで、私たちは � グルコースは解糖系の出発物質であることがプラナリアの生死と関係しているのではないかと考え、グルコースに焦点をあてて実験 � を行った。�
�
実験 ��グルコースに対する反応��実験方法��
������� のグルコース � 種類���グルコースと ��グルコース�の溶液を用意して実験 � と同様に観察した。�
�結果��
濃度別で比較すると濃度が高い方が個体数の減少がはやく、� グルコース溶液のプラナリアは � 日後に全滅したのに対して � グルコースは � 日後以降も全滅はしなかった。また、� グルコース溶液では � グルコース溶液のプラナリ
アで見られたようなピンセットで触れるだけで切れてしまうというような事は見られなかった。�
�考察��
��グルコースと ��グルコースで異なる結果を示した理由は２つの可能性が考えられる。可能性の１つ目は、プラナ
リア自身の呼吸で発生した二酸化炭素によって �� が低下したということだ。しかし実験は溶液を除いて全て同じ条件で行ったため、グルコースのみ違った性質を示すことの説明はつかない。２つ目の可能性はクエン酸回路によって生じた補酵素の影響だ。グルコースは解糖系の出発物質であり酵素によってピルビン酸に変化してからクエン酸回路
で酸化され、この酸化される過程で還元型補酵素である ����、����� が生成される。この補酵素が細胞内に蓄積することでさまざまな物質を還元しグルコースのみ異なった性質を示したということが考えられる。�
�
�今後の展望��
実験後の溶液の �� を調べたり、プラナリアが代謝によって死んでしまったのかを確かめるために、クエン酸回路のそのほかの中間生成物の溶液での実験を行い、また、プラナリアは体内で二糖類から単糖類を生成できるのかなどの検証も行いたいと思う。�

64

59
ニンニクとワサビによる抗菌効果
高槻高等学校�畑� 朋花�
�【目的】�
ニンニクが元来持っている抗菌作用を、長持ちさせたり効能を高めたりする。�
��
【実験方法】�
① ニンニク �� に対して水を ���� 加えたもの、わさび �� に対して水を ���� 加えたもの、
���の酢酸水溶液�����������を用意し、それぞれを割合を変えて混ぜ合わせる。�
② 大腸菌を ������ 塗り広げた寒天培地の上にろ紙を置き、ろ紙の上に用意した溶液を������ ずつそれぞれ垂らす。�
③ ろ紙の周りにできる阻止円の様子を観察する。�
�
�
【結果】�

� �
�
�
�
【考察】�
・わさびを使った場合、阻止円をあまり観察することが出来なかったのは、使用したわさび
チューブに長期保存の為の糖類が含まれていたからだと考えられる。�
・ニンニクはわさびチューブに含まれている糖による菌の繁殖を抑えると考えられる。�

65

60
イネもやしの総可溶性タンパク質量に与えるクラゲ溶解液の効果
東北大学科学者の卵養成講座+グローバルサイエンスキャンパス(GSC)広島
岡崎百花 1,2、杉尾花音 1,3、春原美咲 1,4、木村知美 1,5、菊池涼汰 1,6、津川真央 7,8（1 東北大学科学者の卵養成講座、2 東京学芸大学附属高、3 渋谷教育学園渋谷高、4 横浜
サイエンスフロンティア高、5 古川高、6 一関第一高、7GSC 広島、8 福山誠之館高）【目的】近年、畜産業において、抗生物質の大量使用に起因する多剤耐性菌の出現が問題となっている。そこで、抗生物質に変わる新たな治療法として、植物を利用して生産した抗菌タンパク質の利用が期待されている。植物を用いる利点として、安価に生産できる点が挙げられるが、植物工場の電気コストがその利点を軽減してしまう。その解決策として、暗所での栽培が考えられる。暗所は植物の生育に不適であるが、イネもやしは明所と等量のタンパク質を生産すること、肥料の添加でタンパク質量が増加することが報告されている。本研究では、暗所で生育したイネ実生の総可溶性タンパク質量を増加させる窒素源を探索し、特に近年大量発生し漁業への影響が問題となっているクラゲが、肥料の代替品として利用可能かどうか調べた。
【実験方法】イネ（品種：日本晴）を使用した。窒素源として MS 培地（無機体窒素）、N6培地（無機体窒素）、AA 培地（アミノ酸）、ミズクラゲ溶解液を用いた。ミズクラゲは福山
市沿岸で採取し、自然溶解させた後、濾過滅菌した。濾紙を 1 枚敷いたシャーレに培地等を5mL 入れ、 イネの種子を播種し、明あるいは暗条件で 28℃で育成した。所定の日数後、実生各 5 個体を 1 個体ずつ液体窒素で凍結、粉砕し、TBS を加えてさらにすり潰し、総可溶性
タンパク質を抽出した。タンパク質濃度は BSA を標品としたブラッドフォード法で測定した。タンパク質の電気泳動は SDS-PAGE で行い、ゲルを CBB で染色した。
【結果と考察】MS 培地、N6 培地、AA 培地では、MS＞N6＞AA の順で総可溶性タンパク質量が多いという結果が出た。このことから、有機体窒素（アミノ酸）より無機体窒素の方がタン
パク質量増加効果が高いと考えられる。クラゲ溶解液に関しては、濃度が 20％までであれ
ば、加えない場合よりタンパク質量が増加したが、60％を超えるとタンパク質量の増加が見られないか、逆に減少した。クラゲ溶解液には海水と同程度の塩が含まれていると考えられ、塩害の影響がクラゲの成分による効果を上回ると考えられた。現在、耐塩性品種
Pokkali を用いた実験を進めている。
【謝辞】この研究は、JST 次世代科学技術チャレンジプログラム、JST グローバルサイエン
スキャンパス、三菱みらい育成財団の支援を受けて行った。

66

61
植物間コミュニケーションによるダイズの生育の変化

栃木県立那須拓陽高等学校� 生物工学科�
佐藤煌鷹・森谷生�
�【目的】・・・・ダイズは特定の植物種と混植すると生育旺盛になるが、その理由は明らかになっていない。植物が放出する匂いを介した植物間コミュニケーションがダイズの生育に影響を与えていると仮説を立て、実験室および圃場を用いて、匂いによるダイズの成長を調べた。�
【実験方法】�
□室内実験・・・���混植条件� 試験管にダイズとレモンバジル、ペパーミントを無菌で播種後、�� 日間栽培����匂い暴露実験� 試験管にダイズを無菌で播種。別の試験管に匂い源植物（レモンバジル、ペパーミント、サツマ苗）を用意。２本の試験管をつなぎ匂いを暴露����精油実験� 滅菌した三角フラスコ内で、����� のレモンバジル精油をダイズに暴露。�
� □圃場実験・・・ダイズを圃場に定植し、その周辺にポット植えのレモンバジル、さつま
株を配置し、匂いを暴露させた。��
【結果】�
□混植実験�
□匂い実験���� � ｇ�� � � � ｇ�

�

�
�
�

**

*
*

�������������������������������� 検定��

�
�
�
�

�������������������������������� 検定��

**

*

�

�
�

�
�

レモンバジル混植がダイズのみに比べ２．５倍の重さ�

ペパーミント匂いがダイズのみに比べ４．３倍の重さ�

□精油実験�

□圃場実験���� � g�� � ｇ�

�
�
�
�

�
�
�
�

�������������������������������� 検定��

*

�
�
�

�

�
�

ダイズにレモンバジル、さつま苗の匂いで収量 ��� 倍���リモネンが平均 ���ｇ一番重さ�

【考察】�
室内実験では、ダイズはレモンバジル・ペパーミント・さつま苗の匂いを暴露することで生育が促進した。圃場実験でもレモンバジル・さつま苗の匂いを配置すると収量が上がった。
クサギカメムシを匂い源とした実験結果も併せて報告する。本研究結果から、匂い暴露がダ
イズ株の成長に及ぼす影響について考察する。�

67

62
ゲノム編集によるラッカセイ低アレルゲン化に向けた取り組み
奈良県立青翔高等学校
氏名

益田理陽奈

【目的】
ラッカセイ（落花生、ピーナッツ）は私たちの健康にさまざまな手助けしてくれる効果を持つ。たとえば、悪玉（LDL）コレステロールを抑制する作用が報告されている不飽和脂肪
酸や、体の組織を作るのに欠かせないタンパク質を豊富に含んでいる。しかし、落花生アレ
ルギーはアナフィラキシーショックなどの命に関わるような深刻な症状を引き起こす傾向が高い。そこで、アレルゲンの原因遺伝子として特定されている Ara h2 の遺伝子配列を改変することで、低アレルゲンのラッカセイが作れるのではないかと考えた。しかし、ゲノム編
集ラッカセイ植物体を作出するためには、形質転換・再分化のプロセスに長い時間が必要となる。本研究では、２種類のラッカセイ（おおまさり、半立）に対し、アグロバクテリウム
リゾゲネスを用いてゲノム編集発見ベクターを導入した毛状根を誘導し、設計した CRISPRCas9 発現ベクターにより標的遺伝子に変異を導入することができるのかを毛状根レベルで明らかにすることを目的とする。
【実験方法】
ゲノム編集(CRISPR-Cas9)発現ベクターを構築するため、ゴールデンゲートクローニング
により gRNA 配列を環状 DNA に挿入し、大腸菌形質転換を行った。形質転換された大腸菌のコロニーからプラスミドを抽出し、サンガーシークエンス解析により、正しくベクターが構築されたか確認した。ゲノム編集発現ベクターをエレクトロポレーション法によりアグロバ
クテリウムリゾゲネスへ形質転換した。無菌発芽したラッカセイの葉に形質転換アグロバク
テリウムリゾゲネスを感染させた。感染部位から発現した毛状根は CRISPR-Cas9 発現ベク
ターの導入により標的遺伝子への変異導入が期待される。作出した毛状根を PCR、サンガー
シークエンスにより解析を行った。
【結果】
PCR 解析の結果、半立において遺伝子への変異導入の可能性のあるバンドが確認された。
一方、おおまさりではゲノム編集されていないサンプルと同様のバンドが確認された。サンガーシークエンス解析の結果、標的 Ara h2 遺伝子への変異導入（塩基欠損）が確認された。
【考察】
複数の gRNA を使用することで比較的大きな塩基の欠損の導入が起き、ラッカセイ（半立）の毛状根においてゲノム編集に成功したと考えられる。今後は、毛状根で遺伝子の変異導入に成功したため、低アレルゲン化の効果を確認する。

68

63♪鳥もが色にだまされていく� 構造色で擬態の果実�～ヤブミョウガのだまし種子散布～�
白梅学園高等学校� 自然科学部�
（２年）廣田陽世・山本美璃・髙﨑優嘉・山﨑すず・（１年）牛尾美玲�
�【研究のきっかけ】�
� 夏に「光る海藻」の研究を行った際、海藻が構造色（色素では�
ない発色）を持つことが発見できた。陸上植物で構造色を持つも�のとして、林床の草本であるヤブミョウガ（���������������）�
の果実があると知り、構造色と種子散布の関係に興味を持った。�
【目的】�
� 以下の２つの点を解明することを目的とした。�
� ①：果実が構造色を持つことは、種子散布において生態的意義（利点）があるのか？�
� ②：種子を散布するのは、鳥か？アリか？（文献調査したところ未知であった）�
�【実験方法】�
� ①：果実の特徴…大きさ，質量，種子数，水分含有量，果皮分光反射率，含まれる色素，�� � � � � � � � � 果実・種子破砕による影響などを調べた。�
� ②：種子散布…・植物体を模した模型を作り、鳥による果実の持ち去りを調べた。�
� � � � � � � � ・アリの野外巣（クロヤマアリ）と室内の人工巣（ｸﾛﾔﾏｱﾘ＆ｸﾛﾅｶﾞｱﾘ）の周りに果実・種子を置き、巣内への持ち込みを調べた。�
【結果】�
①：果実の特徴�� � ・大きさ約 �ｍｍ，質量約 ��ｍｇ、その中に ��±� 個の硬い種子を含んでいた。�
� � ・果実には ���％（地表），����％（枝上）ほどの水分しか含まれていなかった。�� � � ・果実には果肉・色素は含まれず、果皮は構造色によって青紫～水色を呈した。�
� � � ・果皮の分光反射率を測定したところ、青紫の時よりも時間が経った水色の方が、�
紫外線の反射率が上昇していた。�
� � � ・鳥の砂のうでの消化を模して、種子を砂の中で磨砕したが破壊されなかった。�
� ②：種子散布の観察�� � � ・鳥による果実の持ち去りが観察された。�
� � � ・アリは野外・室内とも巣内への果実の持ち込みはしなかったが、種子の持ち込みは行った（野外では１１月まで）。散布距離は非常に短かった。�
【考察】�
・ヤブミョウガは林床の環境では十分な光合成ができないので、果肉・色素にコストをかけず、構造色で林床内でも目立つ（特に水色では鳥に見える紫外線をより反射している）。�・漿果（�����：果粉�ﾌﾞﾙｰﾑ）を持つ）に擬態することで、熟して美味しそうな果実に見せて鳥をだまして種子散布をしていると考えた。また、多くの果実がなくなる冬にも腐らず長期に残っていることも、種子散布において利点となっているのではないか。�
・実際にどんな鳥が果実の持ち去り（種子散布）をしているのかは、現在も観察中である。�
� ポスター発表時に報告したい。果実から出た種子はアリが近距離散布することができる。�

69

64
校内植生の維持管理における課題と方策について
兵庫県立高砂南高等学校

科学部

永井佑樹・赤尾のどか・佃壮真・政平健介・永井穂香・安岡知代・松谷栄志・池谷仁里【目的】校内の植物は景観形成，日陰の確保や防風のために植栽されたものが多く，校内には様々な植生が見られる。本校の中庭は落葉清掃，雑草駆除や樹木の刈り込みによって維持管理されてきた。しかし，植栽後 40 年以上が経過した樹木の中には，大木化や老木化が見られ，倒木や枝木落下のリスクが高まるなど，中庭の植生管理方法を見直す必要がある。
そこで，本研究の目的はどのような植物をどの程度残すのか，という視点で中庭の植生調査を行い，校内植生の現状と課題を整理することである。
【実験方法】
1. 中庭の樹木について，分布調査および属レベルの特定を行った。
2. 2023 年 5 月に Microsoft Forms を用いて，2，3 学年を対象にした中庭利用状況に関するアンケートを行った。
【結果】植生調査の結果，約 1900 ㎡ の中庭には，芝生を囲むように 27 種 64 本の樹木が植栽されていた。イチョウやモミは 10 m 以上に，キンモクセイは 6 m 程度に成長しており，これらの枝木が校舎に接触していた。芝生エリアでは雑草が繁殖し，枯草や落葉が堆積しやすいことが分かった。調査を通じて，本校の中庭には以下のような問題があげられた。1）大木化・老木化した樹木の現状を把握していない,が生じる, 3）学校に植生管理の記録がない,
費用が掛かる,2) 冬季にかけて大量の落葉

4）大量の刈り込みや剪定した枝の処分に

5）中庭の利用者が少ない。次に，中庭の更なる有効活用のために，中庭の利用状況に関する生徒アンケートを実施したところ，1) 四季折々の景観形成，2) 清潔，
3) ベンチなどの設備の充実，に関する要望が多数あった。
【考察】中庭の継続的な植生管理を行うにあたり，1) 中庭活用の明確化，2) 環境整備記録の保存，3) 限られた経費による植生管理のシミレーションの実施，を進めることが重要であると考えた。
【参考文献】
・林将之. 葉っぱで見わけ五感で楽しむ樹木図鑑. ナツメ社. 2014.
・宇田川麻由. 校内樹木配置図の作成と授業等への活用. 筑波大学附属駒場論集. 2017,
巻 56, p.171-178.
・黒田慶子編（2009）里山に入る前に考えること. 独立行政法人森林総合研究所.
【謝辞】本研究は武田科学振興財団 2023 年度高等学校理科教育振興助成の助成を受けた
ものです。

70

65
中庭の植生管理における樹木のひこばえと雑草対策について
兵庫県立高砂南高等学校

科学部

佃壮真・政平健介・赤尾のどか・永井佑樹・永井穂香・安岡知代・松谷栄志・池谷仁里【目的】学校の中庭は憩いと交流の場として重要な存在であり，多様な植物が生息する身近な生態系でもある。中庭の環境を保つために，年間を通じて落葉や落花の清掃，樹木の刈り込み，及び剪定を行ってきた。しかし，掃除した土壌から雑草が発生したり，伐採した樹木
からひこばえ（ベーサルシュート）が生じたりするなど，中庭の植生を維持管理するためには，植生現存量を減らすだけでなく，植物の成長を効果的に抑制する方策を講じる必要もある。そこで，本研究は雑草やひこばえの発生を抑制することを目的として，除草剤や遮光シートを活用した植生管理を試み，従来の清掃頻度を基準とした評価を行った。
【実験方法】
1. 伐採した樹木を遮光シートで覆い，毎月 1 回，ひこばえの発生状況について調べた。
2. 水切りしやすい笊に中庭から採取したチチコグサ，エノコログサを植栽し，除草剤を散布した。除草剤は以下の通りである。グリホエース PRO（ハート農薬），サンフーロン（大成農材），ラウンドアップマックスロード（日産化学），ネコソギエース V 粒材（レインボー薬品），ネコソギシャワーAL（LIFELEX）。試料は教室の窓際に静置し，2 日１回，100 mL の水やりを行った。次に，最も効果的であった除草剤を用いて中庭の雑草（学校の管理外の植物）に対する除草剤の影響を調べた。
【結果】中庭で老木化した月桂樹を 3 月に伐採したところ，ひこばえが切り株から発生し，
その後 5 ヶ月で 30 cm 程度の背丈に成長した。しかし，遮光シートで覆った切り株はひこばえが抑制され，追加の刈り込みを行う必要がなかった。次に，中庭で個体数が多かったチチ
コグサ，エノコログサに対して除草剤の影響を調べた。その結果，5 種類の除草剤の中から処理後 20 日間で茎葉部が顕著に白化させる除草剤を見出した。さらに，中庭の雑草に対して特定した除草剤を散布したところ，30 日頃から雑草が枯れ始めたが，影響がみられない雑草も存在したため，除草剤の濃度，散布方法や時期，雑草に対する除草剤の混合実験は今後の課題である。
【考察】遮光シートによって月桂樹のひこばえの刈り込みが年 3 回から 1 回に減った。さらに，除草剤散布によって，スコップによる除草作業や草刈機による作業時間が従来よりも約半分に短縮し，毎月の作業回数も半分に削減された。これらの結果から，限られた経費による学校の中庭の植生管理において，除草剤や遮光シートの活用は非常に有効であることが分かった。
【謝辞】本研究は武田科学振興財団 2023 年度高等学校理科教育振興助成の助成を受けた
ものです。

71

66
丹波市の特産を守るために�～丹波白雪大納言小豆の可能性について～��

兵庫県立氷上高等学校� 丹波農作物班�
山﨑悠暉・井上柊汰�
【目的】�
本校は、丹波ブランド作物の一種である白雪大納言小豆の原々種探索を試みている。しかし、その種子の直径が年々小さくなり、大納言小豆の基準である種子径 ����� に達する種子が少なくなってきている。そこで、栽培条件の差異による種子形成の差が生じるか調査を行った。また、白雪大納言小豆を保全するために人工受粉を試みている。そこで白雪大納言小豆の人工受粉に最適な花の開花ステージを探索するために本研究を行った。�
�【実験方法】�
〇白雪大納言小豆栽培条件による差異�
並列二条栽培と千鳥栽培で行った。それぞれ２畝ずつ調査区を設け栽培した。丹波大納言小豆の栽培暦に沿って栽培したが、地温が高温であったため移植栽培に変更した。収穫後、乾燥させ収量を測定した。また、各試験区から ��� 粒無作為抽出を行い、収量内の種子胴径 ����� 以
上の種子を白雪大納言小豆として、各試験区の白雪大納言小豆の割合を算出した。��
〇受粉ステージ観察・検討�
つぼみから開花後まで６種類の花をサンプリングし、開花ステージ①～⑥と選別した。それぞれの花を双眼実体顕微鏡（�� 倍）で観察し、各ステージにおける「やく」の裂開や柱頭への受粉の有無を観察した。�

�【結果】�
〇白雪大納言小豆栽培条件による差異�
� 並列二条栽培での全収量は ���� ㎏で千鳥栽培では ���� ㎏であり、��� ㎏千鳥栽培のほうが多かった。白雪大納言小豆の割合は並列二条栽培、千鳥栽培全体では並列二条栽培が ����％、千鳥栽培が ����％であり、やや千鳥栽培のほうが高かった。�
〇受粉ステージ観察・検討�� ステージ３でやくが裂開し、ス
テージ４以降では柱頭に花粉が確認でき、受粉していると認識できた。
（図１）�
図１�白雪大納言小豆写真� �：白雪大納言小豆つぼみから開花後期の花� ①～⑥については本校で定めた花の開花ステージ��：ステージ①を �� 倍で観察� �：ステージ②を �� 倍で観察� �：ステージ③を �� 倍で観察� �：ステージ④を �� 倍で観察� ��：ステージ⑤を �� 倍で観察 �：ステージ⑥を �� 倍で観察した� �：未裂開の写真（ステージ①）� �：裂開時の写真（ステージ⑤）�
�【考察】�
栽培条件は並列二条栽培と比べ千鳥栽培の方が微々たる違いではあるが、収量を上げることができると考えられる。今回は暦通りの栽培を行ったが、地温の影響を考慮し、移植栽培としたので植物体も徒長傾向にあることから直播栽培と移植栽培での差異を確認したい。�
� 人工受粉のタイミングは、開花直前には「やく」が裂開することからステージ２で除雄を行い、ステージ３で受粉させるのが良いと考えられる。ステージ３での除雄は裂開しているので、その場で受粉してしまう可能性があることから避けるべきだと考えた。�

72

67
水田環境におけるメタン発酵の抑制に効果的な操作�
兵庫県立兵庫高等学校� 創造科学科 � 期生� 創造応用 �� 生物班�安達柊花・音川陽輝・神谷朱音・前田幹太・宮崎美結・吉田理沙子�
�【背景・目的】�
� ��P2� などをはじめ、近年地球温暖化が深刻化していることが問題視されている。地球温暖化の原因のひとつとして温室効果ガスが挙げられる。中でも、メタンの温室効果は二酸化炭素の 2� 倍とされている。メタンは主に水田や家畜から排出されており、日本で発生しているメタンのうち、���が稲作によって排出されているという（���，202�；�P��，200�）。先行研究より、家畜については、飼料にカシューナッツ殻液を含む製剤を添加することで、家畜から排出されるメタン量を約 20�抑制することが可能であることを知った（小林，202�）。メタン生成菌の増殖を抑制するものとしてプロピオン酸があり、カシューナッツ殻液に含まれる
アナカルド酸により家畜の体内に存在するプロピオン酸のはたらきが増強され、家畜から排出されるメタン量が抑制される（小林，20��；三山，20��）。そこで、本研究ではこれらの物質がそれぞれ水田環境におけるメタン発酵の抑制にも効果的かを調査することとした。�
【仮説】�
本研究では、家畜の体内でのメタン生成抑制に効果的なアナカルド酸とプロピオン酸が水田でも同様の効果があるという仮説のもと研究を進める。カシューナッツ殻液の代替として、アナカルド酸を含有するギン
ナンの果皮とマンゴーの果実、プロピオン酸とプロピオン酸を含有するバナナの皮を実験に使用する。�
【実験方法】�
��図 � のサンプル �～� をプラスチック容器に入れインキュベーターで 20℃に保ち、2 週間静置した。�
2�DN� 抽出キット(DNeasy®Po�er�oi�®ProKit�を使用し、土から DN� を抽出した。�
��プライマー��������r（徐，20��）と P�� 図 �：実験に用いたサンプル�キット(Po�er���������ree���aster��i��を�使用しリアルタイム P�� にかけた。�
【結果】�
図 2 より、��：水は 0�00��、�：マンゴーの果実は
0�02�、�：バナナの皮は 0�00� 増加し、一方で、�：ギ
ンナンの果皮は 0�002�、D：プロピオン酸は 0�00�0 もの減少がみられた。よって、��：水、�：マンゴーの果
実、�：バナナの皮では、メタン生成菌の DN� 量が増加
し、�：ギンナンの果皮と D：プロピオン酸ではメタン生成菌の DN� 量が減少した。�
図 �：��� 量の増減�
【考察】�
� 図 2 より、ギンナンの果皮とプロピオン酸にはメタン生成菌量抑制の効果があると期待される。�一方、マ
ンゴーの果実とバナナの皮には目立った減少は見られず、むしろメタン生成菌量増加の傾向がみられた。こ
れらの結果より、アナカルド酸とプロピオン酸の含有量がメタン生成菌増殖量に影響したと考えられる。�
以上よりギンナンの果皮に含まれているアナカルド酸と、プロピオン酸は水田でのメタン生成抑制にも効果があることが期待できる。�
今後の展望としてメタン生成菌量の計測だけでなくメタン排出量の計測でも同様の結果が得られるのかの検証や、実際の水田での効果の実証、安全性の確認などが挙げられる。�
【参考文献】�
・�����日本国温室効果ガスインベントリ報告書��202��
・�P������i�ate���a��e�200���y�t�esis��e�ort��200��・徐会連���有機水田に光合成細菌資材の施用がメタン金の増殖に与える抑制効果��20���
・小林泰男��カシューナッツ副産物給与によるウシからのメタン生成削減��北海道大学� 20���
・小林泰男��カシューナッツ殻液給与時の菌叢制御を介した牛糞便からのメタン削減��北海道大学�202��
・三山豪士�他��カシューナッツ殻液製剤がホルスタイン種搾乳牛のルーメン性状に及ぼす影響��20���

73

68
光の波長の変化がケールのビタミン C 量に及ぼす影響
兵庫県立宝塚北高等学校� グローバルサイエンス科�
中野温仁� � 中村友紀�
�【目的】・・・・青汁の材料となっているケールはビタミン � の量が多いことで知られている。このケールを人工照明で栽培し、ケールに含まれるビタミン � を � 番多く生産できる光の波長を見つけることを目的に実験を行った。�
���
【実験方法】・・・・気象器を用いて種子から白色光で水耕栽培し、� 週間ほど生育した。
その後その幼苗に当てる光の波長を赤色 ����白色蛍光灯�青色 ��� に分けて光の強度、温度、照射時間を同条件にして、� 週間ほど育てた。そしてケールのビタミン � を抽出しヨウ素滴定法により定量を行った。�
���
【結果】・・・・ケール ���� 中に含まれていたビタミン � 量は白色蛍光灯が ������、赤色
��� が ������、青色 ��� が ������ であった。各波長における成長の違いについては赤色
��� で育てた個体は横に広がるように育っていて、少し小さかった。白色蛍光灯で育てた個体は大きく育っていた。青色 ��� で育てた個体は縦に長く茎が太いが葉は小さかった。�
���【考察】・・・・白色蛍光灯にはすべての波長が含まれているため、赤色 ��� や青色 ��� のような狭い範囲の波長のみで生育するよりも、ビタミン � が多くなったと予想される。�
�
�
�
�

74

69
ウツボカズラの消化液と捕虫器下部の細胞の浸透圧の測定
兵庫県立宝塚北高等学校� グローバルサイエンス科� 食虫植物班�
岡田悠吾、木村昭太、橋本侑季、間野田有紀�
�【目的】��
� 一般的に植物は根や葉を持ち、光合成をすることで自ら活動に必要な有機物を作り出す。
しかし、食虫植物であるウツボカズラはそれだけでなく、捕虫器を用いて小動物を捕え、その動物を消化吸収することで足りない栄養素を補うことができる。私たちは虫を溶かすことができるほどの消化液を持つウツボカズラの捕虫器が他の部位とどのように異なるのかが気になり、捕虫器についての先行研究を調べた。その結果、消化液による消化のプロセスに関しては数多く報告されているが、消化液の浸透圧については未だに報告されていないことが分かった。そのため私たちは捕虫器内の消化液の浸透圧と捕虫器細胞の浸透圧を比較することを目的として研究を行うことにした。�
�【実験方法】�
１．消化液の浸透圧計測方法�
まず消化液の浸透圧を調べるために凝固点降下法を用いた。凝固点降下法とは溶媒に溶質を溶かした時に溶液の凝固点が低下する現象を用いて質量モル濃度を調べる方法である。�
試験管内にウツボカズラの捕虫器内にたまっている消化液を入れ、これを氷冷しながら溶液が固まるまでの温度変化のデータをとった。この時、試験管内の溶液を攪拌させることで過冷却を防ぐようにした。得られたデータからウツボカズラの消化液の浸透圧を算出した。�
２．捕虫器下部の細胞の浸透圧測定方法�
捕虫器下部細胞が原形質分離を起こすときの液体の浸透圧を調べることで捕虫器下部細胞の浸透圧を調べた。�％から �％の間の様々な濃度の塩化ナトリウム水溶液に捕虫器下部の切片を �� 分間つけ、顕微鏡で観察した。�
�【結果】�
実験 ��現在、凝固点降下法は実験中のため結果、考察は発表内で報告します。�
実験 ������％塩化ナトリウム水溶液では原形質分離が観察されなかったが、� � �� � � ����％塩化ナトリウム水溶液では原形質分離が観察された。�
�【考察】�
実験 � の結果からウツボカズラの捕虫器下部細胞の浸透圧は�����％から ����％の間の塩化ナトリウム水溶液と等張だと考えられる。このことから浸透圧を算出すると ����×������ から ����×������ であると予想される。�
�
�
�
�
�

75

70
複数品種にわたるホウレンソウ白色顆粒の様相の違い
兵庫県立宝塚北高等学校 生物部 金光都芭 小﨑蒼南 枝川咲菜 中田望来
【目的】ホウレンソウには、葉の裏や茎などに白色の顆粒が付いていることがある。この顆粒は直径1mm ほどで生成過程やその機能、他の植物にも存在するかなど多くのことが明らかにされていなかった。そこで、私たちは様々な品種を用いて顆粒の数や分布を調査し、その結果をもとに顆粒の生成に関わる生態学的意義を考察した。
【語句】

・丸葉：実験方法 1 にて使用した一代雑種のホウレンソウがもつ株の外側の葉・角葉：同じく実験方法 1 で使用したホウレンソウの内側の葉【実験方法】
1 ．ホ
ホウレンソウ葉における顆粒の数と分布
ルーペを用いて 92 枚の葉の葉身の長さ、及び葉の裏の顆粒の数を計測した。顆粒は主脈の先端側(A)、葉脈の 基部側(B)、葉の縁(C)における 10mm 四方に分けそれぞれ計測、比較した。また、形状の違いから丸葉、角葉の 2 種類に葉を分類し、それぞれの顆粒の個数も比較した。
2．種
種別ホウレンソウの白色顆粒の数の違い
ホウレンソウの東洋種、西洋種、一代雑種（ソロモン、ジャスティス）、生食向け改良種、及びホ
ウレンソウと同じヒユ科の千日紅において顆粒の有無の確認を光学顕微鏡を用いて行った。また、一視野あたりの顆粒の個数を計測した。撮影については倍率 5 倍で視野の中心に主脈を捉えるようにして行なった。
【結果】
１．葉脈上基部における顆粒の数が有意に多いことが認められた（図 1）。角葉についている顆粒の数が有意に多いことが示された(図 2)。また、葉身の長さと顆粒の個数には負の相関があることも分かった（図 3）。
２．現在データを収集中であり、発表までにデータをまとめて報告したい。

図1

図2



図3

【考察】
先行研究では、ホウレンソウの白色顆粒にはシュウ酸、リンゴ酸、クエン酸が含まれていることが明らかとなっている。顆粒と表皮細胞は管状の組織で繋がっているように見えること、区分 A、B、Cの中で葉脈上の区分 B に最も顆粒が集中していることから、葉脈を通って運ばれる有機酸が管を通って顆粒内に移動している可能性があると考えた。

76

日本植物生理学会第 65 回年会
発行

編集

高校生生物研究発表会

2024 年 3 月 19日

一般社団法人日本植物生理学会第 65 回年会実行委員会
高校生生物研究発表会担当
神戸大学大学院

印刷

中西印刷株式会社

農学研究科

山内

靖雄／木村

行宏