第61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
2020年3月21日（土）
大阪大学 吹田キャンパス

要旨集

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H - 01
種子の発芽調整による生存戦略
ノートルダム清心学園 清心女子高等学校
谷口愛莉、西井香歩【目的】
私たちは、他の生物が近くにいることにより、発芽調整が行われるかどうかについて興味を持った。先行研究を調べていく中で、オオバコ
種子が種子間でのコミュニケーションにより発芽調整を行っていることを知り、この研究の追試を出発点とし、更にはこの種子発芽調整機
構について詳しく調べてみたいと考え、実験を
行った。
【実験１】
底砂 1.5g を敷いた縦 1.2 ㎝×横 1.2 ㎝×深さ 1.8 ㎝のプラスチック製のマルチウェ
ル（48 穴）に、オオバコ種子やシロツメクサ種子をさまざまな組み合わせで撒き、水を加えた後、温度 25℃、明期：暗期＝12h：12h に設定したインキュベーター内で発芽させた。その後、毎日定時に観察し、A：観察種子の平均発芽日数について調査した。実験で用いた種子は、A：観察種子、B：遺伝的に近縁な種子、C：遺伝的に遠縁な種子、D：他植物種子の 4 種類である。遺伝的に近縁な種子を近くに置くと発芽日数が長くなり、遺伝的に遠縁な種子を近くに置いても発芽日数は変化がなかった。また、シロツ
メクサ種子を近くに置くと発芽日数が短くなる。このことから、オオバコ種子は発芽の際、種子間で発芽における協力や競争が行われているのではないかと考えた。
観察種子の平均発芽日数（平均値±S.E.）【実験２】
シロツメクサ種子を同所に撒くと、オオバコ種子の発芽日数が早まったのは、化学物質により、培地の pH が変化したからではないかと考え実験を行った。シロツメク
サ種子は発芽の際に培地を酸性化させていた。しかし、酸性培地の時と中性培地の時とでオオバコ種子の平均発芽日数が変化しなかったことや、バナジン酸というプロト
ンポンプの働きを抑制し水素イオンの発生を減少させる薬品を加えたらオオバコ種
子の平均発芽日数が変化しなかったことから、発芽調整の物質はシロツメクサ種子から分泌されていると考えられる。また、その物質は、酸性条件下ではオオバコ種子の発芽調整に働くが、酸性条件下でない場合は働きが抑制されると考えられる。
【実験３】
オオバコ種子間で伝達される発芽調整物質の働きは、培地の pH により影響を受けるのではないかと考え、近縁な種子同士と遠縁な種子同士のそれぞれを酸性培地と中性培地に混合播種した。その結果、近縁の種子同士を酸性培地に混合播種した時のほうが、中性培地に播種した時よりも平均発芽日数が早くなった。これより、近縁な種
子を混合播種した場合に分泌される発芽調整物質の働きは、培地の pH に影響を受けると考えられる。

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H - 02
作物（イネ）栽培における新規鉄イオン供給材の効果
私立品川エトワール女子高等学校 自然科学部
名波佳凜（部長）・坂部奈々・榮村ゆりあ（研究指導：阿部啓太教諭・西田雄三博士 （DASTec 社／研究所所長））【目的】
鉄イオンが不足すると，植物の葉は黄緑色になりやがて成長が止まる．また 1990
年代に入ってから，コナラ・ミズナラなどの広葉樹の立ち枯れが日本海側で急速に広がり，今では全国で観測されるようになっている．その鉄不足の対策として最近では，いくつかの企業によってスラグ（鉄酸化物など）の開発が試みられてきている．
しかしこれらのスラグ類は植物が利用するには非常に効率の悪い化合物である．
DASTec 社ではこのスラグ類を用いたときの鉄イオン移動の効率の悪さの原因を化学的に明らかにし，その欠点を克服した「アイロニカ 10」を合成した．今回はその有用性をさらに調べるため，一般的な作物の一つであるイネの生育について検討した．
【実験方法】① 60 L ケース（内寸サイズ：幅 66 cm×奥行 27.5 cm×高さ 27.5 cm）6 つ用意した．
② それぞれに，黒土：20 L，腐葉土：40 L，花と野菜の土：25 L を入れ，よく混ぜる．
③ 試験区に DASTec 社で開発されたアイロニカ 10 を 100 g 添加した．
④ 水をふちギリギリまで加え，撹拌（代掻き）した後，1 週間ほど放置した．
⑤ 6 月中に田植えを行い，その後は慣行区・試験区ともに同じ条件で栽培した．
※ バラつきや再現性を確認する目的で，試験区・慣行区ともに 3 つずつ行った．
【結果】
試験区では，分げつ数，茎の太さ，一つの穂についた種の数，根の張り具合などについて慣行区と比較すると，多くの項目で良好な結果が得られた．
コントロールアイロニカ 10

コントロールアイロニカ 10

図 1 刈り取り時での稲穂図 2 根の状態【考察】
アイロニカ 10 は，田植え直後のイネに対して成長を大いに促進させることを確認した．また根では，コントロールよりも張り具合が良好であることが注目される。今後はイネ自体に鉄分が多いかどうかも含めて，成分分析を検討している．

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H - 04
野菜切断面の変色理由を探る
玉川学園高等部 サイエンスクラブ
平野悠【目的】昨年は、レタスの茎の変色について研究を行った。その研究を通して、レタスの茎を切ると出てくる「白い液体」が変色に関係していることが分かり、「白い液体」に興味を持った。切断面から白い液体が出る植物はレタスの他にもあり、それらについて、レタスと比較することにした。今回は、年間を通して入手しやすいサツマイモを調査対象とした。
レタスとサツマイモの変色原因を、白い液体に注目しながら調査することにした。

【実験方法】最初に、レタスとサツマイモの白い液体に、ポリフェノールやポリフェノー
ル酸化酵素が含まれているのかを、フェノール試薬とポリフェノールの一種であるカテコー
ルを使用して確認した。次に、白い液体に含まれるポリフェノール酸化酵素を働きにくくして野菜の変色を防ぐために、pH と温度を変えて実験を行った。最後に、レタスの茎とサツ
マイモの切断面が変色する仕組みを解明するために、レタスとサツマイモに含まれている主なポリフェノールのクロロゲン酸と、主なアミノ酸のグルタミン酸を使って検証した。
【結果・考察】

レタスとサツマイモの白い液体は、フェノール試薬と反応して青色に呈色した（表 1）。
カテコール水溶液に白い液体を入れると、すぐに変色した。このことから、ポリフェノールとポリフェノール酸化酵素が含まれていることが確認できた。
白い液体中のポリフェノール酸化酵素は、強い酸性
表 1 白い液体にフェノール試薬を入れた後の様子（表 2）や 40℃以上になると働きにくくなった。
レタス
サツマイモ
水
クロロゲン酸は日にちが経過すると赤く変色し、グルタミン酸存在下だと黄色く変色する傾向が見られた。
また、レタスとサツマイモのグルタミン酸量を比較すると、サツマイモのほうが多かった（表 3）。このことから、
レタスとサツマイモで変色の色が異なるのは、ポリフェ
青色呈色
青色呈色
×
ノールだけでなくアミノ酸が関係している可能性がある。
表 2 pH の違いによる変色の違い
pH0

pH2

pH4

pH7

pH10

表 3 それぞれのグルタミン酸量
pH12

カテコール
のみ

レ
タ
ス

サ
ツ
マ
イ
モ

試料

グルタミン酸の濃度(mg/L)

レタス

163

レタスの白い液体

577

サツマイモ

514

サツマイモの白い液体

1637【まとめ】レタスの切り口が赤く変色する原因はレタスに含まれるポリフェノール（クロロゲン酸）が、白い液体（ポリフェノール酸化酵素）と空気中の酸素と触れることによって、クロロゲン酸が酸化されるためだと考えられる。サツマイモの切り口が変色する原因
も、レタスと同様だと考えられるが、グルタミン酸が多く含まれているため茶色に変色するのではないかと予測している。

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H - 05
シロツメクサの就眠運動におけるメカニズムの解析～光や植物ホルモンを用いた気孔開閉との関係～
茨城県立並木中等教育学校

科学研究部

河島真冬

【背景・目的】： シロツメクサなどのマメ科植物は，葉が朝に開き，夜に閉じるという就眠運動を行う。この運動に気が付いてから研究を始めて 7 年目になる。昨年度までの研究により，シロツメクサの就眠運動は光の条件によって左右されることが分かった。そのため，光の条件によって気孔が開閉することが就眠運動に影響を与えているのではないかと考えた。
そこで，シロツメクサの就眠運動と蒸散量，気孔開閉との関係性，さらには就眠運動のメカ
ニズムを明らかにすることを目的として研究をすることにした。
【実験方法】： シロツメクサ(Trifolium repens)を用いて実験を行った。
（１）試験管にシロツメクサを入れて育て，水位の変化で蒸散量を調べた。
葉の片面にセロハンテープを貼って育て，葉の表と裏の蒸散量を比べた。
（２）葉の表皮をはがして顕微鏡で観察し，表と裏の気孔の数を比べた。
（３）アブシシン酸処理で気孔を閉口させたものと，水で育てたものの就眠運動を比較した。
（４）気孔の開口に有効な青色光をあてたものと白色光を当てたもので就眠運動を比較した。
【結果】： （１）日中の蒸散量が多かったのに対して，夜間の蒸散はほとんどなかった。
（２）葉の表側からの蒸散量のほうが，裏側からの蒸散量に比べて多かった（図 1）。
（３）葉の表側の気孔の数は裏側の気孔の数に比べて多かった（図 2）。
（４）開き終わりの時刻については，アブシシン酸処理をしたもののほうが３０分から４０
分ほど遅くなっていた。また，葉の閉じる時刻を比較すると，葉の閉じ始める時刻について，アブシシン酸処理をしたほうが遅くなっていた。
（５）青色光を当てたものと白色光を当てたもので，葉の開閉の時刻と，点灯・消灯の切り替え時刻との差を比較した（図 3）。青色光を当てたほうがその差がともに小さくなった。青色光点灯時に，葉が開いてからすぐに閉じるという動きを発見した。

図１ 葉の表裏の蒸散量

図２

気孔の平均密度

図３

青色光点灯・消灯時刻と葉の開閉時刻の差【考察】： シロツメクサの就眠運動と蒸散量は関係性があり，就眠運動時蒸散量の多い面を内側に向けていると考えられる。気孔の閉口によって葉が開き終わるまでの時間が長くなったことから，気孔の閉口は葉を開くのを妨げていると考えられる。葉が閉じ始める時刻が遅くなったことから，気孔の閉口により蒸散量が少なくなると葉を閉じるのが遅くなると考えられる。青色光が点灯してから葉が開き終わるまでの時間が短くなったことから，青色光によって気孔の開口が促されると，葉が開くと考えられる。また，気孔の開口により蒸散量が多くなると葉を閉じようとすると考えられる。

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H - 06
ヘラオオバコがもつねじれ毛の観察
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
西山 由依
私は学校の敷地を散策しながら植物を観察している時に、たまたま引き抜いたヘラ
オオバコの花茎の根元に長い毛が密生していることに気が付いた。花の近くの毛は短いが、根元に近づくと長くなり、さらに根元では非常に長くなっている。私はこの毛の意義に興味を持ち、研究を始めた。
花茎の花の近くの短い毛を顕微鏡で観察すると、複数の細胞が規則的に重なり合ったように見える不思議な構造をしていることが判った(下図)。文献などで調べると、この毛は「トライコーム」と呼ばれる構造に似ている。しかしトライコームは一つまたは少数の細胞で形成されているらしく、ヘラオオバコの毛は特殊であると考えられる。
ヘラオオバコの毛と花茎の接着部分には凹型の構造があり、毛はこの部分で外れやすくなっている。最初はヘラオオバコの毛自体もそれぞれの繫ぎ目で折れやすくなっていると考えていたが、花茎の根元に向かって長くなっていく毛を観察すると、細胞同士の間隔が広くなっていき、細胞も細くなっていくことが判った。一個の細胞の伸びる長さに限界があるとすれば、層状に並んだ細胞がそれぞれ限界まで伸びることで、根元の長い毛が形成されるかもしれないと考えている。また長い毛は葉の付け根にも存在することに気が付いたが、これらの毛の意義については現在のところは不明である。
ヘラオオバコは外来種であることを知り、オオバコも観察したが同様の構造が観察された。さらにオオバコ以外の植物の毛も観察したが、毛は植物によって様々な形を持っていることが判った。今後はそれぞれの植物の毛の構造を比較しながら、オオバ
コの毛の役割について調べて行きたい。

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花茎の根元�

葉の根元�

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花茎の毛�

H - 07
黄化子葉の光応答について
兵庫県立加古川東高等学校

自然科学部生物班

大前未桜・上月理子・山田彩友美【目的】
植物種子を暗室で発芽させると黄化植物となる。これに光を当てると脱黄化し緑色を呈する。このメカニズムやどのような条件で脱黄化するのか疑問に思い、研究を行った。
【仮説】
１．照射時間とクロロフィル量は比例する。２．葉の一部を照射すると全体が脱黄化する。と考え、クロロフィル a（Chla）とクロロフィル b（Chlb）量の変化を調べた。
【実験方法および結果】
実験１として照射時間との関係性を調べた。キュウリの黄化子葉に
約 1,000lx の光を照射し、０時間から６時間後まで一定間隔でサンプリングした。その後、吸光度を測定
し、クロロフィル量を算出した。その結果、Chla は時間の経過とともに

図１

照射時間によるクロロフィル量の変化増加したが、一度減少する箇所が見られた。その一方で、Chlb では増減を繰り返しながら増加した（図１）。
実験２では照射範囲との関係性調べた。黄化子葉にアルミホイルを被せ遮光し、
約 1,000lx の光を照
図 2 照射範囲によるクロロフィル量の変化射した。実験区は全覆区、半覆区、無覆区を設け、吸光度を測定し、クロロフィル量を求めた。結果、グラフからは半覆区、全覆区、無覆区ではっきりとした傾向の差がみられなかった。一方、肉眼では半覆区の葉で遮光した部分と遮光しなかった部分で色に違いがみられた。
【考察】
結果より照射時間とクロロフィル量には関係があり、Chla と Chlb の増減には何らかの関係性があると考えられる。そして葉の一部に照射しても葉全体の脱黄化は進まないと考えられる。

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H - 08
栽培密度がコムギ（ゆめちから）の収量に与える影響
開智高等学校 農芸部
松嶋桃子 坂本暖陽 前山澪杏 森川愛悠 藪穂乃香 田中真如 小河莉裟目

南明里 佐伯峻佑

的ゆめちからは，超強力小麦の品種であり，パンや麺類に用いられている。本校は 2016 年度に Pasco

主催の「ゆめちから栽培研究プログラム」に参加し，ゆめちから(以下，コムギ)のプランター栽培を試みた。その際，横 90 cm×縦 45 cm のプランターあたり，60 個体を 15 個体ずつ 4 列にわけて生育した。
その結果，6 つすべてのプランターで，中央 2 列の収量が，両端 2 列の収量の半分程度にとどまった。
このように中央 2 列の収量が少なくなったのは，栽培密度が高すぎて個体の成長が抑制されたためではないかと考えた。そこで，コムギをプランター栽培する際の，収量を高める栽培密度を検討した。
方法
横 68 cm×縦 34 cm×深さ 26 cm のプランターあたり，2018 年度は 4，8，16，32 個体，2019 年度は

1，2，4，8 個体の密度になるように，10 月下旬にコムギの種子をまき，翌年 6 月に収穫した。なお，同じ密度のプランターは 3 つずつ設けた。収穫後，個体ごとの収量・種子数・穂数，穂ごとの種子数・穂長を測定した。また，測定した個体ごとの収量を種子数で割って，種子 1 粒あたりの種子重を算出した。さらに，穂 1 本あたりの種子数を穂長で割って，穂についた種子密度を算出した。2019 年度は，収穫後に個体ごとの根の乾燥重量を測定した。
結果

プランターあたりの収量は，2018 年度は，4 個体/プランターの条件で約 450 g/㎡，他の密度条件で約 350 g/㎡であった。2019 年度は，1 個体/プランターの条件で約 390 g/㎡，他の密度条件では約 350
g/㎡であった。すなわち，2 年とも最も低密度の栽培条件で収量がやや多かった。個体あたりの収量は，栽培密度とほぼ反比例しており，低密度で栽培した個体ほど収量が多かった。この個体あたりの収量の傾向は，種子 1 粒あたりの種子重ではなく，個体あたりの種子数を反映していた。また，低密度で栽培した個体ほど穂数と穂あたりの種子数がともに多くなっていた。穂あたりの種子数は，穂長ではなく，穂につく種子密度を反映しており，低密度栽培のものほど，穂にぎっしりと種子がついていた。
2019 年度の生育の際，1 個体/プランターの条件では，葉の黄化時期が，他の密度条件のものに比べて
約 2 週間遅く，濃い緑の葉が展開している期間が長く，アブラムシによる食害がほぼみられなかった。
また，収穫時の根の乾燥重量は 1 個体/プランターで，他の密度条件のものに比べて 2 倍以上であった。
考察

前橋地方では，「冬のムギは地獄の底までのびている」といわれるくらい，従来コムギは地下深くに根をはり，水や養分を吸収する。コムギをプランター栽培すると，地下深くに根をはることができず，
特に高密度栽培で，地下部における個体間の肥料や水をめぐる競争が激化し，個体の成長が抑制され，水切れを起こしやすくなったり，個体の体力低下に伴いアブラムシの食害を受けやすくなったりする
可能性がある。したがって，プランターで水切れや虫害に強いコムギを生育し，収量を確保するには大幅に密度を低くしたほうがよいと考えられる。ただし，道総研によると，圃場で推奨される適正播
種量は 180～200 粒/㎡(目標収量 600 g/㎡)であり，2019 年度に収量が最も多かった 1 粒/プランター(4.3 粒/㎡(収量約 390 g/㎡))と比べて，極めて高密度で栽培しても高収量を実現できるとしている。
このことは，コムギを栽培する際に，圃場では高密度による弊害がおきにくく，水切れや食害の影響を受けにくい強靱なコムギが育ち，高収量を望める一方で，プランター栽培は難しいことを示唆する。

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H - 10
素材の違いによるスギ花粉の付着率の違いについて
市川学園市川高等学校 2 年
柳場

幸歩[背景] 屋内にも花粉は人の出入りや換気扇、窓などから取り込まれ、花粉症の症状が引き起こされる人もいる。花粉症の症状が出ないようにするためには、衣類に付着して屋内に取り込まれる花粉の量を減らせばよいと考えた。また、花粉の飛散時
期には服をはたく人もいるが、はたくことはどれくらい花粉を取り除くのに効果的なのかを調べようと考えた。
[目的] 素材の違いによるスギ花粉の付着率の違いを調べた。
[実験方法] ４種類の素材、７種類の織り方の布で実験を行った。一定の距離から同量のスギ花粉を送風機で飛ばし、四隅と真ん中に書いた 0.5 cm 四方の正方形の枠の中に付着した花粉の個数を数えた。その後、はたいた後の花粉の減少率を調べる
ために布の各辺の真ん中を指ではじいてから同様に花粉の個数を数えた。
[結果]
120

120
デニム

100
花粉の個数(個)花粉の個数(個)

100
80
60

フェルト
シーチング

40
ベロア

20

ナイロン

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たたく前

1回たたいた後

ナイロン

80
60

フェルト

40

ツイル

20
ツイル

0

2回たたいた後たたく前

ベロア
1回たたいた後2回たたいた後図 3. 静電気を帯びた状態でのたたいた時に

図 2. たたいた時に残った花粉の数

残った花粉の数(個)

ナイロンとツイルでは、静電気を帯びている状態の方が帯びていない状態のときよりもはるかに花粉が付いた。グラフの傾きはほぼ等しいので、静電気を帯びていると花粉が落ちにくいことが分かる。フェルトとベロアでは静電気を帯びていても帯びていなくても花粉の付着率も減少率もあまり変わらなかった。布の目が緩いため奥まで花粉が入っていってしまうためだと考えた。
[結論] 1 回たたくことは、衣類に付着した花粉を落とすことに効果的だが、2 回たたいてもあまり効果はない。また、ナイロンに花粉が最もつきにくく、ナイロンとツイルがたたいた時、花粉が落ちやすい。

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O!2¯15H - 12造礁サンゴの白化メカニズム ~サンゴ-共生藻-細菌類の関係に着目して~玉川学園高等部 3 年 齋藤 碧
１.研究の背景と目的
造礁サンゴは生物多様性保全などの観点からみて重要な生き物であるが、その死滅へとつながる白化現象が海水温上昇により深刻化している。本研究は白化メカニズムの解明を目的として行った。サンゴと細胞内共生し光合成産物を供給する微細藻類(共生藻/Fig.1)を異なる条3μm

件下で培養し、その結果から造礁サンゴの白化メカニズムを考察した

Figure 1 共生藻(400 倍)２.方法
造礁サンゴのモデル生物として用いられるセイタカイソギンチャクから共生藻を単離し、無菌化した。共生藻株を寒天培地上に植藻し、温度や同時に培養する細菌株等の条件を変えて培養した。細菌にはサンゴ飼育水から単離したものを用いた。共生藻のグロース測定法として、顕微鏡によるコロニー撮影と ImageJ を用いた画像解析処理によるものを新たに開発し、増殖を測定した。また、温度や細菌の影響など条件ごとの共生藻増殖を比較し、解析した。
３.結果
実験 1(温度条件)において共生藻は培養温度 25℃でもっとも活発に増殖し、それより高温・低温環境下では増殖率が低下した(Fig.2)。実験 2(同時培養細菌株の条件)では、細菌コロニーの近くで増殖した共生藻コロニーで増殖率の低下・コロニーの溶解が、遠くで増殖した共生藻コロニーで増殖率の向上が観察された。
４.考察
高水温が造礁サンゴの組織自体に致命的影響を与えないという前提の下では、高水温による白化の原因は共生藻がダメージを受けることにあると考えられる。また、サンゴ共在細菌は条件によって共生藻の増殖を抑制、あるいは促進する場合がある事が示された。これまでの白化研究は造礁サンゴ自体に着目した研究が多かったが、本研究からは白化がサンゴ-共生藻-細菌類が複雑に関係している現象だと分かる。

Figure 2 培養温度と共生藻増殖の変化(培養開始後 408 時間)

５.結論
高水温や細菌の共生藻に対する影響が造礁サンゴ白化を招いている可能性がある。
６.参考文献・謝辞
Higuchi, Tomihiko et al. Bacterial enhancement of bleaching and physiological impacts on the coral Montipora digitate.
Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. (2013), Vol.440, pp.54-60.他。

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H - 14
イチゴ炭疽病を生薬で防除する
奈良県立青翔高等学校 探究科学 2 年 B2 班
門池桃弥・嶋野歩美・林優花・原田奈央【目的】：イチゴ炭疽病菌の感染によって発生するイチゴ炭疽病は農薬によって防除されている。しかし現在、農薬の使用をひかえたり、農薬を全く用いないイチゴの栽培技術の開発が求められている。これまでの本校の生徒による研究から、イチゴ炭疽病菌をシャーレで培養した場合、いくつかの生薬のうち、チョウジから得た抽出物がイチゴ炭疽病菌の成長を抑制することを明らかにした。そこで本研究では、チョウジの抽出物が、実際にイチゴ炭疽病を防除できるかを調べた。
【実験方法】：株から切り取ったイチゴの葉を水道水で洗い、70%エタノールを吹きかけ,葉の表面に存在する微生物を除いた。その後、イチゴ炭疽病菌を培養した液体培地を、葉の表面に霧吹きで吹きかけた。この液体培地にはイチゴ炭疽病菌の胞子が含まれていた。葉の表面が乾燥した後、チョウジのエタノール抽出物を吹きかけた。このように処理した葉は、水で湿らせたペーパータオルとともにジップロックに入れ、口を密閉し、25℃、16 時間明期・8 時間暗期に設定した人工気象器に入れ、7 日間培養した。
【結果】： イチゴの葉を上記の方法で処理し培養したところ、イチゴ炭疽病菌による病徴が認められた。このことから、イチゴ炭疽病菌のイチゴの葉への人工感染が可能であることが分かった。また、チョウジの抽出物を処理したところ、イチゴ炭疽病による病徴が認められなかった。このことから、チョウジの抽出物は、実験室環境下で、イチゴ炭疽病を防除できることが明らかになった（図 1）。
イチゴの葉にイチゴ炭疽病菌を接種したところ、葉の切り口に褐変が認められた。また、チョウジで処理した場合も、葉の切り口が褐変していた。このことから、傷がついているところからイチゴ炭疽病菌が感染し、発病していると考えられた。そこで、カッターナイフで傷を入れた葉にイチゴ炭疽病菌とチョウジ抽出物を処理し、チョウジ抽出物によってイチゴ
炭疽病が防除できるかを調べた。その結果、チョウジ抽出物の処理の有無に関わらず、イチゴ炭疽病菌による病徴が傷口付近で認められた（図 2）
。

（図 1）

（図 2）

【考察】
：以上の結果から、チョウジを植物の葉に処理した場合、イチゴ炭疽病菌の発病を抑えることが明らかになった。しかし、葉に傷がついていると、イチゴ炭疽病の発病を抑えることができなかった。今後、イチゴ炭疽病菌に感染させる前にチョウジを吹きかけるな
ど、葉にチョウジを処理するタイミングを検討することにより、葉に傷がついていても発病を抑制できるかを検証したい。

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H - 16
ユリの花粉管誘引Ⅳ～胚珠は子房内の花粉管を誘引するのか？～

名古屋市立向陽高等学校 国際科学科 課題研究ユリ班
杉本裕介 中村りあん 水野莉万
【目的】
昨年度までの先輩の研究により、ユリの柱頭から花柱上部にかけて花粉管誘引物質が分泌されているて、花粉管が目的地である子房内のことが明らかにされてきた。私達は，トレニアでの先行研究をふまえて、胚珠にどのように到達するのかを解明することを目的に研究を始めた。
【材料】
タカサゴユリ，テッポウユリ，その交雑種であるシンテッポウユリ

子房
柱頭 花柱
胚珠
子房横断面
子房縦断面
【実験１】子房の切片を寒天に埋めて花粉管誘引を調べる
方法：子房を５㎜長で切り、その切片を、溶かした寒天培地の温度が 40℃まで下がった時に埋める。冷却後、培地の壁面に花粉をつけて 24
時間培養する。
結果：花粉管が子房切片に誘引された。
考察：胚珠は子房内にあるので,花粉管が胚珠まで入っているかどうかは確認できない。
寒天に埋めた子房切片【実験２】切片の断面をアニリンブルー染色して花粉管を観察
方法：半分に切った切片で実験 1 を行った後、寒天ごと酢酸：エタノ
ール＝1：3 の混合液で 10 分間固定し、アニリンブルー0.1％（酢酸 1％中）で染色して観察する。
結果：花粉管が胚珠付近へ誘引されている。
考察：胚珠内まで入っている様子が見られないのはなぜか。
【実験３】胚珠を除去した子房の誘引の観察
子房切片への誘引（アニリンブルー染色）
方法：子房を半分に切り、一方は胚珠を柄付針で除く。
それぞれの子房切片を遠心分離（10000rpm×5min）にかけて得られた液を寒天培地に 1μl 置き、3mm
離したところに花粉を置く。
結果：「胚珠あり」は強く誘引しているが、「胚珠なし」
は誘引がほとんど見られない。
考察：子房内の誘引物質は胚珠から出ていると考えられ
る。
胚珠あり
胚珠なし
【実験４】胚珠の誘引の観察
方法：胚珠周辺の組織のみを寒天培地に置き、3mm 離したところに花粉を置く。
結果：誘引がみられた。
考察：胚珠から誘引物質が出ていると考えられる。
【実験５】蛍光顕微鏡による花粉管誘引の観察(in vivo)
方法：受粉させて 40 時間後のユリの子房組織をアニリン
ブルーで染色し、蛍光顕微鏡で観察する。
結果・考察：花粉管が胚珠内に入っていることが分かる。
しかし、寒天培地での実験(in vitro)では、胚珠内まで入っている花粉管を明確には確
蛍光顕微鏡による観察
認できておらず、胚珠内へ入るための条件
胚珠のみの誘引(実験 5)
が満たされていない可能性がある。
(実験 4)【まとめと展望】
胚珠に向かって花粉管が伸びていることから、胚珠またはその周辺から誘引物質が出ていることは確かであると考えられる。胚珠をきちんと除く方法を模索したい。また、花粉管が胚珠内へ入るための条件があるのか否か調べたい。
【参考文献】
東山哲也、“受精の仕組み”Rika Tan(2016)6 月号

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H - 18
海藻に共通した透明な細胞は強すぎる光を分散させて光合成の効率を高める工夫
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
今岡 綾美（研究指導：古橋卓教諭、中川知己博士）〓⸴㢮ࡸ⣚⸴㢮ࡣࠊ㐍໬ⓗ࡟ࡣ㝣ୖ᳜≀࡜㠀ᖖ࡟㐲⦕࡛࠶ࡿࡀࠊⴥࡸⱼ࡟ఝࡓᵓ㐀ࢆసࡿࡶࡢࡀከᩘ▱ࡽࢀ࡚࠸ࡿࠋ⚾ࡣ〓⸴ࡢ࣍ࣥࢲ࣡ࣛࡸ⣚⸴ࡢ࢖࣎ࢶࣀ࣐ࢱࡢࠕⴥࠖ
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H - 19
小松高校におけるゼニゴケの生育環境の研究
石川県立小松高等学校

理数科

新谷 尊、東方 沙耶、松岡 千寛、三井 結生奈【目的】：市販のゼニゴケ用除草剤には人体や環境に悪影響を及ぼす成分が含まれていることが多く、散布することは好ましくない。そこで、本研究では環境や人体に優しい成分を用いて、家庭内で簡単にゼニゴケの生育範囲を縮小させることを目的に、ゼニゴケの生育環境について調べた。
実験で用いたゼニゴケ【実験方法】：採取したゼニゴケを 4 ㎝四方に切り、pH1～14、さまざまな金属の塩化物を毎日 5.0mL ずつ滴下し、25℃で栽培した。また、対照実験として蒸留水と塩酸を用いた。集計
は、画像処理ソフトを用いてコケが 緑色の部分/全体 を緑度と定義し、比較した。

【結果】：塩化鉄（Ⅲ）を滴下したものの生存率が最も低かった。塩化マンガン（Ⅱ）と塩化マグネシウムを滴下した
ものの生存率が塩化鉄（Ⅲ）に次いで低かった。pH2～12 では生存率が高
かった。

【考察】
：マンガンイオン（Ⅱ）とマグネ
シウムイオンがゼニゴケの生育に影響を及ぼしている pH2～12 の間であれば、ゼニゴケはどの pH でも生存できる。

【今後の課題】カルシウムイオンはゼニゴケの生育に影響を及ぼさず、 マグネシウムイオンとマンガンイオン(Ⅱ)は生育に悪影響を及ぼす。pH2～12 で生存率が高かったため、pH を変えることだけではゼニゴケの駆除は難しい。
今後、金属イオンと pH 以外でゼニゴケを駆除できる条件を検討する。

23

H - 20

植物をジュースを使って育てられるか
市川学園市川高等学校 2 年
佐々木

千彩

【目的】
：近年、土壌を必要とせずに水だけで植物を育てることができる水耕栽培が世の中に浸透しつつある。これによって、良質な土壌がなくても植物を育てることができる。この栽培方法の可能性を広げることはできないのかと考え、ジュースを使った栽培に目を向けた。この栽培ができると、余ってしまったジュースの活用ができるのではないかと考え、今回の実験を行うに至った。本研究では、どのような条件が植物を育てるのに必要な条件なのかを実験や観察を通して考察した。
【実験方法】：試験管に脱脂綿を入れ、試料となる飲料を 10ml 注ぎ、カイワレダイコ
ンの種を 3 粒入れてゴム栓を閉めた。それを光が入らないようにダンボールに入れた。1 週間ほど経ったらどのように生育したかを確認して記録した。
〈使用した飲料〉① 水道水、お茶、25%オレンジジュース、コーラ② 無糖紅茶、紅茶③ 4%砂糖水、10%砂糖水、無香料のお茶④ 無糖コーラ、100%オレンジジュース【結果】：水道水を使用した時のカイワレダイコンの育ち具合を基準(◎)とし、それと比べた育ち具合を記した
100%
25%
無糖
お
コー 無糖
4%
10% 無香料
飲料 道
オレンジ
紅茶
コー オレンジ茶
ラ 紅茶
砂糖水 砂糖水 のお茶
ジュース
ラ ジュース
水水

結果 ◎ ◯

×

×

◯

△

◯

△

◯

◯

△

表 1 カイワレダイコンの育ち具合【考察と今後の展望】：本研究から、カイワレダイコンが育つには使う水に糖が含まれているか、そしてその濃度の違いが影響しており、糖が高濃度だと生育が抑えら
れ、低濃度だと促されるのではないかと考えた。
現在、この考察が成り立つかを検証するための新たな実験を行っている。純水、砂糖水、そしてカイワレダイコンが育った無糖コーラに含まれる人工甘味料の水溶液を用いて同様の実験をするというものだ。本発表ではこの実験の結果も紹介する
予定だ。

24

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ノートルダム清心学園 清心女子高等学校
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【目的】
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25

H - 22
異なる光質環境下で生育したシソの形態変化と機能成分の変化
玉川学園高等部
髙橋 碧波 並木 圭輔【目的】
植物は自然環境や栽培環境において、塩・光環境・温度など様々な外部環境によってもたらされる環境ストレスにさらされながら生育している。上記の環境ストレスは生理機能や形態形成などに影響を及ぼす。また、ハーブ類は古くから生理作用(睡眠、呼吸、血圧、脳機能)、薬理作用、抗菌作用などの機能性がある。本研究ではハーブ類に含まれるシソが持つ様々な機能成分について研究を行った。異なる光
環境下で水耕栽培養液に塩ストレス付加条件下でシソを栽培した。機能成分に関しては抗酸化作用に注目し実験を行った。
【実験方法】
本実験では、水耕養液は Hoagland 養液を用いた。光環境を蛍光灯型 LED に加え、赤色 LED と青色 LED でも栽培した。
水耕養液に塩濃度（0.001%,0.003%）を加え水耕栽培を行った。シソ収穫後、シソに含まれる β-カロテンの含有量を測定した。上記実験に加えてシソの抗菌効果について確認した。
A

B

C

図 1 各光環境下での栽培の様子
A：赤色 LED B：赤色 LED C：蛍光灯【結果】
異なる光環境・各塩濃条件下におけるシソ葉の成長率を観察した。青色 LED 環境に加え水耕養液に塩濃度を 0.001％加えた条件下での葉の成長率は赤色 LED・蛍光灯に比べて促進した。また、青色で生育させた場合、水耕養液内に藻類が他の環境下に比べて少なかった。β-カロテン量が 1 番多く含有していた栽培条件は、青色 LED
環境に加え水耕養液に塩濃度 0.003%加えた条件下であった。シソの抗菌効果は現在確認できていない。
【考察】
実験結果から、青色 LED 環境下に加え水耕養液に塩濃度 0.003%で生育させたシソは塩ストレスが影響し、β-カロテン合成が促進されたと考えられる。また青色 LED
環境下は藻類の生育を抑制させる機能が存在することが示唆された。今後は、β-カ
ロテン含有量と抗菌効果の関係性の有無に関しても実験を行っていく。

26

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27

H - 24
ツムラサキマダラ糞由来生物活性成分の探索
木原

鈴花（農工大 GIYSE・洗足学園高校）

研究指導：中野美帆（農工大院）伊藤夏実（農工大・GYISE・准教授）天竺桂弘子（農工大院・教授）[背景・目的]
植物や微生物は天然由来の医薬品候補化合物を探索する材料として広く利用されてきたが、植物由来
化合物の探索はほぼ終了しており、新たな天然資源の開拓が求められている。植物を餌とする一部の植食性昆虫は他の生物が利用できない植物有毒成分を利用できる種が存在する。そのため、有毒成分を代謝できる仕組みを持つことが推定されている。これらの成分は代謝を受けて構造が変化し、最終的に糞として排出される。そこで本研究では、クワ科、キョウチクトウ科の有毒植物を食草とし、この成分を雌誘引フェロモンや外敵から身を守るために利用するツムラサキマダラに着目した（図 1）。
本研究ではツムラサキマダラの代謝系を経て創り出される成分を探索することを目的とし、食草ガジ
ュマルを与えたツムラサキマダラの糞に含まれる成分の生物活性をヒトがん細胞株を用いて検討した。
さらには、この成分がツムラサキマダラの代謝を経て変化したかについて検討した。
[実験方法]
ツムラサキマダラにクワ科のガジュマルを与えて糞を採取し、極性の異なる 3 種類の有機溶媒を用いて成分を抽出し、ヒトがん細胞株に与える作用を WST‐1 アッセイおよび細胞の形態観察により検討した。続いてこの糞由来成分をオープンカラムクロマトグラフィーにより 30 の画分に分け、薄層クロマトグラフィー(TLC)によりそれぞれの画分を分離・展開し、成分の特性を確認した。その後、同じ成分が含まれると考えられる画分同士を混合し 13 種類に分け、ヒトがん細胞株に与える作用について検討した。また、食草ガジュマルの成分についても糞と同様に抽出し、TLC により糞と食草に含まれる成分の違いとヒトがん細胞株に与える作用について検討し、食草と糞由来成分の作用の違いについて
比較した。
[結果]
ツムラサキマダラ糞エキスをヘキサン、クロロホルム、メタノールにより抽出し、ヒトがん細胞株に与える作用について検討したところ、クロロホルムエキスにおいて顕著に細胞死が誘導された。また、
この糞由来成分をオープンカラムクロマトグラフィーで分画し、それぞれの画分のヒトがん細胞株に与える作用について検討すると、11-15 の画分と 16-24 の画分の混合物では濃度依存的にヒトがん細胞株に対して細胞死を誘導していた(図 2)。クロロホルム抽出エキス成分の組成を TLC で検討すると、食草ガジュマルエキスにはない、ツムラサキマダラ糞エキスにのみ存在する成分を認めた (図 3)。
[考察]
以上の結果からツムラサキマダラ糞のクロロホルムエキスにヒトがん細胞株に対して細胞死を誘導する成分が含まれていたことが考えられた。また、クロロホルムエキスを分画すると、細胞死を誘導した成分は、特定の画分に分離することができた。
本研究で分取できた成分は、ツムラサキマダラの代謝系を経て、食草ガジュマルに含まれた化合物の構造とその生物活性が変化した可能性が示唆された。

A549

Cell Viability (%)

150

Hex

Chl

MeOH

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.ext

.ext

100
50
0

0

0.05
0.5
Concentration (µg/mL)

Fra.105

Fra.11-15

Fra.16-24
図 1:ツムラサキマダラ幼虫、ガジュマル

図 2:Fra10、Fra11-15、Fra16-24

28

図 3:TLC(左:糞、右:食草)H - 25
音による植物の伸長のメカニズムを探る
兵庫県立神戸高等学校
馬詰知佐

江畑ひなた

総合理学科 2 年

仁田峠達也 藤田湧至

前澤徹馬 松川健人

山内悠理子【背景と目的】
音が植物に与える影響は以前から仄めかされており、最近ではその影響を示唆するような研究が世界各地で行われている。そこで私たちは「音が植物の伸長を促進する」という仮説を立て、そのことを示し、メカニズムを調べた。

【方法】〈実験①(伸長実験)〉：音が植物の伸長を促進することを示す。
・実験植物：エンバク(Avena sativa)
・栽培方法：発芽前のエンバクをバイオトロンに入れ、120 時間水耕栽培を行った。
・実験方法：音を当てる実験群と音を当てない実験群に分け、30℃のインキュベーター内にエンバクを入れ、24 時間実験を行った。
・伸長率の算出方法：実験前と実験後で写真を撮り imageJ で相対的な植物の長さを測定した。
〈実験②(発芽実験)〉
エンバクの種子に対して L-2-アミノオキシ-3-フェニルプロピオン酸(20μM)、
YucasinDF(100μM)、Auxinole(27.5μM)、DMSO(0.1%)、脱塩水のうち 1 種類の水溶液で水耕栽培しながら30℃のインキュベーター内で音あり(2000Hz)、音なしで 120 時間対照実験を行った。

【結果】〈実験①(伸長実験)〉
有意水準５％でｔ検定を行った。
有意差＼周波数

80

400

2000

実験 1 回目

なし

なし

有り

実験 2 回目

有り

有り

有り

10000

周波数

0

80

400

2000

10000

行っていない

伸長率

2.100

2.088

2.174

2.340

行っていない

有り

伸長率

1.640

1.719

1.759

1.778

1.781

〈実験②(発芽実験)〉
発芽率に大きな差が見られた。
発芽率

発芽率

薬品(濃度)＼条件

音なし

音あり

純水

90%

40%

DMSO(0.1%)

100%

20%

L-2(20μM)

70%

30%

YucasinDF(100μM)

90%

0%

Auxinole(27.5μM)

100%

30%

〈実験②(発芽実験)〉：2000Hz の音はエン麦の発芽を阻害するはたらきがある可能性がある。

【今後の展望】
実験①(伸長実験)〉においては今後実験回数を増加させ、時間を伸ばして実験を行いたい。

【考察】

また、オーキシン生合成阻害剤やオーキシン

実験①(伸長実験)〉：1 回目は２０００Hz におい遺伝子応答阻害剤をエンバクに与えた状態て促進され、2 回目ではすべての条件においてで音ありと音なしで伸長率に有意な差が生促進された。よって音はエン麦の伸長を促進さるか調べ，音による植物の伸長の促進のメカせていると考える。

ニズムを解明しようとしている。

29

H - 26
菌根菌がシソの塩ストレス耐性に与える影響
愛媛県立松山南高等学校 愛媛大学グローバルサイエンスキャンパス
菅野優海⒈ はじめに植物の根に共生する、菌根菌という菌類が、 ●プロリン測定(ニンヒドリン法)
共生関係により、感染した宿主の生育や環境※アオチリメンシソ菌根菌あり第 3 葉 は再からのストレス耐性などの向上を促進して測定した。

いるということが報告されている。塩害への⒋結果・考察耐性の可能性も報告されており、（石井らJapan. Soc. Hort. Sei.75 (1): 26-31.2006）
農業への応用が期待されている。塩類を含む
土壌中で、菌根菌が植物のストレス応答にどのような影響を与えるのか調べたいと考えた。
生重量あたりのプロリン量（図 1）(n=3, 標準誤差)⒉ 仮説① 菌根菌に感染している植物は、適合溶質

菌根菌に感染しているほうが、プロリン（プロリン）の生産量が増え、耐性が高まるの生産量が比較的少ない。（図１）菌根菌のではないかが感染しているもののほうが受けたスト② 菌根菌に感染しているものの方が、塩ス

レスが少ないのであれば、この結果から、トレス下にあったとき、感染していない

少ないストレスを受けたもののほうがよものより多くのプロリンを生産するのでり少ないプロリンを生産していると言えはないかる。しかし、塩濃度が高いものの方が生産量が多いことも示している。これは、濃度⒊ 実験方法が高いと適合物質の生産量が増えて耐性種からアオシソ、アオチリメンシソ育てる。

が高まる、という仮説と矛盾している。ここれを約二週間後に各条件（菌根菌の有無、のことから、ストレス応答にはプロリンと塩処理）の土に植え替え、計約５週間培養し、は違うものが関係しているのではないか

下から第二葉と第三葉が含むプロリンを調と考えた。代わりに、菌根菌の感染は、別

べ、比較した。

の、塩分の排出や、地上部への輸送を抑制⚫

するような働きに影響しているのではな

塩処理について0, 100, 200 mM の NaCl を 150 ml ずつポッ

いかと考えた。

トに注ぎ、３日後に葉の成分を調べた。

30

H - 27
金木犀の香りの不思議に関する研究
仙台高等専門学校 名取キャンパス 松原研究室
水戸 理江・板坂 紗花【目的】：秋の代表的な花である「金木犀」は香りが非常に強く、遠く離れた場所からでも香りをはっきりと感じることができる。金木犀の放つ甘い香りには、桃の香りの成分であるγ-デカラクトンが含まれている。γ-デカラクトンは、10 代～20 代の女性からも微量に放たれている香り成分であり、果実フレーバーや香水などにも多く使用されているが、蒸気圧が低く揮発しづらい。本研究では、植物の成分を抽出する
手法の 1 つである溶剤抽出法に着目し、金木犀の香り成分をエタノールで抽出し金木
犀の香り成分が溶けたエタノール溶液(アブソリュート)を自作し、市販の試薬と比較することで γ-デカラクトンの蒸気圧が低いにも関わらず金木犀が強く香る理由を探
ることを目的とする。さらに、香りが遠くまで飛ぶ理由についても考える。
【実験方法】：まず、金木犀の花弁を採取し、エタノールに漬け込み、香り成分を十分に溶かし出すため密封して冷蔵庫で 2 か月間静置した。得られた金木犀のアブソ
リュートにはγ-デカラクトン以外の成分も含まれているため、シリカゲルカラムク
ロマトグラフィーによりγ-デカラクトン成分の精製を試みた。カラムクロマトグラ
フィーの結果、9 つに分画したものを薄層クロマトグラフィー(TLC)により市販のγデカラクトンと比較することでγ-デカラクトンの有無を確認した。また、精製した
γ-デカラクトンを 50℃で溶媒を揮発させ、核磁気共鳴(NMR)により解析した。
【結果と考察】：図 1 にカラムクロマトグラフィーにより精製した 9 つの分画成分の TLC 結果を示す。図で点線で囲んだ箇所がγ-デカラクトンの成分であり、3 番から 8 番で確認され、特に3 番と 4 番に多く含まれていた。そこで、3 番と 4 番を混ぜて溶媒を揮発させたものを NMR 測定したところ、水(H2O)のピークのみが観察され、γ-デカラクトンのピークは見られなかった。カ
ラムクロマトグラフィーで精製したにも関わらず NMR で γ-デカラクトンのピークが見られなかった原因として、次の 2 つを
1 2 3 4 5 6 7 8 9考えた。(1) 金木犀およびアブソリュートに含まれる γ-デカラ
図 1.TLC 結果
クトンの量が NMR で検知できないくらい微少量である、
または、(2) 溶媒を揮発させたときに γ-デカラクトンも一緒に揮発したためだと考察した。
(1)が原因の場合、γ-デカラクトンの量がごく微少量でも人間の鼻で感じ取れることを示唆する。(2)が原因の場合、金木犀が強く香る理由は、蒸気圧の低い γ-デカラク
トンが他の揮発しやすい成分と一緒に揮発するためである可能性も考えられる。
【まとめ】：溶剤抽出法により金木犀の香り成分を抽出したアブソリュートを自作し、γ-デカラクトンを精製することができたが、NMR では γ-デカラクトンのピークが見られなかった。その理由を γ-デカラクトンの含有量がごく微量あるである、または、
γ-デカラクトンが揮発しやすい成分と一緒に揮発している可能性があると考えた。
当日は、金木犀の香りの他の成分であるβ-イオノンなどとの比較も行う。

31

H - 28においは植物の生育条件に含まれないのか
市川学園市川高等学校 2 年
菅原

瑶

【目的】
：においは人間にとって重要な因子の１つであるが、植物の発芽・生育条件には含まれていない。そこで本研究ではカイワレを使って植物はにおいに影響されることがないのか、つまりにおいは植物の発芽・生育条件に含まれないのかどうかを調べた。
●実験１【方法】脱脂綿を入れた試験管にカイワレの種子を 3 粒入れ、ろ紙を画鋲で止めたゴム栓をつける。ろ紙には米酢、レモン汁、ペパーミントエッセンスをそれ
ぞれ 100μm 染み込ませる。暗箱に入れ 1 週間後その長さ、太さを測定する。
【結果】
【考察】
太さ:大きな差はない
長さ:ミント≪試薬なし
米酢(酢酸)<試薬なし<レモン(クエン酸)➡︎
長さ：酢酸＜クエン酸

米酢 レモン汁 ミント 試薬なし

長さ 59.6

78.2

34.8

65.1

太さ 1.97

1.60

1.80

2.04

ただしクエン酸の溶質は固体→気化×➡︎
酸の種類 or においの影響？
●実験２(酸の種類に注目)【方法】実験１同様、薬品は酢酸、プロピオン酸に変更【結果】酢酸・プロピオン酸→発芽なし
試薬なし→ほぼ全て発芽【考察】酸は植物の発芽に大きな影響を及ぼす。しかし酸度が実験１に対して大きすぎた(米酢:3%,酢酸・プロピオン酸:99%)ことも要因として考えられる。
●実験３(においに注目)【方法】試験管をトレイに、脱脂綿を寒天に、試薬をリモネンに変更
【結果】
【考察】
試薬なし リモネン
発芽率

24％

31％

発芽率：24%(試薬なし),31%(リモネン)→試薬なし＜リモネン➡︎
においが植物の発芽に影響を与える影響が示唆された【結論】実験１〜３より、クエン酸・リモネンのにおいは植物の発芽・生育に影響を及ぼす。よって、においは植物の発芽と生育に影響を及ぼす。このことから現在の植物の発芽・生育条件に、においを含んだ新たな発芽・生育条件を提案する。

32

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33

H - 30
循環噴霧式 LED 型植物工場の運用システムの確立
玉川学園高等部
石黒達也【目的】
日本の農業情勢として、農業就業者の高齢化や TPP 問題、自然災害による農作物被害など沢山の問題がある。その為、自給率の低さや休耕地の増大、ニーズに応える多様な栽培技術研究開発、後継者の確保が課題になっていくと考える。こうした背景のもとで日本農業の展開として、農業のシステム化と高付加価値農業に向かうのが有力であり、外的環境に左右されず、計画生産できる植物工場は日本に適した農法であると考えた。植物工場で植物を生育するにあたって、初期導入コストの低減、照明効率の向上、ランニングコストの削減、おいしく栄養価の高い野菜の栽培技術、植物工場
向きの成長が早く機能性の高い品種の開発、販売先を開拓するかが課題になっており、完全なモジュール化、標準化はされていないと考える。また国際宇宙ステーションに
おいて LED 光源による噴霧水耕栽培によって栽培されたレタスが収穫・試食されており幅広く利用されている。そこで私は室内環境下で噴霧式完全人口型の植物工場システムの確立し、どの場所においても野菜を栽培できる環境設定を最終目標とした。最終目標の過程として LED 循環型噴霧水耕栽培の作製とリーフレタスとほうれん草栽
培確立の基礎研究を行った。
【実験方法】
対
室内環境下でミストメーカ
照実ーを使用し循環型噴霧水耕栽
験
培装置を作製した。
【実験 1】で
区
はリーフレタスを噴霧式水耕栽培装置と DFT 水耕栽培に設置
自ミ
動ス
し、4 週間生育させ、噴霧式が
的
ト
ミ
に
メ
ス
下
ー
リーフレタスの生長に影響を
る
ト
カ
ー
メ
与えていないか確認した。測定でー
吸項目として生育速度の比較・根
カ
い
上
ー
げ
と葉に含まれている有機物量
養液
るの比較を行った。
【実験 2】では
図 2 循環の様子
図 1 循環噴霧式 LED 型水耕栽培装置
噴霧式水耕栽培装置の改良を行い、ほうれん草を噴霧水耕栽培装置と DFT 水耕栽培に設置し、3 週間生育させ、ほうれん草の生長に影響を与えていないか確認した。測定項目として生育速度の比較を行った。現在鉄分濃度の比較を行っている。
【結果および考察】【実験 1】から DFT 水耕栽培の方が葉は約 30 ㎠、根は 15 ㎝大きく成長した。また、有機物も DFT 水耕の方が多く含まれている。
【実験 2】では噴霧式水耕栽培の方が葉は約 35 ㎠、根は DFT 水耕の方が約 5 ㎝大きく成長した。
【実験 1】、【実験 2】から今回作製した噴霧式水耕栽培装置でも野菜を生育することが確認できた。また、装置を改良することにより、噴霧式水耕栽培装置の方が葉を大きく生長させることができたことから改良することにより、今後生産性が向上すると考えられる。根は DFT 水耕栽培のほうが大きく成長したことから、噴霧では根の吸収は低下し、光合成活性は向上している可能性がある。今後水耕養液の吸収に関して
どのように作用しているか検討していく。

34

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H - 32
ウツボカズラの消化と吸収 消化液の㏗変動におけるメカニズム解明
獨協埼玉中学高等学校
浅野莉沙子

サイエンス部

村上奏子

(高 1)

はじめに 本研究はウ

実験 2 塩基性の消化液の追加分泌

ツボカズラの消化と吸目的:㏗上昇の主要因は、塩基性の消化液の追加分泌であるか

収のメカニズムの解明明らかにする。
中性消化液が入ったウツボカズラ捕虫葉 11 個体に、それを目的としている。先行研究の結果、消化液

ぞれコオロギを投入した。コオロギを毎日１匹ずつ取り出の㏗は右図のような変化を見せ、消化対象物投入後、酸性分し、消化液の㏗を計測した。以下に㏗変動の例を示す。①の泌が生じることが分かっている。本研究では、㏗上昇の要因

ように投入後を明らかにするため、以下２つの仮説を立て、検証した。

すぐに取り出仮説１－酸性消化液と昆虫の成分との反応による中和

した場合、液仮説２－塩基性消化液の追加分泌による中和反応

性は変化しな

実験１ 酸性消化液と昆虫成分の反応の検証

い。②のように酸性化直後に取り出した場合は、しばらくし(Ⅰ)目的:消化液中に酵素が含まれているのか調べる。また、てから㏗上昇 A が生じる。③のように酸性化してからも取り出さずに数日おくと、昆虫のどの部位が消化されるのか追加調査する。

徐々に㏗上昇 B が起こ

以下の表の条件で 6 本の試験管に消化液を入れ pH 変化を計測した。煮沸る。中性に近づいてからなしでは㏗変動が取り出すと、急激な㏗低

抑えられ魚肉ソー

下Ｃが生じる。

セージは分解されたのに対して、煮沸ありでは腐敗臭がして㏗上昇Ａは塩基性分

塩基性に変化した。消化には酵素が働いており、抗菌・緩衝泌によるものである可作用が生じることが分かった。一方、ささみ肉は煮沸の有無

能性が高い。一方、㏗によらず、腐敗し㏗が上昇した。これより、昆虫の筋肉繊維

上昇Ｂはコオロギの内には酵素が働かないことも推測された。

臓成分と酵素との反応の結果と考えられる。４～11 日後に取り出したコオロギは(Ⅱ)目的:消化液の液性と酵素の働きを明らかにする。

いずれも内臓部分が消化吸収されていることからも裏付けら

消化液の液性による消化の違いについれる。③の㏗低下 C は酸性分泌が生じたことを意味する。

て、実験を行った。表

消化が進んでいないと判断した結果、酵素の活性化を促す目の条件で試験管を用い的で捕虫葉内に酸性分泌が促進される可能性もある。

ている。煮沸なし酸性消化液のみバッタの内臓と外皮の分離結論が見られることから、酵素は酸性環境下で活性化することが・昆虫の内臓部分は酵素によって消化されるが、筋肉部分は推測された。

消化されない。

(Ⅲ)目的:㏗上昇の要因が腐敗でないことを証明する。

・消化液中の酵素には、抗菌作用と㏗緩衝作用があり、酸性以下の表の条件で冷蔵庫保環境下で消化作用は活性化する。

存しながら㏗変動を測定した。

・消化液の㏗上昇は、２種類に分類され、通常の上昇は酵素

結果、すべての消化液は弱酸性と消化対象物との反応による。

となった。また、コオロギは消化も腐敗もしていない。酸性展望 ㏗上昇Ｂの要因を確かめるため、蝉の抜け殻（昆虫であっても低温環境下では酵素は働かないことがわかった。

の外皮）を用いて実験を行う。今後、外皮の分解・消化のメ

消化液は酵素の反応やコオロギ成分、追加分泌によらず低温

カニズムについても研究を進める予定である。また、捕虫葉

環境下ではわずかに㏗上昇が生じることが明らかとなった。

の活動電位変動と消化の関係も調べていきたい。

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ノートルダム清心学園 清心女子高等学校
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H - 34
三角形の茎を持つサンカクイの強風を受け流す戦略
加藤 輔、小林 鞠乃
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校(研究指導 中川 知己 古橋 卓)
サンカクイ(Schoenoplectus triqueter)は、名前のとおり三角形の茎を持つ植物である。私は校内の湿地に生えているサンカクイを調べている時に、茎は柔らかく折れやすいにもかかわらず、湿地に生えている時の大部分のサンカクイが折れていないことに興味を持った。そこで私は三角形の形に折れないための工夫があると予想して研究を始めた。
最初にサンカクイに荷重をかけて、部位によって耐えられる力を測定した(図 1)。
この実験で私は、茎の上部はしなりやすく、下部の方が堅くなっていることに気が付いた。また折れる時に三角形の茎は、荷重がかけられた方向に折れるのではなく、ひねるように角度を変えて折れ曲がることに気が付いた。サンカクイの代わりに紙で作製した三角柱でもひねるように折れるので、これは三角形構造の特質であると考えられる。
野外の状況を考えると、台風などの強風がサンカクイの脅威であると考えられるが、サンカクイは折れるまでに角度が変化して風を受け流すことができると予想される(図 2)。この考えを検証したいが、サンカクイは細くて観察に適していない。そこで現在、サンカクイの性質をなるべく反映するように工夫しながら、プラスチック製の模型を作製して風洞実験装置で検証する準備を行っている。

図 1 サンカクイの茎の断面図

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H - 36
ラン藻色素フィコシアニンが持つ駆虫効果の質的研究
株式会社立ルネサンス大阪高等学校

アート＆サイエンスコース

奥村 諒・今村 奏音・藤原 優月
汽水産巻貝イシマキガイの餌になるように市販のスピルリナ製剤を与えたところ、クロレラの場合と違い、忌避行動した。その原因は錠剤から溶け出す青い水溶性色素
フィコシアニン（ガリガリ君®ブルーの着色料）であると疑われた。フィコシアニン
市販粉末・リナブルー®（以下“色素”と表記）を添加しても同じ効果が見られた。
この発見が発端となり、天然青色色素のパラサイトに対する駆除効果が多岐にわたる分類群に対して認められたので、その観察事例を列挙してみたい。概して宿主に対して致死効果を及ぼさないまま、駆除効果が見られる点で共通していた。報告する宿主は淡水産巻貝、淡水産甲殻類、淡水産魚類であり、当該色素は宿主に一切、害を及ぼさない（天然着色料として認可済）。パラサイトは腸炎ビブリオ様細菌、ワムシ、ゴカイ、外部寄生虫として単生類のギロダクチルスである。色素は、ギロダクチルス
に対して致死効果が確認された。巻貝に内部寄生する吸虫類に対する排出促進効果は確認されているが、吸虫に対して致死効果まで及ぼすか否かは確認できていない。当コースの探究学習の活動の一環で逐次、経験してきた事例ごと、概略を記載した：
１）イシマキガイの内部寄生者を駆除 腸炎ビブリオが常在している（熊澤、2007）
が、内部寄生虫（吸虫類）の報告はない。他の淡水産巻貝にも一時伝播していた。色素を添加すると、腸炎ビブリオ様細菌を排出した（クロモアガー培地 TM で確認）。
２）イシマキガイの外部寄生者を駆除 殻頂部に穿孔して外部寄生していたゴカイ類の幼体は死滅したが、宿主に忌避行動が見られたものの死には至らしめなかった。
３）タマミジンコからツボワムシを駆除 養殖用餌料のミジンコにツボワムシが通性寄生した場合でも、色素添加でワムシを駆逐し、ミジンコを救済することができた。
４）グッピーからギロダクチルスを駆除 観賞魚グッピーのヒレに寄生した単生類の寄生虫ギロダクチルスを色素で薬浴させた結果、グッピーに致死的な作用を及ぼさな
いまま当該寄生虫を駆除（脱落及び萎縮し、死に至らしめる）することができた。
以上のようなフィコシアニンの作用機序に関しては、今のところ知見が見当たらない。
観察によれば、巻貝に対しては忌避行動を誘発することから消化器が収縮することで細菌が排出されるよう推察された。多毛類、輪形動物、扁形動物に対しては致死的に働く一方で甲殻類、魚類には危害が及ぶ恐れはない。
高価な観賞魚や養殖魚で安価で有効な寄生虫症に対する治療法として確立・認知されれば、商業的にも有意義となるだろうと思われる。
図１ 色素で薬浴すると、宿主から脱落した寄生虫・ギロダクチルス（位相差顕微鏡で撮影、対物 x10）

照会先：ルネサンス・アカデミー株式会社
教育デザイン室長、jtakeuchi@r-ac.jp40

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H - 38
リーフレタスを用いた養分吸収とそれに伴う形態変化の研究
玉川学園高等部

SSH リサーチ

渡辺七海・林杏音【目的】
野菜の摂取量が不足しており、野菜摂取量不足による栄養素摂取不足が問題となっている。また近年では余剰カリウムを尿へ排出機能低下している腎不全患者に向けて
通常よりカリウム含量の低い低カリウムレタスが人工光型植物工場で生産されている。このように野菜摂取不足の面、医療面など様々な点から野菜内に含まれている「栄養素」「各イオン」を高濃度・低濃度で調整することは大変社会に貢献できると考えた。本研究では、水耕養液栽培で多く利用されているリーフレタスを用いて、栽培液
中のマグネシウムイオン、カリウムイオン濃度を変化させ、リーフレタスの根と葉にどのような影響を与えるのかを調べた。また光環境を蛍光灯に加え、赤色 LED と青色
LED 環境下の中で、リーフレタスの収量や形態変形に及ぼす影響について調査を行った。
【実験方法】
本実験の前に、事前実験として汎用型培養液処方である大塚ハウス A 処方(水耕栽
培に必要な養分が含まている)を利用し、水耕養液栽培方法の検討を行い、最適な水耕栽培条件方法を検討した。本実験では、水耕養液は Hoagland 養液を用いた。光環
境を蛍光灯型 LED に加え、赤色 LED と青色 LED でも栽培した。水耕養液にマグネシ
ウム、カリウムイオンに関して 4 条件に分け水耕栽培を行った。また、リーフレタ
ス収穫後に含まれる元素を AgilentTechnologies700SeriesICP-OES を使用し、Ca,Fe,P,K,Mg,Na について定量を行った。

図１

A

リーフレタス栽培時のBC

図 2 各光環境下での栽培の様子

様子

A：蛍光灯 B：赤色 LED C：青色
LED

【結果及び考察】
水耕養液内のマグネシウム濃度を変化した場合、リーフレタスの葉の枚数と根の長さに差はなかった。光環境を３種類に分けた場合、葉の枚数は赤色 LED 環境下で栽培した条件で最も多くなった。青色 LED で栽培したレタスのマグネシウム含有量が多くなった。カリウム濃度(標準カリウム濃度より 1/8 濃度にした場合)を減らし場合、葉の枚数は最も多くなった。上記カリウム濃度条件下青色 LED で培養場合、根の水分吸収がはやいことが分かった。
赤色 LED、青色 LED 環境下で栽培したリーフレタスに関して、葉の枚数、根からの水分吸収に変化を確認した。フィトクロム(赤色光受容体)、クリプトクロム(青色光受容体)が根からの水分吸収量と葉で行う光合成活性に関係していると考えられる。
今後は、リーフレタス内のイオン含有量との関係性について確認する実験を行っていく。

42H - 39
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大谷 日夏梨【目的】
未だ完全に明らかになっていないカルスの謎を解明すると共に、植物の持っている全能性を解明するため。そして植物の持つ現象を再生医療に応用できるような基礎研究として実験を行なった。
【実験方法】(1)培地の生成・培養① ムラシゲ・スクーグ粉末 0.45％、ショ糖を 3.0％、
サイトカイニン溶液を 0.1%、
ナフタレン溶液を 1.0％、寒天 0.9％を加えた。
② ニンジンを培養した。
(2)細胞の観察培養始めた日を 0 日目として約 2 日おき(2、4、7、9、11 日目)の 5 日間でニンジンの内側、形成層、外側の細胞の変化の様子(色、形)を観察した。
① ナフタレンとサイトカイニンを含む② ナフタレンのみを含む③ サイトカイニンのみを含む④ 何も含まない【結果】・①、③の条件でカルスが生成された。
・外側の細胞は 7〜9 日目に変化が見られ、細胞が白く変化していた。
・形成層の細胞は最初形が角ばっていたものの、日が経つにつれて丸くなっており、9 日目には色は白くなっていた。
・内側の細胞はあまり変化が見られなかったが、11 日目には白くなっていた。
【考察】・③の結果から植物ホルモンのサイトカイニンがカルスの形成に関わっている。
・ニンジン全体から外側と形成層(培地に面している細胞)を中心にカルスが生成されていたので、そこから上の方や内側へと植物ホルモンが運ばれていくとわかった。
・②③の条件ではカルスを生成するための環境が備わっているが、細胞の成長に関係するサイトカイニンの植物ホルモンが無かったため、カルスになることは
なかった。

44

H - 41
カビのコルヒチン耐性
兵庫県立神戸高等学校
自然科学研究会化學班
北橋 永羽
【目的】
：イヌサフランは、紡錘糸の形成を阻害するコルヒチンというアルカロイ
ドの毒を持つ。そのコルヒチンを使えば、原核生物の培養プレートから真核生物がコンタミネーションするのを抑えることができるのではないか。また、真核生物が、コルヒチンを与えた状態で生存した
場合、コルヒチンを無毒化する仕組みを持っているのではないか、と考えた。そこで、真核生物であるカビを使って実験
を行った。
【実験１】
：60 mm のシャーレに、厚さ約1 ㎜のサブロー寒天培地(以下、培地)を作成し、そこに濃度 5 ％のコルヒチンを
1 ml 滴下し、パンから採取した青カビ、黒カビの胞子をまいた。
【結果１】：コルヒチンを与えていない培地のカビに比べ、影響が見られたが、カビの成長、繁殖が見られた。

【実験３】：培地、カビを生やした培地、飽和コルヒチン水溶液 1 ml を加えた培地、
飽和コルヒチン水溶液を与えカビを 19日間育成した培地を用意した。Avena の種子と、水で育成した Avena をそれぞれの培地上で育成した。
【結果３】：コルヒチンを与えていない培地では、両方とも発芽し、成体も正常に育った。コルヒチンを与えた培地では、発芽が見られず、成体に影響が見られた。
【実験４】：飽和コルヒチン水溶液を 1 ml与えたカビを 4 日間培養した培地と、同量同濃度のコルヒチンを滴下し 1 日置いた培地を用意した。それぞれ 2 ml の純水に 1 時間つけ抽出した。それらの水溶液をマルキス試薬と 15 分間反応させ、分光
スペクトル分析を行った。
【結果４】：カビの生えている培地から抽出した水溶液に溶けているコルヒチンの方が、生えていない培地から抽出したものより濃度が低かった。

図 1 左コルヒチンを与えた当日のカビ 右 2 日後のカビ【実験２】：同じく真菌である酵母菌で、【実験１】と同様にコルヒチンを与えた。
作成していた 5 ％のコルヒチン水溶液の中に結晶が出来ていたため、今回の濃度は、10.5 ℃における飽和水溶液である。
【結果２】：コルヒチンを与えた酵母菌も生存していた。しかし、与えたものは、与えていないものと比べ、繁殖場所が、制限されていた。

図 2 左コルヒチン無投与酵母菌 右コルヒチン投与酵母菌

45

図 3 分光スペクトル【考察】：【結果１】では、培地の厚さを薄くしたため、培地の影響がほとんどないと考え、カビが繁殖した培地にコルヒチンの結晶が見られたことからコルヒチンが飽和していると判断した。その環境で繁殖したカビにはコルヒチン耐性があると考えられる。
【結果２】より、どちらの真菌も、コルヒチンの影響は受けるが、耐性があることから真菌の持つ酵素が関係しているのではないかと考えられる。
【結果３】より、Avena はコルヒチンの影響を受け、カビの影響を受けづらいことがわかった。
【結果４】よりカビがコル
ヒチンを代謝していると考えた。

H - 42
隙間なく葉を積み重ねるクラッスラ・ピラミダリスは気孔の位置を調節して効率よく呼吸する横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
八木澤 憧子
(研究指導：古橋卓教諭、中川知己博士)

Crassula pyramidalis は「緑塔」という名で知られるベンケイソウ科の多肉植物で、幾何学的で不思議な形をしている（図１）。解剖してみると、この形態は一対の葉が交互に積み重なることで構成されていることがわかった。私が馴染みのある「普通の植物」は、葉の表や裏に存在する気孔で蒸散や二酸化炭素の吸収を行うが、葉が密接に重なっている C. pyramidalis の形態では、それらの動作を行う上で不都合は無いのだろうか？

C. pyramidalis の表側の表皮を観察すると、大部分に気孔は無く、外気と接している端の方に気孔が集中して配置されていることが判った。したがって葉の重なりあった部分ではなく、端の外気に接した部分で蒸散と二酸化炭素の吸収を行っていると推測された。しかし葉の裏側を観察すると、意外なことに葉が積み重なった茎に近い部
分にも気孔が多く存在していた。私は葉の裏側の気孔が実際には機能していない可能性を考えて、昨年に佐藤紫苑先輩が開発した色水中で減圧してから常圧に戻す実験を行って気体が流入するかどうかを検証したが、予想に反して葉の表側の端の気孔も、裏側の気孔も全て機能している可能性が示された。
乾燥地に棲む植物は、葉を針に変形させたり退化させて蒸散による水分の流出を防ぐことが知られている。C. pyramidalis の場合は、葉を積み重ねるような形態で蒸散する面積を減らしていると私は考えていた。しかし C. pyramidalis の形態を観察しなおすと、葉と葉の間は、実は小さな隙間ができるように工夫されていることに、最近になって気が付いた。この隙間で気孔を開けば、葉の隙間に湿度の高い空気の中で気体が交換できるかもしれないと考えている（図２）。

湿度の高い空気

図１

C. pyramidalis

図２46

葉の間にできる空間

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ノートルダム清心学園 清心女子高等学校
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H - 44
シロツメクサの葉の形態
開智高等学校 農芸部
柳村実来 宮﨑暖大 上野楓夏 植村里香 北原明莉 小畑咲浦 南明里 山崎真那実
目的シロツメクサの 4 枚の小葉をもつ葉(四つ葉)は，人などに踏まれることによって葉の原基が傷つくことが原因で生じるといわれているが，校内では人通りが少ない複数の箇所でもみられる。そこで，
シロツメクサの葉の形態について，おもに四つ葉が出現する要因を調査した。
方法

実験１ 屋内で播種･生育したシロツメクサを，対照(処理なし)，毎週ペットボトルで植物体を上から圧迫する条件，毎週葉の原基がある個体基部を外側から砂で擦る条件の各条件で，それぞれ30 個体ずつ 4 月～10 月の 7 ヶ月間生育し，四つ葉が出現するかどうかを観察した。
実験２

シロツメクサが自生する校内 2 地点で，シロツメクサの葉をランダムにそれぞれ 20 枚選び，
油性ペンで標識し，標識した葉がみられなくなるまでの日数を測定した。

実験３

シロツメクサが自生する校内 4 地点で，一辺 20 cm の方形枠をそれぞれ 3 つずつ用いて，枠内のシロツメクサの葉の総数と四つ葉の数を数えた。
実験は，2018 年 7 月～2019 年 8 月の間に計 9 回行った。

実験４

実験３の過程で，３枚の小葉に対称な形の欠けをもつ葉(対称欠け葉(図 1))が多くみられることに気づいたので，
実験３と同様の方法で，対称欠け葉の枚数も数えた。
実験は，2018 年 11 月～2019 年 8 月の間に計 7 回行った。

実験５

シロツメクサの葉が展開する様子を 1 時間毎に撮影した。

実験６

シロツメクサの葉に付着している植食性動物を探した。

結

図1

対称欠け葉

果

実験１

いずれの条件でも生育は良好であったが，四つ葉は生じなかった。

実験２

標識した葉の半数以上が 35 日以内，全てが 70 日以内に枯死した。

実験３

観察した葉の総数(411～876 枚)に占める四つ葉の割合は，4,5,10,11 月には 0.71～1.99％であったが，6～8 月では 0.16％以下であった。

実験４対称欠け葉の割合は，4,5,6,11,12 月は 3.23～5.11％であったが，8 月は 1.89％であった。

実験５

葉は，最初 3 枚の小葉が重なった状態で現れ，その後約 1 週間をかけて徐々に展開した。

実験６

葉には，クローバービラハダニ(成虫･卵)，アブラムシなどの植食性動物が付着していた。

考察
実験１から，外部からの人工的な刺激程度では四つ葉は容易には出現しないことがわかる。実験２から，シロツメクサの葉は，1～2 ヶ月以下の周期で新しい葉が生じては枯死して入れ替わっていると考えられる。そのうえで，実験３・４で夏に四つ葉や対称欠け葉がほとんどみられなくなったことは，夏の一定期間，四つ葉や対称欠け葉が新たに生じにくくなることを示唆する。また，実験５・６から，
対称欠け葉は，植食性動物が 3 枚の小葉が重なった状態の若い葉を食害した結果生じた疑いがある。
この仮説に基づくと，夏に対称欠け葉が生じにくくなる原因は，夏には植食性動物の活動が低下し，若い葉の食害が減少するためと推察される。対称欠け葉と同様に，四つ葉も夏に著しく減少することから，「対称欠け葉を生じさせる植食性動物と同一とは限らないが，例えばダニのような小さい動物が，組織深層部の葉の原基を傷つけることが，四つ葉を生じさせる要因になっており，夏にはその動物の活動が低下するため，四つ葉が生じにくくなる」という可能性が疑われる。

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H - 46
わさびの抗菌効果
玉川学園高等部
武田侑友梨【目的】
近年様々な製品に抗菌加工がされている。しかしその抗菌加工によって、アレルギーになっている人がいることを聞いた。そのため、食品を使用することで安全に抗菌できるのではないかと考えた。そこで、「わさび」を使用して実験を行なった。
わさびを利用して、より安全に食品を保存する方法を検証した。
【実験方法】①わさび寒天の作製
寒天は、シート状に伸ばして食品にかぶせるなどの変形ができ、様々なものを抗菌するのに応用できるのではないかと考え、わさび寒天を作製した。
以下のうちから、わさびと凝固剤の組合せとして最適なものを検討した。
・わさび：チューブわさび、粉わさび
・凝固剤：ゼラチン、寒天、アガー②わさび寒天の抗菌実験
白米とわさび寒天を密閉容器に入れ（右図）、
30℃の恒温槽で１週間放置し、わさび寒天の抗菌効果を検証した。
③わさびの部位に関する検討
部位ごと（茎・葉・根）に抗菌効果を比較した。
④わさび寒天以外の検討
わさびを寒天に入れるのではなく、わさび入りの紙を作製したり、わさびの代わりに笹の葉などを利用して寒天を作製したりした。
【結果・考察】① チューブわさびは下に沈殿してしまい、ゼラチンとアガーは常温では固まらなかった。よって、粉わさびと寒天の組合せが良かった。
② わさび寒天は白米を抗菌することができた。アリルイソチオシアネートが揮発性であるため、密閉容器内にある白米を抗菌できたと考えらる。
③ わさびの部位によって抗菌効果に多少の差があった。
④ わさびを紙に混ぜたものでは、うまく抗菌ができなかった。原因は、わさび入りの紙を作製して乾かしている時に、抗菌成分が揮発して減少したためではないかと考えられる。
【まとめ】

わさび寒天は抗菌できることがわかった。しかし紙に混ぜると抗菌できな
かった。

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