31ISSN 1343-912X

日本木材学会九州支部

10 巻 3 号
2003
シリーズ”森林資源利用と地球環境”
森林資源科学においてゲノム科学戦略は必要か
ゲノムワイドに行ってみよう［研究論文］
高電圧パルスがシイタケの菌糸生長に及ぼす影響
前田貴昭 ・ 池田元吉 ・ 塚本俊介 ・ 秋山秀典 ・ ・ ・ 42

割石博之 ・ ・ ・ 31シリーズ” 川上から川下まで”
林業と木材工業の連携による産地の形成 （その 2）
藤澤義武 ・ ・ ・ 35
［研究論文］
モウソウチク由来加圧熱水抽出物の白血病細胞増殖阻害作用

新会員紹介（有馬孝禮 ・ 近藤哲男） ・ ・ ・ 47

トピックス
組織構造からみた保存処理材中の薬剤の分布と定着性
松永浩史 ・ ・ ・ 44

安藤浩毅 ・ 坂木剛 ・ 大庭英樹 ・ ・ ・ 40

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シリーズ“森林資源利用と地球環境”

森林資源科学においてゲノム科学戦略は必要か
ゲノムワイドに行ってみよう
割石

博之

個々の生物が持つすべての遺伝情報（ゲノム）を進行している。これらのデータ（ラフドラフト）にまず解読し、その中のどこが遺伝子であり、それがは Joint Genome Institute のホームページから誰

どんなタンパク質を作り、生体内でどのように機能でもアクセスできる（http://www.jgi.doe.gov/）。

するのかを調べる、ゲノムワイドな研究が「ヒトゲ

ただし、データの利用については、ホームページ記

ノム解読計画」から始まった。現在は、数百種類の載の要領に従うべきであろう。

生物のゲノム解読が進行しており、森林微生物であ

さて、生命とは何かという本質的質問に対し、ゲる担子菌（Phanerochaete chrysosporium）あるい

ノム全塩基配列解読プロジェクトとはその答えを与は樹木（Populus trichocarpa）のゲノム解読計画がえてくれる、あるいは、はっきりした研究指針を与木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）

32

えてくれる、夢のような研究であると考えられていりプロジェクトの企画推進た。しかし、ヒトの全ゲノム塩基配列が明らかになっ

4. 具体的な戦略目標の設定と研究評価の実施た今、その答えは出たであろうか。残念ながら否で

5. 産業応用への道筋（研究出口の明確化）ある。では、ゲノム全塩基配列解読プロジェクトは徒労だったのであろうか。これも否である。

ここで筆者が強調したいことは、産業応用への道

学術審議会は 2000 年 2 月、「大学等におけるバイ筋について、出口対応だけではなく、出口のある新オサイエンス研究の推進について」という建議の中

たな入口の設定も重要であるということである。ゲ

で、バイオサイエンスの定義を変更した。1986 年、 ノム情報という膨大なデータを駆使し、これまでのバイオサイエンスは、「20 世紀後半に展開した DNA

研究アルゴリズムに縛られない、新たな研究を展開を基盤とする研究を従来の生物学の膨大な知識と結することが求められているように感じている。しかびつけ、分子、細胞、組織、個体、生態系に至るあも、万人に公開されているデータベースがその基盤

らゆる生命現象を理解しようとする領域である」とにあり、その上で国際的イニシアチブをとろうとい

定義された。2000 年の建議では、「生物の重要な構

うのである。ゲノム情報をさらに活かすためのデー

成要素の働きを実験的に明らかにし、生命現象におタベース（発現タンパク質の全解析や遺伝子発現

ける普遍的な原理を追求する科学である。また、生ネットワークの解明等）の構築や膨大なデータを扱命現象に関与する生体分子の物理化学的性質を明らうための生物情報科学技術の拡充は必須要項となろ

かにし、生物に特有な分子識別をはじめとする生体う。しかし、この分野においても我が国は米英に後分子間相互作用を解析するとともに、生命現象を分れをとっている。もし既に持つ優位技術を利用した

子、細胞、組織、個体、生態系などのあらゆる側面

先取りプロジェクトの企画ができる場合は、直ちににおいて検討し、各階層における普遍的生命原理と実行すべきであろう。世界で自分しかできない技術

それを基盤にした生物の進化の機構および多様性形の開発など、創意ある個人研究が研究活動の基盤で成と消滅の機構を理解しようとする領域である。さあるということを改めて実感させられる。しかし、

らに、生体機能分子を介した生体特有の情報処理やゆるぎのない研究基盤の構築は、プロジェクト研究、情報の獲得に関する研究を行う領域である」と改訂

特に国家プロジェクトとして強力に推進すべきものされた。この定義の変更は、ゲノム全塩基配列の決であることも間違いないようである。個人研究とプ定がひとつの学問領域の終結を指すのではなく、新ロジェクト研究、これらを両輪に戦略的な研究を進しい学問領域のスタートであることを強く謳っていめることが重要であろう。

るように感じる。

さて、それでは我が国は具体的にどのような取り

総合科学技術会議においては、全塩基配列解読後組みを模索しているのであろうか。20 世紀ゲノムの研究（ポストゲノム研究）の目標として、オーダー研究の総括として、研究水準・研究者数・研究資金

メイド医療・予防医学の充実・革新的医療・新規食のいずれの分野も米英に後れをとっており、国際競品開発・環境負荷の低減等を挙げている。ここで言争の中、21 世紀初頭数年間の取り組みが、その後

うポストゲノム研究とは解読されたゲノム情報を基の日本のリーダーシップを左右するとしている。緊に展開される研究分野のことを指しており、そのポ急に強化すべきゲノム科学分野として、タンパク質

イントは以下のようにまとめられている。

構造機能解析（構造ゲノム科学国家プロジェクト：
タンパク質 3000 プロジェクト）や生物情報科学（バ1. 膨大だが有限な遺伝子が対象

イオインフォマティクス）における人材育成・デー

体系的・効果的な資源投入（大型研究費の投入

タベース整備・情報解析技術の開発等を挙げ、既にと人的整備）

開始している。後者においては、新規理論の構築（シ

創意あふれる個別研究の育成

ステムバイオロジー）への取組み強化も始まってい2. 国際競争に伍していくための機動性・柔軟性

る。さらに、今後強化・拡充するゲノム科学分野とヒトゲノム計画で十分な貢献が果たせなかっしてヒトゲノム多様性解析・疾患遺伝子解析（オーた経験を活かすダーメイド医療実現の重要な基盤）・解析の加速化

3. 我が国の優位技術の把握とそれを利用した先取 （コストダウンのための研究開発）・5 大疾患遺伝子33

表 1 「生命科学の 21 世紀」に向けたバイオ施策（補正予算分）
項目
ヒトゲノム解析を突破口とした 5 大疾患の克服
ヒトゲノム構造・多様性解析
ゲノム機能解析（タンパク質 3000 プロジェクト）
再生医療
イネゲノム
ゲノム研究開発の加速化のための基盤整備
バイオ技術の応用による環境問題の克服
バイオマスエネルギー実用化技術の開発
地域新生・食品産業活性化技術開発支援事業
生物機能を活用した地球環境調和型産業プロセスの開発

金

額

備

考

28.0 億円
198.0 億円
63.7 億円
31.7 億円
52.2 億円

SNPs
含 ﾊﾞｲｵｲﾝﾌｫﾏﾃｨｸｽ 基盤拡充
発生・分化・再生科学
ｹﾞﾉﾑﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ / 機能性食品
動物ｹﾞﾉﾑ / 微生物ｹﾞﾉﾑ など

0.4 億円
3.2 億円
15.0 億円

ﾊﾞｲｵﾏｽ･ﾆｯﾎﾟﾝ への展開
環境問題対応分
ｸﾞﾘｰﾝﾊﾞｲｵｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝ

解析（痴呆等神経疾患、がん、糖尿病、高脂血症等

らにこの数倍の規模で予算が投入されている。国と代謝性疾患・高血圧等循環器疾患、気管支喘息等免しての施策は公開され、その方向性もある程度明確

疫・アレルギー研究）が挙げられている。また、ゲに示されているのである。これらの予算の多くは、

ノム機能研究として、系統的遺伝子発現解析研究

いわゆる基礎研究にも投入されており、現在巷でや遺伝子の個体における機能研究（ミュータージェ

取りざたされている独法化により基礎研究は阻害さ

ネシスの推進）も重点項目とされている。数に限りれるという意見には、心からは賛同しかねる点もあのあるフェノタイプミュータントに替わり、RNA 干る。個人研究とプロジェクト研究は、やはり両輪と渉の研究が注目を集めている。また、バイオ技術のなり大学研究を支えていくのではないかと考えてい応用による環境問題の克服をめざした、生物機能をる。特に成果を求めるプロジェクト研究において、利用した産業プロセス革新のための技術基盤の開発

成果という面からは基礎研究に投入した方がより多プロジェクトも開始されている。バイオ技術を利用

くの実（論文）が出てくるのは明白である。基礎研した生産方法は、環境負荷が極めて低く、環境調和

究を新しい入口作りと考えれば、我々も腐ることな型の生産プロセスとして期待される。これまでの利

くやっていけるのではと考えている（やや楽観的で用は、偶然自然界で発見された微生物等を改変してはあるが）。

用いる程度であったが、近年数多くの微生物等の遺さらに昨年、経済産業省・文部科学省・農林水産省・

伝子解析が進んできたことから、これらの遺伝子を

国土交通省・環境省からバイオマス・ニッポン総合

組合わせて、生産目的に応じた細胞を設計・作成し戦略骨子が共同発表された。その中で、農林水産資て生産に利用することも可能となりつつある。この源・有機性廃棄物などの生物由来の有機性資源であため、遺伝子情報に基づいたバイオプロセスのためるバイオマスを、エネルギーや製品として総合的にの新たな技術基盤の開発を行うとともに、生産プロ

利活用し、持続的に発展可能な社会「バイオマス・

セスを化石資源からバイオマス資源に変換するためニッポン」を実現することを謳っている。以下の 4に、バイオプロセスの原料となるバイオマス収集・点が重点項目であり、具体的な施策が策定されつつ処理および利用への遺伝子組み換え技術・生物機能ある。各省庁で、目指すところが異なることに、ア利用技術等の開発を狙っていくものである。表 1 にンテナをはっておく必要があると感じている。例え2001 年の「生命科学の 21 世紀」に向けたバイオ施

ば、経産省ではバイオマスエネルギーに、農水省で策（BT 戦略）で組まれた補正予算一覧を示す。こは農産廃棄物の高度利用に重きを置くであろう。国のバイオ施策の目標は、自然界に存する生物機能の民への啓蒙活動には、日本木材学会や九州支部とし解明および利用により、健康・環境分野での技術的ても関わっていくべきであろう。

課題をブレイクスルーし、副作用の少ない治療法や画期的な新薬、高機能食物、環境負荷の少ない生産① 地球温暖化の防止に向けてプロセス等を開発することで、安心して暮らせる豊

地球温暖化問題は、次世代に豊かな資源と美しい

かな高齢化社会及び循環型経済社会を実現する、と環境に囲まれた地球を残していくため、人類が早急いうものであった。

に取り組まなければならない最も重要な環境問題のこのデータはあくまで補正予算分のみであり、さ一つである。我が国も、京都議定書の締結により、

木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）34

温室効果ガスの削減に本格的に取り組まなければな

策を見出すべく、バイオマス・ニッポン総合戦略がらない。二酸化炭素（CO2）の排出源である化石資提案されたわけである。今後、どのような提言を我々

源由来のエネルギーや製品を、カーボンニュートラ

は行っていくのか、それとも公募される研究テー

ルという特性を持つバイオマスで代替することによ

マに自らをはめ込んでいくのか。色々な考え方はあり、CO2 の発生を抑制し、地球温暖化の防止に貢献

ろうが、バイオマス研究分野に我々が関与しないわ

することが急務となっている。

けにはいかない。他の追随を許さない技術を我々は② 循環型社会の形成に向けて持っているのであろうか。筆者は、樹木やキノコの大量生産・大量消費・大量廃棄の社会から、廃棄

ゲノム情報から提案できるバイオマス研究（出口の物の発生を抑制し、限りある資源を有効活用するこある入口）がきっとあるはずだと考えている。なお、とにより循環型社会へと移行していくことが求めら

上述の骨子策定グループに林産系の研究者は入ってれている。この循環型社会の形成に向けて、バイオいなかった。

マスは重要な役割を担うものであり、その総合的な利活用を通じ、循環型社会への移行を加速化してい

さて、膨大なゲノムデータを基盤とするポストゲ

くことが必要となっている。

ノム解析を迅速かつ精度の高いものにするために、③ 農山漁村に豊富に存在するバイオマスの利活用

新たな方法論が必要となってきている。このパラに向けてダイムシフトに積極的に対応していかないと、同じ

化石資源・鉱物資源等の天然資源の乏しい我が国

データを見ても得られる成果が少なくなり、解析すであるが、アジアモンスーン地帯に属し温暖・多雨る速度に決定的な差がついてしまうことで、実学へな気候条件のおかげで、自然の恵みを受けて成長すの展開力を大きく左右してしまうであろう。

るバイオマスが豊富であり、その多くは農山漁村にバイオインフォマティクスは、コンピュータなど

存在している。また、家畜排せつ物、稲わら、林地の情報技術を用いて生命現象の解明を進めていくと残材等農林漁業から発生するバイオマスを有効活用いう技術・学問であり、生命がいろいろな環境の刺することにより、農林漁業の自然循環機能を維持増

激に対してどう応答するかなどの予測を可能とし、進し、その持続的な発展を図るとともに、都市部と例えば医薬品の開発、植物の品種改良、さらに石農山漁村のバイオマスの利活用を有機的に連携させ油に代わるエネルギーの開発などを目指すものであることにより、都市と農山漁村の共生・対流を促進る。生命科学の研究と情報科学の研究を合体させて、することが期待されている。農林漁業、農山漁村を今までできなかったような研究開発をしていく。そバイオマス生産、利活用の場として再活性化するこ

ういう全く新しい分野がバイオインフォマティクスとが求められている。

なのである。コンピュータの中でバイオロジーの研④ 競争力のある新たな戦略的産業の育成に向けて究をすることが、今世紀に非常に大きく展開すると大きな転換点にある我が国の経済社会において、 期待されているのである。日々刻々蓄積されている
90 年代初めと比べて大幅に低下している産業競争

ゲノムデータは、科学的にも、ビジネス的にも「宝力を再生することが経済活性化の鍵となっている。 の山」である。膨大なデータを解析し、その中からバイオマスを新たにエネルギーや製品に利活用する

本当の宝を見出すために、バイオインフォマティク

ことにより、革新的な技術・製品の開発、ノウハウスが重要な役割を果たすことは間違いない。

の蓄積、先駆的なビジネス・モデルの創出等が可能

森林バイオマス研究の分野で各研究者が連携をととなり、全く新しい環境調和型産業とそれに伴う新り、ゲノム・遺伝子・タンパク質そして代謝産物をたな雇用の創出が期待できる。このバイオマス関連

体系的・総合的に研究することは、基礎研究を応用

産業を日本発の戦略的産業として育成することによ

研究に素早く結びつけることを可能にし、21 世紀

り、我が国の産業競争力を再構築していくことが必のバイオマス研究分野における国際的なイニシアチ要となっている。

ブとなると感じている。森林生物資源を舞台としたオーミクス（Omics：いろいろな階層での網羅的解

日本のお家芸である（あった）「ものつくり」、そ析、例えば、トランスクリプトミクス・プロテオミ

して永遠のテーマである「エネルギー問題」に解決

クス・メタボロミクスなど）およびその統合的解析

35から、さらには比較ゲノム学（例えば、ポプラとシ

これらの成果と相まって、in cell 物質生産も現実

ロイヌナズナやイネの染色体構造を統括的に比較すのものとなる日が来よう。

る等）的観点から、木は何故木なのか、といった本

何故木は木なのか、何故キノコはキノコなのか、

質的質問に解答を与えることができよう。セルロー

といった馬鹿正直な疑問に答えが見えたとき、新しスの配向性や結晶構造を決定する因子の推定、リグい応用研究が爆発するような気がしている。

ニン生合成に関与する遺伝子の種類・数・染色体上の位置を木本・草本で統括的比較を行う等、夢はつ

まとまりも結論もない雑ぱくな文章になってしまきない。樹木の形作りに関与する遺伝子の統括的推いました。この場を借りてお詫びいたします。筆者

定も興味深いテーマである。また、担子菌のユニーは決してオーミクスやバイオインフォマティクスのクな代謝マップを明らかにすることは、現在、針の信奉者ではありません。が、一つの方法論として、

先で行われているコンビナトリアルケミストリーを興味を持っていただければと思っております。もち細胞内で行う in cell コンビナトリアルケミストリ

ろん筆者も、現存する企業と差し迫った明日を見据ーへと展開できるのではないか。現在、機能未知遺えた研究もやっております。ご意見、ご叱責をお待伝子（群）の機能解明に、これまでの一遺伝子を導ち申し上げております。

入する系ではなく、一連のクラスターを形成する遺伝子を一気に発現させる系の開発が行われている。 （わりいしシリーズ

ひろゆき：九州大学大学院農学研究院）“川上から川下まで”

林業と木材工業の連携による産地の形成（その 2）
藤澤
1. 林木の育種とは

義武
つ林業地帯であり、長い年月をかけて特徴を持った

前回では、クローン苗を用いることによって、効れるとは思いますが、ここで復習の意味も込めて林

果的に品質のバラツキが少ない木材を生産できるこ

木育種の特徴とどのようにして成長量や材質を改良とを紹介しました。実生苗に対してはもちろんのこするのか、その原理を紹介しましょう。

と、九州の林業の特徴であるさし木の在来品種に対林木は、同じ植物である農作物と比べても大きく異しても、単一のクローンを用いることでバラツキをなる部分があります。それは、体が大きく、他殖性より少なくすることができます。さし木の在来品種であること、一世代が極めて長いこと、ほとんど遺の中には、いくつかのクローンで構成されているも伝的に改良を受けていない野生に近い状態にあるこのもあるからなのです。さらに、育種の技術によっと等です。他殖性とは、別の個体から来た花粉でなて品質を改良したクローン苗を用いるのであれば、 いと種を得ることができない性質をいいます。体の成長量も高いうえに通直でしかも材質も優れ、しか大きさでは、たとえば、アメリカに成育するジャイも品質が均一な林分を育てることができます。例え

アントセコイア (Sequoia dendron ) は高さが 100mばスなら、心材の含水率が低く、ヤング率は高い素近くになりますし、一世代が極めて長いということ

材を生産できる林分に変えることが出来るのです。

では、わが国のスギは 3000 年以上生存することがところで、「育種」という言葉は農作物からはては犬・できます。

猫のペットの類に至るまで用いられており、テレビ

一般的に知られた農作物の育種では、交配を繰り等のマスコミでも頻繁に耳にする身近な言葉の一つ返すことで遺伝子が均一な「純系」と呼ばれる家系です。しかし、林木の育種は農作物や家畜等のそれを作り、優良品種を固定します。しかし、林木で農らとは、少し異なっています。それには、林木の持作物と同じように育種を進めると、先に示したようついくつかの特徴が関係しています。長い歴史を持な特徴から、優良品種を固定するのに人間の何世代木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）

36

3

0

2

図 1 精英選抜樹種の流れ

図 2 選抜による形質改良の概念にもわたる長い年月が必要になってしまいます。そ精英樹の集団の中には、環境の影響などによってた

こで、林木では「精英樹選抜育種」という独特の手またま優れた性質を示したものが混じっています。

法に基づいて形質の改良を進めます。形質とは、成次代検定林によってこのように誤って選抜された精長や材質、病気や害虫に対する抵抗力等それぞれの英樹を見つけ、これらを採種園、採穂園から取り除

個体の特徴が現れる性質のことをいいます。この方

くと、選抜の効果がさらに確実なものとなります。

法は、林分から形質の優れた個体を選ぶとそれらのさらには、次代検定林から優れた精英樹を選び、そ子供の平均値はもとの集団の平均値よりもすぐれてれらだけで子供を作り、そこからさらに優れたものいることが期待できることに基づいており、このこを第２世代の精英樹として選びます。このサイクルとにはさきにお話しした林木の特徴が関係していまを繰り返すことによって精英樹の特性をより向上さす。この精英樹選抜育種の流れを示したのが図 1 でせることができます。これが精英樹選抜育種であり、あり、その概要を次に述べます。

その目的は育種に必要な長い年月を短縮することでまず、林分の中で優れた素質を示す個体を「精英樹：プラス木」として、林業経営上求められる形す。このシステムは、林木の成長が遅いスウェーデ
ンで開発されました。

質、例えば樹高であるとか胸高直径であるいった基準によって選びます。この作業を「選抜」といいま

2. 実生とクローン、育種による改良効果の比較す。次に、これらの精英樹の集団をつぎ木やさし木

では、育種によって色々な形質を人間の都合の良で殖やします。これはクローン増殖なので、親の遺いように改良するとして、どれほどの改良効果（以伝子をそのまま受け継いだ苗木の集団をつくること

後育種効果とする）があるのでしょうか？スギの実ができます。さらに、この苗木によって、苗木を大生で設定した試験林と同じくスギのクローンで設定量に生産するための種を生産する採種園、もしくは、 した試験林を利用し、成長量や材質に関する両者のさし木苗を大量に生産するための穂木を生産する採育種効果を比較しました。

穂園を造成します。これらによって大量に殖やした

2-1. 実生の場合

苗木はそのまま林業で実用し、ただちに山に植えま

スギは、九州及び関西の一部を除くと実生苗で造す。これらの苗木は、もとの集団よりは選抜の基準

林するのが一般的であり、関東・東北地方でこの傾となった形質に優れていることが期待できます。一向はより顕著となっています。よって、実生の育種方、次代検定林と呼ばれる試験林を造成し、精英樹

効果はこれらの地域のスギ造林地で恩恵を享受できの子供がもとの集団より優れている度合いを確かめるものともいえるでしょう。

ます。選抜による形質改良の概念を図 2 へ示しましここでは、容積密度、ヤング率、心材含水率のた。ここに示したように選抜された集団の子供は元

19 年生の自然受粉家系と 17 年生の人工交配家系にの平均値と選抜された集団の平均値の間にあること

おける遺伝率を算出し、これによってそれぞれの形が期待できます。このとき、選抜された集団の平均

質の育種効果を推定した結果を示します。自然受粉

値に対する子供の平均値の比率が遺伝率です。また、 家系とは母親が同じで父親は不特定多数のものを指37

ツキに占める一般組み合わせ能力と特定組み合わせ能力の比率、すなわち寄与率を示しました。この例
では、ヤング率と容積密度は特定組み合わせ能力の占める比率が高いことを示しています。これは 17
年生の若齢林分における一つ例であって、スギ全体に適用できる結果ではありませんが、このように実生ではトビがタカを生んだり、タカがトビを生む可能性があります。したがって、スギの実生では、材質、成長量ともに大きな育種効果を期待できるのですが、ヤング率、容積密度ではトビがタカを生む、
図 3 実生苗における改良率（変動係数×遺伝率）

あるいはタカがトビを生む可能性があります。トビ

し、人工交配家系は両親ともに同じものを指します。 がタカを産むのであれば言うことなしなのですが、図 3 にそれぞれの形質の育種効果を形質のバラツ

タカがトビを産んだ日にはたまったものではありまキを示す変動係数と遺伝率の積を改良率として示しせん。すなわち、確実に育種効果を得るためには確た。これによると、生長量の指標である胸高直径に実に優れた子供を作ることがわかっている両親間でくらべて、容積密度、ヤング率、心材含水率は大き人工交配を行う、あるいはそれらの両親だけで採種な改良効果を得ることができることがわかります。

園を造成するなどの特別の工夫が必要になります。

ところで、実生苗を生産する場合、種子を効率的

2.2. クローンの場合に生産するため、採種園と呼ばれる施設を利用しま

ご存じのように、九州地域及び関西の一部の地域

す。採種園では、色々なクローンを特定のクローン

では、スギは一般的にさし木苗でします。特に九州同士が隣り合うことが無いように完全に無作為に配地域では、さし木苗はスギ種苗生産量の 97% を占め

置し、父親の効果が平均かするように配慮されていており（林木育種センター・1993）、造林面積に占ます。この採種園から得た種子では、花粉がどの親める比率も概ね種苗生産量の比率に近いものであるからきたのかにかかわらず、特定の母親から優秀なと推測されています。さし木はクローン苗を生産す

子供が得られる確率（一般組み合わせ能力）を示す

る効率的な手法の一つであり、これらから、九州地方が、より現実的な育種効果を示すことができると域ではクローンの育種効果が林業の実態に即したもされています。一方、自然界ではトビがタカを産んのであるといえるでしょう。

だり、逆にタカがトビを産んだりすることがありま

一例として、九州にある 21 年生のクローン試験す。この場合、両親が特定の組み合わせの場合に、 林の調査結果から広義の遺伝率を求めました。同じ親以上に良い成績を出したり、逆に劣ったりする現クローンであれば、遺伝子は完全に同じなので、遺象であることから、特定組み合わせ能力と呼ばれま伝率を求める意味はありませんが、形質のバラツキす。図 4 には 17 年生の人工交配家系の全体のバラにしめる遺伝的なバラツキの比率を便宜的に遺伝率とし、両親が関与する本来の遺伝率と区分するために、広義の遺伝率と呼称します。この広義の遺伝率に基づき、各形質の育種効果を元の集団に対する改良率として図 5 に示しました。図 5 に示されるように、ヤング率の改良率は十八パーセントと高く、これは新しい「針葉樹の構造用製材の日本農林規格」の「機械的等級区分製材」において１ランクの引き上げにつながる効果です。
また、九州の各所に同じクローンを植栽した地域
差検定林と呼ばれる試験林があります。この地域差

図 4 形質毎の一般組み合わせ能力と特定組み合わせ能力の寄与率の比較

検定林の中から、九州全域をカバーするように 6 箇所を選択してそれらのヤング率の変異を調査しまし木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）

38

他の技術に基づいた「品種鑑定システム」が重要な役割を果たします。また、このシステムは特定の品種の人気が高まると必ず出現するニセブランドへの対抗手段ともなります。
育種によって開発したクローン品種の品質は、採穂園を核として管理・保証していくことができます。さらに、だれが何の品種を何年に何ヘクタール
植栽したと言った情報をコンピュータで管理することにより、品質管理型木材生産を有利販売に結びつ
図5

クローン苗における改良率（変動係数×遺伝率）

けることができます。データベースに登録された品
種毎の蓄積状態を基にして販売計画を立てることにより、個々の林家の経営面積が小さくとも、品種毎にまとまった木材を生産・供給することができると言うわけです。しかも、それらの木材は性能に優れ、品質が均一なのです。これがクローン品種によって産地を形成した状態です。これを実現するためには、研究者だけではなく、行政面でも認証・品質保証シ
ステムの構築、経営情報の一元的管理体制を確立すること等が求められます。しかし、これらの多くは

図6

ヤング率と胸高直径の分散寄与率

現在進められている林業・林産業構造改革事業や流通効率化システム開発・普及事業の成果を利用してた。6 箇所の林分の調査結果全体のバラツキに占めいくことで効率的に進めることができます。とりわるそれぞれの因子別の寄与率を図 6 に示しました。 け、さし木林業が主流を占める九州では、すでにク
図 6 から明らかなように、全体のバラツキの 65% はローン品種による産地形成を実現できる一歩手前のクローンの違いに起因しており、検定林の違いによ

ところにいるのです。

るバラツキはわずか七％にしかすぎませんでした。
このことによって、ヤング率はクローンの違いに強く影響され、環境の違いよる変化は少ないことがわ
かりました。

4. 産地の形成における育種の役割
さて、クローン品種によって性質が均一な木材を生産する品質管理型木材生産によって産地を形成していく上で、林木の育種はどのような役割を果たす

3. クローンによる産地形成の可能性

ことができるのでしょうか？

このように、クローンでは育種による効果が高い

品質管理型木材生産による産地の形成のひとつのうえに前回に述べたようにバラツキは小さくなりま

流れを図 7 に示しました。この中で、品種の開発とす。さらに、成長や材質に優れたクローン品種を開品種の品質管理、品質保証の部分について、林木育発したならば、採穂園によって品質を保証すること

種センターを中心とした各公的機関の林木育種の分ができます。採種園ではよそから飛んできた花粉に野が担当します。開発されたスギやヒノキのクロー

よって遺伝的に汚染され、苗木が異なった性質を示

ン品種の中からそれぞれの産地はそれぞれの経営戦

すことがありますが、採穂園ではそのようなことは

略によって選択します。現在までのスギに関する研起こりようがありません。従って、採穂園に植わっ究成果では、成長形質、スギカミキリ、スギザイタている台木が間違いなくその品種であることを確

マバエ等の虫害、寒さの害への耐性、ヤング率、容かめておけば、後はさし穂がこの採穂園で生産され積密度、心材含水率、心材色、ミクロフィブリル傾たものであることを管理することで、品種の純粋性角に加え、耐朽性と関係の深い抽出成分量他についや品質を確実に管理することができます。ここで、 て、育種による改良が可能であることがわかっていDNA 断片の多型の分析技術やアイソザイム分析そのます。選択された品種によって採穂園が造成され、

39

これが苗木の供給源となります。採穂園の各採穂台

きます。まず、現状の林分について、在来品種毎、木は植栽の前・後で先に示した品種鑑定システムに

齢級毎に植栽面積、植栽箇所、林分状況他の情報のよってクローンの親木（オルテットと呼ばれる）とデータベースを作ります。この情報に基づくことに全く同じ遺伝子型であることを確認し、採穂台木がよって在来品種毎に木材を安定して供給する体制をオルテットと同じ物であることを保証した保証書を整えます。在来品種に関しては成長、材質他の情報交付します。もし、台木に枯損が生じた場合、それが蓄積されているので、材の性能表示が可能です。

ぞれの機関が増殖したうえで補植します。しかし、 現行では育種の成果に基づいたクローン品種に比補植後は造成時と同じ手順に従ってクローンを鑑定

べてバラツキも大きくなる傾向にありますが、在来した上で、保証書を交付します。この採穂園が産地

品種を込みにして扱っていた従来の体制に比べるとを形成していくことになるのです。さらに、この採品質が格段に均一な木材を供給できます。ただし、

穂園から生産される穂木には採穂園の名前とクロー

DNA 分析技術等によって確実に品種鑑定するためのンの名前、クローンの特性を記述した保証書が交システムを構築し、これによる保証体制を確立して付されます。この保証書が苗木の品質を保証するわおく必要があります。さらには再造林時にクローンけです。ただし、枝変わりと言って、樹体の一部に品種を用いることによってよりバラツキの小さな材

だけ突然変異が生じることが極めてまれにありますを生産できるようになり、最終的にはクローン品種

が、穂木の出荷基準を厳しくすることでこれらが紛と完全に入れ替わるというわけです。

れ込むことを防ぐことができます。さらに、造林者の段階では、この保証書を持った苗木を植栽した林

5. おわりに家のみがデータベースに登録され、今後、産地材のこれまでの産地形成の概念では、木材市場を中核生産者として扱われ、生産・販売システムに組み入として木材の安定供給体制を整えることに主眼がおれられていくことになります。

かれているのに対して、品質管理型木材生産による

このように、個々の経営形態は小さくとも、地域産地の形成ではクローン品種の長所を生かし、木材

単位、あるいはそれを超えた大きな単位で管理・経そのものの性能と品質の均一性、さらに IT に基づ営することによって、性能が高くしかも性質が均一

いた安定供給によって産地形成を図るものです。こな木材を安定して生産し続けることができます。まこには国産材、特にスギの有利販売につながる一

た、先に書いたクローンの保証を確実に進めていく

つの可能性を示したにすぎません。しかし、こうしことによって、牛、豚や鶏で問題となったニセブラ

た可能性を机上の空論に終わらせることなく、一歩ンドの横行を防ぐことができます。

前へ踏み出すことが求められているのではないので何度もいいますが、ここに示したシステムは、在しょうか？

来木品種によるさし木林業が主流を占める九州では実現の一歩手前にあり、ほんの少しの努力で達成で（ふじさわ よしたけ ： 林木育種センター九州育種場）

図 7 クローン品種に基づいた品質管理型木材生産による産地の形成

木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）40

モウソウチク由来加圧熱水抽出物の白血病細胞増殖阻害作用＊1
安藤浩毅＊ 2 ・ 坂木剛＊ 3 ・ 大庭英樹＊ 4

モウソウチクの生体に対する機能性探索および用途開発の一環として、モウソウチクを加圧熱水で加水分解した加圧熱水抽出物の株化白血病細胞に対する生物活性 ( 細胞増殖阻害）について調べた。その結果、約 200℃の加圧熱水で分解抽出される生成物に、一部の株化白血病細胞の増殖を特異的に阻害する活性が認められた。
１. はじめにリンパ腫 :LY) を RPMI-1640 培地で培養し、対数増
鹿児島県はタケノコ ( 主にモウソウチク）の有数 殖期にあるものを用い、また、健常人の末梢血からの産地であり、タケノコの品質向上や生産性向上の リンホセパール I を用いて分離したヒト末梢血リンために、竹林の管理や整備 ( 伐竹 ) 等が進められて パ球細胞を同培地で培養したものを対照として用いいる。伐採された竹の一部は、パルプの原料、竹炭、 た。
工芸品等へ利用されているが、まだ十分に利用され
株 化 白 血 病 細 胞 の 増 殖 阻 害 試 験 は 既 報 4) にているとはいえない。モウソウチクには、元来キノ 従 い、 細 胞 の ミ ト コ ン ド リ ア 脱 水 素 酵 素 が MTT
ン類などの抗菌成分 1) が含まれていることが知ら (3-(4,5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2Hれている。また、モウソウチクを 180℃程度の加圧 tetrazolium bromide）を基質として formazan 物質
熱水 ( 飽和蒸気圧以上に加圧された 100℃以上の熱 に変換する MTT 法により評価した。すなわち、濃度水 ) で加水分解したものには、キシロオリゴ糖な の異なる当該抽出物存在下で 24 時間培養後の細胞どの難消化性オリゴ糖が含まれており 2)、腸内細菌 抽出液のミトコンドリア脱水素酵素活性を測定し、の増殖促進 3) など様々な機能性が報告されている。 無添加（PBS(-) 添加）培養の細胞抽出液のミトコ
そこで本研究では、モウソウチクの生体に対する機 ンドリア脱水素酵素活性を 100 とした時の各々の活能性探索および新規機能性素材としての用途開発の 性の相対値を生存率 (％ ) として表した。
一環として、モウソウチクを加圧熱水で加水分解して得られる成分の株化白血病細胞に対する生物活性 ３. 結果および考察を調べた。

モウソウチク由来加圧熱水抽出物の各種株化白血病細胞の生存に対する影響を MTT アッセイにより調
２. 実験方法
べた。その結果、ALL 由来株化白血病細胞の Jurkat
１）モウソウチクの加圧熱水抽出
お よ び Molt-4 に 対 し て、 そ れ ぞ れ 250 μ g/mL、モウソウチク (Phyllostachys pubescens Mazel) 100 μ g/mL の濃度で 50％以上 ( 無添加に対し ) のをカッティングミルで粉砕し、粒径を 177 ～ 250 μ 細胞増殖阻害を示した ( 図 1-a）。また、この結果
m に篩い分けした。これを加圧熱水処理装置 2) によ から、モウソウチク由来加圧熱水抽出物は細胞増り 130℃で抽出される成分を除去した後、200℃で 殖阻害に対して濃度依存性があることが明らかとな加水分解されて得られる加圧熱水抽出物を抽出液と った。その他の株化細胞、AML 由来の ML Ⅱや LY 由した。また、比較対照としてシラカバ由来の精製キ 来の Supt- Ⅰに対しても同様の試験を行ったが、モ
シラン（SIGMA 製）を同様に処理したものを実験に ウソウチク由来加圧熱水抽出物の細胞増殖阻害効果供した。
はほとんど見られなかった（図 1-b）。これらの結２）細胞および細胞増殖阻害試験
果から、モウソウチク由来加圧熱水抽出物の細胞増株 化 白 血 病 細 胞 は、 ヒ ト 白 血 病 株 化 細 胞 の 殖阻害活性は ALL 由来の株化細胞に対して特異的でJurkat( 急性リンパ性白血病 :ALL）、Molt-4(ALL）、 あること、また、その効果は、加圧熱水抽出物に含ML- Ⅱ ( 急性骨髄性白血病 :AML) および Supt- Ⅰ ( まれるキシロオリゴ糖等の糖類の存在が関与していHiroki ANDO, Tsuyoshi SAKAKI and Hideki OHBA:Growth inhibition effect on some leukemia cell lines
by hot compressed water extractives of a moso bamboo.
＊2
鹿児島県工業技術センター Kagoshima Prefectural Institute of Industrial Technology, Hayato,Aira-gun, Kagoshima 899-5105＊3
産 業 技 術 総 合 研 究 所 九 州 セ ン タ ー National Institute Advanced Industrial Science and Technology,
Kyushu center, Tosu-city,Saga 841-0052＊1

41

図１ モウソウチク由来加圧熱水抽出物およびキシラン由来加圧熱水抽出物の各種株化白血病細胞およびヒト末梢血リンパ球 ( 正常細胞 ) に対する増殖阻害効果ること等が考えられた。そこで、市販のキシランを
加圧熱水処理して得られた抽出物を同様に Jurkat、
ML- Ⅱ、および Supt- Ⅰに対して添加し、各細胞の増殖に及ぼす影響を調べた。その結果、モウソウチ
由来加圧熱水抽出物と比較して効果は低いものの、
Jurkat に対して増殖阻害を示した。一方、ML- Ⅱお
よび Supt- Ⅰに対しては、ほとんど増殖阻害を示さなかった（図 1-c)。これらの結果から、キシロオ
リゴ糖などの糖類以外にモウソウチク由来加圧熱水
抽出物に含まれる成分との相乗効果が ALL 由来の株
化白血病細胞に対する増殖阻害を誘発しているものと考えた。一方、正常リンパ球細胞に対する細胞増
殖阻害効果はわずかであった（図 1-d. 写真 1)。また、顕微鏡観察の結果、試料添加後の Jurkat に細胞の萎縮と小胞子の形成等のアポトーシスに特徴的な形
態変化が観られたことから、モウソウチク由来加圧
熱水抽出物の株化白血病細胞に対する細胞増殖阻害
活性がアポトーシスに起因している可能性が示唆された ( 写真 2)。

写真 1

モウソウチク由来加圧熱水抽出物を正常リンパ球に添加した時の細胞状態

写真 2

モウソウチク由来加圧熱水抽出物をJurkat 細胞に添加した時の細胞状４. まとめモウソウチク由来加圧熱水抽出物は、ALL 由来の
Jurkat および Molt-4 に対して特異的な細胞増殖阻害を示したが、正常リンパ球細胞に対しては増殖にほとんど影響を与えないことから、モウソウチク
由来加圧熱水抽出物には正常細胞に対しては作用しないが、ALL 由来の株化白血病細胞に対しては選択的に作用し、アポトーシスに起因する増殖阻害活性が存在することが示唆された。今後、モウソウチク
由来の成分を機能性食品素材として利用するためには、ALL 以外の株化白血病細胞に対する効果や、増殖抑制物質の同定および増殖阻害機構の解明等も含
めてさらなる検討が必要である。
引用文献
1) 仁 科 淳 良： 月 刊 フ ー ド ケ ミ カ ル 6、36-39(1990).

2) 安藤浩毅ら : 鹿児島県工業技術センター研究報
告 14，45-51 (2001).
3) 藤川茂昭ら : 日本栄養・食料学会誌 44、37-40(1991).
4)Mosmann,T.:J.Immunol.Methods 65、55-63(1983).

木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）

42

高電圧パルスがシイタケの菌糸生長に及ぼす影響＊1
前田

貴昭＊2・池田元吉＊ 2・塚本俊介＊3・秋山秀典＊4

小型で持ち運び可能な誘導性パルスパワー電源を用いた高電圧パルスをシイタケ菌に印加し、その後の菌糸生長に及ぼす影響を検討した。その結果、50kV、80kV、100kV 印加のいずれの条件でも無処理と同様の菌糸生長を示し、今回使用した高電圧パルスは、初期の菌糸生長にほとんど影響を与えないものと考えられた。
１．はじめに
シイタケほだ場への落雷による子実体の大量発生は、生産者の間で昔から経験的に知られている。また、電気刺激がきのこの生育に及ぼす影響についても、これまでに多くの研究報告があ り、 そ の 有 効 性 は 認 め ら れ て い る １） ２）。 しかし、従来の研究で使われた装置は大きく実用化されていない。
今回検討した高電圧パルス発生装置は、細線
ヒ ュ ー ズ（ 直 径 0.03mm の 銅 線 ） 溶 断 を 利 用 した誘導性パルスパワー電源で、パルスの幅が従来 の パ ル ス 刺 激 μ (10 － ６ )sec に 比 べ、n(10－ ９ )sec と 短 い の が 特 徴 で、 高 電 圧 を 印 加 し

図1

菌糸の蔓延した木片て も シ イ タ ケ ほ だ 木 に 損 傷 を 与 え ず、 加 え て、
従来の装置より小型化が可能で実用化が期待できる。また、本装置を利用した完熟ほだ木へのパルス印加試験でも、これまでの研究報告同様に子実体収量が増加する効果も確認されている。
そこで、本研究では、今回使用した高電圧パルス発生装置をきのこ栽培に幅広く利用するため、高電圧パルス印加がシイタケの菌糸生長に与える影響について検討した。
２．試験方法
供 試 菌 は、PDA 培 地（ 日 水 製 薬 ） 上 で 培 養 し

図 2 木片のパルス印加状況

た、 市 販 の シ イ タ ケ 種 菌 森 ２ ９ ０ 号 を 使 用 し

お り、L 方 向 の 両 端 を 鰐 口 ク リ ッ プ で 挟 み 高 電

た。

圧パルスを印加した。処理条件は、各処理とも（１）菌糸の蔓延した木片へのパルス印加

１回印加の 50kV 印加、80kV 印加、100kV 印加

パ ル ス を 印 加 し た 供 試 材 は、 図 １ の よ う

及び無処理の４条件とし、全ての処理をクリーにあらかじめ供試菌を蔓延させたクヌギ木片

ン ベ ン チ 内 で 行 っ た。 な お、 パ ル ス 印 加 後 の（W=10mm、L=75mm、T=2mm） で、 図 ２ に 示 す と

木片には損傷等は見られなかった。また、高電Takaaki MAEDA,Motoyoshi IKEDA,Shunsuke TSUKAMOTO and Hidenori AKIYAMA : Effect of Pulsed High Voltage
on mycelial growth of Lentinula edodes.
＊2
熊本県林業研究指導所 Forestry Research and Instruction Station of Kumamoto Prefecture, 8-222-2 Kurokami
Kumamoto 860-0862＊3
有明工業高等専門学校 Ariake National College of Technology, 150 Higashi-Hagio Omuta Fukuoka, 836-8585＊4
熊本大学 Kumamoto University, 2-39-1 Kurokami Kumamoto, 860-8555
＊ 1

43

圧パルス印加の際、目視による放電現象は確認
で き な か っ た。 印 加 し た ク ヌ ギ 木 片 は、L 方 向
10mm 毎に切断した小片（10 × 10 × 2mm）とし、直 径 90mm シ ャ ー レ の PDA 培 地 中 央 に 接 種、 その後の菌糸の生長状況を観察した。
（２）寒天培地上の菌糸へのパルス印加
木片では菌糸のどの部分に高電圧パルスが影響を与えているか確認できなかったため、図３に 示 す と お り、 直 径 ５ mm の コ ル ク ボ ー ラ ー で打 ち 抜 い た 供 試 菌 を 新 し い PDA 培 地 に 接 種 後、菌糸に直接高電圧パルスを印加した。なお印加の際、菌糸に直接当てた端子から菌糸上を広がるように放電が見られ、高電圧パルスがきちん

図 4 高電圧パルス印加が木片菌糸に及ぼす影響と印加されている状況が目視で確認できた。処理 条 件 は、 各 処 理 と も １ 回 印 加 の 80kV 印 加、

無処理

100kV 印加及び無処理の３条件とし、全ての処理をクリーンベンチ内で行った。高電圧パルス
印 加 後 は、 温 度 25 ℃、 湿 度 65 ％ の 培 養 室 内 で培養し、その後の生長状況を観察した。

図 5 高電圧パルス印加が寒天菌糸に及ぼす影響

パルスパワー電源を用い、シイタケ菌に高電圧パルスを印加し、その後の菌糸生長に及ぼす影響について検討した結果、今回処理した印加電
図 3 寒天培地上の菌糸への印加状況

３．結果及び考察

圧の範囲では、初期の菌糸生長にほとんど影響を与えないと考えられた。
今回使用した誘導性パルスパワー発生装置（１）木片からの菌糸生長

は、 小 型 化 が 可 能 で あ る た め よ り 実 用 化 が 期

図４に印加後の菌糸生長状況を示した。高電待できる。今後は栽培現地での実用的な利用方

圧 パ ル ス 印 加 に よ る 差 は 見 ら れ ず、10 日 目 に法、安全な作業方法等について継続して検討しはすべての条件で菌糸がシャーレの縁に到達していきたいと考えている。

た。 ま た、 今 回 最 大 の 印 加 電 圧 100kV の 条 件でも、無処理と比較した場合、目視による菌糸

引用文献

密度に差は見られなかった。

１） 金 子 周 平 ら： 福 岡 県 林 業 試 験 場 時 報，（２）寒天上の菌糸からの生長状況

38,1 ～ 34（1987）

図５に印加後の菌糸生長状況を示した。木片の場合と同様に、パルス印加による差は見られず、10 日 目 に は 全 て の 条 件 で シ ャ ー レ 全 体 に菌糸は蔓延した。また、図上の２日目には数値として現れていていないが、目視で供試菌からの発菌は確認された。

持ち運び可能な誘導性

２）Ohga S.et al.:Mushroom Sin.Biotechnol.,9,7-12(2001)

木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）

44

新会員紹介
宮崎県木材利用技術センター
有馬孝禮

九州大学大学院農学研究院
近藤哲男〒 812-8581 福岡市東区箱崎 6-10-1
TEL&FAX: 092-642-2997（学生実験室 : 092-642-3000）
E-mail : tekondo@agr.kyushu-u.ac.jp

４月より宮崎県木材利用技術センター所長として都城市に参りました。それに併せて木材学会九州支部会員となりました。どうぞよろしくお願いいたします。私の故郷は鹿児島ですので、久しぶりの方
言の中で何かゆったりとした豊かさを味わっています。
１９９７年に我が国で開催された国連気候変動枠組条約第３回締約国会議（ＣＯＰ３）において採択された「京都議定書」では二酸化炭素などの温室効
果ガスを排出抑制するための具体的な目標が定められ、併せて森林における二酸化炭素の吸収を評価することになりました。我国の場合、削減目標は６％で、その削減分にわが国の森林での吸収源を最大で３．９％をみることで 2002 年に批准しました。ところが 6％削減どころか８％以上の増加になっています。このことは森林の吸収源の大きさに期待して、本来やるべき化石エネルギ－消費の抑制努力を軽くした雰囲気を生んできたようにみえます。さらに産業活動の落ち込みがこの問題に触れないように作用している側面も否定できません。産業の活力はエネ
ルギー消費を増加させると考えるのが一般的であるからです。もっと問題は森林を吸収源として評価したため木材利用（すなわち伐採）を抑制した方がいいと誤解している人がかなり多いことです。現在、森林の伐採は二酸化炭素の放出と評価されています。このような状況は二酸化炭素の削減に関して森
林や木材利用の役割が認識されにくいことを意味します。木造住宅や木製品は伐採後も炭素貯蔵されていますが、その評価については締約国会議の第２約束期間以降になっています。木材や木製品は製造に要するエネルギーが他材料に比較して著しく小さい
こと、しかも木材が積極的に使用されることによって森林に新たな植林が生じるにもかかわらず都市と森林の連携が曖昧になっていることは否めません。
九州はスギを中心とした人工造林木の主生産地です
ので、木材利用の積極的な発信が必要であり、広域、
公益的な協調関係がこの厳しい情勢ではとくに要求されていると思っています。

4 月 1 日付けで森林総合研究所から九州大学に転任してきました近藤です。この 5 月末の学会総会まで、本部の会計担当常任委員を務めさせていただきましたので、九州支部活動のアクティビティーの高さには、前々から驚かされておりました。今回、本会に加わることができ、光栄に存じます。九州と本部との学会活動の交流に関して、まだまだメール等
で書き言葉では表現できないところ（？）での相互理解が難しいのが現状だと思います。ですから、微力ながらこの点について、なんらかのお手伝いができればと思っております。
ここで、私の研究紹介を簡単にさせていただきます。研究対象としては、結晶性資源高分子すなわち
骨格構造高分子であるセルロース（細胞壁）、キチン（森林生物・昆虫骨格）、その他の構造多糖を扱っております。ただし、扱う対象サイズとしては、こ
こ 5 年間、ミクロフィブリルに代表されるナノメー
トルサイズが主で、いかに分子集合構造、あるいは
さらに高次の構造が形成されるか、それを制御できるかという観点で研究してまいりました。単分子膜や LB 膜創製はそのひとつの例です。最近、セルロー
ス分子を独特の方法で配列させて、これまでになかった分子集合構造を有するフィルムを創製しました。この構造体は、極めてユニークな特性を示し、いろいろな方面への応用が期待されております。加えて、物質を生産する微生物（たとえばセルロース
繊維を分泌する酢酸菌）や細胞の系にも関心をもっております。そこで、この分子配向をもつフィルムをテンプレートとして、その上で酢酸菌を培養すると、菌が分子配向方向に沿って、まるでレールの上を走行するように挙動することを見出しました。走
行と同時に、産生繊維が同方向にナノ配向・堆積制
御されたシートが構築されることもわかりました。
現在、この配向シート構築法の多方面への展開に力を注いでおります。4 月より森田光博教授の下、研究のみならず、学生諸君とのふれあいも楽しく、有意義な毎日を過ごしております。お近くにいらっ
しゃる際は、遠慮なくお寄り下さい。コーヒーでも飲みながら、研究談義の花を咲かせましょう。今後ともよろしくお願いいたします。

45”トピックス”

組織構造からみた保存処理材中の薬剤の分布と定着性
松永浩史

1. はじめに
高耐久性を付与する木材保存処理は、木材資源の耐用年数を延ばすので、地球環境にはプラスに働きます。しかしながら使用薬剤の人体への安全性や環境汚染の影響など、マイナスの要因も孕んでおり、環境への負荷が少ない保存処理薬剤の使用や保存処
理製材の製造、廃棄処理について適切な対応が求められております。そのため、保存処理製材の工程管
理、品質管理の徹底が要請されており、今後は用途に合わせた最適処理性を今よりも厳密に評価しなけ
ればなりません。
このような背景から、保存処理薬剤が木材実質中

図 1 SEM-EDAXAにどのような経路でたどりついて定着し、最終的にどのような分布になるかを知ることは重要であり、 2. 木材組織毎における銅元素の濃度分布
これには木材成分を含めた広い意味での木材組織構

CuAz 水溶液を減圧注入したスギ辺材で、薬液が造を踏まえた知見を得る必要があると考えます。

十分に浸透した領域における銅元素の濃度分布を図

そこで本研究では、CuAz（銅・ホウ素・アゾール２に示します。図中の A は反射電子像（形態像）、B

化合物系木材防腐剤）で処理されたスギ辺材を、走はこれに対応する銅元素のマッピング像（X 線強度

査電子顕微鏡（SEM）にエネルギー分散型 X 線分光比）です。マッピング像は、銅が高濃度に存在する器（EDXA）を備え付けた分析電子顕微鏡（SEM-EDXA

場所程、明るい色で表示されています。図より、年法）（図１）で表面組成分析し、材中の銅元素の濃輪界付近の典型的な晩材部、放射組織や樹脂細胞に度分布を細胞レベルで視覚化し、薬剤の定着性に関銅が高濃度に存在していることが分かりました。

与する因子を木材組織構造と関連づけながら考察することを目的としました。

図２

そこで、今度は放射断面試料を使って、高濃度に銅が存在していた樹脂細胞について、少し倍率を上スギ CuAz 減圧注入処理材における銅元素の分布（辺材、横断面）

木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）

46

図３

スギ CuAz 減圧注入処理材における銅元素の分布（辺材、放射断面）

げて濃度分布を検討しました（図３）。A の反射電比べて細胞間層で高いピークが認められ、銅の相対子像では、樹脂細胞全体のコントラストが強調され濃度が高いことが分かりました。

ていることから、反射電子の発生量が多いことが分

CCA を針葉樹材に注入した場合、細胞壁内におけかります。反射電子の発生量は、試料の平均原子番

る Cr、Cu、As 元素の濃度分布は、二次壁より細胞号に依存しますので、相対的にこの場所の平均原子間層の方が高いことはいくつか報告されています。

番号が大きいことが推測されます。さらにマッピン

CuAz の場合も CCA と同様の結果となりました。なお、

グ像より、樹脂細胞から銅元素が検出されており、 早材仮道管についても検討を行った結果、同様の傾とくに顆粒状の内容物に高濃度に存在していることが分かりました。

向が認められました。
図５は、晩材仮道管の有縁壁孔部を分析した結以上の結果は、CuAz 水溶液が均一に浸透した領果です。A は二次電子像、B はこれに対応する反射域のものです。材全体が銅系水溶性防腐処理材に

電子像に線分析の結果を重ね合わせた像です。反射特有の典型的なモスグリーン色を呈していた状態

電子像から、二次壁＜細胞間層、セルコーナー部＜です。それにも関わらず、分析結果は薬剤の分布は均一ではないことを示しました。しかも、その濃度
分布のむらは無秩序ではなく、柔組織に集中する傾向があり、組織構造と密接な関連があることも分かりました。これらのことより、そもそも薬剤の定着性というのは、組織構造の違いによって異なるのでは？と考えました。そこで、次にスギ辺材から得た薄切片を使って、木材微小領域における CuAz の定着性に関与する因子を検討しました。すなわち、薄切片に CuAz 水溶液を直接滴下して定着させ、養生後に未反応の薬剤成分を水洗したものを分析に用いました。
3.

木材微小領域における銅元素の分布
図４は、晩材仮道管の細胞壁内の銅元素の分布状態を示しています。線分析を行った結果、二次壁に

図4

CuAz 防腐剤を定着させたスギ辺材の仮道管細胞壁（晩材、横断面）

47

図 5 CuAz 防腐剤を定着させたスギ辺材の有縁壁孔（晩材、横断面）

図 6 CuAz 防腐剤を定着させたスギ辺材の樹脂細胞（晩材、横断面）

トールスの順にコントラストが強調されており、こ4.

薬剤の定着性に関与する因子の順に相対的に平均原子番号が大きいことが推測さ

木材微小領域においても、銅元素の濃度分布は均れました。さらに、線分析の結果から銅元素が検出

一でないことが明らかとなりました。先程も述べまされ、この順に銅の相対濃度が高いことが示されましたように、これら薄切片は、CuAz 水溶液を直接した。なお、早材仮道管の有縁壁孔部についても検切片に滴下処理して定着させ、さらに水洗（溶脱処

討を行った結果、同様の傾向が得られました。これ

理）したものであるので、分析結果は木材成分とのらのことから、早晩材ともに、トールスに銅が高濃定着性の優劣を示していることになります。では、度に分布することが明らかとなりました。 図６は、 それぞれの部位にどれくらい銅が取り込まれている樹脂細胞について分析した一例です。A の反射電子のでしょうか？

像から、樹脂細胞内に内容物の存在が確認できます。

図７は、各部位における銅元素の相対濃度を P/B

また、B のマッピング像から樹脂細胞に隣接する仮比という指標を用いて半定量的に表したものです。

道管の二次壁に比べて、細胞間層やセルコーナー部

図より、P/B 比は仮道管二次壁、細胞間層、半縁壁に銅が多く存在し、とくに樹脂細胞中の内容物に高孔対の壁孔膜、トールス、樹脂細胞の内容物の順に濃度に沈着することが明らかとなりました。

高く、トールスや樹脂細胞の内容物にいたっては、以上の結果をまとめると、早晩材ともに二次壁に比べて細胞間層やセルコーナー部から銅元素が多仮道管二次壁の３倍程度もの多くの銅元素を取り込んでいることが分かります。

く検出され、とくにトールスや樹脂細胞の内容物に

実は、CuAz 水溶液には銅の溶剤としてモノエタ

銅元素が高濃度に沈着することが明らかになりまし

ノールアミンが含まれており、水溶液中ではアミた。

ン - 銅錯体を形成しています。そして CuAz の場合、

木科学情報 vol. 10, No. 3 （2003）

48

あることから、数多くのカルボキシル基が存在しており、アミン - 銅錯体がたやすく定着されることが考えらます。
一方辺材部の樹脂細胞には、でんぷんなどの貯蔵
多糖類や原形質などの内容物が存在しています。このため、アミン - 銅錯体が酸性多糖類、原形質などの内容物と複合体を形成していることなどが考えらます。これらのことがトールスや樹脂細胞の内容物に銅が高濃度に存在した理由と推測されます。
電子顕微鏡を使って保存処理材を眺めてみると、薬剤の分布はこのように特徴があり、木材成分を含めた広い意味での木材組織構造の視点を導入するこ
図７

各部位における銅元素の P/B 比

注 SW: 仮道管二次壁 IL: 細胞間層 PM: 半縁壁孔
膜 T: トールス D: 樹脂細胞の内容物とにより、薬剤の木材への定着性を議論することが
できます。
5.

おわりに

木材成分の酸性プロトンとアミン - 銅錯体の中和反

最初にも触れましたが、我が国では近年の環境応で定着化が進むとされており、このときグアイア

問題の高まりから、保存処理製材の品質管理の徹底

シルリグニンのフェノール性水酸基やヘミセルロー

や使用環境に対応した性能区分、樹種の耐久性区分

スのカルボキシル基と銅錯体を形成します。

等などのさらなる徹底が要請されているのが現状でさて、細胞間層やセルコーナー部では仮道管二次す。そのため、使用環境下における有効成分の変化

壁に比べてリグニンが多く存在し、ヘミセルロースや溶出の現象、ウェザリングの影響など、保存処理を含めると 90％以上を占めます。これらのことが、 製材に起こるさまざまな化学変化の解明が求められ二次壁よりも細胞間層やセルコーナー部に銅が高濃ています。今後はこれらの問題の解決に、木材組織

度に存在した理由と考えられます。

学的な観点から詳細な検討を研究展開します。

また辺材部のトールスには、ペクチン質が多く存在し肥厚していることが知られています。ペクチン（まつなが ひろし ： 九州大学大学院農学研究院）

質はガラクトウロン酸単位のペクチン酸が主成分で〔編集後記〕●会費、入退会に関わること（会計 藤本登留）
木科学情報 10 巻３号をお届けします ｡ シリーズ“森E-mail: fujipon@agr.kyushu-u.ac.jp
林資源と地球環境”では、九州大学の割石先生に寄Tel: 092-642-2985
稿戴きました。シリーズ“川上から川下まで”は、 ●支部ホームページ
林木育種センターの藤澤義武氏による第２回目の開http://rinsan.wood.agr.kyushu-u.ac.jp
設です。今号から新たに新会員紹介コーナーを設けました。今回は有馬孝禮先生と近藤哲男先生の紹介
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10です。さらに、トピックスとして、九州大学の松永浩史君に研究内容の紹介をして頂きました。その他、
2003
7 10
研究論文２編を掲載しております。お忙しいなかご執筆頂いた方々に厚くお礼申し上げます。
（古賀信也）〔各種問い合せ先〕●支部全般に関わること（総務 松村順司）
E-mail: matumura@agr.kyushu-u.ac.jp
Tel: 092-642-2980