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16

H-02
食品廃棄物で作製した燃料電池による未利用エネルギーの活用
国立米子工業高等専門学校B&C研究同好会
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図-1．食品廃棄物の膜から燃料電池を作製する手順⤖ᯝ࡜⪃ᐹ㸸୧㠃࡟ⓑ㔠ࢥ࣮ࢺࡋࡓྛ✀⭷ࡢ∦㠃࡟ᒀ⣲Ỉ⁐ᾮࢆ⁲ୗࡋࡓ࡜ࡇࢁ㏿ࡸ࠿࡟Ⓨ㟁ࡀ㉳ࡇࡗࡓ㸬ࡑࡢ㝿ࡢᛶ⬟ẚ㍑࡜ࡋ࡚㸪ᚑ᮶⇞ᩱ㟁ụ⏝ࡢ⣲ᮦ࡜ࡋ࡚⏝࠸ࡽࢀࡿࢼࣇ࢕࢜ࣥ⭷ࢆ⏝࠸ࡓᐇ㦂ࢆ⾜ࡗࡓࡀ㸪ᒀ⣲ࡀᇶ㉁ࡢሙྜ㸪ᛶ⬟࡜ࡋ࡚ࡣኳ↛⭷ࡢ᪉ࡀ㧗࠸್࡜࡞ࡗࡓ㸬ࡇࢀࡣࢼࣇ࢕࢜ࣥࡀᒀ⣲࡛ࡢⓎ㟁࡟ࡣ㐺ࡉ࡞࠸[1]୍᪉࡛㸪ኳ↛⭷ࡣ≉ẁࡢ໬Ꮫฎ⌮ࢆࡏࡎ࡜ࡶⓎ㟁ࡀ࡛ࡁࡿᮦᩱ࡜ࡋ࡚ືసࡋࡓࡓࡵ
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参考文献[1] R. Lan, S. Tao, J. T. S. Irvine, Energy Environ. Sci., 3, 438-441(2010)

17

H-03
H-03
コーヒーの抽出残渣による植物の生長への影響と再利用法の提案
香川県立観音寺第一高等学校

理数科 ２年

大西 真奈美・丹下 葵・眞鍋 篤史
コーヒーの抽出残渣による植物の生長への影響と再利用法の提案【目的】

香川県立観音寺第一高等学校 理数科 ２年
コーヒーにはカフェインが含まれており、カフェインを摂取しすぎると動物が死に至ることや
大西 真奈美・丹下 葵・眞鍋 篤史

中毒性があることが知られている。そこから、カフェインが植物の生長に何らかの影響を与える【目的】のではないかと考えた。また、コーヒーを飲んだ際に出てくる、コーヒーの抽出カスは普段捨てコーヒーにはカフェインが含まれており、カフェインを摂取しすぎると動物が死に至ることやられることが多く、何か再利用できる方法はないかと考え実験を計画した。
中毒性があることが知られている。そこから、カフェインが植物の生長に何らかの影響を与える【実験方法】のではないかと考えた。また、コーヒーを飲んだ際に出てくる、コーヒーの抽出カスは普段捨て
カイワレダイコンを用いて以下の２つの実験を行った。種は滅菌したものを用いた。
られることが多く、何か再利用できる方法はないかと考え実験を計画した。
実験①
土＋コーヒーの抽出カス【実験方法】

実験② 寒天培地＋カフェイン

カフェイン濃度の異なる寒天培地を作成し、
土２００ｇに対して異なる比率でコーヒーのカイワレダイコンを用いて以下の２つの実験を行った。種は滅菌したものを用いた。
1 本に対抽出カスを混合し、２４℃で暗所と室温で暗所
実験① 土＋コーヒーの抽出カス発芽と生長の様子を観察した。試験管
実験② 寒天培地＋カフェイン
し、種を 1 つ蒔いたものを各５本ずつ用意した。
の２つの条件下で発芽及び生長の様子を観察し
土２００ｇに対して異なる比率でコーヒーのカフェイン濃度の異なる寒天培地を作成し、た。１区画に種を３つずつ、６区画に蒔いた。
比率は以下の通り。
発芽と生長の様子を観察した。試験管 1 本に対抽出カスを混合し、２４℃で暗所と室温で暗所
土：コーヒーの抽出カスの比率は以下の通り。
A 寒天のみし、種を 1 つ蒔いたものを各５本ずつ用意した。
の２つの条件下で発芽及び生長の様子を観察し
ａ ２：１
ｄ １６：１
B 寒天＋カフェイン終濃度
比率は以下の通り。 0.001 ｍｇ/ｍｌ
た。１区画に種を３つずつ、６区画に蒔いた。
ｂ

４：１
ｅ １：０
C 寒天＋カフェイン終濃度
0.01 ｍｇ/ｍｌ
A 寒天のみ土：コーヒーの抽出カスの比率は以下の通り。
８：１
0.1 ｍｇ/ｍｌ
B 寒天＋カフェイン終濃度
0.001 ｍｇ/ｍｌ
ａ ２：１
ｄ １６：１D 寒天＋カフェイン終濃度

ｃ

【結果】

ｂ ４：１

C

ｅ １：０

寒天＋カフェイン終濃度

0.01 ｍｇ/ｍｌ

実験① ｃ土＋コーヒーの抽出カス
８：１

実験②
寒天培地＋カフェイン
D 寒天＋カフェイン終濃度

茎の長さが長い順に【結果】 d、e、c、b、a となった。

茎の長さが長い順に C、A、B、D となった。

実験① 土＋コーヒーの抽出カス
茎の長さ２５日目（ｃｍ）
30

10
0

実験② 寒天培地＋カフェイン
茎の長さ１２日目（ｃｍ）
30

茎の長さが長い順に d、e、c、b、a となった。

20

茎の長さ２５日目（ｃｍ）
30

a 10 b0cde

茎の長さが長い順に C、A、B、D となった。

20
10

20

0.1 ｍｇ/ｍｌ

茎の長さ１２日目（ｃｍ）
30
20
Ａ 10

Ｂ

Ｃ

Ｄ

図１ 茎の長さ（土培地：室温）
図２ 0茎の長さ（寒天培地）
0
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
a
b
c
d
e
【考察】
図１ 茎の長さ（土培地：室温）
図２ 茎の長さ（寒天培地）
実験① 土壌に含まれるコーヒーの抽出カスの割合が高くなるにつれ、カイワレダイコンの生長が抑制されたことより、コーヒーの抽出カスには植物の生長を抑制する働きがあると考え
【考察】
られる。
実験① 土壌に含まれるコーヒーの抽出カスの割合が高くなるにつれ、カイワレダイコンの生長実験② カフェインの終濃度を
D の濃度にするとカイワレダイコンの生長が抑制されたことより、が抑制されたことより、コーヒーの抽出カスには植物の生長を抑制する働きがあると考え
ある一定の濃度以上のカフェインを植物に与えると生長が抑制されると考えられる。
られる。
これらより、コーヒーの抽出カスに含まれるカフェインには植物の成長を抑制する働きがある
実験② カフェインの終濃度を D の濃度にするとカイワレダイコンの生長が抑制されたことより、と考えられる。この性質を用いて植物の生長を抑制する薬剤への応用が期待できると考えた。
ある一定の濃度以上のカフェインを植物に与えると生長が抑制されると考えられる。
これらより、コーヒーの抽出カスに含まれるカフェインには植物の成長を抑制する働きがある

18と考えられる。この性質を用いて植物の生長を抑制する薬剤への応用が期待できると考えた。

H-04
H-04
アオサの肥料化
市川学園市川高等学校２年 SSH 生物班
倉持夏子
アオサの肥料化
市川学園市川高等学校２年
SSH 生物班
目的：東京湾でアオサが大量発生し、ゴミとなっており、アオサの処理にはコストがかかる。
倉持夏子
このアオサをうまく使えないかと考えたときに、ヨーロッパでは古くからアオサを肥料にしていたという話を聞き、本当に肥料になるのか実験で確かめようと思った。また、
目的：東京湾でアオサが大量発生し、ゴミとなっており、アオサの処理にはコストがかかる。
アオサの塩抜きをせずに肥料として使えれば塩抜きの時間とコストを削減できるので、このアオサをうまく使えないかと考えたときに、ヨーロッパでは古くからアオサを肥料
塩抜きしなくても肥料として使えるのか研究することにした。
にしていたという話を聞き、本当に肥料になるのか実験で確かめようと思った。また、アオサの塩抜きをせずに肥料として使えれば塩抜きの時間とコストを削減できるので、
実験方法：以下の条件でそれぞれ 12 ポットずつ作り、ミニトマトを植えた。(計 60 ポット）
塩抜きしなくても肥料として使えるのか研究することにした。
B.
C.
D.
E.
A.
アオサ
なし
20％
20％
50％
50％
実験方法：以下の条件でそれぞれ
12 ポットずつ作り、ミニトマトを植えた。(計60 ポット）(培養土のみ)
B.
C.
D.
E.
A.
塩抜き
×
○
×
○
○
アオサ
なし
20％
20％
50％
50％
(培養土のみ)
結果：

塩抜き

×

○

×

○

○

結果：

考察：①1：4 の割合で混合した二つのポットは成長に差がない＝アオサは肥料になる。
②塩抜きなしのポットのトマトの根は弱く倒れやすい＝塩分が成長を阻害している。
③1：1 の割合で混合した塩抜きなしのポットは発芽すらしない＝ある程度の量を超え
考察：①1：4 の割合で混合した二つのポットは成長に差がない＝アオサは肥料になる。
ると塩分量は無視できなくなる。
②塩抜きなしのポットのトマトの根は弱く倒れやすい＝塩分が成長を阻害している。
③1：1 の割合で混合した塩抜きなしのポットは発芽すらしない＝ある程度の量を超えると塩分量は無視できなくなる。
19

H-05
H-05
効率の良い梅干しの使用方法～抗菌グッズの製作～
玉川学園高等部 3 年

岡田

紗弥

■目的
効率の良い梅干しの使用方法～抗菌グッズの製作～
1 年次に【梅干しには抗菌効果がある】という実験を行った。その結果は、お弁
玉川学園高等部 3 年 岡田 紗弥
当に梅干しを入れることでご飯が腐りにくくなるという結論を導いた。腐ると言う■目的
定義をカビが生えることとし、お弁当に対する梅干しの抗菌効果の効率の良い使用
1 年次に【梅干しには抗菌効果がある】という実験を行った。その結果は、お弁方法を検討した。また、梅干しの抗菌効果を利用した抗菌グッズの作製などを行
当に梅干しを入れることでご飯が腐りにくくなるという結論を導いた。腐ると言うう。
定義をカビが生えることとし、お弁当に対する梅干しの抗菌効果の効率の良い使用方法を検討した。また、梅干しの抗菌効果を利用した抗菌グッズの作製などを行■実験方法う。
(1) 抗菌シート及び抗菌スプレーを製作し、固形の梅干しと抗菌効果を比較しながら実験を行った。シャーレに一定量のご飯を入れその上に試料を置き、常温で静置し■実験方法た。ご飯にどのようにカビが繁殖するか観察し、試料の抗菌効果を調べた。
(1) 抗菌シート及び抗菌スプレーを製作し、固形の梅干しと抗菌効果を比較しながら(2) 水分を多く含む試料であると、カビが繁殖しやすくなった。このことからご飯に実験を行った。シャーレに一定量のご飯を入れその上に試料を置き、常温で静置し蒸留水に吹きかけ水分の条件を変えた実験を行った。
た。ご飯にどのようにカビが繁殖するか観察し、試料の抗菌効果を調べた。
(3) 梅酢をガスバーナーで熱し、梅塩を析出させた。
梅塩がどのような抗菌効果を発(2) 水分を多く含む試料であると、カビが繁殖しやすくなった。
このことからご飯に揮するのか、大腸菌培地で培養したものとご飯に梅塩を散布し常温で放置したもの
蒸留水に吹きかけ水分の条件を変えた実験を行った。
の状態を観察した。
(3) 梅酢をガスバーナーで熱し、梅塩を析出させた。梅塩がどのような抗菌効果を発揮するのか、大腸菌培地で培養したものとご飯に梅塩を散布し常温で放置したもの■結果の状態を観察した。
(1) 日の丸ご飯は梅干しの触れている周辺ではカビが全く繁殖しなかった。
梅塩や梅干しを細かく刻んで混ぜ込んだご飯では試料が触れていなかった部分を■結果
中心にカビが繁殖した。しかし、水分の多く含む梅酢、紫蘇梅酢の抗菌シートや(1) 日の丸ご飯は梅干しの触れている周辺ではカビが全く繁殖しなかった。
抗菌スプレーなどの試料はご飯に対する抗菌効果が確認できなかった。
梅塩や梅干しを細かく刻んで混ぜ込んだご飯では試料が触れていなかった部分を(2) ご飯に何も置かないものと、蒸留水を吹きかけたものでは、何も置かなかった
中心にカビが繁殖した。しかし、水分の多く含む梅酢、紫蘇梅酢の抗菌シートやご飯に独立したコロニーが生成していたのに対し、蒸留水を吹きかけたご飯には
抗菌スプレーなどの試料はご飯に対する抗菌効果が確認できなかった。
全体的に一様に菌が繁殖した。
(2) ご飯に何も置かないものと、蒸留水を吹きかけたものでは、何も置かなかった(3) 梅塩には大腸菌に対する抗菌効果があり、梅塩がご飯に独立したコロニーが生成していたのに対し、蒸留水を吹きかけたご飯にはご飯に触れていない所ではカビが繁殖してしまった
全体的に一様に菌が繁殖した。
が、触れているところでのみ抗菌効果を確認した。
(3) 梅塩には大腸菌に対する抗菌効果があり、梅塩がご飯に触れていない所ではカビが繁殖してしまった
図 1 梅塩のご飯に対する抗菌効果■考察が、触れているところでのみ抗菌効果を確認した。
梅酢や紫蘇梅酢に抗菌効果があるが、抗菌シートや抗菌スプレーにすることで抗図 1 梅塩のご飯に対する抗菌効果
菌物質の濃度の低下による腐敗が考えられる。また(2)の実験から水分による腐敗が■考察進行してしまうことが分かった。固形の試料の結果が良かったことから、新たな抗梅酢や紫蘇梅酢に抗菌効果があるが、抗菌シートや抗菌スプレーにすることで抗菌グッズを製作するのに、水分を最大限減らせば抗菌効果が発揮されるのではない
菌物質の濃度の低下による腐敗が考えられる。また(2)の実験から水分による腐敗がかと考えた。また梅干しの混ぜ込みご飯が私の考えていた仮説と結果が大幅に異な進行してしまうことが分かった。固形の試料の結果が良かったことから、新たな抗ったため、炊き込みご飯や、実験の条件を変更し実験を行っている。
菌グッズを製作するのに、水分を最大限減らせば抗菌効果が発揮されるのではないかと考えた。また梅干しの混ぜ込みご飯が私の考えていた仮説と結果が大幅に異なったため、炊き込みご飯や、実験の条件を変更し実験を行っている。
20

H-06
H-06
エリンギの原木栽培
大分県立日田高等学校ＳＳコース課題研究「エリンギ班」
足立健太朗

河津エリンギの原木栽培
紗弥佳 桒野 惟

大分県立日田高等学校ＳＳコース課題研究「エリンギ班」
１、 目的

足立 健太朗 河津 紗弥佳 桒野 惟
日田市は全国でも有数の林業地である。森林には国有林と民有林があり、日田市の民有林における杉の割合は６２％を占めている。そこで私たちは、先行研究よりエリンギの原木栽培は可能で１、 目的あるということが分かっていたため、使用されていない杉の間伐材を利用できないかと考え、研日田市は全国でも有数の林業地である。森林には国有林と民有林があり、日田市の民有林におけ究を行った。
る杉の割合は６２％を占めている。そこで私たちは、先行研究よりエリンギの原木栽培は可能で２、 実験方法
あるということが分かっていたため、使用されていない杉の間伐材を利用できないかと考え、研インキュベーター内で２０度の状態で培養したエリンギの菌、クヌギ・杉の原木を用いて（１）
究を行った。
～（３）を行った。
２、 実験方法※先行研究よりクヌギでは菌糸体は広がる
インキュベーター内で２０度の状態で培養したエリンギの菌、クヌギ・杉の原木を用いて（１）（１）１カ月乾燥をさせ加工したクヌギ・杉に菌を接種し、菌糸体の広がりを観察する～（３）を行った。
（２）シイタケの原木栽培に用いられているサンドウィッチ法を参考にし、菌を２枚重ね、それ※先行研究よりクヌギでは菌糸体は広がるを加工したクヌギの原木に接種し、挟み込み菌糸体の広がりを観察する（１）１カ月乾燥をさせ加工したクヌギ・杉に菌を接種し、菌糸体の広がりを観察する（３）（２）と同様の実験を杉で行い、菌糸体の広がりを観察する（２）シイタケの原木栽培に用いられているサンドウィッチ法を参考にし、菌を２枚重ね、それ３、 結果を加工したクヌギの原木に接種し、挟み込み菌糸体の広がりを観察する（１）菌糸体は広がった、クヌギと杉ではクヌギのほうが菌糸体の厚さが厚い。
（３）（２）と同様の実験を杉で行い、菌糸体の広がりを観察する（２）（１）のクヌギと比べ菌糸体の広がるスピードが速くなった。
３、 結果
（３）
（１）の杉と比べ菌糸体の広がるスピードが速くなった。けれど、（２）と比べると菌糸体（１）菌糸体は広がった、クヌギと杉ではクヌギのほうが菌糸体の厚さが厚い。
の厚さは薄かった。
（２）（１）のクヌギと比べ菌糸体の広がるスピードが速くなった。
４、考察 （３）（１）の杉と比べ菌糸体の広がるスピードが速くなった。けれど、（２）と比べると菌糸体（１）クヌギ・杉どちらとも菌糸体は成長したことから、杉での原木栽培は可能であると考えらの厚さは薄かった。
れる。 ４、考察（２）（１）のクヌギと比べて菌糸体の成長が早かったことから、挟み込むことはエリンギの菌糸（１）クヌギ・杉どちらとも菌糸体は成長したことから、杉での原木栽培は可能であると考えら
体の成長において効果的であると考えられる。
れる。
（３）（１）の杉と比べて菌糸体の成長が早かったことから、挟み込むことはエリンギの菌糸体の（２）（１）のクヌギと比べて菌糸体の成長が早かったことから、挟み込むことはエリンギの菌糸成長において効果的であると考えられる。しかし、（２）と比べると菌糸体の厚さが薄いことか体の成長において効果的であると考えられる。
ら杉の中の成分が菌糸体の成長を阻害している可能性があると考えられる。阻害成分は木材を（３）（１）の杉と比べて菌糸体の成長が早かったことから、挟み込むことはエリンギの菌糸体の構成している主な成分のセルロース・ヘミセルロース・リグニンのうち先行研究よりセルロー
成長において効果的であると考えられる。しかし、（２）と比べると菌糸体の厚さが薄いことか
ス・ヘミセルロースは菌糸体の成長に利用されていることが分かっておりまた、針葉樹リグニ
ら杉の中の成分が菌糸体の成長を阻害している可能性があると考えられる。阻害成分は木材を
ンは広葉樹リグニンと比べ防腐効果が高いことが分かっていたためリグニンではないかと考え構成している主な成分のセルロース・ヘミセルロース・リグニンのうち先行研究よりセルロー
られる。 ス・ヘミセルロースは菌糸体の成長に利用されていることが分かっておりまた、針葉樹リグニ
５、結論ンは広葉樹リグニンと比べ防腐効果が高いことが分かっていたためリグニンではないかと考え
杉でも菌糸体が成長したため、杉での原木栽培は可能である。今後はリグニンの効率の良い除られる。
去法を見つけ、その後除去を行った杉への接種をしていきたいと検討している。
５、結論
杉でも菌糸体が成長したため、杉での原木栽培は可能である。今後はリグニンの効率の良い除去法を見つけ、その後除去を行った杉への接種をしていきたいと検討している。

21

07
H-06
富有柿の普及について

For the spread of efforts of Fuyu persimmon
岐阜県立岐阜農林高等学校 流通科学科 果樹研究班 カキ班 安藤美咲 飯沼仁人
Ａｂｓｔｒａｃｔ：School around is a producer of Fuyu persimmon. But now, consumption of
Fuyu persimmon has been sluggish. Therefore, in the school were to be carried out efforts toincreased consumption of rich persimmon.
【研究の背景】

無核化

人口受粉

種を作る
DNAを壊
す。

柿の花粉

SWTパウダー

〔結果〕
収穫数

平均重量
平均糖度

無処理区
１１
３０９
１９．５

処理区
６

!


２８０
２０

文字入り柿

SWTパウダーとは…
シードレスウォーターメロンの略で、花粉に軟Ｘ線を照射し、部分不活化させたもの。
軟Ｘ線照射処理→５００Ｇｙ・Ｇｙとは…
放射線が物質に当たった時、そのエネルギーが物質にどれだけ吸収されたかを表す単位。
軟Ｘ線照射処理は少なめに行う。
（単位結果性のやや弱い品質に受粉するときに、生理的落果が頻発するおそれがあるため。）〔目的〕
文字を入れて、富有柿の消費量を上げる。
〔方法〕
試作品として研究を進める。果実の日焼けにより 、 着 色 の 差 を つ け 文 字 を 浮 か び 上 が ら せる。
パソコンで打ち出した文字をシールにして、一週間おきに柿に貼り付け、差を観察。
シールを作成している様子 シールを貼っている様子
９月上旬→西村早生で予備実験
同時に富有柿でも実施
１１月下旬→文字入り柿の収穫〔結果〕
約二か月間シールを張り収穫した。色の差が見える部分もあったが、はっきりとした文字が出ず認識が難しい結果となった。日照不足とシールの素材、対象樹木の場所が原因と考えられる。来年度
は、シールの色や収獲時期なども考慮して研究したい。

尾形教授から聞いている様子卵◇無処理区でも処理区でも、収穫数が少なく生理的落果が多かった。
・処理区の人工授粉の時期が遅かったためだと考えられる。
・無処理区では不受精なまま袋掛けをしたことにより単為結果し開花後早々に落果したと考えられる。そのためほとんどが無核化になっていた。
◇平均重量は無処理区のほうが重い結果となった。
・これは、無核化処理をしていない柿のほうが一つの大きさが大きいということである。
◇平均糖度は処理区の方が甘い結果となった。
・これは、ＳＷＴパウダーにより種を作るための養分が果実に使われた為だと考えられる。

柿の加工品

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軟X線

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〔目的〕
S W T パ ウ ダー を 使 う こ と に よ り、
無核化栽培を確立させ、収量を上げることを目指す。
〔方法〕
小筆などで柱頭の先にSWTパウダーをつける。
12月初旬→粗皮削り
12月下旬→整枝剪定
5月初旬→摘蕾
5月中旬〜下旬→開花時期調べ
SWTパウダー受粉◇柿のムースに決定①切った柿をミキ ②かき混ぜている様子
サーに入れる!


実際に岐農祭にて配布したレシピ ③ペースト状の柿 ④冷やして完成に牛乳とオリゴ糖を混ぜる◇レシピコンテストに応募
レシピを作る際に大野町の柿・牡蠣祭りというものを知った。
そこで、今まで考えてきた柿のムースのレシピを応募してみることにした。

『祝』という

文字を貼った柿

食育体験〔目的〕
富有柿の普及と農業校でできることを考えた結果、子供から大人まで幅広い世代を対象にできる柿の収
穫体験を実施。柿の管理の仕方を知ってもらうことにより、柿に興味を持ってもらう。
〔方法〕
柿の一生についての紙芝居をして、話の流れに沿って収穫する。
９月下旬から１０月上旬→紙芝居の作成
１０月１５日→紙芝居、収穫体験

紙芝居をしている様子〔結果〕
収穫をしている様
岐農祭での収穫体験は約５０人参加してくれた。
子
紙芝居はとても集中して見てくれた。
収穫時には親子で楽しく収穫している姿や、両手いっぱいに柿を持っている方もいた。
この企画を通して興味関心が増したと思う。
来年はアンケートなどを実施して、さらに普及していけるようにしていきたい。

〔目的〕
柿の良さを生かしながらも柿が苦手な方でも食べやすいものを柿・牡蠣祭りで提供することを目指す。
〔方法〕
９月→試作品のレシピを考える
１０月下旬〜１１月上旬→試作品作成(柿のムース)◇試作品を作る
まず、柿のクッキーやパウンドケーキなどの試作品を作ったが、柿の味が感じられなかった。そこで柿の加工品について調べたところ、柿は乳製品と合うということが分かった。柿と乳製品を合わせた加工品のレシピを考えることにした。!

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岐阜県は富有柿の発祥の地であることもあり全国の生産量の２９％を占めている。本校がある周辺地域では富有柿の栽培が盛んに行われており、より一層の消費拡大と地域への普及を目指す。そのため無核化や文字入り柿、富有柿の加工、新品種の導入、食育体験を行い、産地の活性化を図る。

新品種の導入〔目的〕
種苗会社と新品種を導入することにより、柿の需要の幅を広げる。
連絡を取っている〔方法〕
様子
品種：太秋と大豊で検討し、大豊に決定。
２８年12月頃→植えつけ予定
大豊
果重は336g位で玉揃い良く、サクサクした食感を有し多汁で食味も大変優れている。糖度は16.6％程度。果頂裂果やへた
すき果もほとんど発生しない。日持ちは「富有」並みに長い。

太秋
大きさは320gと極大で果形はやや偏形である。肉質はやや密で、糖度は16度〜18度と高く食味は松本早生富有より優れて
いる。

〔結果〕
大野町にレシピを応募した結果、入賞することはできなかった。しかし、さまざまな柿の加工品を作ることができたし、柿のムースというレシピを完成させることができたのでよかった。
今後はレシピを提供するときには、アンケートや試食品なども同時に提供できるといいと
思った。

〔現状〕
導入する品種は大豊になった。
柿の収穫までに時間もかかるため、現在、株の取引きがある種苗会社と連絡を取り合い、市場の動向を見ながら計画中。

【結果考察まとめ】

無核化や柿の加工品では、思うような結果が得られなかった。しかし、食育体験などでは柿を普及させるような成果が得られたと思う。これらの５つの研究を通して富有柿の普及を進めたり、無核化や新しい研究を行っていき地域の方々やたくさんの人たちに特産品である富有柿の事を知ってもらえる事ができた。また、課題が残った研究や新品種の導入などもある
のでよく理解して来年度に続けていってほしい。

22

H-08
H-08
ミミズの腸内細菌は土壌の分解作用をもつか
玉川学園高等部 1 年 戸塚 雄一朗、石本萌李

3 年 竹内映梨子

ミミズの腸内細菌は土壌の分解作用をもつか■目的

ミミズは土を肥やし、生物の生長を促進させるといわれている。その理由として、ミミズ

玉川学園高等部 1 年 戸塚雄一朗、石本萌李

3 年 竹内映梨子

が団粒構造の糞をすることや、ミミズの通り道が空気を多く含む土地を作る、といったこと■目的が挙げられる。また、ミミズの腸内には窒素固定を行う細菌が存在していることが考えられ
ミミズは土を肥やし、生物の生長を促進させるといわれている。その理由として、ミミズている。本研究は、ミミズの腸内細菌が土壌機能向上・窒素固定の関係を調べることを目標
が団粒構造の糞をすることや、ミミズの通り道が空気を多く含む土地を作る、といったこととする。また土壌を食べ排出するまでの土壌分解の過程は、ミミズが動いてかき混ぜている、が挙げられる。また、ミミズの腸内には窒素固定を行う細菌が存在していることが考えられといったような物理的な解釈が多いが、ここでは腸内細菌が土壌の分解に貢献していることている。本研究は、ミミズの腸内細菌が土壌機能向上・窒素固定の関係を調べることを目標を示そうと考える。
とする。また土壌を食べ排出するまでの土壌分解の過程は、ミミズが動いてかき混ぜている、■実験方法といったような物理的な解釈が多いが、ここでは腸内細菌が土壌の分解に貢献していること
1：ミミズは植物の成長を促進しているのかを示そうと考える。
ミミズのいる土壌とミミズのいない土壌それぞれでハツカダイコンを育て、成長に差が■実験方法

生まれるかを検証した。
1：ミミズは植物の成長を促進しているのか
2：ミミズの腸内細菌の単離
ミミズのいる土壌とミミズのいない土壌それぞれでハツカダイコンを育て、成長に差がミミズを解剖し、腸内物質を培地にまき、腸内細菌を単離した。単離した腸内細菌の生まれるかを検証した。
一部を図 1 に示す。
2：ミミズの腸内細菌の単離
3：ミミズは腸内で土壌（葉）を分解しているのか
ミミズを解剖し、腸内物質を培地にまき、腸内細菌を単離した。単離した腸内細菌の葉に腸内細菌を付着させ、葉の主成分であるセルロースを分解するか検証する。
一部を図 1 に示す。
4：ミミズの腸内細菌と窒素固定細菌の関係
3：ミミズは腸内で土壌（葉）を分解しているのか
単離した腸内細菌と窒素固定細菌の関係を観察する。
葉に腸内細菌を付着させ、葉の主成分であるセルロースを分解するか検証する。

■結果及び考察4：ミミズの腸内細菌と窒素固定細菌の関係
土壌内のミミズの有無から、ハツカダイコンの芽が出る早さ、葉の枚数を比較した。ミミ
単離した腸内細菌と窒素固定細菌の関係を観察する。
ズがいる土壌内で成長したハツカダイコンは、ミミズがいない土壌で育ったものよりも成長が早いことがわかった。これよりミミズが植物の生長を促進していることが分かり、ミミズ■結果及び考察の土壌内での役割を示すことが出来た。また、腸内細菌を20 種類以上の細菌に単離した。単土壌内のミミズの有無から、ハツカダイコンの芽が出る早さ、葉の枚数を比較した。ミミ
離した細菌は、土壌内の物質を分解し土壌内の機能を高めさせているか確認している。
ズがいる土壌内で成長したハツカダイコンは、ミミズがいない土壌で育ったものよりも成長が早いことがわかった。これよりミミズが植物の生長を促進していることが分かり、ミミズの土壌内での役割を示すことが出来た。また、腸内細菌を 20 種類以上の細菌に単離した。単離した細菌は、土壌内の物質を分解し土壌内の機能を高めさせているか確認している。

図１

単離した腸内細菌の一部

図１23 単離した腸内細菌の一部

H-09
H-09
茶を煎じる温度・時間とカテキン抽出量の関係
市川学園市川高等学校２年 SSH 生物班
加藤菜々子
茶を煎じる温度・時間とカテキン抽出量の関係
市川学園市川高等学校２年 SSH 生物班
目的：茶に含まれるカテキンには抗菌、抗がん、消臭などさまざまな作用が知られ加藤菜々子ている。静岡県環境衛生科学研究所によると、煎茶抽出液はペットボトル入り緑茶
飲料に比してタンニンが 5.5 倍多く含まれていると報告されている。本研究は、茶
目的：茶に含まれるカテキンには抗菌、抗がん、消臭などさまざまな作用が知られを煎じる温度と時間に注目し、より効率的にカテキンが得られる方法を探究したもている。静岡県環境衛生科学研究所によると、煎茶抽出液はペットボトル入り緑茶のである。
飲料に比してタンニンが 5.5 倍多く含まれていると報告されている。本研究は、茶を煎じる温度と時間に注目し、より効率的にカテキンが得られる方法を探究したも
実験方法：抗菌効果の検証のである。
①条件を時間として茶葉 2ｇ、湯 100ml（80℃）、2～8 分間（2 分毎に）煮出した。
②条件を温度として茶葉 2ｇ、湯 100ml（50～90℃で 10℃毎に）2 分間煮出した。
実験方法：抗菌効果の検証③①②の茶をそれぞれペーパーディスクに染み込ませ、納豆菌を培養したプレート①条件を時間として茶葉 2ｇ、湯 100ml（80℃）、2～8 分間（2 分毎に）煮出した。
上に置き、25℃で 20 時間培養した。
②条件を温度として茶葉 2ｇ、湯 100ml（50～90℃で 10℃毎に）2 分間煮出した。
④阻止円の大きさを測った。
③①②の茶をそれぞれペーパーディスクに染み込ませ、納豆菌を培養したプレート上に置き、25℃で 20 時間培養した。
結果：④阻止円の大きさを測った。

時間による変化30

結果：
15

時間による変化
10

20
10
0

温度による変化

20

30

15

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20
210

4

6

8

温度による変化

20

10

0

50 5

図

60

70

80

90

茶を煎じる時間・温度と、そのエキスを用いた納豆菌の阻止円半径
0
0
2
4
6
8
50
60
70
80
90
考察：
図 茶を煎じる時間・温度と、そのエキスを用いた納豆菌の阻止円半径
１．抽出時間が６分を過ぎると、抗菌効果に大きな違いが見られたことから、カテキンがより多く抽出されるためには、ある一定の時間が必要である。
考察：
１．抽出時間が６分を過ぎると、抗菌効果に大きな違いが見られたことから、カテ２．高温になるほど阻止円が大きくなったため、高温の湯で淹れた緑茶ほどＥＧＣ
キンがより多く抽出されるためには、ある一定の時間が必要である。
ｇ※が多く含まれている。
※ＥＧＣｇ（没食子酸エピガロカテキン）：高い抗菌効果と、高温の湯に溶けだす
２．高温になるほど阻止円が大きくなったため、高温の湯で淹れた緑茶ほどＥＧＣ性質をもつ。
ｇ※が多く含まれている。
※ＥＧＣｇ（没食子酸エピガロカテキン）：高い抗菌効果と、高温の湯に溶けだす性質をもつ。
24

H-10
植物の生育環境の変化が花弁の濃淡に及ぼす影響
神戸大学附属中等教育学校
田中稚紗【はじめに】
植物を取り巻く環境条件としては、温度や湿度、日光などの光、水などが挙げられるが、植物の花弁を均一に染める環境条件は高温多湿がよいということが先行研究の中でわかっている。しかし、残りの光、水に関して適切な条件についてはわかっていない。また、この先行研究の中では、人間の目でその染まった植物を見て、染まっている、と評価したものであり、客観的に判断することができていない。
本研究では、植物の花弁をより濃く染めるにはどうすればよいのか、という事を植物の生育
環境を変え研究し、また解析の際には、染まり具合を数値化した。
【方法】① 濃度の変化による影響
着色水(水に赤色の食紅を溶かしたもの)の濃度の異なるもの(質量パーセント濃度：
0％,4.0×10-2％,8.0×10-2％,16×10-2％,32×10-2％)を 5 本用意
恒温器に入れ、実験はじめと 4,8,24,33,53 時間後にそれぞれ撮影② 光の有無による影響
恒温器内を暗室と青色光(電球 1.25W に青色セロハンを張り付けた)をあてた状態に仕切る
実験はじめと 18,24 時間後にそれぞれ撮影
解析の際は、画像処理ソフトウェア image J を使用して、緑、青の輝度の数値を比較して赤色の染まり具合をみることとした。
【結果】① 着色水の濃度を濃くすれば花弁も濃く染まった。
(図 1)② 青色の光を当てると花弁は濃く染まった。
また、蒸散量も青色光を当てたものの方が増えた。
(図 2)
水の吸い上げも青色光をあてたほうが活発に行われており、青色光なしの方では 2.31ml、青色光ありの方では 4.56ml 水がガーベラから蒸散されており、
約 2 倍の差があった。

図１) 青の輝度の平均値と経過【考察】
植物の花弁を水に食紅を溶かした着色水で染める
際には、その着色水の濃度を濃くするほど、花弁の色も濃くなる。また、植物の気孔に青色の光を当てると、水を多く吸い上げ、活発に蒸散したため、水の吸い上げも早く、すぐに花弁を濃く染めることができる。
図２) 青の輝度の平均値と経過

25

H-11
H-11
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26

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H-12
組織培養
～キクの花弁培養から絶滅危惧種ナガサキギボウシの花弁培養まで～
長崎県立長崎南高等学校

土橋バイオグループ

前濱かんな・加藤崇太・松尾瑞紀・安井秀郎・池田理紗・白鞘芽衣・杉優奈・田崎円都華・
廣田凌子・山口茜・岩田遥貴・前田祐希・嶋崎涼介・村瀬寿安・大瀬隼斗・別所陽平

１

要旨
葬儀などでキクの需要は通年をとおして多く、栽培農家では病気に感染していない形質も均一なキクの苗が必要とされている。キク農家へ高品質の苗を提供することは産業の活性化にもつながる。キク花弁を用いて無病で均一な形質を持つクローン苗の作成に挑戦し、苗の作成のスキームを完成させた。キクの花弁培養の技術をもとに絶滅危惧種ナガサキギボ
ウシの花弁培養に挑戦し、カルスの作出まで成功した。
研究内容

２

実験Ⅰ「キクの花弁培養」

段ボールとゴミ用ビニール袋を用いた無菌箱と 100 円ショップの除菌スプレーを用いて植物の組織培養を簡単にできる方法を開発した。この方法で無菌操作の成功率は 98％以上、カルス化率も 98％以上の成果をあげた。
１）

準備と方法

（１）準備
段ボール無菌箱・100 円ショップ除菌スプレー・ピンセット・カミソリ・100 円
ショップ除菌溶液を入れる 50ｍｌビーカー・除菌スプレー溶液を入りフタ付きガ
ラスビン・キクの花弁・MＳ培地・植物ホルモン（オーキシン類がＮＡＡ、サイト
カイニン類がＫＩＮ）

図1

植え付けの様子（２）方法① ガスコンロで湯煎を行って培地を作る。その後試験管に分注して滅菌する。滅菌は蒸し器で 40 分行う。
② 無菌箱に器具・培地・キクの花弁を入れ、除菌スプレーで吹きつけ箱内を除菌する。
③ 除菌したカミソリで内側のキクの花弁を切りとり、除菌剤入りフタ付きガラスビンに入れて 3 分間殺菌する。
④ 除菌した花弁を箱内で培地に植え付ける。
⑤ 植え付けた培地を 27℃暗所に静置する。
２）結果

図２ 濃度と器官分化

図 3 カルス図 4 萌芽図 5 発根図 2 からホルモンの量比が、NAA（オーキシン類）≦KIN（サイトカイニン類）の時は、根ができ、NAA≧KIN の時が芽や葉ができることがわかった。萌芽と発根が観察できるホルモン濃度も特定できた。
３）

考察

実験結果からキククローン苗作成のスキームつくりあげた。

植え付け

10 日後カルス化

50 日後クローン苗実験Ⅱ「ナガサキギボウシの花弁培養」
キクの花弁培養の技術をもとに絶滅危惧種ナガサキギボウシの花弁培養に挑戦し、その内容は大会で発表したい。

27

H-13
H-13
アブラナ科植物の化学生態
大阪府立住吉高等学校
田部 瑞貴・中井
星奈・中川 実香
アブラナ科植物の化学生態
大阪府立住吉高等学校＜1. 目的＞田部 瑞貴・中井 星奈・中川 実香
調理方法によって辛さが変化する「ダイコン」をはじめとする「アブラナ科植物」に興味を持ち、研究を始めた。
＜1. 目的＞
先行研究により、アブラナ科植物の辛味成分である
ITC（イソチオシアネート）の調理方法によって辛さが変化する「ダイコン」をはじめとする「アブラナ科植物」
濃度は、病気や食害などのダメージを受けることにより上昇することが分かった。
に興味を持ち、研究を始めた。
ITC はアブラナ科植物における防御物質であるとの仮説を立て、「アブラナ科植物と先行研究により、アブラナ科植物の辛味成分である
ITC（イソチオシアネート）の昆虫の間にある ITC の関係性」を調べることを目的としている。
濃度は、病気や食害などのダメージを受けることにより上昇することが分かった。
ITC はアブラナ科植物における防御物質であるとの仮説を立て、「アブラナ科植物と＜2. 実験方法＞
昆虫の間にある ITC の関係性」を調べることを目的としている。
① ダイコンの葉の食害を再現し、実際にITC 濃度が上昇するかを測定した。
② 3 種類のアブラナ科植物（耐病総太り・桜島大根・アブラナ）の ITC 濃度を測定＜2. 実験方法＞
し、モンシロチョウの幼虫を用いて接触頻度を計測した。
① ダイコンの葉の食害を再現し、実際に ITC 濃度が上昇するかを測定した。
③ アブラナ科植物の葉を食べたモンシロチョウの幼虫の体内からグルコシノレート② 3 種類のアブラナ科植物（耐病総太り・桜島大根・アブラナ）のITC 濃度を測定が検出されるかどうかを測定した。
（配糖体のグルコシノレートは、細胞破壊時にし、モンシロチョウの幼虫を用いて接触頻度を計測した。
酵素によってイソチオシアネートに分解される。
）③
アブラナ科植物の葉を食べたモンシロチョウの幼虫の体内からグルコシノレート④ アブラナ科植物の葉のみを採食したモンシロチョウと、ITC が含まれていない人が検出されるかどうかを測定した。
（配糖体のグルコシノレートは、細胞破壊時に工飼料を食べさせたモンシロチョウの幼虫を用いて、天敵であるアオムシコマユ
酵素によってイソチオシアネートに分解される。）
バチに寄生されやすいのは二種のうちどちらであるかを調べた。
④ アブラナ科植物の葉のみを採食したモンシロチョウと、ITC が含まれていない人＜3. 結果＞工飼料を食べさせたモンシロチョウの幼虫を用いて、天敵であるアオムシコマユ
バチに寄生されやすいのは二種のうちどちらであるかを調べた。
① 測定 6 日目をピークにしてITC 濃度の上昇が見られた。
② ITC 濃度の最も低い「耐病総太り」の品種が、モンシロチョウの幼虫に最も多く＜3. 結果＞
食べられた。
① 測定 6 日目をピークにして ITC 濃度の上昇が見られた。
③ モンシロチョウの幼虫からグルコシノレートを検出できた。
② ITC 濃度の最も低い「耐病総太り」の品種が、モンシロチョウの幼虫に最も多く④ 人工飼料を採食した幼虫が、アオムシコマユバチに多く寄生された。
食べられた。
③ モンシロチョウの幼虫からグルコシノレートを検出できた。
＜4. 考察＞④ 人工飼料を採食した幼虫が、アオムシコマユバチに多く寄生された。
アブラナ科植物は、食害を受けたときに
ITC を生成することで二次被害を防ごうとする。また、モンシロチョウの幼虫は、アブラナ科植物に含まれるグルコシノレート＜4. 考察＞捕食者であるアオムシコマユバチを忌避する効果を発揮しているを体内に蓄積させ、アブラナ科植物は、食害を受けたときに ITC を生成することで二次被害を防ごうとと考えられる。さらに、アブラナ科植物はモンシロチョウから身を守るためにITC をする。また、モンシロチョウの幼虫は、アブラナ科植物に含まれるグルコシノレート生成できるように進化して、モンシロチョウはアブラナ科植物の葉を食べられるようを体内に蓄積させ、捕食者であるアオムシコマユバチを忌避する効果を発揮しているに進化したのではないかと考えられる。
と考えられる。さらに、アブラナ科植物はモンシロチョウから身を守るために ITC を生成できるように進化して、モンシロチョウはアブラナ科植物の葉を食べられるように進化したのではないかと考えられる。
28

H-14
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H-15
H-15
竹の乳酸菌
～竹の乳酸菌の検出と培養～
大阪教育大学附属高等学校天王寺校舎
竹の乳酸菌
木山 実優・井上 佳穂・中條 真帆～竹の乳酸菌の検出と培養～
大阪教育大学附属高等学校天王寺校舎

１．目的

木山 実優・井上 佳穂・中條 真帆
竹の粉は乳酸菌を含んでいると考えられ，その発酵作用を利用して肥料などに使われている。
竹には本当に乳酸菌が生息しているのか調べた。また，乳酸菌が増殖しやすい条件についても調
１．目的
査した。
竹の粉は乳酸菌を含んでいると考えられ，その発酵作用を利用して肥料などに使われている。
竹には本当に乳酸菌が生息しているのか調べた。また，乳酸菌が増殖しやすい条件についても調２．研究方法と結果査した。
実験１：炭酸カルシウム添加培地による乳酸菌の検出
培地は炭酸カルシウムを加えたＭＲＳ培地を使用した。検体はヨーグルト，竹の粉の乳酸菌液
２．研究方法と結果
Ａ，Ｂ，Ｃ（それぞれ竹の粉と砂糖と塩と水を混ぜたもの。Ａは市販されている竹の粉で，発酵
実験１：炭酸カルシウム添加培地による乳酸菌の検出
時日光を当てたもの。Ｂは家で作製した竹の粉で，発酵時日光を当てたもの，Ｃは家で作製した培地は炭酸カルシウムを加えたＭＲＳ培地を使用した。検体はヨーグルト，竹の粉の乳酸菌液
竹の粉で，発酵時日光を当てなかったもの。
），蒸留水の５つである。
Ａ，Ｂ，Ｃ（それぞれ竹の粉と砂糖と塩と水を混ぜたもの。Ａは市販されている竹の粉で，発酵
結果
時日光を当てたもの。Ｂは家で作製した竹の粉で，発酵時日光を当てたもの，Ｃは家で作製した
検体
ヨーグルト
Ａ
Ｂ
Ｃ
蒸留水
竹の粉で，発酵時日光を当てなかったもの。
），蒸留水の５つである。
◎
○
△
×
×
結果
検体
実験２：グラム染色

ヨーグルト

Ａ

Ｂ

Ｃ

蒸留水

◎
○
△
×
×
グラム陽性である乳酸菌は紫色に染色される。実験１と同じ検体をスライドガラスに付け，よく乾かしてからグラム染色した。
実験２：グラム染色結果
グラム陽性である乳酸菌は紫色に染色される。実験１と同じ検体をスライドガラスに付け，よ
検体
ヨーグルト
Ａ
Ｂ
Ｃ
く乾かしてからグラム染色した。
◎
○
△
×
結果
検体
実験３：ヨーグルト作り

ヨーグルト

Ａ

Ｂ

Ｃ

◎
○
△
×
３つの竹の粉の乳酸菌液と市販の豆乳をそれぞれ 1:9 の割合で混ぜ，日光の当たる場所に 3 日間放置した。比較対象として，豆乳だけのものも同様に行った。
実験３：ヨーグルト作り
結果：豆乳だけのもの以外は固まり，ヨーグルトのようなすっぱい匂いがした。よって，すべて３つの竹の粉の乳酸菌液と市販の豆乳をそれぞれ 1:9 の割合で混ぜ，日光の当たる場所に 3 日の竹の粉の乳酸菌液からヨーグルトを作ることができた。
間放置した。比較対象として，豆乳だけのものも同様に行った。
３．考察

結果：豆乳だけのもの以外は固まり，ヨーグルトのようなすっぱい匂いがした。よって，すべての竹の粉の乳酸菌液からヨーグルトを作ることができた。
これらの実験から，竹の粉には日光という条件に関係なく，乳酸菌が生息していることが分かった。
３．考察
これらの実験から，竹の粉には日光という条件に関係なく，乳酸菌が生息していることが分か
った。

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H-16
植物の生育期間短縮への試み～ハツカダイコンを 20 日で育てる～
大分県立日田高等学校ＳＳコース課題研究「植物班」
穴井友也 梶原聖広 嶋田明日香 中島美里
１．概要（目的）
近年、異常気象が多発し、野菜不足が問題となることが多い。そこで、私たちは植物を短期間で育てることで、この問題を解決できると考え、その研究材料としてハツカダコンに着目した。ハツカダイコンは、普通に育てた場合、20 日で育たず、収穫するまで約 1 ヶ月かかる。このようなハツカダイコンを 20 日で育てるために、本研究では「発芽」「子葉」「本葉」「肥大根」の４つのステージに分け、それぞれのステー
ジで条件を変え、より生育に適した条件を調べた。結果は発芽の最適温度は 30℃で、本葉以降の生育に最適な肥料はムラシゲであることが示唆された。
２．方法と材料(1)単一土壌と複合土壌の 2 つの土壌で生育させ、乾燥重量の結果を基に生育状態の差を検証した。
*単一土壌…バーミキュライトのみ*複合土壌…バーミキュライト：赤玉土：パーライト：ピートモス＝２：１：１：１(2)①シャーレ内で発芽を行い、７時から 18 時まで 1 時間ずつ発芽率を確認した。この時、温度は 25℃から 32.5℃まで 2.5℃ずつで区切った。
②複合土壌に肥料を入れたものと入れてないものを用いて、発芽実験を行った。
(3)複合土壌を用いた各プランターでムラシゲとガンボーグ（肥料）を用いて生育させ、本葉の状態と肥大根の状態の長さと乾燥重量を測定し、生育状態の差を検証した。
３．結果(1)複合土壌の方がより乾燥重量が重かった。
(2)①30℃の発芽率が一番高かった(Fig.1)。
②肥料有りと無しの発芽率に違いはなかった。
(3)本葉、肥大根(Fig.2)のどちらもムラシゲの方が重くなった。
４．考察(1)複合土壌の方がより生育適している。
(2)①発芽の最適温度は 30℃である。
②発芽に肥料の有無は関係がなく、種子自体の栄養分だけが重要である可能性がある。
(3)生育の後半になるにつれてムラシゲが有効である。これは、ムラシゲの方がガンボーグに比べリンを多く含む肥料である為と考えた。
５．結論
ハツカダイコンの発芽において、その最適温度は、30℃であり、発芽時に肥料を加えたとしても、発芽率に影響を与えることはない。よって、発芽では、十分な水と 30℃に保つことが重要で、これにより、種子は、十数時間で十分に発芽する。また、子葉以降の生育では、単一土壌よりも複合土壌の方が優れていたので、複合土壌でリンが比較的多い肥料を与えて育てることで、よりよく成長すると考えられる。しかし、本葉前半において、リンがより少ない肥料の方がより成長していることも確認されたので、子葉か
ら本葉にかけてさらに詳しい研究が必要である。

31

H-17
H-17
ガマの葉の空洞は空気を地下に送るパイプライン〜温度変化ではなく光合成が空気を送り出す鍵？〜

ガマの葉の空洞は空気を地下に送るパイプライン
田代海渡・米田美桜〜温度変化ではなく光合成が空気を送り出す鍵？〜

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：矢部重樹教諭、中川知己博士（名古屋大学/基礎生物学研究所）
田代海渡・米田美桜
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校

私は野外で植物を観察しているときに、水辺に生えているガマの葉は大きな空洞が研究指導：矢部重樹教諭、中川知己博士（名古屋大学/基礎生物学研究所）あることに気が付いた（下図左）。ガマと同じような環境で生育しているハスの地下茎(レンコン)は、泥の中で呼吸をするために穴が開いている。しかしガマの葉は水上
私は野外で植物を観察しているときに、水辺に生えているガマの葉は大きな空洞がにあるために、同じような役割であるとは考えにくい。そこで私は、ガマの葉の空洞あることに気が付いた（下図左）。ガマと同じような環境で生育しているハスの地下が何のために存在するのかを調べるために研究を始めた。
茎(レンコン)は、泥の中で呼吸をするために穴が開いている。しかしガマの葉は水上最初にガマの葉を解剖して構造を調べると、
空洞は葉の先端近くから根元まで続いにあるために、同じような役割であるとは考えにくい。そこで私は、ガマの葉の空洞ていた。また泥に埋もれている地下茎を調べると、スポンジ状の空洞が観察された（下が何のために存在するのかを調べるために研究を始めた。
図右）。次に葉を真ん中で切断して根元に向かって空気を吹き込むと、地下茎や新芽最初にガマの葉を解剖して構造を調べると、
空洞は葉の先端近くから根元まで続いの周辺から空気が排出された。
しかし葉の先端に向かっては空気が吹き込めないので、ていた。また泥に埋もれている地下茎を調べると、スポンジ状の空洞が観察された（下空洞は葉の中で密閉されており、地下のスポンジ状の空洞とつながっていることが判った。 図右）。次に葉を真ん中で切断して根元に向かって空気を吹き込むと、地下茎や新芽の周辺から空気が排出された。しかし葉の先端に向かっては空気が吹き込めないので、この実験で私は、葉の空洞に息を吹き込むことで地下茎に空気を起こり込んだが、空洞は葉の中で密閉されており、地下のスポンジ状の空洞とつながっていることが判
植物に肺は存在しないので、空洞の内圧を高めるのは難しいことに気が付いた。それった。
ではどうやってガマは空気を地下に送るのか？
私は光合成で水から酸素が発生すこの実験で私は、葉の空洞に息を吹き込むことで地下茎に空気を起こり込んだが、ることに注目して、「光合成によって生じた酸素が空洞に捨てられることで内圧が上
植物に肺は存在しないので、空洞の内圧を高めるのは難しいことに気が付いた。それがる」という仮説を立てて検証を行っている。私は実際に、日中にガマの地下茎からではどうやってガマは空気を地下に送るのか？ 私は光合成で水から酸素が発生す
空気が出てくることを観察しており、さらに遮光することで、それが止められる。しることに注目して、「光合成によって生じた酸素が空洞に捨てられることで内圧が上たがって、この仮説は正しいのではないかと考えている。
がる」という仮説を立てて検証を行っている。私は実際に、日中にガマの地下茎から空気が出てくることを観察しており、さらに遮光することで、それが止められる。したがって、この仮説は正しいのではないかと考えている。

図 1 ガマ 葉 スケッチ

図 1 ガマ 葉 スケッチ

図 2 ガマ 地下茎 スケッチ32

図 2 ガマ 地下茎 スケッチ

H-18
H-18
音による植物への影響
市川学園市川高等学校２年 SSH 生物班
白石麻由子
音による植物への影響
市川学園市川高等学校２年 SSH 生物班
白石麻由子
ためにはアルコール度数を上げるために、糖度の高いブドウを栽培することが求められている。

目的：世界で栽培されるブドウのうち 80％はワインの作成に用いられている。良いワインを作る

イタリアのあるブドウ農園で、ブドウに音楽を聴かせながら育てたところ、聴かせない方よりも目的：世界で栽培されるブドウのうち 80％はワインの作成に用いられている。良いワインを作る
甘くなったという報告がある。しかし、そのメカニズムについて、はっきりとはわかってはいな
ためにはアルコール度数を上げるために、糖度の高いブドウを栽培することが求められている。
い。そこで私は、【音の振動で植物の道管、師管が広がり、生長が促進される】という仮説を立て
イタリアのあるブドウ農園で、ブドウに音楽を聴かせながら育てたところ、聴かせない方よりもた。試料には、ブドウの代わりに生長の早いカイワレ大根を用いて音によって植物の生長に影響甘くなったという報告がある。しかし、そのメカニズムについて、はっきりとはわかってはいながあるのかどうかを検証することにした。
い。そこで私は、【音の振動で植物の道管、師管が広がり、生長が促進される】という仮説を立てた。試料には、ブドウの代わりに生長の早いカイワレ大根を用いて音によって植物の生長に影響
実験方法①：音は生長に変化を与えるのかがあるのかどうかを検証することにした。
音を聞かせる方、聞かせない方、それぞれ50 個ずつの種子を用意し、片方にはモーツァルトの曲を 24 時間聞かせた。播種後１日目の発芽率と 3 日目、6 日目の草丈を測定した。
実験方法①：音は生長に変化を与えるのか
結果①：発芽率(左のグラフ),全長(右のグラフ),いずれも音を聞
音を聞かせる方、聞かせない方、それぞれ50 個ずつの種子を用意し、片方にはモーツァルトの曲
ｐ＜0.01
かせた方が有意であった。
（ｐ＜0.01） を 24 時間聞かせた。播種後１日目の発芽率と 3 日目、6 日目の草丈を測定した。
結果①：発芽率(左のグラフ),全長(右のグラフ),いずれも音を聞
考察①：音は生長に変化を与かせた方が有意であった。
（ｐえることが示唆された。

ｐ＜0.01ーブに沈まないように播種後 3 日目のカイワレ大根を針金に比べて、多くの水を吸収していることがわかった。（ｐ＜0.01） で固定して入れ、1 週間後の水の変化を観察した。
結果②：右のグラフより音を聴かせた方が、聞かせない方
考察②：音を聴かせた方が水の吸収量が多く、音の振動にに比べて、多くの水を吸収していることがわかった。（ｐよって道管が振動し生長が促進されたと考えられる。まだ＜0.01）
試行数がたりないので、今後も継続する。
考察②：音を聴かせた方が水の吸収量が多く、音の振動に

水の吸収量（ｍｌ、平均値±標準偏差）音の振動によって師管が広がるのであれば道管も広がるので固定して入れ、1週間後の水の変化を観察した。
ではないか、と考え吸収量の測定をした。ファルコンチュ
結果②：右のグラフより音を聴かせた方が、聞かせない方

ｐ＜0.01

水の吸収量(ml,平均値±標準偏差)ではないか、と考え吸収量の測定をした。ファルコンチュ
実験方法②：水の吸収量の差
ーブに沈まないように播種後3 日目のカイワレ大根を針金

水の吸収量（ｍｌ、平均値±標準偏差）

考察①：音は生長に変化を与実験方法②：水の吸収量の差えることが示唆された。
音の振動によって師管が広がるのであれば道管も広がるの

水の吸収量(ml,平均値±標準偏差)＜0.01）

ｐ＜0.01

よって道管が振動し生長が促進されたと考えられる。まだ
実験方法：③音の高さによる変化
試行数がたりないので、今後も継続する。
①の実験で用いたモーツァルトの曲を解析し、どの周波数が多く含まれているのかを調べた。
結果③：①0.4khz 0.5khz 0.9khz が多く含まれていることがわかった。
実験方法：③音の高さによる変化
今後の展望③：多く含まれている部①の実験で用いたモーツァルトの曲を解析し、どの周波数が多く含まれているのかを調べた。
分を 10 秒ずつ切り取って、それぞ
結果③：①0.4khz 0.5khz 0.9khz が多く含まれていることがわかった。
れの周波数を①の実験と同じよう
今後の展望③：多く含まれている部に 24 時間聴かせ、発芽率と5 日目分を 10 秒ずつ切り取って、それぞの全長を測る。
れの周波数を①の実験と同じように 24 時間聴かせ、発芽率と 5 日目の全長を測る。

33

H-19
H-19
細胞が割れても生存できる～巨大単細胞生物オオバロニアの生存するための工夫～
細胞が割れても生存できる
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
岡部 菜々子～巨大単細胞生物オオバロニアの生存するための工夫～
研究背景

横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
私は理科の図説を眺めている時に、オオバロニアという数センチの巨大な単細胞の海藻が紹介
岡部 菜々子されていることに気が付いた。通常の生物は細胞分裂をして体を大きくしているが、これは、も研究背景
し一部の細胞が傷ついて壊れてしまっても生きていくために重要だと思う。単細胞で大きな体を
私は理科の図説を眺めている時に、オオバロニアという数センチの巨大な単細胞の海藻が紹介作った場合は、ほんの小さな傷が致命傷になってしまう非常に弱い生物になると想像される。しされていることに気が付いた。通常の生物は細胞分裂をして体を大きくしているが、これは、もかし調べてみるとオオバロニアは非常に繁殖力が強くて、水槽に混入すると駆除が難しいと記載
し一部の細胞が傷ついて壊れてしまっても生きていくために重要だと思う。単細胞で大きな体をされていた。私はこの矛盾に興味をもち、オオバロニアがどのようにして万が一の事故に備えて作った場合は、ほんの小さな傷が致命傷になってしまう非常に弱い生物になると想像される。しいるのかを調べてみることにした。
実験内容 かし調べてみるとオオバロニアは非常に繁殖力が強くて、水槽に混入すると駆除が難しいと記載されていた。私はこの矛盾に興味をもち、オオバロニアがどのようにして万が一の事故に備えて
私は基礎生物学研究所の前田太郎博士から、水槽に混入して増えてしまったオオバロニア(図 1)
いるのかを調べてみることにした。
を提供していただいた。
実験内容①最初にオオバロニアを観察したところ、オオバロニアの内部は透明の水分で満たされており、私は基礎生物学研究所の前田太郎博士から、水槽に混入して増えてしまったオオバロニア(図 1)
葉緑体は細胞膜の内側に薄く広がっていることが観察された。次に針で穴を開けて観察したとこを提供していただいた。
ろ、3 時間ほどで細胞膜の内側で薄く広がっていた葉緑体を含む原形質が凝集して、無数の小球①最初にオオバロニアを観察したところ、オオバロニアの内部は透明の水分で満たされており、を作ることが判った。その後に培養を続けていると、元の細胞の中で小球は大きくなって新たな
葉緑体は細胞膜の内側に薄く広がっていることが観察された。次に針で穴を開けて観察したとこ
細胞として放出されることが判った。
ろ、3 時間ほどで細胞膜の内側で薄く広がっていた葉緑体を含む原形質が凝集して、無数の小球②また、私はオオバロニア同士を密着させていると、すぐにお互いが接着することを見つけた。
を作ることが判った。その後に培養を続けていると、元の細胞の中で小球は大きくなって新たな顕微鏡で観察すると、オオバロニアの細胞の表面から毛のような構造が形成されていることが分細胞として放出されることが判った。
かった。
（図２）
②また、私はオオバロニア同士を密着させていると、すぐにお互いが接着することを見つけた。
考察
顕微鏡で観察すると、オオバロニアの細胞の表面から毛のような構造が形成されていることが分①オオバロニアは多核の細胞であるとの記載があるので、おそらく葉緑体と共に核やミトコンド
かった。
（図２）
リアも細胞膜の内側に広がっており、小球に取り込まれた結果として新しい細胞になると考えら
考察
れる。
（図３）
①オオバロニアは多核の細胞であるとの記載があるので、おそらく葉緑体と共に核やミトコンド②海の中では海流や波で流されてしまうので、このような仕組みは体を固定するための工夫である
リアも細胞膜の内側に広がっており、小球に取り込まれた結果として新しい細胞になると考えらと思われる。
れる。
（図３）②海の中では海流や波で流されてしまうので、このような仕組みは体を固定するための工夫であると思われる。

↑図１

↑図２

↑図１

↑図３

34
↑図２

↑図３

H-20
カフェインの植物成長抑制作用-コーヒー粕の有効利用立命館中学校・高等学校
戸田嬉・大前仁美
目的：科学農薬の人体への被害は世界中で報告されており、安全な農薬の開発、また実用化は急務の問題である。コーヒー粕の一部は堆肥や除草剤として有効利用されており、マメ科以外の植物の発芽や生育を阻害することが報告されている。しかし、その詳細なメカニズムは不明である。本研究では、コーヒー粕の除草剤的利用の探索、また阻害の原因物質であると推定されるカフェインの作用の詳細解明を目的としている。
実験方法：コーヒー粕には約 0.013 g/ml のカフェインが含まれていることが報告されているため、カフェインの濃度を 0.013 g/ml を基準とし、2 倍量の 0.26 g/ml、4倍量の 0.52 g/ml の濃度で½MS 培地に加えた。これらの培地にシロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）、イネ（Oryza sativa）、ダイズ（Glycine max）、ムラサキ
ウマゴヤシ（Medicago sativa）を播種した。また、½MS 培地にコーヒー粕、未使用のコーヒー（粉末）、藁（粉末）を加え、シロイヌナズナを播種した。インキュベーター
で生育させ、観察した。根の長さは Image J を用いて測定した。シロイヌナズナの根の細胞を詳細に観察するために、細胞膜を染色する蛍光色素である FM4-64 を用いた。
染色後、共焦点レーザー顕微鏡で観察した。
結果：カフェインの濃度依存的に植物の成長が阻害された。マメ科の植物はその他の植物に比べて弱い阻害効果が見られた。4 種類の植物すべてにおいて、発芽率に影響はなかった。コーヒー粕とコーヒー（粉末）を使用した実験では、植物の成長と発芽が阻害された。顕微鏡をもちいた観察では、根端付近の細胞の形態異常や根毛の分岐が見られた。
考察：カフェインは根の伸長を阻害する。カフェイン耐性は植物によって異なり、マメ科植物はより強い耐性が確認された。また、カフェインの濃度依存的にシロイヌ
ナズナの根の細胞の形態に異常が生じた。マメ科植物のカフェイン耐性がマメ科に多く含まれているイソフラ
ボンによる可能性が考えられるため、今後、イソフラボンを用いた解析を行う予定である。カフェインを与えた
ときとコーヒー粕を与えた実験での結果に差が見られたことから、コーヒー粕に含まれる他の成分に注目している。今後カフェインフリーのコーヒー粕を使用する実験を行うことによって、他の成分の植物に与える影響を調べたい。

図１ カフェイン濃度とシロイヌナズナの生育

図２

シロイヌナズナの主根の長さ

図 3 ムラサキウマゴヤシの根の長さ

35

H-21
H-21
葉が水を弾かないチランジア～表面の水はどこへ行くのか～
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
葉が水を弾かないチランジア
中島玲菜～表面の水はどこへ行くのか～
研究指導 中川知己(名古屋大学) 矢部茂樹（横浜サイエンスフロンティア高等学校）
横浜市立横浜サイエンスフロンティア高等学校
中島玲菜
チランジア（Tillandsia）は、一般的にエアプランツとして知られるパイナップル科の多年研究指導 中川知己(名古屋大学) 矢部茂樹（横浜サイエンスフロンティア高等学校）
草で、熱帯の乾燥地帯にも生育している。驚くことに、チランジアは根が無い状態で生育することも多く、葉の表面から水を吸水しているとされている。一方で、私達が普段見かける
チランジア（Tillandsia）は、一般的にエアプランツとして知られるパイナップル科の多年ような植物の葉は、雨上がりなどに水を弾いて水滴を作っている。これは、植物の葉の表面草で、熱帯の乾燥地帯にも生育している。驚くことに、チランジアは根が無い状態で生育すが乾燥を防ぐために油性の成分で出来ていることが理由だ。私は水の不足する環境で生育することも多く、葉の表面から水を吸水しているとされている。一方で、私達が普段見かけるるチランジアが「葉の表面から水を吸う」という情報に矛盾を感じ、この疑問を解消するたような植物の葉は、雨上がりなどに水を弾いて水滴を作っている。これは、植物の葉の表面めに研究を始めた。
が乾燥を防ぐために油性の成分で出来ていることが理由だ。私は水の不足する環境で生育す
園芸店などで購入してきたチランジア(Tillandsia caput-medusae, 図 1)の葉の表面に水滴るチランジアが「葉の表面から水を吸う」という情報に矛盾を感じ、この疑問を解消するたを落としたところ、水はすぐに葉の表面から吸い込まれたように消えてしまった。そこで水めに研究を始めた。
がどのように吸い込まれたのかを調べるために、葉に色素水を与えて葉の断面図を観察した。
園芸店などで購入してきたチランジア(Tillandsia caput-medusae, 図 1)の葉の表面に水滴すると、色素は葉の表面の毛の間に溜まっているだけで内部には全く入っていないことが判を落としたところ、水はすぐに葉の表面から吸い込まれたように消えてしまった。そこで水った。また、何日にもわたって葉を色素水に漬け込んでも、色素が葉の内部に入っている様がどのように吸い込まれたのかを調べるために、葉に色素水を与えて葉の断面図を観察した。
子は観察できなかった。一方で葉の付け根の付近を色素水に浸けると、内部の維管束に色素すると、色素は葉の表面の毛の間に溜まっているだけで内部には全く入っていないことが判が到達している様子が観察できた。
った。また、何日にもわたって葉を色素水に漬け込んでも、色素が葉の内部に入っている様
水滴を落とす実験をしていると、水滴の水は表面の毛によって葉の全体に広がっていく様
子は観察できなかった。一方で葉の付け根の付近を色素水に浸けると、内部の維管束に色素子が観察される。したがって私は、チランジアの葉は主に水を根元の葉の付け根まで誘導しが到達している様子が観察できた。
て、そこから内部に吸い込むのではないかと考えている。また、葉の表面の毛の間に蓄えら水滴を落とす実験をしていると、水滴の水は表面の毛によって葉の全体に広がっていく様
れた水は蒸発することで気化熱を奪うので、ゆっくり蒸発することで熱帯の暑さに耐えられ子が観察される。したがって私は、チランジアの葉は主に水を根元の葉の付け根まで誘導しるような工夫ではないかと考えている。
て、そこから内部に吸い込むのではないかと考えている。また、葉の表面の毛の間に蓄えら
実験では色水が内部に入っていないことは確認できたが、本当に水が内部に入っていない
れた水は蒸発することで気化熱を奪うので、ゆっくり蒸発することで熱帯の暑さに耐えられのかについては、今後も色々と工夫しながら実験していきたい。
るような工夫ではないかと考えている。
実験では色水が内部に入っていないことは確認できたが、本当に水が内部に入っていないのかについては、今後も色々と工夫しながら実験していきたい。

図２ 図１に水を落とした後

図１ チランジアカプトメドゥーサ

図１ チランジアカプトメドゥーサ

36

図２ 図１に水を落とした後

H-22
H-22
植物の生長におけるジベレリンの最適濃度の検証
市川学園市川高等学校２年 SSH 生物班
桶谷佳帆
植物の生長におけるジベレリンの最適濃度の検証
市川学園市川高等学校２年 SSH 生物班
背景と目的：植物ホルモンの一種であるジベレリンは、種なしブドウの生産のため
桶谷佳帆に農薬として用いられている。またそれに加えてジベレリンには植物の成長促進作用もあることを知り、同じような作用があるオーキシンとの違いが気になった。ま
背景と目的：植物ホルモンの一種であるジベレリンは、種なしブドウの生産のためた植物の種類によって最適濃度が変わり、その法則なども判明すれば農業への活用に農薬として用いられている。またそれに加えてジベレリンには植物の成長促進作が更に進むのではないかと思い調べることにした。
用もあることを知り、同じような作用があるオーキシンとの違いが気になった。また植物の種類によって最適濃度が変わり、その法則なども判明すれば農業への活用
方法：今回はカイワレダイコン・ブロッコリースプラウト・キャベツを用いた。
が更に進むのではないかと思い調べることにした。
⑴ ジベレリン溶液の作成
ジベレリン 0.1ml を 100ml までメスアップし、10-1%ジベレリン溶液を作成。そ方法：今回はカイワレダイコン・ブロッコリースプラウト・キャベツを用いた。
れを希釈して10-1%～10-7%の溶液を作った。また⑴ ジベレリン溶液の作成⑵ 種子の育成
ジベレリン 0.1ml を 100ml までメスアップし、10-1%ジベレリン溶液を作成。そシャーレにキッチンペーパーを敷き、予め純粋で湿らせておいた。そして各シ
10-1%～10-7%の溶液を作った。また 75%を超えるまで純ャーレ 5れを希釈して粒ずつ種子を置き、恒温槽でどの植物も発芽率が⑵ 種子の育成粋で育てた。その後、条件に従って毎日
3ml ずつ水 or ジベレリン溶液を与シャーレにキッチンペーパーを敷き、予め純粋で湿らせておいた。そして各シ
え、毎日全長を測り続けた。
ャーレ 5 粒ずつ種子を置き、恒温槽でどの植物も発芽率が 75%を超えるまで純粋で育てた。その後、条件に従って毎日ずつ水or ジベレリン溶液を与-4
結果：どの植物においても最も全長が長かったのは
10-33ml%～10%のジベレリン溶液をえ、毎日全長を測り続けた。
与えたものだった。逆に最も全長が短かった条件は各植物によって違いがみられた。（詳しい結果は実際の発表でグラフで提示する。）
結果：どの植物においても最も全長が長かったのは 10-3%～10-4%のジベレリン溶液を与えたものだった。逆に最も全長が短かった条件は各植物によって違いがみられ
考察：そもそも植物ホルモンに最適濃度があるかについては濃度によって成長にばた。（詳しい結果は実際の発表でグラフで提示する。）
らつきがあったので、あると考えられる。また、今回は同じアブラナ科の3 種の植物を用いて実験し、遺伝子構造が似ているので最適濃度も変わらないと仮説を立て
考察：そもそも植物ホルモンに最適濃度があるかについては濃度によって成長にばたが、それも正しかったと考えられる。
らつきがあったので、あると考えられる。また、今回は同じアブラナ科の 3 種の植物を用いて実験し、遺伝子構造が似ているので最適濃度も変わらないと仮説を立て次回への展望：より個体数を増やすことで、精度の高いデータ集めをする。また今回たが、それも正しかったと考えられる。
は発芽後から一斉に物質を与え始めたが、与え始める時期をずらすことで生まれる変化にも着目してみたいと思った。更に今回用いたアブラナ科以外にも比較的育てやす次回への展望：より個体数を増やすことで、精度の高いデータ集めをする。また今回
いマメ科や、身近な野菜などを育てる際の最適濃度を研究していきたい。またジベレは発芽後から一斉に物質を与え始めたが、与え始める時期をずらすことで生まれる変リンにはオーキシンという別種の植物ホルモンの作用を助ける働きもあるので一番化にも着目してみたいと思った。更に今回用いたアブラナ科以外にも比較的育てやす
相性のいい濃度の組み合わせを探す実験にも取り組みたい。
いマメ科や、身近な野菜などを育てる際の最適濃度を研究していきたい。またジベレ
リンにはオーキシンという別種の植物ホルモンの作用を助ける働きもあるので一番相性のいい濃度の組み合わせを探す実験にも取り組みたい。

37

H-23
H-23
葉⽑毛は蒸散を抑制するか

神⼾戸⼤大学附属中等教育学校
葉⽑毛は蒸散を抑制するか
三輪 千華
1 ⽬目的
神⼾戸⼤大学附属中等教育学校
葉⽑毛とは葉の表⾯面にある繊⽑毛を指す。進化の過程で植物が陸に上がる際、乾燥を防ぐため、植
三輪 千華
物は葉の表⾯面をクチクラ層で覆ったことが知られている。しかし実際には、厚いクチクラを持た
1 ⽬目的ず、葉⽑毛を持つ植物も多い。本研究では、葉⽑毛の主な役割は、葉の表⾯面からの蒸散を抑制するこ
葉⽑毛とは葉の表⾯面にある繊⽑毛を指す。進化の過程で植物が陸に上がる際、乾燥を防ぐため、植とであるという仮説を⽴立て、検証を⾏行う。
物は葉の表⾯面をクチクラ層で覆ったことが知られている。しかし実際には、厚いクチクラを持たず、葉⽑毛を持つ植物も多い。本研究では、葉⽑毛の主な役割は、葉の表⾯面からの蒸散を抑制するこ
2 実験⽅方法とであるという仮説を⽴立て、検証を⾏行う。
蒸散は葉の内部と外部の⽔水蒸気圧の差によって起こるため、強光環境では蒸散は盛んになることが知られている。実験では葉⽑毛以外の要素を排除するため、以下の 3 回に実験を分け、検証と2 実験⽅方法
考察を⾏行った。
Ⅰ ABCD蒸散は葉の内部と外部の⽔水蒸気圧の差によって起こるため、強光環境では蒸散は盛んになるこの 4 枚の葉を⽤用いて実験を⾏行った。B、C のみ葉⽑毛を剃⼑刀で除去し、A と B は強光環とが知られている。実験では葉⽑毛以外の要素を排除するため、以下の3 回に実験を分け、検証と境（蛍光灯を⽤用いた）、C と D は暗闇に置きそれぞれ油を浮かべた試験管に⼊入れ、液⾯面の低下を
考察を⾏行った。
計測した。
Ⅰ 3ABCDの 4 枚の葉を⽤用いて実験を⾏行った。B、C のみ葉⽑毛を剃⼑刀で除去し、A と B は強光環
Ⅱ αβγの枚の葉を⽤用いて実験を⾏行った。βは葉⽑毛を剃⼑刀で除去し、γは葉脈と葉の表⾯面に境（蛍光灯を⽤用いた）、C と D は暗闇に置きそれぞれ油を浮かべた試験管に⼊入れ、液⾯面の低下を剃⼑刀で傷をつけた。３枚とも強光環境に置いて液⾯面低下を計測し、⼀一番蒸散量の⼤大きかった葉の計測した。
位置と⼀一番蒸散量の⼩小さかった葉の位置を交換し、再度実験を⾏行った。この操作を2 回繰り返しⅡ αβγの 3 枚の葉を⽤用いて実験を⾏行った。βは葉⽑毛を剃⼑刀で除去し、γは葉脈と葉の表⾯面にた。

Ⅲ PQR剃⼑刀で傷をつけた。３枚とも強光環境に置いて液⾯面低下を計測し、⼀一番蒸散量の⼤大きかった葉のの３枚の葉を⽤用いて実験を⾏行った。Q は葉⽑毛を剃⼑刀で除去し、R は葉脈と葉の表⾯面に位置と⼀一番蒸散量の⼩小さかった葉の位置を交換し、再度実験を⾏行った。この操作を2 回繰り返し
剃⼑刀で傷をつけた。３枚とも暗闇に置いて液⾯面の低下を計測した。
3 結果

た。

の３枚の葉を⽤用いて実験を⾏行った。Qは葉⽑毛を剃⼑刀で除去し、R は葉脈と葉の表⾯面にⅠ A: 6.5 Ⅲ
mmPQR
B: 8.9mm C: 2.0 mm D: 3.5 mm
剃⼑刀で傷をつけた。３枚とも暗闇に置いて液⾯面の低下を計測した。
Ⅱ 1 回⽬目
α: 5.60 mm β: 22.9 mm γ: 18.9 mm
3 結果
2 回⽬目
α: 15.5 mm β: 13.0 mm γ: 6.10 mm
Ⅰ
A:22.5
6.5 mmmm
2.0 24.5mm mm
D: 3.5 mm
3 回⽬目 α:
mm B:
β:8.9
11.5
mmC: γ:
1 回⽬目
α: 5.60 mm
β:mm
22.9 mm γ: 18.9 mm
Ⅲ P: 5.10Ⅱmm
Q: 11.2mm
R: 7.70
2 回⽬目 α: 15.5 mm β: 13.0 mm γ: 6.10 mm
4 考察
3 回⽬目 α: 22.5 mm β: 11.5 mm γ: 24.5 mm
A と B の蒸散量の差の原因が葉⽑毛でなく、受け取った光の量や葉の表⾯面に剃⼑刀が作った細かなⅢ P: 5.10 mm Q: 11.2mm R: 7.70 mm
傷である可能性が指摘されるため、実験Ⅱで光の影響を検証すると、位置を⼊入れ替えた葉は、例
4 考察
外なく蒸散量の⼤大⼩小関係が⼊入れ替わったので、光の影響を排除するため、Ⅲでは暗闇のみで実験
A と B の蒸散量の差の原因が葉⽑毛でなく、受け取った光の量や葉の表⾯面に剃⼑刀が作った細かなした。すると、葉⽑毛を除去した葉は、傷をつけた葉や何もしていない葉に⽐比べて蒸散量が⼤大きい傷である可能性が指摘されるため、実験Ⅱで光の影響を検証すると、位置を⼊入れ替えた葉は、例
ことがわかった。
5 結論 外なく蒸散量の⼤大⼩小関係が⼊入れ替わったので、光の影響を排除するため、Ⅲでは暗闇のみで実験した。すると、葉⽑毛を除去した葉は、傷をつけた葉や何もしていない葉に⽐比べて蒸散量が⼤大きい
葉⽑毛は蒸散を抑制する。
ことがわかった。
5 結論
葉⽑毛は蒸散を抑制する。

38

H-24
H-24
土壌と植物の生長
石川県立金沢泉丘高等学校 SSH 部２年 粟森雅・袖明日香・別宮ノエル

土壌と植物の生長

目的 植物の生長に影響を与える土壌の要素のうち、生物的要素である土壌微生物（細菌、糸状菌など
SSH 部２年 粟森雅・袖明日香・別宮ノエル

石川県立金沢泉丘高等学校の存在に着目し、植物の生長に最適な土壌を

黒土（+）

探す。

目的

図1 土壌中の硝酸イオン濃度の変化 黒土（-）
植物の生長に影響を与える土壌の要素のうち、生物的要素である土壌微生物（細菌、糸状菌など

硝酸イオン濃度 〔ppm〕

コナラ土（+）
コナラ土（-）
15.8
黒土（+）
15.4
探す。
（コナラ林）を用い、硝化作用の大きさ、呼図1
土壌中の硝酸イオン濃度の変化
黒土（-）
15
吸速度の大きさ、ｐH を測定した。また、120℃
コナラ土（+）
10.4
方法 市販の黒土、畑の黒土、雑木林の土壌
1020で完全滅菌した土壌（無菌）としなかった土
コナラ土（-）
15.8
15.4
5.15
（コナラ林）を用い、硝化作用の大きさ、呼壌で、コマツナを播種し、育てることで、生
3.7
3.4
2.98
2.92
2.91
5 2.29
15
2.75
2.74
2.61
2.57
2.47
2.43
2.29
2.16
2.03 1.29
1.83
吸速度の大きさ、ｐH を測定した。また、120℃ 1.12
1.12 1.18
長への影響を観察した。
10.4
0
10
で完全滅菌した土壌（無菌）としなかった土
はじめ 1週目 2週目 3週目
4週目 5週目
5.15
壌で、コマツナを播種し、育てることで、生
結果 市販の黒土は雑木林の土より硝化作用
3.7
3.4
2.982.03 2.922.91 2.572.75 2.61
5 2.29
2.74
2.43
2.29
2.16 2.47
1.83＋硫酸アンモニウム添加、－無添加
1.29
1.12
1.12 1.18
長への影響を観察した。
が大きかった。（図1） 雑木林の土は、市販の黒土、畑の黒土に比べ呼吸速度が大きく土壌微0
表 1 1 時間あたり土壌
1ｇあたりの CO2 排出量

結果 市販の黒土は雑木林の土より硝化作用生物が多いと言える。（表1） しかし、種子発芽が大きかった。（図 1） 雑木林の土は、市販の率は、黒土と比べて少なかった。
黒土、畑の黒土に比べ呼吸速度が大きく土壌微生物が多いと言える。（表 1） しかし、種子発芽率は、黒土と比べて少なかった。

考察 畑の黒土や市販の黒土は人為的に調整を受けているために、土壌微生物が少ない。

表2

無菌土

硝酸イオン濃度 〔ppm〕の存在に着目し、植物の生長に最適な土壌を方法 市販の黒土、畑の黒土、雑木林の土壌
20

はじめ

土壌の種類

1週目

2週目

CO2 排出量(g)

4週目

5週目

比

＋硫酸アンモニウム添加、－無添加

黒土（市販）
5.5×101
表 1 1 時間あたり土壌 1ｇあたりの CO2 排出量��黒土（畑）11.5×10
2
土壌の種類
CO
2
排出量(g)
比
－�
雑木林の土
14
75.1×10��

黒土（市販）

播種してから１２日目のコマツナの長さ、生長
pH
黒土（畑）

長さ

3週目

5.5×10��

1

11.5×10

2

��

－�
雑木林の土
長さ
生長比75.1×10
土壌の pH

普通土

14

考察
畑の黒土や市販の黒土pH 5.71
黒土(市販）表 24cm播種してから１２日目のコマツナの長さ、生長
黒土(市販）
それに対し、雑木林(コナラ林)
6cm
1.5
は人為的に調整を受けているの土は土壌微生物が多く豊か
長さ
普通土
長さ
生長比
黒土(畑） 無菌土
黒土(畑）
4cm
5cm
1.25
6.53 土壌の pH
ために、土壌微生物が少ない。
な土と言える。
黒土の硝化作用0.5cm 雑木林の土
3cm
6
4.35
黒土(市販）
それに対し、雑木林(コナラ林)
4cm
6cm
1.5
5.71
の方が大きくなるのは、
硝化細 雑木林の土黒土(市販）の土は土壌微生物が多く豊か菌の適性 pHが弱アルカリ性で
黒土(畑）
黒土(畑）
4cm
5cm
1.25
6.53
な土と言える。
黒土の硝化作用あり、雑木林の土は pH が低いため相対的に値が小さかったと考えられる。また、表２より、雑木林の土
雑木林の土
3cm
6
4.35
の方が大きくなるのは、
硝化細 雑木林の土 0.5cm (コマツナの土壌適性の pH が低いことで、コマツナは生育が抑制されたと考えられる。
pH5.5～6.5) た菌の適性 pH が弱アルカリ性でだし、雑木林の土は微生物が豊富なため、植物の生長比は大きかった。
あり、雑木林の土は pH が低いため相対的に値が小さかったと考えられる。また、表２より、雑木林の土の pH が低いことで、コマツナは生育が抑制されたと考えられる。
(コマツナの土壌適性 pH5.5～6.5) た結論 雑木林の土(自然土)は、土壌微生物が多く存在するが、pHが低いため、硝化細菌の活動が抑制
だし、雑木林の土は微生物が豊富なため、植物の生長比は大きかった。 pH 調整をしてあるされ、また、コマツナのような弱酸性を好む野菜の栽培には適さない。市販黒土はので、野菜の栽培には適するが、もともと土壌中の微生物は少ない。

結論 雑木林の土(自然土)は、土壌微生物が多く存在するが、pHが低いため、硝化細菌の活動が抑制
雑木林の土を微生物への影響を考慮しながら野菜に適する
pH に調整できれば、多収穫の土壌になるされ、また、コマツナのような弱酸性を好む野菜の栽培には適さない。市販黒土は pH 調整をしてあると期待される。
ので、野菜の栽培には適するが、もともと土壌中の微生物は少ない。
雑木林の土を微生物への影響を考慮しながら野菜に適する pH に調整できれば、多収穫の土壌になる
参考文献 ・紫外線吸光度法を利用した土壌中硝酸態窒素の迅速測定法と期待される。
日本土壌肥料学会雑誌 vol.(2)p.195-197(2003 年)
・土壌の観察・実験テキスト 日本土壌肥料学会(2014 年) ｐ79～81
参考文献 ・紫外線吸光度法を利用した土壌中硝酸態窒素の迅速測定法

39

日本土壌肥料学会雑誌 vol.(2)p.195-197(2003 年)

・土壌の観察・実験テキスト 日本土壌肥料学会(2014 年) ｐ79～81

H-25
発表要旨の見本H-25

発表要旨の見本
奄美大島のシダ類の分布と成長速度の関係について
鹿児島県立大島高等学校 生物部
奄美大島のシダ類の分布と成長速度の関係について
久保 駿太郎
鹿児島県立大島高等学校

生物部

久保 駿太郎【目的】
奄美大島には，２２２種のシダ植物が分布しているが，その分布域は種によって異なる。分布域の広さは成長速度と比例すると考えられ，広く分布する種は成長速【目的】
度が早く，限られたところにのみ分布する種は成長速度が遅いと考えた。そこで，奄美大島には，２２２種のシダ植物が分布しているが，その分布域は種によって本研究ではシダ植物の初期発生と分布域を調べ，シダ植物の成長速度と分布域の関異なる。分布域の広さは成長速度と比例すると考えられ，広く分布する種は成長速係性を明らかにすることを目的とした。
度が早く，限られたところにのみ分布する種は成長速度が遅いと考えた。そこで，
本研究ではシダ植物の初期発生と分布域を調べ，シダ植物の成長速度と分布域の関【方法】係性を明らかにすることを目的とした。
２０１５年６月から２０１６年１０月にかけて，
奄美大島に分布するシダ植物１８種の培養実験を【方法】行った。シダ植物の培養実験にはミズゴケだけでも２０１５年６月から２０１６年１０月にかけて，前葉体が発生することが知られているため，栄養は
奄美大島に分布するシダ植物１８種の培養実験を与えなかった。この他に，奄美大島を対象として平行った。シダ植物の培養実験にはミズゴケだけでも野部１地点，山間部９地点で延べ１５回の分布調査
前葉体が発生することが知られているため，栄養は
図１ 調査地点を行い，シダ植物の分布を調査した(図１)。
与えなかった。この他に，奄美大島を対象として平
１

2

3

5

8

10

7

6

4

10

①笠利
②本茶峠
③名瀬
④小湊
⑤朝戸
⑥河内川
2
3
⑦神屋
⑧湯湾岳 5
4
⑨名音川
8
6
7
⑩西古見

１

①笠利
②本茶峠
③名瀬
④小湊
⑤朝戸
⑥河内川
⑦神屋
⑧湯湾岳
⑨名音川
⑩西古見

野部１地点，山間部９地点で延べ１５回の分布調査【結果】を行い，シダ植物の分布を調査した(図１)。
図１ 調査地点
分布調査では奄美大島に分布するシダ植物のうち１５３種を確認することができた。そのうち胞子を採取することのできた１８種を実際に培養した。培養に成功し【結果】たのはヒカゲヘゴとオニヤブソテツの２種のみであった。失敗した１６種は前葉体分布調査では奄美大島に分布するシダ植物のうち１５３種を確認することができが発生しなかったり，カビが生えたりした。ヒカゲヘゴは５０日程度，オニヤブソた。そのうち胞子を採取することのできた１８種を実際に培養した。培養に成功しテツは８０日程度で前葉体を確認することができた(図２)。また，ヒカゲヘゴにおたのはヒカゲヘゴとオニヤブソテツの２種のみであった。失敗した１６種は前葉体
いては９０日程度で胞子体を確認することができた(図３)。しかし，シダ植物にはが発生しなかったり，カビが生えたりした。ヒカゲヘゴは５０日程度，オニヤブソ
栄養生殖を行う種もあり，胞子からの成長速度の比較のみでは不十分であることもテツは８０日程度で前葉体を確認することができた(図２)。また，ヒカゲヘゴにおわかった(図４)。
いては９０日程度で胞子体を確認することができた(図３)。しかし，シダ植物には栄養生殖を行う種もあり，胞子からの成長速度の比較のみでは不十分であることもわかった(図４)。

図２

オニヤブソテツの前葉体図３

ヒカゲヘゴの胞子体

図４ ヘツカシダの栄養生殖【今後の課題】
図４ ヘツカシダの栄養生殖
図３ ヒカゲヘゴの胞子体
図２ オニヤブソテツの前葉体栄養培地を用いて胞子の培養実験を行い，種ごとの成長速度を比較したい。また，栽培実験を行い，有性生殖と無性生殖での成長速度の違いや，異なる環境に生【今後の課題】
息する種間の成長速度の違いを調べたい。さらに，分布調査も継続して行い，生息栄養培地を用いて胞子の培養実験を行い，種ごとの成長速度を比較したい。ま
環境の比較も行っていきたい。
た，栽培実験を行い，有性生殖と無性生殖での成長速度の違いや，異なる環境に生息する種間の成長速度の違いを調べたい。さらに，分布調査も継続して行い，生息40
環境の比較も行っていきたい。

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H-26
サクラのアレロパシー物質に関する研究
佐賀県立致遠館高等学校 科学部
山田愛翔・吉富順平・内村晟隆
サクラのアレロパシー物質に関する研究
研究の背景と目的

佐賀県立致遠館高等学校 科学部

山田愛翔・吉富順平・内村晟隆
日本の単位耕地面積当たりの農薬使用量が多いため東京五輪選手村の食の質を高めるプロジェクトが進んでいるという記事が雑誌に掲載された。さらに、農薬は常に抵抗性生物の発生リスクが存在する。この研究の背景と目的
ため、食の安全性および抵抗性生物発生リスク低減のために、農薬作用をもち環境への負荷が低い物質の日本の単位耕地面積当たりの農薬使用量が多いため東京五輪選手村の食の質を高めるプロジェクトが進探索の必要性は高いと考えられる。
んでいるという記事が雑誌に掲載された。さらに、農薬は常に抵抗性生物の発生リスクが存在する。この私たちは、校庭の樹木の観察から、サクラには他の植物の生育を抑制する物質が存在すると仮定し、根ため、食の安全性および抵抗性生物発生リスク低減のために、農薬作用をもち環境への負荷が低い物質ののエタノールまたはアセトン抽出物がレタス種子の発芽を抑制することを確認した。しかし、実際の土壌探索の必要性は高いと考えられる。
に常にエタノールやアセトンが存在しているとは考えにくく、植物からの物質の放出、土壌中での拡散等
私たちは、校庭の樹木の観察から、サクラには他の植物の生育を抑制する物質が存在すると仮定し、根が説明できなかった。今回、サクラの根の蒸留水懸濁液において発芽抑制効果が確認されたので、本研究のエタノールまたはアセトン抽出物がレタス種子の発芽を抑制することを確認した。しかし、実際の土壌の目的は、蒸留水懸濁液による発芽抑制のしくみの解明とした。
に常にエタノールやアセトンが存在しているとは考えにくく、植物からの物質の放出、土壌中での拡散等

実験方法が説明できなかった。今回、サクラの根の蒸留水懸濁液において発芽抑制効果が確認されたので、本研究（１） 蒸留水懸濁液の目的は、蒸留水懸濁液による発芽抑制のしくみの解明とした。
サクラの根と蒸留水（重量比 1:1）をフードプロセッサで砕き、ガーゼでろ過したものを懸濁液とした。

実験方法（２） 蒸留水懸濁液の発芽抑制効果の検証（１） 蒸留水懸濁液
プラントボックス法により検証した。使用種子：レタス
温度：20℃
サクラの根と蒸留水（重量比1:1）をフードプロセッサで砕き、ガーゼでろ過したものを懸濁液とした。
（３）発芽抑制のしくみの解明（２） 蒸留水懸濁液の発芽抑制効果の検証
発芽のしくみから、発芽抑制のしくみとして、呼吸の阻害、吸水の阻害、ジベレリンの阻害を想定し、プラントボックス法により検証した。使用種子：レタス
温度：20℃
実験を行った。ここでは明確な結果が得られたジベレリンを用いた実験方法を記載する。
（３）発芽抑制のしくみの解明【方法】ろ紙を入れたシャーレに、①蒸留水、②懸濁液、③ジベレリン溶液、④ジベレリン溶液＋懸濁
発芽のしくみから、発芽抑制のしくみとして、呼吸の阻害、吸水の阻害、ジベレリンの阻害を想定し、液を入れ、レタス種子をまき、20℃で４日間観察した。

結果

実験を行った。ここでは明確な結果が得られたジベレリンを用いた実験方法を記載する。
使用したジベレリン：ジベレリン協和粉末（協和発酵バイオ株式会社）
50ppm で使用
【方法】ろ紙を入れたシャーレに、①蒸留水、②懸濁液、③ジベレリン溶液、④ジベレリン溶液＋懸濁液を入れ、レタス種子をまき、20℃で４日間観察した。
播種後１日目の発芽率は、③ジベレリン溶液が最も高使用したジベレリン：ジベレリン協和粉末（協和発酵バイオ株式会社） 50ppm で使用
く、懸濁液を入れた②と④では発芽が確認できなかった。

結果
播種後２日目の④ジベレリン溶液＋懸濁液の発芽率は、播種後１日目の発芽率は、③ジベレリン溶液が最も高②懸濁液よりも低かった。播種後４日目では、①～④のく、懸濁液を入れた②と④では発芽が確認できなかった。
発芽率はほぼ同じとなった。
播種後２日目の④ジベレリン溶液＋懸濁液の発芽率は、

考察②懸濁液よりも低かった。播種後４日目では、①～④のジベレリンを添加したときの発芽率が高く、ジベレリ
発芽率はほぼ同じとなった。
ンはレタス種子の発芽を促進させる効果がある。しかし、ジベレリンと懸濁液を添加すると発芽率が低下

考察したことから、懸濁液はジベレリンの効果を打ち消していると考えられる。また、ほとんどの種子が４日
ジベレリンを添加したときの発芽率が高く、ジベレリ
目までに発芽していることから、懸濁液の発芽抑制効果には持続性がないと考えられる。したがって、サンはレタス種子の発芽を促進させる効果がある。しかし、ジベレリンと懸濁液を添加すると発芽率が低下
クラ周辺に植物がほとんど生育していないのは、サクラの根から発芽抑制物質が土壌中に常に供給されてしたことから、懸濁液はジベレリンの効果を打ち消していると考えられる。また、ほとんどの種子が４日いるからと考えられる。

参考文献

目までに発芽していることから、懸濁液の発芽抑制効果には持続性がないと考えられる。したがって、サクラ周辺に植物がほとんど生育していないのは、サクラの根から発芽抑制物質が土壌中に常に供給されて
藤井義晴(2000)『アレロパシー：他感物質の作用と利用』農山漁村文化協会（自然と科学技術シリーズ）
いるからと考えられる。

参考文献
藤井義晴(2000)『アレロパシー：他感物質の作用と利用』農山漁村文化協会（自然と科学技術シリーズ）
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H-27
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H-28
セイタカアワダチソウのコムギに対するアレロパシー
開智高等学校 サイエンス部 園芸班
筒井 飛丸
セイタカアワダチソウのコムギに対するアレロパシー
開智高等学校サイエンス部 園芸班
筒井 飛丸
目的 植物には自らの成長に有利になるように他の植物の成長に影響を与えるものがあり，この作用はアレロパシー(他感作用)と呼ばれている。セイタカアワダチ
ソウはアレロパシーを持つ植物の一つとして知られている。本研究ではセイタカ
目的 植物には自らの成長に有利になるように他の植物の成長に影響を与えるもの
アワダチソウがコムギ(ゆめちから)の成長に与えるアレロパシーについて調べる。
があり，この作用はアレロパシー(他感作用)と呼ばれている。セイタカアワダチ
ソウはアレロパシーを持つ植物の一つとして知られている。本研究ではセイタカ
アワダチソウがコムギ(ゆめちから)の成長に与えるアレロパシーについて調べる。
方法 セイタカアワダチソウを葉，茎の表皮，茎の内部に分けて乾燥させ，それぞれ 10 g ずつとって 200 mL の水に一晩つけてアレロパシーの原因になっていると思われる物質を抽出した。それぞれの抽出液と水を葉の長さが約5 cm に成長した
方法 セイタカアワダチソウを葉，茎の表皮，茎の内部に分けて乾燥させ，それぞ
コムギ芽生えに与え，伸長成長を比較した。
れ 10 g ずつとって 200 mL の水に一晩つけてアレロパシーの原因になっていると思われる物質を抽出した。それぞれの抽出液と水を葉の長さが約 5 cm に成長した
コムギ芽生えに与え，伸長成長を比較した。
結果 伸長成長を抑制するアレロパシーはセイタカアワダチソウの葉から抽出した液でのみ見られた。また，伸長成長の抑制が見られ始めたのは実験開始から 72 時
間後以降であった。
結果 伸長成長を抑制するアレロパシーはセイタカアワダチソウの葉から抽出した液でのみ見られた。また，伸長成長の抑制が見られ始めたのは実験開始から 72 時
間後以降であった。

考察 コムギ(ゆめちから)芽生えの伸長成長に対するアレロパシーの原因物質はセイタカアワダチソウでは葉に多く含まれている。また，アレロパシーには潜伏期間のようなものが存在し，作用するまでに一定の時間を要すると考えられる。
考察 コムギ(ゆめちから)芽生えの伸長成長に対するアレロパシーの原因物質はセイタカアワダチソウでは葉に多く含まれている。また，アレロパシーには潜伏期間のようなものが存在し，作用するまでに一定の時間を要すると考えられる。
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H-31
高等学校の実験環境における大腸菌由来ヒートショックプロテイン(HSP)の検出
石川県立金沢泉丘高等学校 ＳＳＨ部２年 加藤晴香 伊藤浩人 寺下岳利 由井嵩朗
高等学校の実験環境における大腸菌由来ヒートショックプロテイン(HSP)の検出
１．目的
石川県立金沢泉丘高等学校 ＳＳＨ部２年 加藤晴香 伊藤浩人 寺下岳利 由井嵩朗
HSP は、大腸菌からヒトまで多様な生物が持つ、タンパク質を保持修復する分子シャペロ
ンであることで知られる。我々は様々な生物の生育温度と HSP との関係を調査したいと考
１．目的
えたが、高校の実験環境では難しい。そこで、操作の容易な大腸菌の培養やタンパク質のHSP は、大腸菌からヒトまで多様な生物が持つ、タンパク質を保持修復する分子シャペロ検出が可能である実験系を構築し、実際にその系を用いた HSP の検出を目的とした。
ンであることで知られる。我々は様々な生物の生育温度と HSP との関係を調査したいと考えたが、高校の実験環境では難しい。そこで、操作の容易な大腸菌の培養やタンパク質の２．実験方法検出が可能である実験系を構築し、実際にその系を用いた HSP の検出を目的とした。
高圧蒸気滅菌法を用いて作成した LB 寒天培地に大腸菌 BL21 株、DH5α株をインキュベー
ター内(37℃)で静置培養法により生育させ、4℃で保存した。振とう培養法を用いてこの菌
２．実験方法体を 26℃で一晩培養、翌朝新たに 26℃培養を開始し OD600 が 0.6 に達したとき、40℃の水
高圧蒸気滅菌法を用いて作成した LB 寒天培地に大腸菌 BL21 株、DH5α株をインキュベー
槽に移し引き続き培養した。遠心分離法を用いて集菌を行い、得られた菌体をフリーズ・ター内(37℃)で静置培養法により生育させ、4℃で保存した。振とう培養法を用いてこの菌ソー法を用いて破砕した。フィルターによるろ過法を用いて抽出物を得た後、親和性クロ体を 26℃で一晩培養、翌朝新たに 26℃培養を開始し OD600 が 0.6 に達したとき、40℃の水マトグラフィー(シグマ社製 ATP アガロース)を用いて ATP 結合タンパク質の精製を行った。
槽に移し引き続き培養した。遠心分離法を用いて集菌を行い、得られた菌体をフリーズ・得られたフラクション(fr.)について電気泳動法を適用し、銀染色法によってタンパク質をソー法を用いて破砕した。フィルターによるろ過法を用いて抽出物を得た後、親和性クロ染色した。この実験は北陸先端科学技術大学院大学の島原先生の指導のもと行った。
マトグラフィー(シグマ社製 ATP アガロース)を用いて ATP 結合タンパク質の精製を行った。
得られたフラクション(fr.)について電気泳動法を適用し、銀染色法によってタンパク質を３．結果染色した。この実験は北陸先端科学技術大学院大学の島原先生の指導のもと行った。
図は、銀染色法を施したゲルを示す。左から分子量マーカー(M)、破砕後抽出物(1)、非吸着画分 fr.1,3,5,7,9,17,13,18(2-8,11)、吸着画分 fr.19,21(9,10)を示す。レーン 9,10３．結果には分子量 60-80 kDa の領域にバンドが 2 つ見られ、そのうち分子量が高いものが DnaK、
図は、銀染色法を施したゲルを示す。左から分子量マーカー(M)、破砕後抽出物(1)、非低いものが GroEL であると考えられる。加えてその他の領域に数本のバンドが見られた。
吸着画分 fr.1,3,5,7,9,17,13,18(2-8,11)、吸着画分 fr.19,21(9,10)を示す。レーン 9,10
そのうち、10 kDa 付近のものは GroES であると考えられる。これらは我々が検出を目指しには分子量 60-80 kDa の領域にバンドが 2 つ見られ、そのうち分子量が高いものが DnaK、ていた HSP である。
低いものが GroEL であると考えられる。加えてその他の領域に数本のバンドが見られた。
そのうち、10 kDa 付近のものは GroES であると考えられる。これらは我々が検出を目指しM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
４．考察ていた HSP である。
ATP 結合タンパク質の中に先行研究(ⅰ)の結果に示されている HSP の分子量と非常に近い分子量のタンパク質M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
４．考察が見られた。得られた実験結果は先行研究(ⅰ)に示されてATP 結合タンパク質の中に先行研究(ⅰ)の結果に示さいる結果と類似している。高校の実験環境で実験を行うにれている HSP の分子量と非常に近い分子量のタンパク質
は、実験設備の不足(特に高速遠心分離装置など)、時間的が見られた。得られた実験結果は先行研究(ⅰ)に示されてな制約などの障害があったが、一般の研究機関とは異なるいる結果と類似している。高校の実験環境で実験を行うに視点から実験を発展させられるという意義もあると考えは、実験設備の不足(特に高速遠心分離装置など)、時間的られる。
な制約などの障害があったが、一般の研究機関とは異なる視点から実験を発展させられるという意義もあると考え
５．結論
られる。
高等学校の実験設備においても、実験による HSP の検出は可能である。
参考文献

５．結論
(ⅰ) Khandekar et al., PROTEIN EXPRESSION AND PURIFICATION 4, 580-584(1993)
高等学校の実験設備においても、実験による HSP の検出は可能である。
(ⅱ) 秀潤社 タンパク実験プロトコール 大野 茂男 西村 善文(ⅲ) 講談社 HSP と分子シャペロン 水島 徹
参考文献 (ⅰ) Khandekar et al., PROTEIN EXPRESSION AND PURIFICATION 4, 580-584(1993)(ⅱ) 秀潤社 タンパク実験プロトコール 大野 茂男 西村 善文
46(ⅲ) 講談社 HSP と分子シャペロン 水島 徹

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日本植物生理学会第 58 回年会 高校生生物研究発表会
発行 2017 年 3 月 16
XX 日

編集

一般社団法人 日本植物生理学会第 58 回大会実行委員会
高校生生物研究発表会担当

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鹿児島大学

吉田理一郎

鹿児島大学

内海俊樹

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