hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リンゴ高接病抵抗性の早期選抜法の開発および原因遺伝子のポジショナルクローニング

(1)連鎖地図の高密度化Cv1およびCv2がマッピングされた領域について、リンゴゲノムとの対応付けを行ったところ、それぞれ、4.7Mbと0.6Mbの範囲に座乗していることが明らかとなった。当該領域の塩基配列から、新たにSSRマーカーを設計し、両遺伝子の座乗領域を絞り込んだ。その結果、Cv1については17種類、Cv2については14種類のSSRマーカーが新たにそれぞれの候補領域内にマッピングされた。さらに、Cv1に関しては、上記に加えて新たな材料によるマッピング解析も追加した結果、0.6Mbの範囲まで候補領域が絞り込まれた。(2)DNAマーカー選抜法の開発上記で開発した新規SSRマーカーの中から、Cv1またはCv2と強く連鎖し、対立遺伝子の識別性に優れるマーカーを探索したところ、Cv1についてはMdo.chr10.80が、Cv2については、Mdo.chr4.14が見いだされた。これらについては、根頭がんしゅ病抵抗性選抜DNAマーカーであるNZmsEB119405、および挿し木発根性選抜DNAマーカーであるSAmsCN490324と増幅される塩基長が重ならず、DNAシーケンサーを用いて複数形質についてのマーカー選抜する際にも利用できることが示唆された。(3)ポジショナルクローニングに有用な個体の選抜平成29年度に交雑したCv1についてのポジショナルクローニング用F1集団「JM7」×「サナシ63」について、1819粒の種子を播種した。発芽した1520個体について、Cv1候補領域内での組換えが起きている個体を識別したところ、8個体が選抜された。同様に、Cv2についてのポジショナルクローニング用F1集団「マルバカイドウ」×「ふじ」について、743粒の種子を播種した。発芽した540個体について、Cv2候補領域内での組換えが起きている個体を識別したところ、13個体が選抜された。(1)ACLSVに対する感受性原因遺伝子の連鎖地図上へのマッピングミツバカイドウの「サナシ63」を片親とするF1実生集団の121個体(ミツバ集団)、およびマルバカイドウ「盛岡セイシ」を片親とするF1実生集団の100個体(マルバ集団)に対して、リンゴクロロティックリーフスポットウイルス(ACLSV)を接種し、高接ぎ病病徴の発生の有無を観察し、表現型の判定を行った。次に、ミツバ集団とマルバ集団を用いてACLSVに対する感受性原因遺伝子(Cv)のマッピングを行った。ミツバ集団では、すでに構築されている全ゲノム連鎖地図(Moriya et al. 2012)を利用し、マルバ集団ではゲノムスキャニングアプローチを実施した。その結果、Cvは、ミツバカイドウでは第10染色体上に、また、マルバカイドウでは第4染色体上に座乗していた。両品種の感受性原因遺伝子が異なる染色体上にマッピングされたことから、両品種で現れる症状の違いは異なる原因遺伝子によって制御されていることが示唆された。そこで、今後、「ミツバカイドウ」由来の遺伝子をCv1、「マルバカイドウ」由来の遺伝子をCv2と標記し、区別して扱うこととした。(2)ポジショナルクローニングに用いる新たな交雑実生個体の獲得Cv1のポジショナルクローニングを行うための材料を得るために、「JM7」(cv1cv1)×「サナシ63」(Cv1cv1)の交雑を行った。300花の交雑行い、1819粒の種子を得た。また、Cv2のポジショナルクローニングを目的として、「ふじ」(cv2cv2)×「マルバカイドウ」(Cv2cv2)の交雑を行った。300花の交雑を行い、743粒の種子を得た。現在までに、これらの種子を播種した。本研究の結果、ACLSVを原因とする高接ぎ病の発症を決定する遺伝子であるCv1とCv2について、染色体上の座乗位置が明らかにされた。本研究は、世界に先駆けて、リンゴのウイルス病の発病決定因子の染色体座乗領域を明らかにしたものである。また、ポジショナルクローニング用の材料の獲得においては、解析に十分な数の個体を得ることができた。以上のことから、研究の進捗はおおむね順調であると判断した。これらについては、根頭がんしゅ病抵抗性選抜DNAマーカーであるNZmsEB119405、および挿し木発根性選抜DNAマーカーであるSAmsCN

490324と増幅される塩基長が重ならず、DNAシーケンサーを用いて複数形質についてのマーカー選抜する際にも利用できることが示唆された。(3)ポジショナルクローニングに有用な個体の選抜平成29年度に交雑したCv1についてのポジショナルクローニング用F1集団「JM7」×「サナシ63」について、1819粒の種子を播種した。発芽した1520個体について、Cv1候補領域内での組換えが起きている個体を識別したところ、8個体が選抜された。同様に、Cv2についてのポジショナルクローニング用F1集団「マルバカイドウ」×「ふじ」について、743粒の種子を播種した。発芽した540個体について、Cv2候補領域内での組換えが起きている個体を識別したところ、13個体が選抜された。今後は、Cv1およびCv2の座乗領域について、リンゴゲノム情報を用いたファインマッピングを行う。また、新たに得られたポジショナルクローニング用の個体群については、Cv1またはCv2近傍の領域において染色体の組換えが起きている個体をDNAマーカーを用いて探索する。さらに、上記の研究で開発されるDNAマーカーの中から、育種に利用可能なものを選抜マーカーとして提示する。平成29年度の「旅費」に関しては、年度末の学会に参加し、交付金から旅費を支出したために、本研究費からの支出がなかった。平成30年度は、植物材料の維持管理、DNAマーカーの作製および検出に「物品費」を用いる。また、これらの実験を実施する者を雇用するために「人件費・謝金」を用いる。研究代表者が学会に参加して成果を発表するために「旅費」を用いる。「その他」は学会誌の掲載料に用いる。
日本における生命観から見た性愛観:その学際的・通史的研究

日本における生命観についての学際的、総合的研究の一環として、性愛についての学際的・通史的研究を課題として取り組み、関連図書約500点余を購入し、国際日本文化研究センター図書室に入れた。最終年度の研究代表者、早川聞多は、絵画、とりわけ徳川時代の浮世絵春画を対象とし、そこに書かれた言葉と描かれた絵との関連を分析する新たな手法による研究を重ねて、徳川時代の性愛、とりわけ男色などに関する風俗全般の表象の研究を飛躍的に発展させた。前二年度にわたる研究代表者、鈴木貞美は、とくに明治後半期から大正期の生命観と性愛観の変容の過程を、進化論受容や大正生命主義などの思想史、「自然主義」などの文芸思想の展開、および文芸上の性愛の表現を探る論考を重ねた。井上章一は、風俗史の観点から、近・現代において性愛の営まれる場所の諸相の解明を中心に、未開拓の分野に成果をまとめた。小松和彦は、近親相姦の伝承に関して取り組み、その端緒をひらいた。全体としては、性愛学(セクソロジー)の隆盛の中で、手薄であったり、未開拓であったりした領域を開拓したものの、「生命観から見た性愛観」という角度に絞ったまとめがなし切れなかった。「生命観」という研究対象がアモルフなものなので、研究過程にあっては、いたしかたないともいえるが、今後は「生命観」の研究それ自体の確定とアプローチの角度の分節化など、方法の明確化が必要であるとの結論に達した。鈴木貞美がこれを今後の課題として分担することを確認し、終了した。本研究は日本人の生命観をさぐる国際的・学際的・総合的研究の第1部の宗教意識(研究代表者・山折哲雄)にひきつづき、第2部をなすものであり、生命観全体の研究の継続と性意識の研究を相互補完的に進行させている。小松和彦(分担者)は死や他界との関係全般から性意識に着手し、性意識あるいはジェンダー研究に関して、今日、徳川期のいわゆる春本類が示す独自性に国際的な関心が集まりつつあるが、早川聞多(分担者)が、これまで未開拓の言葉と絵画の関係に着手して確実な成果をあげつつある。井上章一(分担者)は明治期以降の風俗史における性意識をひきつづき研究し、鈴木貞美(代表者)は総括の観点と、今年度は日露戦争後の徳川文化のリヴァイバル現象が性意識の変容とのかかわりを文献資料から調査、研究した。それぞれの成果の報告会を4回開き、互いの問題点と関連性を検討した。今年度は特に『鈴木春信の春画について』に関する考察を行った。本研究の第一の狙いは鈴木春信の春画を一図々々出来るだけ詳しく読み解き,江戸時代の春画の楽しみ方を再現しようといふ所にある。浮世絵春画といへば,今ではその露骨な性器表現のみに目を奪はれて単に性欲を刺戟するだけの煽情的な絵と見なされがちであるが,実は浮世絵春画には様々な趣向が施されてをり,それらが春画を単なる煽情的な絵にしてゐないのである。例えば図中に描き込まれた背景や小道具,図中に書き込まれた詞書(図柄に関連した解説文)や画讃(図柄の情況を暗示する和歌,漢詩,川柳,狂歌など),また登場人物たちの側に書き込まれた書入れ(登場人物の会話を記したもの)などといつたものである。当時の正常な春画の鑑賞者はさうした趣向を読み解きながら性愛世界の多様な在り様を楽しんでゐたのである。本研究の第二の狙いは鈴木春信が得意とした「見立絵」の趣向の意味を,春画を通じてより鮮明にする所にある。「見立絵」とは辞書によると和漢の古典や故事を題材にしながら,人物や場景を当世風俗に写し換へた絵のことである。

作者はその転換に自らの教養と機知を注ぎ込み,鑑賞者はその謎解きを楽しむものであるが,研究代表者は「見立て」といふ著想の奥に単なる趣向を超えて日本文化に特徴的なものの見方の基盤が潜んでゐるやうに思ふのである。その特徴的な「ものの見方」とは「雅なるもの」と「俗なるもの」を重ね合はせて見るといふものであるが,「俗中の俗」とも見られる日常の性風俗を描きながら,そこに和漢の古典の「雅なる」世界を重ね合はせた春信の「見立絵」春画は,見立絵の奥の意味を考察するのに最も適してゐるものと考へる。そして第三の狙いは鈴木春信の春画を通して,性といふものに対する江戸人の眼差しの特色を自づと浮き彫りにする所にある。江戸時代には春画は一般に「笑絵」と呼ばれてゐたことからも察せられるやうに,一般の江戸人は人間の性を禁忌の対象とも狸褒なものとも見なさず,「笑ふべきもの」として見てゐたのである。笑ふべきものといつても,それは下品な笑ひや潮笑的な笑ひではなく,そこはかとなく見る者を微笑みに誘ふといつたやうな種類の笑ひである。本年度は本研究の最終年度にあたるため、各研究分担者は各自の研究分野のまとめを行うと共に、それぞれの成果を持ち寄って議論を重ねてきた。本研究課題に即応した各分担の主な研究対象と研究分野は次の通りである。[早川]江戸時代の浮世絵春画ならびに艶本を対象とし、江戸美術史および江戸文化史[鈴木]日本近代の文学ならびに思想を中心にしながら、日本文学史の全般の再考[小松]日本中世の物語を対象としながら、日本民俗史の研究[井土]近現代の社会風俗を対象としながら、現代日本の思潮の研究以上の研究成果は第一年目、第二年目および本年度の研究発表に記す通り、論文・図書として発表公開した。三年間の本研究を通して得られた成果は次の三点に要約される。1.日本文化における性愛観はその身体観および生命観と底流において密接に関連しており、ある意味で人間にとって欠くべからざるものと見做され、通史的に見て強い禁忌の対象とはなっていない。2.上記の要因から日本文化の各分野の底流には「色好み」の精神が肯定的に認められ、一見性愛とは関係のない表現の内にもその影が投影している。3.日本文化における性愛観は通史的に日本人の身体観および生命観と密接に結びついており、西欧の近代的性愛観のみで論じ切れるものではない。以上、日本文化における性愛観は日本文化研究にとってたいへん重要なテーマであり、今後もこうしたテーマに基づいた研究を多方面にわたって進め、研究を深めていく必要があると思われる。
沿岸域総合管理のための総合的評価手法と順応的管理システムの開発

本研究の目的は沿岸域総合管理のための総合的指標と社会システムの開発である。総合的指標の開発については、里海創生に取り組む大村湾を事例として、里海管理のための総合的な指標の開発を実施した。具体的には、第3期大村湾環境保全活性化行動計画に掲げられている指標の相互関係及び里海実現への寄与可能性を、コーザルループダイアグラムを用いて評価し、望ましい指標の在り方を明らかにした。さらに、望ましい里海を住民の観点から明らかにするため、利害関係者を集めたワークショップを開催し、望ましい里海を、生態系サービスの分類に翻訳して、明らかにした。また、国際学会や国内学会での参加者らとの意見交換を通して、包括的富指標を用いた持続可能性評価における人的資本の重要性が国際的に共通な視点であること、適応的管理において文化サービスの需要と供給に基づく状態評価の意義を確認した。沿岸域総合管理の社会システムについては、これまでの理論的検討と大村湾や瀬戸内海を対象とした事例分析の結果に基づき、里海づくり・里海ネットワーク・沿岸域インフラ・海域連携の四つのサブシステムより構成される多段階管理システムを考案した。また、その統合的な統治理念としてネットワーク・ガバナンスを適用し、システムを評価するためのチェックリストを作成した。それに基づいて大村湾における管理について評価を行い、長崎県の取り組みを中心に多段階の構成をなしているものの、多様なステークホルダーをネットワークする仕組みが欠けていることを明らかにした。さらに、これまでの大村湾における研究成果に基づき、長崎県が策定する第4期大村湾環境保全・活性化行動計画の策定委員会に参加し、里海における人為的な管理や多面的な沿岸域とのかかわり方の重要性を反映させる目標指標を提案し、計画に反映させた。また今後のボトムアップ型の指標設定や施策決定の必要性を提言した。研究代表者である日高と太田は、多段階理管理仮説に基づく1県レベルでの沿岸域管理組織のあり方の提案に向けての基礎調査と情報収集を実施した。調査では、先行的に県レベルで組織横断的に沿岸域管理に取り組んでいる大村湾を対象に、長崎県庁の環境部局、水産部局、水産総合研究センターの担当部署を対象とした聞き取り調査を行い、各部署が実施している個別事業の目的や事業内容と評価方法ならびに現行の管理指標と個別事業の関係を分析するとともに、長崎県庁で組織横断的に形成されている管理組織の有効性と問題点を抽出した。また、大村市の環境部局の聞き取り調査を行うとともに、大村湾において活動を行っているNPOの情報収集を行った。さらに、大村湾において実施された海の健康診断、大村湾環境保全・活性化基本、大村湾海岸保全基本計画における指標の設定と管理の手順について分析を行った。次に、研究分担者である上原が中心となり、2総合的な評価指標の開発に向けて、大村湾における情報収集を実施した。本年度は、次年度以降の長崎県大村湾でのサステイナビリティ評価実施に向けて、既存研究、資料をもとに研究の進め方、課題の整理を行った。評価にあたって、望ましい里海の姿、そしてそのための指標の選定がカギとなるが、長崎県では、大村湾沿岸海岸保全基本計画に加えて、第3期大村湾環境保全・活性化行動計画を策定しており、里海を軸とした望ましい姿とそのための評価指標を整理しており、本指標を活用することが可能であるとの結論に達した。本研究は、研究代表者の日高による1県レベルの沿岸域管理組織のあり方を調査・提案すること、分担者の上原による2沿岸域の総合的な評価指標の開発・適用の二つの柱で構成される。1は現地での聞取調査と既存資料の分析により実施するものである。これについては、長崎県庁の関連部局における聞取調査は順調に進んだが、市町の調査が担当部局が絞れないために進んでいない。また、NPO等の活動に関しては、漁業関係の活動は把握することができたが、一般市民による活動の実態がつかめず、調査ができていない。既存資料の収集と分析は予定通り進んでいる。2は包括的富指標の適用を念頭に現地の状況に適した指標となるよう資料収集を行って手法を開発し、次いで両者を合わせ、順応的な管理の実行可能性を検証するものである。現地調査と統計データの収集は、長崎県(大村湾)については予定通り進んでいる。既往知見の整理も進んでおり、分析手順はおおよそ出来上がった。関係者による望ましい里海の姿の特定ができていない。多段階管理仮説に基づく沿岸域総合管理のあり方に関しては、長崎県が策定している「大村湾環境保全・活性化行動計画」の運用に関する各部局、大村湾沿岸の自治体、関係団体の取組について調査を行った。特に、長崎県庁内の関係部局の調整、沿岸自治体の中心である大村市の関係部局の取組と部局間の調整については分析を行った。関係団体では、大村市関係の漁協による漁場環境の保全に関する取組みについて情報収集を行った。多段階管理仮説の中では、行政による管理に比べて、民間による管理が漁協以外になく、バランスを欠いた構造となっていることが示唆された。総合的な評価指標の開発に関しては、「大村湾環境保全・活性化行動計画」を対象に、各事業の評価項目・事業目標を、包括的富指標と生態系サービスの統合評価方法の考え方に基づき、組み替える試みを実施し、これまで個別に事業目標が設定されており計画達成の総合的な評価が困難であった状況から前進した。

また、関係団体(漁協、自治区行政区、有志団体等)を対象に持続性評価を行うために適した項目を検討した結果、順応的な里海管理、持続的な管理活動のためには、用いる道具に関する工夫、活動に対する満足度、リーダーシップが適切な指標になりうることを明らかにした。これに加え、情報交換や問題が生じた際の相談や協働といった、団体内あるいは団体間の関係性としての社会的ネットワークが重要であることが示唆された。さらに、本年度は「大村湾環境保全・活性化行動計画」に掲げられている里海の実現に係る指標の精査とカギとなる各種資本の社会的現在価値の算定を行った。指標の精査は、コーザルループダイアグラムを用いて、各指標の関連性及びそれらの大村湾沿岸域の社会生態系との関連性を明らかにした。資本の評価は例えば漁業についてはRagnar Arnasonの評価手法を用いてその社会的現在価値の算定を行った。日髙の担当する大村湾の自主的な管理実態が、当初の予想に反して活発でなく、モデルを証明するに足る資料となっていないものの、総合的な評価指標の開発に関しては順調に進んでいる。本研究の目的は沿岸域総合管理のための総合的指標と社会システムの開発である。総合的指標の開発については、里海創生に取り組む大村湾を事例として、里海管理のための総合的な指標の開発を実施した。具体的には、第3期大村湾環境保全活性化行動計画に掲げられている指標の相互関係及び里海実現への寄与可能性を、コーザルループダイアグラムを用いて評価し、望ましい指標の在り方を明らかにした。さらに、望ましい里海を住民の観点から明らかにするため、利害関係者を集めたワークショップを開催し、望ましい里海を、生態系サービスの分類に翻訳して、明らかにした。また、国際学会や国内学会での参加者らとの意見交換を通して、包括的富指標を用いた持続可能性評価における人的資本の重要性が国際的に共通な視点であること、適応的管理において文化サービスの需要と供給に基づく状態評価の意義を確認した。沿岸域総合管理の社会システムについては、これまでの理論的検討と大村湾や瀬戸内海を対象とした事例分析の結果に基づき、里海づくり・里海ネットワーク・沿岸域インフラ・海域連携の四つのサブシステムより構成される多段階管理システムを考案した。また、その統合的な統治理念としてネットワーク・ガバナンスを適用し、システムを評価するためのチェックリストを作成した。それに基づいて大村湾における管理について評価を行い、長崎県の取り組みを中心に多段階の構成をなしているものの、多様なステークホルダーをネットワークする仕組みが欠けていることを明らかにした。さらに、これまでの大村湾における研究成果に基づき、長崎県が策定する第4期大村湾環境保全・活性化行動計画の策定委員会に参加し、里海における人為的な管理や多面的な沿岸域とのかかわり方の重要性を反映させる目標指標を提案し、計画に反映させた。また今後のボトムアップ型の指標設定や施策決定の必要性を提言した。29年度は、初年度に引き続き、長崎県大村湾を対象に上記12の課題を具体的に解決していくとともに、官民による各種の取組みの支援やネットワークづくりを柱にした先端的な沿岸域管理に取り組んでいる香川県を対象に、長崎県と同じく12の調査・分析を行う。初年度で実施した長崎県では引き続き長崎県大村湾で現地調査と情報収集を実施すると同時に、香川県での調査にも経験を生かして、効果的・効率的な調査を行う。
イプシロン酸化鉄を用いた高性能ミリ波吸収体の創製

本研究課題では、斜方晶酸化鉄が極めて高い周波数領域で示す共鳴吸収現象に着目し、高周波の電磁波吸収性能および回転性能を実現することを目的として研究を推進した。吸収スペクトルの解析により、共鳴における磁化のダイナミクスの解明を行うとともに、磁化の方向を揃えた試料を作製し、電磁波回転性能を観測することができた。また、本材料の持つ高い共鳴周波数の起源を解明するともに、金属置換による更なる異方性磁界の向上を実現した。平成26年度は、研究対象とするロジウム置換型イプシロン酸化鉄について、より高保磁力の材料を得る目的で合成法の検討を行った。ロジウム置換型イプシロン酸化鉄ナノ微粒子は、ナノサイズ効果により得られる相であるが、ロジウムを置換していくことによりイプシロン相が得られる粒子の範囲が狭まってくることがこれまでに分かっている。自然共鳴周波数の高周波化という観点からロジウム置換量の向上を狙い、メソポーラスシリカを鋳型に用いたロジウム置換型イプシロン酸化鉄ナノ微粒子の合成を検討し、メソポーラスシリカのロジウム置換型イプシロン酸化鉄に対するモル比を上げることにより、高置換の合成が可能であることが分かり、高保磁力化・高周波化への足掛かりを得た。また、ランダム配向の試料を用いて、自由空間法による透磁率および誘電率の波長依存性測定、テラヘルツ分光法を用いた透過率測定を併用して、金属置換型イプシロン酸化鉄の吸収スペクトルを詳細に調べた。ランダウリフシッツ運動方程式に従う透磁率の周波数依存性が観測され、透過型配置において、ある試料厚みで吸収量が極大値を取ることが示唆された。さらに、金属置換型イプシロン酸化鉄ナノ微粒子を用いて、ポリビニルアルコールなど種々の樹脂に対する分散を試みた。合成時のシリカマトリックス除去時に分散状態を保ったまま水分散液とし、これに水溶性樹脂を加えることで良好な分散が得られることが分かってきている。これを磁場中で硬化させることにより、完全ではないが磁化容易軸であるa軸の配向が達成されている。本研究課題では、ロジウム置換型イプシロン酸化鉄ナノ磁性体を初めとする金属置換型イプシロン酸化鉄を用いて、高いミリ波吸収性能を有するミリ波吸収体を作製することを目的としている。本年度は、従来の合成法でロジウム置換によりイプシロン型酸化鉄の保磁力を更に向上させた試料の合成を進めるとともに、金属化合物ナノ微粒子を出発原料とした合成法の検討も行い、イプシロン相を高い分率で得ることに成功しており、ロジウム置換による保磁力向上を観測した。更なるロジウム高置換化が可能になったと考えており、高置換体の合成を進めている。また、吸収性能の指標となる、ゼロ磁場下強磁性共鳴周波数の近傍の比誘電率および比透磁率を決定することは重要である。ペレット状に成型したイプシロン酸化鉄試料について、テラヘルツ時間領域分光法を用いて、50ー2000 GHzの透過スペクトルを測定した。透過スペクトルにはゼロ磁場下強磁性共鳴による吸収ピークが観測されるとともに、ベースラインには試料厚みに依存した周波数周期のフリンジが観測された。透磁率はランダウ-リフシッツのスピン運動方程式に従うとし、吸収体厚みによる多重反射を考慮して、透過スペクトルのフィッティング解析を行ったところ、比誘電率および比透磁率を求めることができた。比透磁率は共鳴周波数を中心とする周波数分散を持ち、比透磁率虚部は共鳴周波数で最大値をとるが、その最大値はミリ波吸収体としては大きな値であり、高い吸収効率を有することが明らかになった。本年度は、ロジウム置換によりイプシロン酸化鉄の保磁力を更に向上させた試料の合成を進めた。これまでに、シリカマトリックス中でのロジウム置換型イプシロン酸化鉄ナノ微粒子形成時において、加熱温度やシリカマトリックス量を変化させることにより、結晶子成長を制御した合成を検討してきており、粒子サイズと相分率の関係から、粒子サイズ制御がイプシロン相発現において重要であることが分かってきている。これまでは金属イオンを出発として合成を行ってきたが、これまでの知見を活かして、本年度は金属化合物ナノ微粒子を出発原料とした合成を検討したところ、イプシロン相が主相として生成しており、ロジウム置換による保磁力向上を観測した。更なるロジウム高置換化が可能になったと考えており、高周波数化に向けて大きく前進したと考えられる。また、高いミリ波吸収性能を有する磁性材料の開発という観点から、イプシロン酸化鉄およびその種々の金属置換体について、ゼロ磁場下強磁性共鳴現象を観測した。異なる結晶子サイズを変えた試料について検討を行ったところ、例えばアルミニウムイオンで鉄イオンを25%置換した平均粒径が30 nmと20 nmの2種類の試料で、ゼロ磁場下強磁性共鳴現象による吸収スペクトルを測定したところ、100 GHzという共鳴周波数は変化していなかった一方で、大きい粒子サイズでは半値幅が狭くなり、吸収性能は2倍へと上がり、高い吸収性能を実現できることも分かったため、高性能吸収体を得る重要な知見が得られたと考えている。平成28年度は金属置換した斜方晶ナノ酸化鉄において、バルク磁化歳差運動による磁気光学効果を調べた。約25%アルミニウムで置換した斜方晶ナノ酸化鉄をゾルゲル法で合成した。バルク磁化歳差運動の固有周波数を調べるため、透過吸収スペクトルを測定したところ、1.00×10^11ヘルツに、1mmあたり13デシベルの強度の共鳴吸収ピークが観測された。

バルク磁化の方向を磁場印加により揃えた試料を作製し、直線偏光の電磁波を入射し、Wバンド帯の偏光特性を調べた。その結果、試料を透過した電磁波は、回転角17°で楕円率が0.7の楕円偏光となっていた。また、バルク磁化の方向を反転させると、回転角および楕円率の符号が反転することが観測され、この材料がバルク磁化歳差運動に起因する偏光素子としての性能を有することを明らかにできた。また、バルク磁化歳差運動の制御という観点から異方性磁界の向上を試みた。これまでに斜方晶ナノ酸化鉄における異方性磁界の向上は、ロジウム置換によってのみ実現できているが、ルテニウム置換によっても異方性磁界が増大することを明らかにすることができた。さらに、置換量当たりの増大効果はロジウムよりも大きいことが分かってきている。ルテニウム置換によって、斜方晶ナノ酸化鉄の磁性材料としては最高のバルク磁化歳差運動の固有周波数を、更に高くできることが期待される。本材料の磁性材料としての可能性を拡げることができたと考えている。本研究課題では、斜方晶酸化鉄が極めて高い周波数領域で示す共鳴吸収現象に着目し、高周波の電磁波吸収性能および回転性能を実現することを目的として研究を推進した。吸収スペクトルの解析により、共鳴における磁化のダイナミクスの解明を行うとともに、磁化の方向を揃えた試料を作製し、電磁波回転性能を観測することができた。また、本材料の持つ高い共鳴周波数の起源を解明するともに、金属置換による更なる異方性磁界の向上を実現した。金属置換型イプシロン酸化鉄ナノ微粒子の配向を当初の予定通り進めており、次年度には自然共鳴現象の観測に適した試料成型を行い、テラヘルツ分光法を用いた吸収特性の観測が進められる見通しである。また、ナノ粒子配向体の吸収特性・偏光特性の観測に先立ち、ランダム配向の試料を用いた研究が進められているほか、自然共鳴周波数の高周波化にもめどが立っており、おおむね順調に進展しているといえる。分散剤の添加やゼータ電位に着目したpH制御を行うなどコロイド化学的手法および、ボールミルなど物理的手段により高いナノ微粒子分散を進め、磁場配向を行う。これを吸収特性・偏光特性に適した形状への成型を行う。成型に当たっては、平成26年度に得られた位相整合による吸収スペクトルの膜厚依存性も考慮する。得られた試料の結晶構造解析、磁気特性測定を行うとともに、結晶配向による透磁率・誘電率、吸収特性・回転特性の影響を調べる。平成27年度に得られたロジウム置換型イプシロン酸化鉄を使って、高周波ゼロ磁場強磁性共鳴の観測を行うと共に、更にロジウム置換量を多くした試料の合成を進めることで、最高ゼロ磁場強磁性共鳴周波数の観測を狙う。また、平成27年度は、結晶方位がランダムの場合の、いわば平均化された透磁率を調べる方法を決定でき、ミリ波吸収磁性材料として大きい透磁率を有することが分かったが、結晶方向を揃えることで、結晶としての透磁率が分かるため、平成28年度はこれを検討する。ゼロ磁場強磁性共鳴現象で生じる、磁化の歳差運動の方向を粒子においてでも揃えることができるので、透磁率の向上も期待できる。
歯周病原性菌(A. a)のLPSによる骨芽細胞分化阻害のメカニズムの解明

A. aのLPSが骨芽細胞分化を抑制し, A. aのLPSが細胞間ネットワークを阻害することを明らかにした。また, A. aのLPSによる細胞間ネットワーク阻害と関連があるのはCx43の細胞内の局在の変化であり,免疫染色の結果とあわせてもLPSがCx43の細胞膜への局在を阻害することで細胞間ネットワークを障害する可能性が高いと考えられ,細胞膜への輸送経路が障害されているのではないかと推察された。私はこれまでの研究によりA.aのLPSが骨芽細胞分化を抑制し,かつ細胞間ネットワークも抑制することを明らかにした。細胞間ネットワーク阻害と分化抑制の相関関係については,すでにいくつかの報告がなされていることから,今回,細胞間ネットワークを司るCx43の発現に及ぼすA.a培養上清の影響の検討とCx43の細胞内局在に及ぼすA.a培養上清の影響の検討を行った。マウス由来正常骨芽細胞MC3T3-E1にA.a培養上清を添加し24時間培養後RNAの抽出を行い,Real-time RT-PCRを行ったところ,Cx43のmRNAの発現に全く影響を与えなかった。また,ウエスタンブロットの結果からもReal-time RT-PCRの結果と同様に細胞全体のCx43の量はA.a培養上清添加で変化しなかった。さらにCx43のバンドが上方へシフトしていないことより,Cx43のリン酸化への影響も認められなかった。ところがA.a培養上清添加で膜タンパク画分中Cx43は顕著に減少していた。免疫染色の結果からは,コントロール細胞ではCx43のプラークが細胞の伸長方向先端や細胞同士の接合部に多く存在しているのに対し,A.a培養上清添加後ではCx43は核の周りや細胞質内に存在していた。したがってLPSによる細胞間ネットワーク阻害と関連があるのはCx43の細胞内の局在の変化であり,免疫染色の結果とあわせてもLPSがCx43の細胞膜への局在を阻害することで細胞間ネットワークを障害する可能性が高いと考えられた。今回の結果は小児における侵襲性歯周炎の発症メカニズムの限定的な一面を検討したに過ぎないが,これまでに十分検討がなされていなかったA.aのLPSの骨形成系への影響を明らかにしたものである。私はこれまでの研究でA.aのLPSをMC3T3-E1の培地に1nMおよび10nM添加して培養し,LPSが分化へ及ぼす影響を検討し,5%A.a培養上清中のLPS濃度とほぼ等しい10nMA.aLPS添加時の阻害は5%A.a培養上清の阻害とほぼ同程度で,A.aのLPSが骨芽細胞分化を抑制することを明らかにした。5%A.a培養上清添加に相当する10nM LPSを添加した場合にもA.a培養上清を加えた場合と同様に細胞間ネットワークは阻害され,細胞間ネットワークも抑制することを明らかにした。細胞間ネットワーク阻害と分化抑制の相関関係については,すでにいくつかの報告がなされている。そこで,MC3T3-E1を細胞間ネットワークを司るCx43の発現に及ぼすA.a培養上清の影響の検討とCx43の細胞内局在に及ぼすA.a培養上清の影響の検討を行い,LPSによる細胞間ネットワーク阻害と関連があるのはCx43の細胞内の局在の変化であり,免疫染色の結果とあわせてもLPSがCx43の細胞膜への局在を阻害することで細胞間ネットワークを障害する可能性が高いと考えられた。Cx43の細胞膜への局在が阻害されるためには'Cx43の粗面小胞体からゴルジ装置を経て細胞膜に至る輸送の段階の阻害か,あるいは細胞膜から細胞質への取り込みの段階の活性化の二つの可能性が考えられる。細胞膜上のCx43が細胞質内に輸送される場合にはCx43のリン酸化が生じるとの報告があるが,今回のウエスタンブロットの結果からはCx43のリン酸化は認められなかったことから,細胞膜から細胞質への取り込みの段階が活性化している可能性は少なく,細胞膜への輸送経路が障害されているのではないかと推察された。また,LPSによる分化抑制はTLR-4を介して行われるかの検討する予定であったが,明らかな結果が得られなかった。
大動脈瘤発生のメカニズム解明による新たな大動脈瘤破裂予測因子の発見

拡大や破裂の予測が困難である腹部大動脈瘤病態において、Angiopoietin-like protein 2(Angptl2)をその予測因子として、臨床応用へ展開することを目的として本研究を行った。その結果、腹部大動脈瘤病態における重要な促進因子であるタバコの主成分「ニコチン」がAngptl2の発現を促進し、炎症性サイトカインやマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)9の発現上昇を来たし腹部大動脈瘤形成につながることを初めて明らかにすることができた。今後、患者血清中のAngptl2濃度と大動脈瘤径および喫煙歴との関連性等についてさらなる研究が必要である。本研究は、大動脈瘤患者の検体およびモデルマウスを分子生物学的手法で解析し大動脈瘤発生の機序を詳細に解明することで、「慢性炎症」の重要な鍵因子であるAngiopoietin-like protein 2(Angptl2)を大動脈瘤径の拡大あるいは破裂の予測因子として臨床応用へ展開するための研究基盤を確立することを目的としている。平成25年度は大動脈瘤モデルマウスを用いて、Angptl2、マトリックスメタロプロテアーゼ9、2(MMP-9、2)および他の炎症性サイトカインの発現解析と組織学的解析を進めた。また、ヒト大動脈瘤患者の血清Angptl2濃度をELISA法にて測定し、大動脈瘤径および喫煙歴などとの関連性について解析を行なった。具体的には、薬物投与による大動脈瘤モデルマウスを作製し、大動脈瘤形成に至るまでの期間、継時的にAngptl2およびMMP-9、MMP-2、炎症性サイトカインの発現変化を解析するとともに組織像の変化について解析を行なった。また大動脈瘤患者の検体を用いた解析については、患者血清中のAngptl2濃度と大動脈瘤径や喫煙歴・高血圧症の有無などの背景因子に加え、他の炎症マーカーとの相関について解析を行なった。さらに治療を受けた患者について、術後経過と血清Angptl2濃度の変化の追跡も開始している。引き続きこれらの研究を進めることにより、致死的疾患でありながら現在のところ外科的手術か血管内治療以外に効果的な治療法が存在しない大動脈瘤に対し、早期の診断・さらに低侵襲な治療に新たな道を開くために必要な「大動脈瘤発生機序の解明」に寄与することができる。これまでの研究を通して、動脈硬化性疾患の中でも発生や増大の予測が困難で致死的疾患である腹部大動脈瘤において、肥満病態や動脈硬化における基盤病態として注目されている「慢性炎症」の重要な鍵因子であるAngiopoietin-like protein 2(Angptl2)が動脈壁における慢性炎症を増悪させることで血管壁構造の破壊や瘤拡大に寄与していることを明らかにしてきた。特に本研究期間においては、大動脈瘤モデルマウスを分子生物学的手法で解析し大動脈瘤発生の機序を詳細に検討した。その結果これまでAngptl2が腹部大動脈瘤病態において発現誘導される機序が不明であったが、大動脈瘤モデルマウスの経時的解析によってニコチンが大動脈壁におけるAngptl2の発現を上昇させることを明らかにし、これにより炎症性サイトカインおよびマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)の発現上昇を来たし瘤形成につながることを初めて明らかにすることができた。大動脈瘤患者血清中のAngptl2濃度と大動脈瘤径および喫煙歴との関連性については、本研究期間では統計学的解析を行うに十分数の検体を集めることができなかったが、関連性を示唆する傾向は得られつつあるため引き続きの課題としてさらなる研究を進めることとしている。本研究において今後Angptl2を大動脈瘤径の拡大あるいは破裂の予測因子として臨床応用へ展開するための研究基盤の一部を確立することができたものと考えられる。心臓血管外科学モデルとしては使用するマウスはApoE-KOマウスが適切であり、1回の解析で多数を使用するため、飼育の面から個体数を揃えることに時間を要していること、ヒトのサンプルに関して当初予定していた人数よりもやや少なめで推移していることから、研究成果について学会などで発表するために充分な量のデータが平成25年度中に得られなかったが、計画した内容について変更や再検討を要するような状態ではない。また共同研究の中では、大動脈瘤の成因の一つとされている動脈硬化の初期の段階においてAngptl2が重要な役割を果たしていることを明らかにする(Horio E., Arterioscler Thromb Vasc Biol., 2014)など、大動脈瘤発生のメカニズムに関連する研究成果を着実に挙げているところである。これらのことから「おおむね順調」と自己評価した。平成26年度は、前年度の研究において個体数の問題から統計学的解析にまで至らなかったin vivoの実験について、データの収集を全力を挙げて行う。特に使用するマウスの確保については、同じ研究室の他の研究者にも協力してもらうことで対応を始めている。これによりモデルマウスでの解析を加速させることにしている。

ヒトサンプルについては、大動脈瘤患者数に影響されるため介入は困難であるが、仮に症例数の確保が困難となった場合にも対応できるよう、他の施設への協力依頼についても準備を進めているところである。マウス飼育部屋の都合で、個体数を増やすためのマウス購入が予定よりも少なかったことに加え、解析に使用する試薬の必要量が予定よりも少なくなったため次年度使用額が生じたものである。次年度(平成26年度)においては、モデルマウス作製数を当初予定よりも増加する予定であり、このための物品費として使用することを予定している。また、研究成果についての発表討論に加え、他の研究者とのさらなる情報交換のため、関連する学会での発表・参加を行うことも検討している。
音源・音環境の統一的モデリングによる雑音に頑健な音源方向推定に関する研究

多種多様の雑音や残響等の音響的外乱が存在する場合、高精度に音源方向を推定することは困難である。本研究では、劣悪な雑音環境下でも有効な音源方向推定法を確立するために、対象音源と音環境の空間・音響的な特徴を積極的に利用するために、それらの統一的なモデリングへ挑戦した。本研究では、音源方向推定結果の信頼度を推定する手法を発見し、それに基づいた音源・音環境の統一的モデリングに成功し、非定常雑音環境下での提案手法の有効性を確認した。本研究では、実環境に存在する様々な雑音に対して頑健な音源方向推定手法の確立を目指す。平成20年度は、第一段階として、音源と音環境とを適切にモデル化する。特に音源のモデリングについて検討し、1.モデル設計のための特徴量抽出2.音源および音環境モデルの設計3.モデルの妥当性検証のそれぞれについて研究を行った。まず、モデル設計のための特徴量として、音源と音環境のについて音響的特徴と空間的特徴とそれらの動特性を抽出し、効率的なモデリングを実現するための方策について検討した。音源モデルの設計にあたっては、音源の音響的特徴や音源の時間的な動きを、決定論的表現と統計的表現とによりそれぞれ記述した。一方、音環境のモデリングについては、時々刻々得られる音源方向の推定結果の信頼量性をコンパクトに表現することに成功し、その情報に基づいたモデリングについて検討している。例えば、音源方向推定値を与える空間特徴量の複雑さを手掛かりとして、これまでに存在しない柔軟な音環境モデリングの実現手法について検討している。平成20年度は、構築した音源と音環境のモデルを用いた音源方向推定実験も行った。その際、室内で音源(人間)が受音点の近傍に存在する場合と、屋外で音源(自動車)が高速で移動する場合について、モデルの妥当性を検証した。前者では、劣悪な非定常環境下でも、非常に高精度に移動音源を追尾することに成功した。後者では、音源が受音点の遠方に存在する場合と近傍に存在する場合で、音響的および統計的性質が大きく異なるため、より厳密な音源モデリングが必要であることがわかった。平成21年度は、音源と音環境を統一的にモデリングすることを目指し、より雑音に頑健な音源方向推定アルゴリズムを構築する予定である。平成21年度は、雑音環境下で観測された音響・空間特微量の信頼度を高精度に推定するための数理的指について詳細に検討し、汎用的な音源推定結果の信頼性推定尺度を構築した。音源方向の信頼度推定は、本研究により着想を得たものであるが、平成20年度は経験的に唯一の信頼度推定尺度を用いていた。しかし、それは拡散性雑音環境では有効であるが、指向性雑音源が存在する環境では破綻することがわかった。そこで、より汎用的に音源方向推定値の信頼度推定を実現するために、空間特徴量の高次統計量に基づく複数め信頼度推定尺度を設計し、拡散性および指向性雑音環境下でも有効な信頼度推定尺度を構築した。音源方向推定値の信頼度は、音源からの音情報と音環境(雑音や残響)からの情報の関係を統一的に表すものと解釈できる。音源方向推定では、音環境モデルを積極的に利用し、目的音源の音響・空間情報を抽出する。そこで、本研究では、音源方向推定値の信頼度に基づいて、音環境モデルを適応的に使い分けることにより、音源推定精度の向上を目指した。具体的には、音源方向推定値が信頼できる場合には複数マイクロホンを用いたビームフォーミングにより音環境モデルを更新し、信頼できない場合には音源に関する空間情報に依存しない方式により音環境モデルを更新した。その結果、非定常な雑音環境において提案手法の有効性を確認した。本研究の主要な成果である音源方向推定値の信頼度推定手法は、音情報に限らず、様々な情報における特徴量信頼度への発展が期待できる。
エピジェネティクスを制御するガン予防に有効な機能性食品成分の探索

多くのガンにおいて正常細胞から悪性化の過程でDNAの修飾がみとめられる。ガン抑制遺伝子の発現調節部位でその現象が起こるとガン化が促進、悪性化が起こりやすくなると考えられている。本研究では修飾を元に戻す遺伝子の発現及び修飾を起こす食品成分中の化学物質を探索したが、新規の物質は見つけられなかった。またその探索において多段階発ガンのモデルマウスの良性腫瘍を使用したが効果が認められなかった。DNAのメチル化による遺伝子発現の調節は発生過程など認められており、また病気の発症に関連するという報告がある。病気の一つとしてガンにおいてよく知られており、ガン抑制遺伝子のプロモーターのメチル化が起こることにより、ガン化・悪性化に関与しているという報告がある。このメチル化変異は可逆的で脱メチル化を進めるガン治療薬がすでに承認されている。本研究では変異を元に戻すメカニズムを解明することを目的とした。以前行ったvivoでの研究では悪性化したがん細胞では脱メチル化剤はあまり効果ががなく、腫瘍過程で効果を認めることから、腫瘍過程における実験を行った。本実験で用いたマウスは悪性黒色腫自然発症を起こし良性腫瘍期・悪政腫瘍期の過程をたどるため、良性期の初代培養腫瘍細胞を用いて、まず発生過程に起こる脱メチル化とガン化に伴う物質による脱メチル化が同じ過程をとるか調べたところ、同過程を経ない可能性があることが示唆された。脱メチル化因子の一つにはGADD45aがあり、抗腫瘍作用のある物質でもその発現が認められものもある。このことからGADD45aを発現させる物質の中で抗腫瘍作用をもつものと持たないものを比較したところ、悪性黒色腫でプロモーター部位にメチル化がよく認められる遺伝子の発現は同様に上昇し脱メチル化が認められたことから、少なくとも本研究の目的であるメカニズムの解明において、良性腫瘍細胞過程でGADD45a遺伝子の発現が必要である可能性が示唆された。ガン発生過程においてDNAのメチル化が遺伝子調節領域でおこり、ガン抑制遺伝子の発現が抑えられるといる。このDNAのメチル化は遺伝子産物GADD45aの発現により可逆的に脱メチル化を起こしガン抑制遺伝子の発現を再開させる。一般的にGADD45aの発現はDNAの損傷により引き起こされるが、DNAの損傷なしに発現させる食品成分に含まれていることが報告されている。以前の動物実験においてセレニウム化合物がGADD45aを発現させ、DNAメチル化の低下、腫瘍の数を減らすことが認められ、またガン細胞以前の良性腫瘍の段階で効果が認められたことから良性腫瘍段階でDNAの脱メチル化を引き起こす物質の探索及び発ガンの予防を計画した。良性腫瘍から悪性腫瘍を発生する多段階発ガンモデルマウスの良性腫瘍から初代培養細胞を作成し実験に使用した。脱メチル化はマウス発生の段階で起こる現象であるが、脱メチル化を引き起こす物質(セレニウム化合物)の良性腫瘍への曝露では発生段階で発現する脱メチル化関連酵素等が発現しておらず発生段階のそれとは異なっていた。GADD45a発現させる物質の多くは抗がん剤・重金属以外ではファイトケミカルが多いことからその中のテルペン類、フェノリック類から数種類選択し初代培養細胞に曝露しGADD45aの発現及びDNAの脱メチル化とガン抑制遺伝子の再発現化を測定したが各腫瘍によりメチル化している遺伝子が異なる場合があり、数回の継代で分裂がとまることから安定的な結果は得られておらず工夫を要する。ガン細胞で広く認められているガン抑制遺伝子発現調節部のメチル化はガン抑制遺伝子の発現を抑えることによりガン化・悪性化を引き起こすと考えられてきた。この変異は可逆的でこの変異自体を抑える薬はガンの治療に承認されている。本研究では変異を起こしたものを元に戻すメカニズムを解明し、この作用を有する食品成分を探索し、がん予防の基礎知見を得る。脱メチル化にはGADD45aの発現を介する機構が知られているが、それを手がかりとして発現する物質を検索した。またDNAのメチル化は細胞のガン化過程において認められることから良性腫瘍から悪性化する多段階発ガンモデルマウスであるRETマウスの良性細胞を用いることで、過去ガン化した培養細胞を用いた実験とは異なる結果が得られると考えた。RETマウスが悪性黒色腫を発症することから、良性腫瘍のメラノサイトに対する脱メチル化を検討した。陽性対照としてセレニウムを用い、既に知られているGADD45aの発言を誘発する物質と比較した。比較した物質はいくつかの重金属以外ではファイトケミカルが多いことからその中のテルペン類、フェノリック類から数種類選択し実験を行った。これら物質の曝露ではGADD45aを発現するも細胞のアポトーシス・細胞周期の停止は認められなかった。セレニウムはこれらの作用を持っているがさらにDNAを傷害・修復する機能も持っている。これらのことがガンの予防に必要な機能である可能性がある。良性腫瘍の初代培養細胞を用いたGADD

45aの発現を介した脱メチル化物質の検索において、解決しなくてはいけない問題点が多く、また安定的な結果を得るには良性腫瘍の初代培養細胞の使用は客観的な結果が得られない可能性が示された。悪性腫瘍に対してGADD45aの発現及び抗腫瘍作用を示す物質は良性腫瘍でも同様なことが認められる傾向があることから、エピジェネティクスを制御する機能性食品成分検索においては腫瘍培養細胞を用いて解明したいと考えている。衛生学セレニウム化合物はガンに対してよりも良性腫瘍でのGADD45aを介した脱メチル化及びガン予防等に効果が認められており、正常細胞から良性腫瘍へさらに悪性腫瘍となる多段階発ガンの立場をとる場合、良性腫瘍に対するDNA脱メチル化物質の検索はガンの予防という観点から有望である可能性が高い。しかしながら概要で示したとおり実験系が非常に不安定であることから実験系としては腫瘍細胞の使用が必要になる。今までの腫瘍細胞を用いた研究からGADD45aを発現する化学物質は非常に多く、抗がん剤・重金属なども含まれる。これら物質はDNAの傷害に伴うDNA修復の過程で発現すると思われる。これら物質を除くとGADD45aを発現するが脱メチル化する物質としない物質に分けられるがその分岐点は未解析である。セレニウム化合物は前者に当たり、ファイトケミカルにもその様な作用をする物質はあるが全くその作用を示さない物質が多く、その違いを明らかにすることがエピジェネティクスを制御する機能性食品成分検索に重要であると考える。脱メチル化を伴う薬剤は多数知られているがその効果は様々であり、そのメカニズムははっきりしていないものも多い。抗腫瘍作用を伴う可能性がある物質の脱メチル化と生物の発生過程で起こる脱メチル化とは異なる可能性が示唆された。また抗腫瘍作用を持つ脱メチル化物質の場合GADD45aの発現が必要である可能性が示唆された。実験用消耗品の納入が遅れ、次年度となってしまったため。GADD45aはDNAに損傷をきたした時に発現する遺伝子として知られており、紫外線等や様々な化学物質の曝露で発現する。このことからこれら損傷なしに発現する物質を検索する必要がある。ただ最近の報告ではGADD45aは発現するものの脱メチル化または抗腫瘍作用を伴わない物質の存在も報告されている。このことからこれら作用を両立させるメカニズムを解明させるためこれら物質の作用を比較を行い、食品成分で両立させる物質を検索する。H27年度納入消耗品費用に使用する。また、今年度は、脱メチル化定量解析等を予定しているため、順次その費用に使用予定である。試薬の調達に時間がかかった。細胞保存用の液体窒素の購入に使用する予定
土壌の自動連続サンプリングシステムの開発研究

環境負荷の低減,あるいは将来を見据えた持続的農業のためには,精密農業という考えに基づくほ場の最適管理が必要とされる。このためには,作物生産の場であるほ場あるいは作物の状態の情報を的確に把握する必要がある。ほ場状態,とりわけ土壌の化学成分状態を評価するためには,実際に土壌をサンプリングし,分析しなければならない。これまで,土壌のサンプリングは手作業で行われてきたため,土壌状態を数値的に評価するまで多大な労力と時間が消費されてきた。平成16年度には,土壌のサンプリング作業の簡易化を目指し,土壌の自動連続サンプリングシステムの開発を行った。土壌サンプリング部は,ロータリ部,土搬送部,土壌採取部から構成される。制御部は,GPSと制御用PCから構成される。土壌採取部では,土壌を収納する採土缶の動作を間欠的に制御することで,一定距離間隔で土壌をサンプリングできた。これは,GPSによる位置情報に基づいて制御される。走行しながら連続的に土壌をサンプリングすることができ,作業走行速度1m/sが維持された。平成17年度は,開発したシステムの土壌サンプリング位置の精度向上と,サンプリング土壌の量的な確保のための土壌搬送システムの制御について改良を行った。また,土壌水分,pH,ECなどのリアルタイム計測の可能性について検討した。本システムを利用して,試験ほ場の土壌を自動的にサンプリングし,土壌の化学成分(N,P,K,EC,pH)の分布マップを作成した。サンプリングした土壌に対して,土壌サンプリングシステム上での土壌水分,pH,ECのリアルタイム計測を試みたが,これらの計測時間を十分稼ぐことのできる機械的システム及び経路構成に今後改良しなければならない。以上,開発した土壌の自動連続サンプリングシステムで,土壌分析のための土壌サンプリング時間が節約され,容易に土壌マップを作成することができた。環境負荷や持続的農業という立場から,精密農業が注目されている。精密農業を展開するためには,ほ場あるいは作物の情報を的確に把握する必要がある。このために,作物生産の場である土壌の情報を修得するための土壌サンプリング作業の簡易化を目指し,土壌の自動連続サンプリングシステムの開発に取り組んだ。本システムは,土壌サンプリング部と制御部に分かれ,トラクタに直装される。走行中,停車することなく連続的に土壌をサンプリングできること,作業速度1m/sを維持できることを開発目標とした。土壌のサンプリング方法は,まず,ロータリで土壌を耕うん・砕土する。次いで,コンベア製の土搬送部で土壌を後方上方の土壌サンプリング部へ搬送する。そして,土壌サンプリング部では,土壌を収納する採土缶の動作を制御し,搬送されてきた土壌を採土缶内に確保する。土搬送部は連続的に土壌を搬送し続けるが,その土壌を間欠的に採取することで,一定間隔の土壌サンプリングが達成される。この間,本システムが停車することはない。採土缶を一定時間間隔で間欠的に動作させるためには,本システムの移動距離の計測が必要になる。これにはGPSを適用した。GPSで位置データを計測し,PC内に予め設定された土壌サンプリング間隔を本システムが移動した時,採土缶が自動的に移動を開始し,採土缶内に土壌が採取され,一定間隔での土壌サンプリングが行われる。土壌サンプリング間隔を5m,10mと設定した場合,供にGPSによる動作精度は設定値に対し有意な差はなかったが,設定値を20mとした場合は精度に有意差が生じた。土壌の採取性能に関しては,約1秒間で約150gの土壌が採取されることが分った。

環境負荷の低減,あるいは将来を見据えた持続的農業のためには,精密農業という考えに基づくほ場の最適管理が必要とされる。このためには,作物生産の場であるほ場あるいは作物の状態の情報を的確に把握する必要がある。ほ場状態,とりわけ土壌の化学成分状態を評価するためには,実際に土壌を採取し,分析しなければならない。これまで,土壌の採取は手作業で行われてきたため,土壌状態を数値的に評価するまで多大な労力と時間が消費されてきた。平成16年度に土壌のサンプリング作業の簡易化を目指し,土壌の自動連続サンプリングシステムの開発を行った。走行しながら連続的に土壌をサンプリングすることが可能で,作業走行速度1m/sが維持された。土壌のサンプリング位置は,あらかじめプログラムされた位置にシステムが移動してきた時,GPSによる位置情報に基づいて認識される。平成17年度は,開発したシステムの土壌サンプリング位置の精度向上と,サンプリング土壌の量的な確保のための土壌搬送システムの制御についてチューニングを行った。また,土壌水分,pH,ECなどのリアルタイム計測の可能性について検討した。土壌サンプリング位置は,トラクタの実走行距離を車輪から計測し,GPSによる位置情報の補正データとして扱うことで,その位置精度の向上が図られた。本システムを利用して,試験ほ場の土壌を自動的にサンプリングし,土壌の化学成分(N,P,K,EC,pH)の分布マップを作成した。サンプリングした土壌に対して,土壌サンプリングシステム上での土壌水分,pH,ECのリアルタイム計測を試みたが,これらの計測時間を十分稼ぐことのできる機械的システム及び経路構成は,現在も検討中である。以上,開発した土壌の自動連続サンプリングシステムで,土壌分析のための土壌採取時間の節約と,マップ化のための正確な土壌採取位置を把握することができた。