hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
稲わらでセルラーゼを安定発現するバイオ燃料用イネの開発

本研究では、申請者らがコムギから単離した乾燥誘導性Wdhn13プロモーター、低温誘導性タンパク質WLT10の細胞外排出シグナルを利用して糸状菌のセルラーゼを時期特異的に生産することで、生育期の形態異常を回避し、収穫後の稲わらのセルロースを容易に糖に変換できるイネの開発を目指した。Wdhn13プロモーターやWLT10の細胞外排出シグナルを用いてセルラーゼを発現させても顕著な生育異常や形態変化は認められなかったことから、セルラーゼ発現による生長や形態異常の回避に乾燥誘導性プロモーターや細胞外排出シグナルが有用であり、セルラーゼを用いた植物の糖化性の向上が期待できる可能性を示ことができた。わらなどの主成分であるセルロースの糖化の効率化のため、セルラーゼなどの細胞壁分解酵素をあらかじめ発現する形質転換植物の開発が進められている。しかし、外来の酵素発現量が微量であることや、セルラーゼの発現によって生育期に生長・形態異常が生じる場合がある。そこで本研究では、我々がコムギから単離した乾燥誘導性プロモーター、細胞外排出シグナルを利用して、外来セルラーゼを収穫直前の稲わらで発現するイネの開発を行う。発現を植物の発生の最後の時期(収穫直前)の細胞間隙で行うことにより、生育期の形態異常を伴うことなく外来セルラーゼを安定して発現できるようになると考えられる。今年度の主な成果を以下に挙げる。(1)コムギから単離した低温誘導性タンパク質WLT10のN末に存在する20アミノ酸からなるシグナル配列の細胞外排出活性をタマネギ表皮細胞で検証した結果、小胞体、ゴルジ体を経由して細胞外に排出されることが明らかになった。(2)コムギWdhn13プロモーターの乾燥応答性を作製した形質転換シロイヌナズナを用いて調べた結果、Wdhn13プロモーターによる乾燥応答性が確認でき、Wdhn13プロモーターは、単子葉植物・双子葉植物を問わず乾燥処理によって遺伝子発現を誘導できるプロモーターとして利用可能であることが明らかになった。(3) Wdhn13プロモーター、WLT10シグナル配列を利用して稲わらで糸状菌のセルラーゼを発現するためのコンストラクトを構築した。これらのコンストラクトを導入した形質転換植物は現在作製中であるが、今後これらの形質転換体を用いて糸状菌セルラーゼの糖化性や植物体の形態、生長への影響などが評価できると考えられる。そこで本研究では、我々がコムギから単離した乾燥誘導性Wdhn13プロモーター、低温誘導性タンパク質WLT10の細胞外排出シグナルを利用して、外来セルラーゼを収穫直前の稲わらで発現するイネの開発を行う。今年度は、Wdhn13プロモーター、WLT10シグナル配列を利用して糸状菌由来の3種類のセルラーゼを発現するためのコンストラクトを導入した形質転換植物(イネ、シロイヌナズナ)の作出を試みた。形質転換シロイヌナズナについては、全てのコンストラクトについて複数系統の形質転換体を得ることができた。これらの形質転換体は、Wdhn13乾燥誘導性プロモーターによって制御されていることから、セルラーゼ遺伝子の発現が乾燥によって誘導されるかどうかを量的RT-PCR法によって解析したところ、いずれの遺伝子を導入した系統においても、乾燥処理によってセルラーゼ遺伝子が発現誘導されることが確認できた。また、セルラーゼ遺伝子を過剰発現させた場合、植物体の表現型に悪影響が出ることが報告されている。そこでこのような悪影響がWdhn13乾燥誘導性プロモーターによって発現させた場合も認められるかどうかについて検証したところ、通常栽培条件下では今回のコンストラクト導入によって顕著な形態変化や生育異常は認められなかった。本研究では、コムギの乾燥誘導性プロモーターや細胞外排出シグナルを用いてセルラーゼを発現することが、生育・形態異常を伴わず糖化されやすいイネの開発につながるかどうかを検証し、収穫後のわらのセルロースを容易に糖に分解できるイネの開発を行うことを最終目標とする。今年度は、Wdhn13プロモーター、WLT10シグナル配列を利用して糸状菌のセルラーゼを発現するためのコンストラクトを導入した形質転換シロイヌナズナを作製して、Wdhn13プロモーターは乾燥に応答してセルラーゼ遺伝子を発現すること、Wdhn13プロモーターを用いてセルラーゼを発現しても通常栽培条件下では顕著な形態変化や生育異常は認められないことを明らかにした。イネでセルラーゼを発現するためのコンストラクトの構築も終了しているが、まだ再分化個体が得られていないので、引き続き形質転換を行う必要がある。そこで本研究では、我々がコムギから単離した乾燥誘導性Wdhn13プロモーター、低温誘導性タンパク質WLT10の細胞外排出シグナルを利用して、糸状菌由来の外来セルラーゼを収穫直前の稲わらで発現するイネの開発を行う。

発現を植物の発生の最後の時期(収穫直前)の細胞間隙で行うことにより、生育期の形態異常を伴うことなく外来セルラーゼを安定して発現できるようになると考えられる。今年度は、産前産後休暇および育児休業の取得により一時的に研究が中断したが、以下に関して進捗があった。(1)昨年度に引き続いて、糸状菌由来の3種類のセルラーゼをコードする遺伝子にWLT10由来のシグナル配列を付加し、Wdhn13乾燥誘導性プロモーターにそれぞれのキメラ遺伝子を連結したコンストラクトを導入した形質転換植物(イネ、シロイヌナズナ)の作出に取り組んだところ、形質転換シロイヌナズナについては、全てのコンストラクトについて複数系統の形質転換体を得ることができた。(2)そのうちのホモに固定された系統を用いて、導入したセルラーゼ遺伝子の発現時期について調べた結果、播種後4週目(葉の黄化がはじまる時期)から各セルラーゼ遺伝子の発現がみられ、観察を行った播種後7週目まで発現していることが確認された。セルラーゼ遺伝子をCaMV35Sプロモーター等によって過剰発現させた場合、植物体の表現型に悪影響が出ることが報告されているが、今回のコンストラクト導入によって顕著な形態変化や生育異常は認められなかった。平成28年3月から平成28年11月まで産前産後休暇および育児休業を取得したため。わらなどの主成分であるセルロースの糖化の効率化のため、セルラーゼなどの細胞壁分解酵素をあらかじめ発現する形質転換植物の開発が進められている。しかし、外来の酵素発現量が微量であることや、セルラーゼの発現によって生育期に生長・形態異常が生じる場合がある。そこで本研究では、我々がコムギから単離した乾燥誘導性Wdhn13プロモーター、低温誘導性タンパク質WLT10の細胞外排出シグナルを利用して、糸状菌由来の外来セルラーゼを収穫直前の稲わらで発現するイネの開発を行う。今年度は、昨年度に引き続いて、糸状菌由来の3種類のセルラーゼをコードする遺伝子にWLT10由来のシグナル配列を付加し、Wdhn13プロモーターにそれぞれのキメラ遺伝子を連結したコンストラクトを導入した形質転換植物(イネ、シロイヌナズナ)の作製を進めてきたところ、形質転換シロイヌナズナについては、全てのコンストラクトについて複数系統のホモに固定化された系統を得ることができた。そのうちの、エンドグルカナーゼを導入した系統を用いてセルラーゼ活性を測定したところ、高いセルラーゼ活性を持っていることを確認できた。セルラーゼ遺伝子を発現させた場合、植物体の表現型に悪影響が出ることが報告されているが、今回のコンストラクト導入によって顕著な生育異常や形態変化は認められなかった。また、セルラーゼの発現を収穫後のわら特異的にするために、老化時に特異的に発現する遺伝子のプロモーターの探索と単離も行った。以上の結果は、セルラーゼ発現による生長や形態異常の回避に乾燥誘導性プロモーターが有用であることを示し、セルラーゼを用いた植物の糖化性の向上が期待できる可能性を示している。
体内埋込使用を目指した超小型遠心血液ポンプの最適化に関する研究

本研究の目的は,生体内に2個同時に埋め込んで使用することを目的に開発されている遠心ポンプ型補助人工心臓に関して,体内埋込を考慮した設計・開発を行なうために,ポンプ構成要素の最適化を行なうことであった.まず,インペラにモータの回転子の役割を担わせた一体型モータに関しては,インペラ支持方式に関する検討を重ね,ピン支持とスラストベアリングの組み合わせを採用した.さらに,インペラ内の永久磁石格納部位の薄型化を行い,磁石間距離を保ちつつ,血液流路を0.5mmから0.7mmへと拡大し,血液に与えるダメージの低減を図った.ポンプ構成部品,特にインペラの形状に関しては,従来から用いてきたオープン羽根とセミオープン羽根について,抗血栓性の確保を目的としてポンプ性能や内部流れに関する比較を行い,セミオープン羽根の方が血液接触面における洗い流し効果において優れていることを示した.体内埋込時には解剖学的適合性を実現するために,ポンプ入口管を急激に曲げ,出入口管を同じ平面上に配置する必要があると考えられたため,入口部において急激な曲がりを持つポンプを作成し比較したが,性能・血球破壊量ともに差は認められなかった.血液適合性に関しては,左心補助人工心臓として許容できる量の血球破壊量であり,ポンプを体外に設置した慢性動物実験においても2ヶ月以上の生存を達成し,体内埋込型ポンプとしての可能性を示すことが出来た.本研究では,当施設にて開発・評画を行なっている遠心型血液ポンプを用いた補助人工心臓システムに対し,体内にポンプを2個埋めこんで使用する両心補助人工心臓システムへの応用を可能にするポンプの小型化,高効率化,血液適合性の向上に関して工学的検討を行なった.本年度は,まずインペラとモータを一体化したダイレクトドライブ方式の遠心ポンプ形状の概略を決定し,さらに補助人工心臓としての基本性能を満足していることを確認した.次いでポンプ形状の最適化を目指して,流れの可視化ならびに画像処理を用いたポンプ内流れの検討を行なった.試作したポンプの寸法は全長55mm,直径60mmであり,従来の半分以下に小型化され,解剖学的にも容易に体内埋込可能な大きさであった.また,重量は300gと同種のポンプの中でも世界最軽量であった.インペラはセラミックボールを利用したピボットによって上下2箇所で支持され,従来のタイプで問題となっていた半径方向の移動が起きない構造とした.一方,このモデルによる血球破壊量を動物新鮮血を用いた溶血試験によって検討した結果,左心補助人工心臓として使用可能な範囲内であることが確認できた.一方,このような超小型のポンプは産業用ポンプの設計理論の適用範囲外であり,理論的な最適化は困難である.また,血液ポンプの設計指標は,高効率化だけではなく,血液適合性が最も優先されるべきである.そこで,ポンプ内の血流の停滞部分の解消,ポンプの高効率化を狙ってポンプ内部,特にインペラ内部の流れの可視化を行なった.インペラは高速で回転するため,直接可視化したのでは羽根に対する相対速度が理解しにくいため,直角プリズムとハーフミラーから構成される回転像静止装置を設計し,羽根と共に回転する座標系からながめた流れの可視化を行なった.また,同じ光学系の下でダブルパルスレーザを利用した粒子像流速測定法(PIV法)を行ない,定量的流速分布の計測を行なった.その結果,ポンプ流量が一定であってもインペラ内の流れは極めて強い非定常性を持っていること,インペラ羽根の負圧面側の流速が低速になりがちであることが明らかとなった.ポンプ内の抗血栓性の向上のためだけではなく,インペラに作用する流体力のバランスを向上させ支持力を低減するためにも,さらに詳細な解析に基づいた検討の必要性が示されたといえる.本研究の目的は,生体内に2個同時に埋め込んで使用することを目的に開発されている遠心ポンプ型補助人工心臓に関して,体内埋込を考慮した設計・開発を行なうために,ポンプ構成要素の最適化を行なうことであった.まず,インペラにモータの回転子の役割を担わせた一体型モータに関しては,インペラ支持方式に関する検討を重ね,ピン支持とスラストベアリングの組み合わせを採用した.さらに,インペラ内の永久磁石格納部位の薄型化を行い,磁石間距離を保ちつつ,血液流路を0.5mmから0.7mmへと拡大し,血液に与えるダメージの低減を図った.ポンプ構成部品,特にインペラの形状に関しては,従来から用いてきたオープン羽根とセミオープン羽根について,抗血栓性の確保を目的としてポンプ性能や内部流れに関する比較を行い,セミオープン羽根の方が血液接触面における洗い流し効果において優れていることを示した.体内埋込時には解剖学的適合性を実現するために,ポンプ入口管を急激に曲げ,出入口管を同じ平面上に配置する必要があると考えられたため,入口部において急激な曲がりを持つポンプを作成し比較したが,性能・血球破壊量ともに差は認められなかった.血液適合性に関しては,左心補助人工心臓として許容できる量の血球破壊量であり,ポンプを体外に設置した慢性動物実験においても2ヶ月以上の生存を達成し,体内埋込型ポンプとしての可能性を示すことが出来た.本研究の目的は,生体内に2個同時に埋め込んで使用することを目的に開発されている遠心ポンプ型補助人工心臓に関して,体内埋込を考慮した設計・開発を行なうために,ポンプ構成要素の最適化を行なうことであった.

まず,インペラにモータの回転子の役割を担わせた一体型モータに関しては,インペラ支持方式に関する検討を重ね,ピン支持とスラストベアリングの組み合わせを用いることとした.さらに,インペラ内の永久磁石格納部位の薄型化を行い,磁石間距離を保ちつつ,血液流路を0.5mmから0.7mmへと拡大し,血液に与えるダメージの低減を図った.ポンプ構成部品,特にインペラの形状に関しては,従来から用いてきたオープン羽根とセミオープン羽根について,抗血栓性の確保を目的としてポンプ性能や内部流れに関する比較を行い,セミオープン羽根の方が血液接触面における洗い流し効果において優れていることを示した.体内埋込時には解剖学的適合性を実現するために,ポンプ入口管を急激に曲げ,出入口管を同じ平面上に配置する必要があると考えられたため,入口部において急激な曲がりを持つポンプを作成し比較したが,性能・血球破壊量ともに差は認められなかった.血液適合性に関しては,左心補助人工心臓として許容できる量の血球は改良であり,ポンプを体外に設置した慢性動物実験においても2ヶ月以上の生存を達成し,体内埋込型ポンプとしての可能性を示すことが出来た.
細胞死に伴い産生されるリゾリン脂質の機能解明

我々は脂質を認識するオーファンGPCRの探索から、新規酸化リン脂質受容体、マウスMrgb5を同定した。Mrgb5はリノール酸を2つ有するリン脂質、特にdilinoleoyl PG(DLPG)酸化物、oxDLPGを最も効率良く認識した。本研究では、oxDLPGの薬理作用とその機序の解析から、機能未知であったMrgb5シグナルの役割に迫ることを目的とした。始めに、oxDLPGをマウスに静脈投与し、スパイロメーターにより呼吸変化を解析すると、呼吸が「浅く、速く」変動することを見出した。この変化はMrgb5 KOマウスでは認められず、Mrgb5シグナルは呼吸変化に寄与することが示唆された。次に、oxDLPGの標的細胞について検討するため、qRT-PCRによるMrgb5 mRNA発現解析を行うと、呼吸器系組織にはほとんど発現せず、迷走神経節に高発現した。古くから迷走神経は呼吸制御に関与することが知られている。実際に、迷走神経の切除や、遠心性迷走神経末端の阻害により、oxDLPG誘導性の呼吸変化が消失した。また、迷走神経の活性化による呼吸変動には気道収縮が重要であることから、oxDLPG投与後の気道抵抗性を測定した。その結果、野生型では気道収縮が認められる一方、Mrgb5 KOマウスでは本作用は全く認められず、oxDLPGはMrgb5を介して気道収縮を誘導することが示唆された。上記の解析から、oxDLPGにより気道、または肺に投射する求心性迷走神経終末のMrgb5が活性化すると、遠心性迷走神経を介して気道収縮が誘導され、呼吸が変動するという機構の存在が示唆された。我々は、oxDLPGの前駆体であるDLPGが他の臓器と比較し、肺に豊富に存在することを見出しており、内在性でも本システムが何らかの呼吸制御に寄与していると考え、研究を進めている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年、我々は脂質応答性GPCRのスクリーニングから、不飽和脂肪酸、特に炭素数18、不飽和結合2つからなるリノール酸を2本有するリン脂質の酸化物受容体としてMRGX4を同定した。興味深いことに、本受容体を過剰発現させたHEK293細胞は発現量依存的に細胞数が減少し、ゼブラフィッシュは胚死した。これらの現象は抗酸化剤によってレスキューされたことから、本受容体は内在で産生される酸化物を認識し、細胞死を誘導する可能性が示唆されている。しかし、MRGX4は霊長類にのみ保存され、マウスにおけるオルソログが存在せず、KOマウスの解析等、マウス個体レベルでの解析が困難であった。本年度は、個体レベルでのMRGX4機能に関する研究を目的とし、1MRGX4のマウスにおける機能的ホモログの同定、また、2免疫系細胞に着目した酸化リン脂質の個体レベルでの薬理作用、作用標的の解析を行った。まず、酸化ジリノレオイルPGに応答するMRGX4マウスホモログとしてMrgb5を同定した。Mrgb5は酸化ジリノレオイルPSにも弱く反応したが、その他の酸化ジリノレオイルリン脂質には非常に弱い応答性しか示さなかった。また、酸化ジリノレオイルPGがマウス接触性皮膚炎モデルで炎症反応を顕著に抑制することを見出した。この酸化ジリノレオイルPGの薬理作用がMrgb5を介するかどうかを明らかにするために、Mrgb5 KOマウスの作成を行った。細胞死を誘導する酸化リン脂質受容体に初めて同定し、炎症反応の抑制に関与する可能性を見出した。これらはいずれも新規性の高い課題である。

酸化ジリノレオイルPGの接触性皮膚炎緩和作用が、同定したMrgb5受容体を介するかを証明すること、内在性の酸化ジリノレオイルPGが検出されるか、さらに、内在性の酸化ジリノレオイルPGがMrgb5を介して機能することを証明する必要がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
澱粉を環状イソマルトオリゴ糖に転換する酵素系の生産・制御機構解明

環状イソマルトオリゴ糖(CI)生産菌であるPaenibacillussp. 598K株は、自身が持つデキストラングルカナーゼと環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼの2つの酵素の働きで澱粉からCIを生産する。598K株はまず菌体外にこれら2つの酵素を放出してCIを生産し、次にCIを菌体内に取り込み、さらに菌体内のデキストラナーゼで分解して、栄養源として利用することが推定された。もう一方のCI生産菌であるBacillus circulans T-3040株は、CIを分解するデキストラナーゼを持たないことがわかり、CIを利用できないがCIの実用生産には適すると考えられる。環状イソマルトオリゴ糖(CI)生産菌であるPaenibacillus sp. 598K株は、デキストラングルカナーゼ(DGase)と環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼ(CITase)の作用で澱粉を基質としてCIを生産する。DGaseはα-1,4、α-1,3、α-1,2-グルコシド結合を分解、転移する不均化酵素であり、α-1,1-グルコシド結合には作用しないことが明らかになった。マルトテトラオースを基質としたDGase反応生成物を高速液体クロマトグラフィーで分取精製し、NMR分析及び質量分析を行った結果、5糖から成る生成物にα-1,6グルコシド結合が新たに生成していることが明らかになった。DGaseは糖質加水分解ファミリー31(GH31)に属し、2つのアスパラギン酸が触媒残基であること、および3つの糖結合モジュールが存在することが推定できた。糖結合モジュールを欠失させると活性を消失した。他のCI生産菌Bacillus circulans T-3040株についてもDGase遺伝子をクローニングしたが、可溶性タンパクとして発現されなかった。598K株およびT-3040株のCITaseおよびDGase周辺遺伝子を解析した結果、598K株はCITase遺伝子のすぐ下流にDGase遺伝子が存在したが、T-3040株のDGase遺伝子についてはCITase遺伝子近傍であったが逆向きに存在した。いずれの菌株もAraCファミリー転写制御因子、ABCトランスポーター、マルトース・パーミアーゼ、ラクトース・パーミアーゼ、マルトース結合タンパクと推定される遺伝子がCITase遺伝子近傍に存在している点が共通していた。T-3040株のcit遺伝子上流のAraC/XylSファミリー転写調節因子ホモログ遺伝子を大腸菌中で発現したが、不溶化し、活性も確認できなかった。環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼ(CITase)生産菌Bacillus circulans T-3040株を、LB培地にグルコース、スクロース、マルトオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、デキストリン、でんぷん、デキストランの各種炭素源を加えて培養した結果、CITaseはデキストラン、イソマルトオリゴ糖、でんぷんでのみ誘導され、DGaseはデキストランとでんぷんでのみ誘導された。Paenibacillus sp. 598K株は上記炭素源ではデキストランでのみCITaseとDGaseが誘導された。598K株ではさらにプルランでもCITaseとDGaseの誘導がみられた。両菌株ともCITaseの誘導にα-1,6グルコシド結合が必要であるが、T-3040株は低分子糖でも誘導されるのに対し、598K株は高分子糖が必要であった。CITase誘導については両菌株ともグルコースの添加による誘導阻害は無いが、DGaseは、T-3040株では阻害が見出され、598K株では阻害が無く、差異が見られた。また、E9最少培地にグルコース、イソマルトオリゴ糖、デキストランを加え、T-3040株と598K株を培養し、菌体外タンパクを二次元電気泳動で解析した結果、いずれも炭素源により生産タンパクのパターンが異なった。一方、598K株にCI結合タンパクおよびデキストラナーゼと推定される遺伝子が見出され、これらをクローニングした。抗生物質耐性菌取得によるリボソーム工学的手法でT-3040株については野生型の1,000倍CITase活性が上昇した変異株が取得できたが、DGase活性は上昇しなかった。598K株については野生型の5倍CITase活性が上昇した変異株が取得できたがDGase活性については未確認である。27年度に計画したB. circulans T-3040株、Paenibacillus sp. 598K株についての各種炭素源によるCITase、DGase誘導の有無は予定通り測定できた。T-3040株および598K株をCITase、DGase誘導条件、非誘導条件で生産されるタンパクを二次元電気泳動して、生産されるタンパクに差異があることが明らかになった。DNA塩基配列のさらなる検索で、598K株には、T-3040株に見出せなかったCI結合タンパクおよびデキストラナーゼと推定される遺伝子が見出され、これらをクローニングすることができた。

環状イソマルトオリゴ糖(CI)生産菌であるPaenibacillus agaridevorans T-3040株(旧名Bacillus circulans T-3040)およびPaenibacillus sp. 598K株において、環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼ(CITase、GH family 66)およびデキストラングルカナーゼ(DGase、GH family 31高転移性α-グルコシダーゼ)の誘導条件で培養し、二次元電気泳動を行った。T-3040株はCITaseとフラジェリンが生産誘導された。598K株はCITaseとDGaseとフラジェリンおよびGH family 66に属するデキストラナーゼが生産誘導された。また、T-3040株はデキストラナーゼを持たないことが明らかになった。598K株において培養時の糖質の種類がデキストラナーゼ生産に影響を及ぼすかどうか解析したところ、デキストラン含有培地およびCI含有培地で培養した際の菌体抽出液のみでデキストラナーゼ活性が確認された。598K株をデキストラン培地で培養するとCIを同時に生産する。培地中のCIが菌体内へ取り込まれることも明らかになった。598K株は、デキストラン培養時に菌体外にCITaseを放出してCIを生産し、ついでCIが菌体内に取り込まれ、さらに取り込まれたCIによって菌体内デキストラナーゼが生産誘導されることが推定された。598K株のCITaseが最も多く生産するCIはグルコース7分子から成るCI-7である。CI-7は市販の真菌類由来のデキストラナーゼではほとんど分解されなかったが、598K株のデキストラナーゼはCI-7を効率よく分解した。598K株は自身が生産するCIを栄養源として利用することが推定されたが、T-3040株におけるCIの生理的意義については疑問が残された。環状イソマルトオリゴ糖(CI)生産菌であるPaenibacillus sp. 598K株は、自身が持つデキストラングルカナーゼと環状イソマルトオリゴ糖グルカノトランスフェラーゼの2つの酵素の働きで澱粉からCIを生産する。598K株はまず菌体外にこれら2つの酵素を放出してCIを生産し、次にCIを菌体内に取り込み、さらに菌体内のデキストラナーゼで分解して、栄養源として利用することが推定された。もう一方のCI生産菌であるBacillus circulans T-3040株は、CIを分解するデキストラナーゼを持たないことがわかり、CIを利用できないがCIの実用生産には適すると考えられる。平成26年度に計画していた1) DGaseの特性解明、2) CITaseおよびDGase周辺遺伝子の解析についてはほぼ計画通り達成することが出来た。3) CITaseおよびDGase遺伝子の転写調節因子についてはAraCファミリー転写制御因子と推定される遺伝子を見出し、発現することはできたが、DNA結合活性は検出できなかった。28年度は、27年度に行った二次元電気泳動の結果を基に、CITase、DGase誘導条件、非誘導条件で、CITase、DGaseの発現に連動して顕著に増加、あるいは減少したタンパク・酵素をタンパクのN末端配列を解析することによって同定し、それらについて諸性質を調べる。27年度にクローニングしたCI結合タンパクおよびデキストラナーゼと推定される組換えタンパクを発現・精製・緒性質を明らかにし、CIの生産、取込み、代謝との関連性を考察する。27年度に得られた抗生物質耐性菌について、CITaseおよびDGaseの生産量をそれぞれの抗体を用いたウェスタンブロッティング等により解析し、生産誘導の変化について評価する。
中大型動物が枯死木分解に果たす役割：ニホンザルの昆虫食が分解速度に及ぼす影響

本研究の目的は、ニホンザルによる昆虫食が枯死木分解速度にあたえる影響を解明することである。そのために、「研究1サルがどのような特性をもつ枯死木を壊すのか」「研究2サルはいつ、なぜ枯死木を壊すのか」「研究3サルはどれくらい枯死木を壊すのか」を研究課題として設定した。それぞれの課題のために、以下の調査が必要である。研究1では、サルの行動観察および森林内の枯死木・昆虫群集の調査を行う。研究2では、サルの行動観察および森林内の果実量・昆虫群集の調査を行い、サルがどのような季節に枯死木を破壊するのかを調べる。また、サルの採食行動と食物の栄養成分を分析し、昆虫がサルの栄養摂取にどれくらい貢献しているのかを調べる。研究3では、枯死木のバイオマス計測と自動撮影カメラを用いたサルの行動調査により、サルの訪問の有無と材のバイオマス減少の関係を調べる。また、屋久島島内3ヶ所に調査区を設営し、枯死木放置実験を行うことで、サルの枯死木訪問頻度、気象要因、土壌要因が枯死木分解速度にあたえる影響を調べる。2018年度は以下の2つの調査を実施した。研究1に関連して、枯死木に生息する昆虫群集の調査を実施した。屋久島に生息するニホンザルによる採食が報告されている種をふくめ、枯死木に生息する昆虫群集のデータを得ることができた。研究3に関連して、屋久島西部林道に枯死木調査区を設置し、枯死木バイオマスのモニタリングと自動撮影カメラを用いた動物調査を開始した。どんな動物が枯死木を訪問しているか、また破壊しているかについてのデータを得ることができており、現在も継続中である。計画段階では屋久島全島に調査区を設置することを予定していたが、交付額の都合で調査地を西部林道に限定することとした。不十分な規模の調査区を多数設置するよりも、1ヶ所でロバストな結果を得るほうが研究費を有効に使えると考えたためである。研究代表者の異動に伴い、野外調査を実施できる期間が大きく短縮されたことにより、2018年度の調査を予定通り行うことが非常に困難であった。そのため、ニホンザルの行動観察は次年度以降に行うこととし、結果が得られるまで時間がかかると予想される枯死木バイオマスのモニタリングのための調査区設置を優先して行った。また、枯死木バイオマスの評価方法について、先行研究で用いられていた方法をそのまま適用することが困難であることがわかった。材の一部をドリルで採取し重量を測定することで縦断的に材密度の変化を調べる予定であったが、ニホンザルが破壊する材はやわらかく空隙が多いため、予定していた方法では正確に材密度の変化をとらえられなかった。そのため、枯死木バイオマスを評価するための妥当かつ客観的な方法を検討することが必要となった。枯死木バイオマスのモニタリングと自動撮影カメラを用いた動物調査を継続する。とくに、写真やレーザーを用いて作成した3Dモデルから材の体積や表面積を計算する方法を検討するなど、枯死木バイオマスの評価方法を確立するとともに、枯死木調査区の数を増やす。冬から初春にかけては野外調査に費やす時間を確保できるので、ニホンザルの行動観察およびそれに関連した森林のデータ収集を実施する。枯死木破壊行動をふくむニホンザルの採食行動のデータおよび森林内の果実量調査を開始するとともに、森林内の枯死木現存量調査を可能な限り進める。

研究代表者の異動に伴い、野外調査を実施できる期間が大きく短縮されたことにより、2018年度の調査を予定通り行うことが非常に困難であった。そのため、ニホンザルの行動観察は次年度以降に行うこととし、結果が得られるまで時間がかかると予想される枯死木バイオマスのモニタリングのための調査区設置を優先して行った。また、枯死木バイオマスの評価方法について、先行研究で用いられていた方法をそのまま適用することが困難であることがわかった。材の一部をドリルで採取し重量を測定することで縦断的に材密度の変化を調べる予定であったが、ニホンザルが破壊する材はやわらかく空隙が多いため、予定していた方法では正確に材密度の変化をとらえられなかった。そのため、枯死木バイオマスを評価するための妥当かつ客観的な方法を検討することが必要となった。枯死木バイオマスのモニタリングと自動撮影カメラを用いた動物調査を継続する。とくに、写真やレーザーを用いて作成した3Dモデルから材の体積や表面積を計算する方法を検討するなど、枯死木バイオマスの評価方法を確立するとともに、枯死木調査区の数を増やす。冬から初春にかけては野外調査に費やす時間を確保できるので、ニホンザルの行動観察およびそれに関連した森林のデータ収集を実施する。枯死木破壊行動をふくむニホンザルの採食行動のデータおよび森林内の果実量調査を開始するとともに、森林内の枯死木現存量調査を可能な限り進める。
顧客関係管理における先進的事例の分析と理論の統合

本研究においては、企業の顧客戦略に貢献する以下の2種類の研究を遂行した。第1は、企業の顧客関係管理に活用できる分析モデルの開発である。本研究では、消費者の行動プロセスを組み込んだブランド選択行動の分析モデルを構築した。消費者の知識の限界をモデルに組み込み、より実在の人間の状態を妥当に反映したモデルを構築し、実証を行った。得られた結果として、提案したモデルは理論的に妥当であるだけでなく、予測精度などから、実用上有用なモデルであることが示された。第2は、顧客戦略の新たな事例である、企業ポイント交換の有効性の検討である。この研究では、ポイント交換関係が形成される要因を、交換関係のネットワークから検討した。得られた結果として、企業のポイント交換関係の締結においては、企業・業界特殊の要因の他に、ネットワーク上の位置も影響を与えていることが確認された。本研究は、顧客関係管理(Customer Relationship Management)について、その先進的事例を調査・分析し、国内外に広く発信していくことを目的としている。本年度は、とくに以下の三点について研究を遂行した。第一は、新しい分析理論を用いた消費者行動モデルの精緻化である。顧客関係管理においては、工学・統計学において開発された手法を用いた多くの事例分析が提案されているが、近年では、手法開発だけでなく、消費者の内的側面に関する概念モデルの開発が求められている。そこで本研究では、消費者の情報処理理論をはじめとした選択に関する理論を活用して、新しい概念モデルを提示した。加えて、概念モデルを計量的に分析するための手法も開発し、事例分析によってその優位性を実証している。第二は、ロイヤルティプログラムの新しい活用方法に関する研究である。日本では多くの企業が消費者向けポイントプログラムを実施しており、優良顧客の囲い込みや顧客の育成プログラムを実施しているが、近年では、新しい活用方法として企業間でのポイント交換が観察されるようになっている。そこで、本研究では、ポイント交換を既存の提携関係の理論と比較し、差異を検討している。とくに業界内の競争関係を考慮して分析を進め、理論をまとめている。第三は、消費者個人の役割の多面性に関わる研究である。消費者は消費するだけの存在ではなく、消費以外の側面で産業に貢献する可能性を持っている。そこで、本研究では、コンテンツ産業を対象に、消費者の生産活動について調査を実施した。とくに、消費者の内的側面と生産という行動の関係を検討している。本年度は、企業の顧客戦略に貢献する以下の2種類の研究を遂行した。企業の顧客理解には、個人ID付きPOS(Point of Sales)データなどの購買データが用いられることが多く、有用な分析手法が数多く提案されている。しかしながら、購買データはあくまで「購買」が記録されているデータであるため、消費者がどのような前提知識をもち、どのような意思決定プロセスを経て当該製品を購買したのかという内面の状態は観測できない。このようなデータに対して、これまでの分析モデルは、完全に合理的な意思決定を行う消費者を仮定し、分析を行っていたため、実用上多くの不都合があった。そこで、本研究では、消費者の前提知識を概念モデルから推測し、より適切なモデルの構築を行った。現在、多くの企業がロイヤルティプログラムの一環としてポイントを発行している。このポイントは、本来は顧客の囲い込みのために発行しているものあるが、実際は別の企業との交換ができることも多い。そこで、本研究では、ポイント交換関係が形成される要因を、交換関係のネットワークから検討した。本件度の研究について、学会発表や論文として部分的な成果を発表できているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在のところ、研究進行上の問題は発生していない。来年度以降も引き続き研究を継続していく。
家庭科教育における食物領域の効果的指導法について-小・中学校家庭科における栄養指導に対する試案

食物領域で最も基礎となる栄養素に関しては、物質の何たるかを学習する場がない。問題点を指摘した上で、この問題解決のために実験を可能な限りとり入れた指導計画を検討し提示した。1.問題点の指摘学習指導要領および指導書(文部省)を歴史的にみたところ、度重なる指導要領の改定により、栄養素(物質として)の指導は次第に消えていることを指摘し、この指導に当たっては、小・中・高(縦)の、おび関連教科間(横)の密接な連携のもとに行うことの重要性を提示した。2.実験を取り入れた指導生徒の学習意欲を喚起させるためには、授業に実験を盛り込むことが効果的と考え、次に述べる実験教材の開発を行った。(1)ビタミンについて-ビタミン以外の栄養素の化学については、理科で扱っているが、ビタミンは家庭科ではじめて出てくる物質であり、家庭科で十分指導する必要がある。ビタミンCは最もよく知られている。その検出法は、従来、学校教育では、酸化型の検出に問題があったが、この点を解決し、提案した。(日本調理科学開始,28(3),210216(1995))(2)緑色の野菜中に赤色カロチンが含まれていることを目で見て実感させるさせるために薄層クロマトグラフィーによる簡単な分別を行った。(3)油を使用した加工食品は多く、油は酸化されやすい。酸敗の進んだものを食べることは危険である。酸敗の程度を調べるPOVテスターは非常に高価であるため、安価に実験できる改良方を開発した。これにより授業の中で生徒各自が実験できる。(日本家庭科教育学会平成8年度大会で発表予定)(4)食塩の摂取量も考慮し、食生活の中にインスタント等の加工食品の上手な取り入れ方の指導法を提示した。年度内に、実践に至らなかった点は残念であるが、4月から附属中で実践する計画である。
夜間のリアルタイム個人認証

Kinectセンサから得られる身体の動作データとサイズデータを使って、夜間の個人認証法を開発した。動作データからは、個人認証を実動作パラメータ空間よりも小さな固有空間で行った。このとき、複数の固有平面を利用することによりさらに計算効率を向上させた。この手法を高次固有空間法とよぶ。一方、サイズデータからは、ユークリッド距離に基づく最近傍決定法が最も識別率が高かった。さらに、高次固有空間法と最近傍決定法を弱識別器とし、それらの出力を最小順位和で統合した強識別器により識別率を向上させた。Kinectから得られた歩行動作をデータベース化し、固有空間法により歩行者の識別を行った。身体を多関節モデルで表す。このモデルは部位同士が関節でつながり親子関係となる。子部位の姿勢は親部位との相対姿勢で表される。各部位の体軸の向きを親部位の座標系で表わし、部位の姿勢とすれば、身体の姿勢はセンサやシーンの座標系とは無関係に表される。この姿勢の時系列が動作データである。身体部位の数を胴体、腕や脚など14個とすれば、姿勢は42次元のベクトルで表される。さらに、Kinectによりビデオレートで姿勢列が得られれば、数歩の歩行動作でも膨大なデータとなる。しかし、身体の部位は互いに連動しているので、42次元のベクトル要素は独立ではなく互いに従属している。実際、動作データをKL展開したところ、第2固有値までの累積寄与率が50%である。このことは、第1第2固有ベクトルの張る固有平面上に、動作特徴の50%が含まれていることを意味している。第1第2固有平面に描かれた歩行動作で、個人識別を行った。人数が増えるほど識別率は低下し、34名では50%まで落ち込んだ。そこで、下位の固有空間の利用も考えた。第10固有値までの累積寄与率を測定したところ93%に達した。第3第4、第5第6、第7第8、第9第10固有ベクトル平面での識別結果を統合したところ、34名の識別率は83%まで上昇した。一方、身体サイズによる個人識別も行った。Kinectからは身体部位の長さがボーン長として得られる。身体各部位のボーン長を特徴ベクトルとして、個人識別を行った。その結果、動作による識別結果とほぼ同じ識別率を達成できた。歩行動作測定用センサ・マイクロソフトKinectをv.1からv.2へ変更した.Kinect v.1は三角測量により距離を測定しているのに対し,v.2では投射した光の往復時間から距離を測定している.したがって,死角(測定できない範囲)の削減が期待できる.また,センサの解像度がSDからHDへ拡大したため,測定レンジの拡大も期待できる.結果的には,身体の測定レンジが多少拡大した.また,身体の正面を測定している限りでは,死角の大小の影響は少ない.Kinect v.2はセンサの解像度が大きくなったため,データの入出力により大きなバス帯域を必要とする.そのため,高性能なビデオカードを搭載しているとバス帯域が競合し動作しなくなる.そこで,ビデオカードを外しDirectXはマザーボードのGPUでサポートした.これまで,身体サイズは身体を静止させて記録していた.Kinect v.2の導入に伴いSDKのバージョンが2.0にアップし,身体サイズを歩行動作と同時に秒間30回記録することが可能になった.新たに30名の歩行動作を身体サイズと共に測定し個人認証を行った.身体サイズは本来一定のはずであるが,実際には測定値は時間と共に変化する.身体サイズベクトルの時間平均値を特徴ベクトルとし,ユークリッド距離に基づく最近棒決定法,ベクトル要素間距離に基づく多数決法,及び身体サイズベクトル群に基づく相互部分空間法により個人識別を行った.合わせて歩行動作の高次固有空間への射影に基づく個人識別も行った.このとき,衣服や携帯物の識別結果への影響について調査した.さらに,Kinectよりも広範囲に測定できるように,多視点遠赤外線カメラによる身体等の対象物の測定も試みた.Kinectは視点が固定されているため測定視野が狭い.そこで,赤外線カメラをパン回転させ測定視野の拡大を試みた.Kinectをより解像度の高いv.2へ移行した.v.2が必要とするバンド帯域が広いため移行作業に手間取った.移行に伴い再度歩行動作からの個人認証を行った.その結果,v.1では30名で85%以上の識別率であったのに対し,v.2では60%程度に留まった.Kinectの機種以外にも,被験者,服装なども異なるので,識別率低下の原因を特定することはできない.歩行動作と身体サイズを同時に撮れるのはv.2であるので,識別実験は新しいデータで進めることにした.撮影実験に先立ち,バッグなどの携帯物の影響を調べた.手に提げたバッグを手先あるいは足として認識することもあり,全身のスケルトン形状は非常に不安定であった.したがって,バッグ等を携帯している場合は対象外とした.服装は夏服と冬服に限り,同一被験者に着替えてもらい二通り測定した.身体サイズからの識別では,識別手法として,ユークリッド距離に基づく最近棒決定法(ユークリッド法),ベクトル要素間距離に基づく多数決法及び相互部分空間法を試みた.まず,夏服(半袖)の場合,30人の被験者に対し,識別率はユークリッド法(80%),相互部分空間法(67%),多数決法(47%)の順に低下した.

一方,冬服(長袖)の場合は,識別率は,ユークリッド法(75%),相互部分空間法(56%),多数決法(41%)の順に低下した.冬服よりも夏服の方が識別率は高くなっているが,15人程度の被験者に対しては逆転している場合もある.Kinectの視野の狭さを脱却するために遠赤外線カメラの利用を検討した.まず,2台の遠赤外線カメラを同期させ,ステレオ画像の対応付けが可能であることを確認した.ただし,現行のカメラは解像度が低く身体形状が十分に得られないため,解像度の高いカメラが得られるまで可視光カメラで検討することにした.歩行動作の測定をKinectのv1からv2へバージョンアップして行った.v2では動作以外にも身体のサイズ情報が同時に取得できるのが特徴である.勿論,v1でもサイズ情報を取得可能であるが,一旦を静止させて取得していた.これはKinectに梱包されていたアプリケーション・プログラムの違いによるものである.歩行動作の特徴から個人認証を行ってきたが,サイズ情報も有力な特徴である.実際,他機関でのKinectを使用した個人認証ではもっぱらこのサイズ情報を使用している.今回は,動作特徴とサイズ特徴を融合し,個々の特徴による識別よりもさらに識別率の向上を目指すものである.いわゆるシナジー効果を期待するものである.よく知られたバギングやブースティングなどは弱識別機からの多数決による識別性能の向上を狙っている.本研究でも動作特徴やサイズ特徴による識別器を弱識別機とし,それらの統合による強識別機の構築を行った.一方,Kinectによるモーションキャプチャにも限界が見えてきた.Kinectの測定レンジはセンサの手前1mから4m程度である.これでは足早の歩行動作を測定しづらい.また,国際基準のクラス1とは言え赤外線レーザーの投射による測定であるので,万が一でも人体への影響を無視できない.そこで,通路の両サイドに受動型の遠赤外線カメラを配置し,ステレオカメラによる3D動作測定を検討した.ただし,手持ちの遠赤外線カメラ(FLIR TAU 320 9MM)は解像度が320×240と低いため,通常の可視光カメラによる検討を行った.新たに30名の被験者を対象に得たデータを元に個人識別を行った.被験者は20歳前後の男女半々の大学生である.弱識別機として,歩行動作特徴の高次固有空間からの識別器,身体サイズ特徴から,ユークリッド距離による識別器,及び相互部分空間法による識別器を用意した.動作の運動パラメータは部位の運動パラメータの集まりで54次元ものパラメータ空間に軌道を描く.この空間を固有空間に変換し,特徴の顕著な順に2次元の固有平面上に軌道を射影する.動作特徴が保存される上位10次元の固有空間を5枚の固有平面で表し,各平面に描かれた図形から識別を行った.一方,身体サイズデータは各部位の長さを並べて得られるベクトルの時系列データである.サイズベクトルの時間平均値を特徴ベクトルとし,特徴ベクトル間のユークリッド距離から最近傍決定法により識別した.これは身体スケールによる識別となる.さらに,身体サイズベクトルの時系列同士を相互部分空間法により識別を行った.この識別法は部分空間同士がコサイン類似度により正規化されるため,身体プロポーションによる識別となる.
レッドデータ植物群落である太平洋側低地ブナ林の分布と保全に関する研究

東日本太平洋側における、ブナおよびブナ林の分布について、標本(187点)、文献(243件)、研究者からの私信(28件)、ホームページ(15件)を情報源として分布情報データベースを作成した。これに基づき茨城県、栃木県、福島県、宮城県、岩手県の69地域で現地調査を行い、188個体のブナから葉を採集してサンプルとし、さく葉標本も作製した。また、45地点でブナを含む森林群落の毎木調査を実施した。その結果、ブナは調査対象地域内に点々とではあるが水平的に広く分布し、垂直的にも全域で海抜100m前後1000m以上の範囲に分布することが確認された。ブナの垂直分布下限は暖かさの指数WI=90(°C・.月)、寒さの指数CI=-10(°C・1月)、1月の平均気温=1°Cとほぼ一致した。ブナは常緑広葉樹の分布上限(北限)に平行して、一部、分布を重複させつつ、分布下限(南限)を形成していることが明らかとなった。ただし、内陸に位置する八溝山地の鶏足山塊・鷲子山塊とその周辺地域では、分布下限が著しく下降しWI=105(°C・月)まで達していた。これは常緑広葉樹の分布北限域におけるブナの遺存分布と考えられた。ブナは低海抜域あるいはWIの値の高い地域では、モミやイヌブナ、コナラ、シデ類などとともに自然林の一構成要素として生育し、海抜の上昇あるいはWIの値の減少とともに密度を高め、単一で優占する森林を形成していた。東日本太平洋側におけるブナを含む森林群落の現状について地域ごとに整理し、ブナの保全上からも、地域内に残存する様々な自然林を全体として保護していくことの重要性や、再生中のブナ二次林の保護を図ることの重要性などを指摘した。花粉分析の点からは、ブナ林表層土の花粉分析および茨城県涸沼で採取した堆積物の花粉分析を行い、年代測定も実施して、低海抜地の植生変遷の中でのブナの分布変遷を検討し、保全上の提言を行った。1標本および文献等の調査による予備的分布データベースの作成茨城県立博物館、栃木県立博物館、東北大学において標本・文献調査を行った。標本についてはデジタルカメラにより撮影してデジタルデータ化した。関東地方以北の太平洋側各県(茨城、埼玉、栃木、群馬、福島、宮城、岩手)について、各県の博物館の報告書や地方植物研究会誌等の文献を調査し、また各県の研究者やアマチュアに問い合わせて、ブナやブナ林の分布に関する情報を収集した。標本情報149件、文献による情報186件、私信12件を収集し予備的な分布データベースを作成した。2分布および植生に関する現地調査上記の分布データベースを参考に、3回にわたり、茨城県および栃木県、福島県南東部において現地調査を行い、14地点の毎木および植生調査データ、44点のブナ生葉サンプル、100点あまりのブナ乾燥標本を収集した。これらのデータは現在、データベース化と解析を進めているが、従来、認識されているよりも低標高部にブナが点在して分布することが明らかとなりつつある。3花粉分析調査筑波山、加波山周辺の表層土壌サンプルの採取、南那須町における堆積物サンプルの採取を行い、花粉分析を実施した。

堆積物サンプルの分析と年代測定の結果から、約2万年前の森林の組成は、針葉樹林の卓越する森林から落葉広葉樹の増加が開始する段階にあり、カバノキ属、シナノキ属、コナラ亜属とともにブナが含まれていた。シナノキ属の出現は茨城県桜川低地の結果と類似するが、コナラ亜属の低率での出現は異なっておりマツ科針葉樹が優勢であった。1標本および文献等の調査によるデータベースの作成昨年度作成したデータベースに、主に福島県、宮城県、岩手県の文献、標本情報を追加し407件の分布データベースを作成した。また、茨城県以北の常緑広葉樹の分布について、文献情報等を収集し、393件の分布情報データベースを新たに作成した。2分布および植生に関する現地調査上記の分布データベースを参考に、3回にわたり、福島県中部・北部宮城県南部の阿武隈山地において現地調査を行い、12地点の毎木および植生調査データ、72点のブナ生薬サンプル、約200点のブナ乾燥標本を収集した。これらのデータは現在、データベース化と解析を進めている。3気候条件との対応の検討上記1および2で収集蓄積した分布データに関して、メッシュ気候値を使用して、気候(特に温度)条件との対応について解析を進めた。ブナの分布下限標高は山塊ごとにかなり異なり、八溝山地の鶏足山塊、鷲子山塊において、従来、知られているよりも低海抜で温暖な標高域まで下降していることが明らかとなった。4花粉分析調査太平洋側ブナ林の林内表層土の花粉組成をまとめた結果、ブナを優占種とする場合、ブナ花粉の出現率は樹冠の開閉度に応じて1070%の範囲をとること、一方、ブナ個体群が小さくなる筑波山系では、尾根上の樹冠が空いている生育地を持つことから樹冠の開閉度との関係は逆転する。また、アカガシなどの常緑樹の分布域と近接する場では、常緑の葉群によるブナ花粉の捕集作用と考えられるブナ花粉の堆積に片寄りが認められた。また、南那須町の約2万年前の花粉分析結果からはブナを含む針・広混交林の樹種の中にツガとコメツガが含まれており、冷温帯から亜寒帯への移行域の植生が推定された。1標本および文献等の調査によるデータベースの作成昨年度までに作成したデータベースに、宮城県と岩手県についてさらに文献、標本情報を追加し483件の分布データベースを作成した。2分布および植生に関する現地調査上記の分布データベースを参考に、4回にわたり、宮城県中部岩手県の奥羽山地、北上山地において現地調査を行い、20地点の毎木および植生調査データ、71点のブナ生葉サンプル、約160点のブナ乾燥標本を収集した。北上山地の海岸部では、中部の宮古市付近まで、低標高域にブナおよびブナ林が残存していることが明らかとなった。3気候条件との対応の検討上記1および2で収集蓄積した分布データに関して、メッシュ気候値を使用して気候(特に温度)条件との対応について解析を進めた。北上山地においても阿武隈山地と同様に、ブナの分布の下限は暖かさの指数90(°C・月)前後であることが明らかとなった。昨年度までの解析結果を8月末の第51回日本生態学会(釧路)で発表した。4花粉分析調査茨城県涸沼周辺で採取した堆積物について年代測定と花粉分析を実施し、周辺の環境変遷を次のように推定した。後氷期の最温暖期には、コナラ亜属を主としてケヤキ、イヌシデ属、カエデ属、ブナ、イヌブナを含む落葉広葉樹林であった。約5000年前から人為的な森林破壊と気候の寒冷化が生じた。その後、約2500年前にかけてコナラ亜属、アカガシ亜属、クリ属、ニレ属など落葉樹種と常緑樹種の混在する森林植生が復活し、このなかでブナ、イヌブナも増加していた。最後に水田耕作の開始とともに、森林が伐採され他の多くの樹種とともにブナ、イヌブナも減少した。