hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
葉層構造における指数定理の展開

第二に,非可換幾何の枠組を用いてAtiyah-Patodi-Singer指数定理を境界付多様体の正規被覆空間上に拡張し,一般の巡回コサイクルとK群のペアリングを与える指数定理を証明した.第三に,Gerbeの特性類であるDixmier-Douady類と葉層の特性類であるGodbillon-Vey類が,Cheeger-Chern-Simons不変量を通じて結びつくことを明らかにし,円周の微分同相群の中心拡大をCalabi不変量を用いて記述することに成功した.平成26年度では,基礎知識の充足を終えて研究討論へと移行し,「指数定理の導出」および「指数定理の展開」へ向かうことが最も重要な目的であったが,これはMadridおよび上海の国際研究集会での発表,A. Gorokhovsky and P. Piazzaとの共同研究の完成,「円周の微分同相群の中心拡大とCalabi不変量」に関するプレプリントの完成により,十分に達成されたと考える.位相幾何,非可換幾何来年度は研究の最終年度であるので,非可換幾何学の枠組による指数定理の導出,葉層多様体上での指数定理の展開という研究目的の完遂を目指す.さらにこれまでに得た研究成果の発表も行う.「指数定理の導出」および「指数定理の展開」へ向かう段階においては,多くの研究者を交えた包括的研究連絡および焦点を絞った密度の高い研究集会への参加が必要である.ここにおいて連携研究者・研究協力者以外の専門家をも交えた高度な研究討論行い,海外の専門家をも招聘あるいは訪問し,研究討論を行いかつレビュー等を受ける.そしてこの機会に研究成果の完成度を調査し,同時に応用面での妥当性をも検証する.平成25年度において,フラクタル集合上で指数定理を導出することが可能となり,これは導出部担当グループの大きな成果といえる.また本研究課題展開部における基礎知識の充足を図ることも重要度の高い目的であるが,これは長春,京都,仙台で行われた国際研究集会での招待講演を利用して多くの専門家と研究討論を行うことで,十分に達成されたと考える.2015年3月に至って,国内交通費計算の誤りが判明したため.非可換幾何学の枠組による指数定理の導出,葉層多様体上での指数定理の展開という研究目的の達成を目指す.そのために実施計画の本段階に進み,平成25年度に充足した周辺分野の知識を基盤として,研究の発展と完成に向かう.2015年度に国内交通費として使用する.単位円周の微分同相群の幾何学に関する研究連絡を2014年3月に計画していたが,直前にインフルエンザに罹り,出張を取りやめたため.2014年度中に,計画していた研究連絡を行う.
菌類の匂いを用いた胞子散布戦略の解明

本研究は菌類の胞子散布に関する繁殖生態を明らかにすることを目的とし、菌食性で学習能力の高い動物であるヤマナメクジを用い、(1)様々な菌種に対する嗜好性の調査、(2)ヤマナメクジの排泄した胞子の発芽活性および腐朽木間の移動パターンの調査、(3)ヤマナメクジに忌避効果のある揮発性物質の同定、を行った。ヤマナメクジの様々な菌種に対する嗜好性の調査では、43菌種を用いて摂食行動を観察した結果、ヤマナメクジは外生菌根菌で、有毒なアマニチンを含有するアケボノドクツルタケ忌避行動を示した。一方、木材腐朽菌とリター分解菌には忌避行動は示さなかった。続いて、ヤマナメクジの排泄した胞子の発芽活性および腐朽木間の移動パターンの調査では、ヤマナメクジは野外で腐朽性菌類の胞子を摂食し、数万個の胞子を平均4日間排泄し続けており、倒木を好んで移動して生息することがわかった。また、排泄した腐朽性菌類の胞子は発芽力を保持(または促進)していた。このことから、ヤマナメクジは移動力が乏しいものの、発芽能力を保持した状態の胞子を倒木に運搬する確率が高く、材上生の腐生菌や木材腐朽菌に適した胞子散布者としての潜在能力を有することが示唆された。最後に、ヤマナメクジに忌避効果のある揮発性物質の同定では、野外で採集した22種の子実体の匂い成分分析をしたところ65種の匂い成分が検出された。これらのうち、アケボノドクツルタケから検出された匂い成分から、忌避効果のある匂い成分候補を選出し、バイオアッセイ実験を行った。その結果、アケボノドクツルタケの腐敗期に生産されるジメチルトリスルフィドに強い忌避反応を示した。また同種の子実体から検出した3種の揮発成分に対し組み合わせた場合により強い忌避反応を示した。これらのことから、これら4種のキノコの揮発性物質はナメクジの忌避行動を誘起しうることがわかった。計画当初に予定していたヤマナメクジの菌種に対する嗜好性と、排泄した胞子の発芽活性の調査を完了し、加えて、2年目に予定していたヤマナメクジが忌避反応を示す匂い成分の特定とバイオアッセイ実験まで完了することができた。また、当初の計画に加えて、ヤマナメクジの野外での生息場所の調査と倒木間の移動パターンについても調査を完了し、ヤマナメクジの胞子散布能力についてより詳細に検証することができた。これらの成果より、当初の計画よりも作業が進行していると判断したため。アケボノドクツルタケが腐敗期に生産するジメチルトリスルフィドを用いて、ヤマナメクジ以外の他種の菌食性動物を対象にバイオアッセイ実験を行い、経時的に変化する匂いの生態学的な意義について考察する。また、これまでの成果を国際学術誌に投稿、発表する。

これらの成果より、当初の計画よりも作業が進行していると判断したため。アケボノドクツルタケが腐敗期に生産するジメチルトリスルフィドを用いて、ヤマナメクジ以外の他種の菌食性動物を対象にバイオアッセイ実験を行い、経時的に変化する匂いの生態学的な意義について考察する。また、これまでの成果を国際学術誌に投稿、発表する。
出生後24時間以内に死亡するDscamノックアウトマウスを用いた呼吸障害の解析

DSCAMはヒト21番染色体上に位置し、細胞接着や軸索誘導など神経系の発生・分化に深く関わる神経系免疫グロブリンスーパーファミリーに属する。本研究課題では、中枢性呼吸障害を伴い出生後24時間以内に死亡するDscamノックアウトマウスを用い、中枢性呼吸制御に関わるDscamの機能について検討を行った。摘出脳幹-脊髄標本を用いた光学的測定法により呼吸性ニューロン群の活動を調べたところ、Dscamノックアウトマウスでは延髄呼吸中枢に存在し且つリズム形成ニューロンの一つと考えられる吸息先行型ニューロンの同調した発火の欠損を見いだした。また、後根神経節ニューロンをDSCAM基質上で培養することにより、Dscamホモフィリック結合がニューロンの突起伸長を促進することを観察した。さらに、呼吸中枢を電気刺激した後に派生する延髄での神経活動に異常が見られたことから、呼吸性ニューロシネットワークの形成が障害されている可能性を見いだした。脳の組織学的解析からは、延髄が細胞数の増加により肥大し、特に顔面神経核の背側領域に正常マウスでは見られないニッスル染色陽性の細胞群が存在することを確認した。これらの結果から、DSCAMが中枢性呼吸性ニューロンネットワークの形成、特に吸息先行型ニューロンネットワークの形成に関与していることが示唆された。また、高二酸化炭素濃度下における呼吸リズムについて測定したところ、Dscamノックアウトマウスの呼吸数は高二酸化炭素濃度下においてむしろ減少しており、化学受容器での何らかの異常と考えられる結果を得た。先天性中枢性低換気症候群の発症は化学受容器の異常との関連が示唆されており、先天性中枢性低換気症候群或は乳幼児突然死症候群などの中枢性呼吸障害の発症機序を理解する上で、本研究課題により得られた結果が有益な情報となることが期待される。なお、本研究結果は現在論文投稿中である。その発現は、マウスでは発生段階から成体に至るまで主に中枢神経系で見られ、神経ネットワークの構築・維持に重要な役割を担っていることが推察される。我々は、DSCAMがダウン症精神遅滞の発症に関与する候補遺伝子の一つと考え、生体内でのDscamの機能を解析するためにDscamノックアウトマウスを作出した。Dscamノックアウトマウスは、胎生期に死亡するものはほとんど無く生まれるが、出生後24時間以内にほぼ全てが死亡した。外見上は特に目立った異常は見られないものの、時々呼吸困難に陥っているかのような、体を硬直させ頭を小刻みに震わせる特徴的な行動を呈した。そこで、Whole body plethysmographyを用いてin vivoでの呼吸活動を測定したところ、無呼吸状態を伴う異常なリズムを示した。次に、観察された呼吸異常が中枢性のものであるかどうかを調べるために、摘出脳幹-脊髄標本を用いて電気生理学実験を行ったところ、中枢性の呼吸活動も無呼吸を伴う異常なリズムを示した。このことから、Dscamノックアウトマウスは中枢性の呼吸障害を呈し、出生後24時間以内に死亡することが示唆された。一方、末梢の臓器である心臓については、組織学的な解析を行ったが異常は見られなかった。今後は、中枢性の呼吸障害がどのようなメカニズムで起きているのかについて注目し、延髄呼吸中枢での呼吸性ニューロンの活動様式・ネットワークの形成などに関し、電気生理学実験、光学的測定及びトレーサー実験等を用い解析を進めていきたいと考えている。また、脳(特に延髄)における構造的な、或は機能的な異常があるかどうかを調べるため、組織学的な解析も進めていきたいと考えている。
過剰空孔の導入及びその緩和過程制御による擬似単結晶シリコン形成技術の研究

ULSIとディスプレイの融合を目指し、絶縁膜上におけるSiGe擬似単結晶薄膜の低温形成プロセスの研究を行い、以下の成果を得た。1.イオン線照射による結晶核の低温度形成非晶質Siの固相成長過程は結晶核の発生(活性化エネルギー:3.7eV)とそれを種とした核成長(2.7eV)に大別できる。従って固相成長の低温化には、核発生に要する活性化エネルギーの低下が鍵となる。固相成長は、空孔を介在とし構成原子がボンドを再配列することにより進行するから、Si-Siボンドの結合を弱めることにより、核形成に要する活性化エネルギーの低下が期待できる。そこで、非晶質Si薄膜へのGe原子導入或いはイオン線照射等を行い、ボンド結合を変調させ、核発生温度低下の可能性を調べた。非晶質SiにGe導入を行い、且つ熱処理中にイオン線照射を併用する事で結晶核の発生頻度を大幅に促進した。その結果、従来(非晶質Siの熱的固相成長)は700°Cを必要とした固相成長が500°C迄に低温化した。2.Ge局所導入による結晶核の方位制御絶縁膜上に堆積した非晶質Siの固相成長層には種々の面方位を有する結晶粒がランダムに混在する。これは、結晶核の発生領域が局在化されていない為、ランダムな結晶方位を有するバルク核が優先的に発生する為である。もし、非晶質Si/SiO_2界面のみで選択的に結晶核が発生できれば、自由エネルギーの差により、結晶核の方位を揃える起動力が発現する可能性がある。そこで、核発生の空間位置を制御し、結晶方位を揃える事を目的とし、非晶質Si薄膜の局所位置にGe原子を導入する手法を検討した。その結果、非晶質Si内部に10nm以上の膜厚を有すGe薄膜を局在導入する事により、結晶核の発生位置制御が可能となった。特にSi/SiO_2界面にGe薄膜を挿入する事により、界面核の選択的発生が実現し、結晶方位制御の道が拓かれた。「イオン線照射による空孔の過剰導入及びその緩和過程とSiボンド再配列の相関解明」に関する研究を行った。分子線エピタキシャル成長装置を用いてガラス基板上に不純物を含まず且つ稠密性の高い非晶質Si層を形成し、パルスイオン線照射装置を用いて広範囲のドーズレート(10^<10>-10^<15>ions/cm^2・s)でイオン線を照射した。パルスイオン線照射装置により、任意のデューテイ比の繰り返しでパルス照射の実験を行った。非晶質Si層に導入する空孔数を動的に制御すると同時に、照射時の試料温度を制御する事で空孔の緩和過程を制御する手法を探索した。室温から300°Cの照射温度において、Si中の照射誘起欠陥の緩和速度を測定し、照射誘起欠陥の緩和エネルギーは0.4eVであることを明らかにした。即ち、室温から300°Cに昇温することにより、緩和速度を約1000倍、促進することが出来た。現在、イオン照射された非晶質Si層のボンド再配列及び再配列に伴う結晶核発生の様子を、分光エリプソメトリー、赤外吸収法、ラマン分光法、及び微小粒径Si電気的評価装置を用いて評価している。この成果を基に、過剰空孔の導入過程及び緩和過程と、ボンド再配列との相関を解明して行く。

絶縁膜上における擬似単結晶Siの実現を目的とし、本年度は「ボンド再配列の制御による発生核の位置・形状制御」及び「核を種とした横方向固相成長」に関する研究を行った。イオン線照射された非晶質Si層のボンド再配列及び再配列に伴う結晶核発生の様子を、分光エリプソメトリー、赤外分光法、及びラマン分光法を用いて評価した。その結果、800900°Cにおける結晶核形成速度がイオン線照射により約2倍に向上することが明らかになった。これはイオン線照射による非晶質膜の原子結合形態の変調により、ボンド再配列が容易化したためと考えられる。局所領域にイオン線照射を施せば、核発生の位置・形状制御が可能である。そこで、集束イオン線照射装置を用い、室温400°CのSi結晶に空間分解能10nmでイオン線照射を施し、照射効果が及ぶ空間的拡がり(ぼけ)の基板温度依存性を評価した。その結果、基板温度の増加に伴い、照射効果が及ぶ空間的拡がりは減少すること、その減少は非晶質Siの固相成長に起因する可能性が高いことを明らかにした。即ち、基板温度400°C程度で集束イオン線照射を施すことにより、空間分解能10nm程度で発生核の位置・形状が制御可能であると期待される。この成果を基に、結晶核の結晶方位及び固相成長Si層の結晶性、物性を詳細に評価して行く。過剰空孔の導入及びその緩和過程制御による擬似単結晶Si形成技術の研究を総括し、デバイス応用への展開を図る事を目的とし、本年度(最終年度)は、擬似単結晶Siの形成プロセスを最適化すると共に、得られた擬似単結晶Siの物性解明を行った。前年度は、熱処理中にイオン線照射を行い、固相成長時に空孔の過剰導入を行ったが、今年度は、固相成長の前段階でイオン線照射を行い、照射で固相成長がどのように変調されるかを検討した。その結果、絶縁膜上に堆積した非晶質Siにイオン線照射(基板温度:室温)を行い、Si薄膜の非晶質性を変調する事により、結晶核の発生速度が、約10倍に向上する事が明らかとなった。これは、イオン線照射により、非晶質Si薄膜の緻密性が変化した事に起因している。即ち、前年度に検討した、固相成長時に過剰空孔を導入する方法(イオン線照射誘起固相成長)との融合が結晶核の形成促進、固相成長の低温下には重要である事が判明した。本法により形成した擬似単結晶Siの物性を分光エリプソメトリ法、X線回折法及び顕微ラマン分光法等を用いて詳細に評価した結果、擬似単結晶Siの結晶化度(単結晶Si:100%、非晶質Si:0%)は80%に達し、且つ結晶粒の内部応力が完全に緩和されており、その為、単結晶Siに匹敵するバンド構造を有している事が判明した。即ち電子デバイスへの応用に必要な要因を備えている事がわかる。今後は、擬似単結晶Siの電気的特性評価を行うと共に、デバイス試作を行う予定である。
間葉系幹細胞から骨芽細胞分化が選別されるメカニズムの解明

骨芽細胞分化選別因子の候補遺伝子Osterixのレンチウイルスによるノックダウン実験を行った。アデノウイルスによる過剰発現系で見られた軟骨細胞分化や脂肪細胞分化の抑制の逆、すなわち促進を期待した訳であるが、予想に反してOsterixのloss of functionはin vitroでは何の変化も示さなかった。これはOsterixのノックアウトマウスの内軟骨性骨化に伴う現象から得られた考察に基づく仮説なので、in vitroではうまく環境を再現出来ていない可能性がある。下記標的遺伝子が決定したら遺伝子改変マウスを作製したい。Osterixの間接作用、特にOsterixが誘導する骨特異的de novo遺伝子の検索に入った。OsterixのアデノウイルスをBMP作用の有無でそれぞれmMSCとC3H10T1/2細胞に感染させてマイクロアレイを施行した。BMPが主に骨芽細胞分化を促進するmMSCと、BMPによって軟骨分化が進むが、Osterix感染によって骨芽細胞分化にshiftするC3H10T1/2を比較した。特にC3H10T1/2での動きが大事で、BMP単独(軟骨分化環境)では発現がmMSCのBMP添加群と比べて低く、Osterixを入れて初めて上がる遺伝子に注目した。Osterixの下流である目的遺伝子は、Osterixの上流であるRunx2によっても間接的に誘導されるはずであるから、Runx2のアデノウイルスの感染も行った。その結果、約45,000 probe setsの中から19遺伝子が残った。さらにこの中で骨芽細胞に発現が限局されるものを探した。なぜならば、Osterixは骨芽細胞にしか発現しないからである。その結果、3つの遺伝子がスクリーニングをパスした。現在これらの発現ベクターの作製からウイルスまで完成しており、機能解析を間葉系細胞で開始している。骨芽細胞分化選別因子の第1候補としたOsterixをアデノ・ウイルスを用いて、10T1/2,C2C12,ST-2,mMSC(marrow stroma cell)といった間葉系前駆細胞に過剰発現させ、BMP-2(300ng/ml)で誘導される骨芽細胞分化と共に軟骨細胞、脂肪細胞への分化の抑制の有無を検討した。その結果、軟骨細胞に付いてはアルシャンブルー染色で評価できる軟骨基質の形成がOsterixによって抑制され、分子レベルでは軟骨分化のmaster regulatorであるSox9,Sox5の発現という分化早期で抑えられていた。脂肪細胞分化は、Nile red染色で明らかとなる細胞内脂肪滴の出現がやはりOsterixの過剰発現で抑制された。この変化が脂肪分化のregulatorであるPPARγ2の抑制から始まっており、分化早期に起きていた事も分かった。このことから、Osterixがあると骨芽細胞以外の分化が抑制されるという仮説が、in vitro培養系で矛盾の無い物となった。ただし、このevidenceが単に過剰発現によるartificialな現象である可能性も否定しておかなければならない。そこでOsterixのノックダウンを検討することとした。手法としてshRNAによるノックダウンを選んだが、間葉系前駆細胞はどれもトランスフェクション効率が悪く、オリゴのままでは使えないことが当初から予想された。そこでレンチ・ウイルスによってshRNAを導入する方法を獲得した。shRNAについてはそのデザインが重要な因子であるが、12種類のデザインを検討してやっと一ついいノックダウン効率を有し、off-target効果のないshRNAが得られた。現在これを駆使して骨芽細胞分化が抑制される条件で、同時に軟骨分化・脂肪細胞分化が促進するのかどうかを詳細に検討中である。
糖尿病患者の食事・運動関連自己管理行動支援プロトコールを用いた看護支援の有効性

本研究では、我々が作成した糖尿病患者自己管理行動調査票(Self-Management Behavior Questionnaire)を用いて、食事量や身体活動量に関連する自己管理行動について、患者の年齢やBMIおよび腹囲、血糖コントロール状況などの特性の違いによる関連を検討し、その結果をもとに、食事や運動の自己管理行動を支援するためのプロトコールを作成した。また、特に治療開始初期の療養支援が重要であるため、2型糖尿病患者の自己管理行動の経験や初診後1年間の食事・運動療法に関する自己管理行動実施状況とコントロール指標の推移について調査した。その結果、血糖コントロール指標を良好に保つためには、薬物療法のみに頼るのではなく、食事療法と運動療法の両方を積極的に実施する必要があること、そして、それらのいずれか一方だけの治療では良好なコントロールは得られないことが示唆された。糖尿病患者への介入試験の多くは、食事や運動量の定量評価に基づいたプロトコールによるものであり、患者の特性や自己管理行動の継続において、患者が経験する逸脱状況なども考慮にいれた、自己管理行動の評価に基づく糖尿病患者の支援プロトコールはこれまで検討されていない。我々はまず、糖尿病患者の食事自己管理行動を把握するための調査票:<栄養指導内容遵守の工夫>と<食事療法妨害要因への対処行動>の2領域)を作成し、その信頼性と妥当性を検討した。さらに、身体活動においても、糖尿病を冠危険因子にもつ虚血性心疾患を含めた、身体活動に関する自己管理行動調査票を作成し、身体活動量との併存妥当性および安定性などの信頼性の検討を行った(今年度学会発表)。本研究は、我々が作成した糖尿病患者の食事・身体活動における自己管理行動評価調査票をもとに、患者の年齢やBMI、血糖コントロール状況など、患者の自己管理行動との関連が推察される患者特性別に、食事量や身体活動量に関連する自己管理行動を明らかにし、それらの結果に基づいた、糖尿病患者の食事・運動関連の自己管理行動支援プロコールを作成し、それらを活用した看護師による療養行動支援の有効性を検証することが目的である。支援プロトコールの精選と予備調査のために、特に初回受診から受診後1年間を経過した15名の2型糖尿病患者を対象に、自己管理行動実施における経験について面接調査を行い、質的に分析した。その結果、療養行動決断に関する言葉が聞かれた患者では自己管理行動の継続がみられ、決断に関する言葉が聞かれなかった患者では自己管理行動の継続が困難であった。前述した内容をもとに自己管理が良好な群(良好群)と継続困難な群(不良群)に分類でき、HbA1cでは良好群で6.0%、不良群で8.1%と有意な差が認められた(Z=2.54,p<0.01)。BMIは両群とも24.7で差はなかった。本研究は、我々が作成した糖尿病患者の食事・身体活動における自己管理行動評価調査票をもとに、患者の年齢やBMI、血糖コントロール状況など、患者の自己管理行動との関連が推察される患者特性別に、食事量や身体活動量に関連する自己管理行動を明らかにし、それらの結果に基づいた、糖尿病患者の食事・運動関連の自己管理行動支援プロコールの作成し、ならびにそれらを活用した看護師による療養行動支援の有効性を検証することを目的としている。今年度は、昨年度に継続し、患者の年齢やBMIおよび腹囲、血糖コントロール状況など、患者の自己管理行動との関連が推察される患者特性別に、食事量や身体活動量に関連する自己管理行動を明らかにし、プロトコール案を作成した。そして、基本的な糖尿病の食事療法を継続し、外来診療にて血糖コントロールを行っている2型糖尿病患者で、本調査への協力が得られた者20例(男女各10例)を対象に、これまで作成したプロトコール案を用いて、看護支援のパイロットスタディを行い、プロコールの精選および実施計画の再検討を行った。その結果、前述の患者特性以外に、以下のことが明らかになった。1)肥満患者では実際の食事摂取量と患者の自己評価との間に乖離が生じていた。2)すべての患者の経験は、<自己管理行動実施への意図><自己管理行動実施への戦略><自己管理行動の実施><数値データと自己管理行動との関連の分析>をたどった後、<数値データと自己管理行動との関連の分析>の経験の違いに伴い、<肯定的感情>あるいは<否定的感情>に大別された。さらに<否定的感情>を経験する患者は、<修正が必要な自己管理行動の確認>を経験していなかった。上記の結果より、患者への正確な行動支援を確立するためには,これらの事項についても分析が必要であり、プロトコールの再検討を行った。

本研究は、我々が作成した糖尿病患者の食事・身体活動における自己管理行動評価調査票をもとに、患者の年齢やBMI、血糖コントロール状況など、患者の自己管理行動との関連が推察される患者特性別に、食事量や身体活動量に関連する自己管理行動を明らかにし、それらの結果に基づいた、糖尿病患者の食事・運動関連の自己管理行動支援プリコールの作成し、ならびにそれらを活用した看護師による療養行動支援の有効性を検証することを目的としている。今年度は、食事・運動関連自己管理行動支援プロトコールとして、これまで蓄積した患者背景ならびに昨年度明らかにした「糖尿病患者の自己管理行動のパターン」を取り入れたプロトコールを作成し、試行を試みた。その試行過程において、食事摂取量の測定においそ、当初、使用を予定していた「食事摂取量」簡易調査票(厚生省作成)」を用いたところ、現在の主食の摂取内容のうち米飯以外の品目(ハンバーグなどの調理パン、菓子パン、麺類、丼など)が調査票に含まれておらず、糖質のみならず、たん白質、脂質の摂取量が、実際の摂取量に比べて少なくなるなど、現在の食生活内容と大きな乖離がみられた。また、食事・運動関連目己管理行動支援プロトコールの試行において、より日常の看護活動で活用可能であり簡便な調査票の開発が必須となった。そこで、最終年度は、本プロトコールの基盤となり、看護活動に活用可能な食事摂取量簡易調査票(修正版)を作成し、健康な成人100名を対象に、本調査票での概算値と1週間の食事記録(写真などを活用)による栄養評価との併存妥当性の検討をおこなった。
大腸癌の幹細胞に着目した新規治療の開発と薬物耐性の分子機序の検討

大腸癌組織を用い、大腸癌幹細胞マーカー陽性細胞の同定を行い、LgR5とEREGの発現をIHC法で同定することが可能となった。深達度が深いほうがEREG発現の強度が増加しており、進行度の違いにより幹細胞の発現強度も異なることが示された。また、抗癌剤治療効果が認められる症例にはEREGが強発現しており、治療効果が得られにくい症例ではEREGの発現は低下していた。また、治療後の残存癌細胞にLgR5が発現していた。LgR5は大腸癌における幹細胞として重要であり、EREGに関与する分子標的薬は大腸癌に対する抗癌剤治療の効果を増強し、治療への応用が期待できると考えられた。1)大腸癌幹細胞に着目した新しい分子標的の探索大腸癌幹細胞マーカー陽性細胞の抽出:大腸癌組織検体をCD44, CD133, LGR5等で染色し、幹細胞の性質を持った大腸癌細胞を同定する。Laser capture microdissectionによって細胞単位で採取し、その他の部位とEGFRリガンドの発現の違いや細胞分裂に関わるチェックポイントキナーゼなどの蛋白群の遺伝子発現の変化を検討する。大腸癌組織検体からフローサイトメトリーを用いて、表面抗原CD44,CD133で細胞を分離し同じく、EGFRリガンドの発現の違いや、細胞分裂に関わるチェックポイントキナーゼなどの蛋白群の遺伝子発現の変化を検討する。cDNAマイクロアレイを用いて、CD44, CD133, LGR5の発現の違いにより変化してくるmiRNAを同定する。結果:1CD44、CD133、LgR5抗体を用いた免疫染色において細胞株では発現を確認、また条件設定の再現性を確認した。2大腸癌切除症例のパラフィン包埋切片において免疫染色を行ったところ、LgR5では正常部よりAdenomaが強く発現しているが、癌部では発現が低いということが分かった。3細胞での染色は可能であるが、大腸癌の臨床検体では発現率、陽性率が低いため、標本検体の染色および判定が困難であった。2) EGFRリガンド阻害剤による癌治療法の開発.AKTのシグナルをPTENのiRNAおよび発現ベクターで調整している。消化管1細胞での染色は可能であるが、大腸癌の臨床検体では発現率、陽性率が低い。2標本検体の染色によるばらつきが多いため、再現性を得られる条件設定をおこなうまで時間を要した。従来の原発巣・転移巣をみる研究計画では陽性率の少なさから標本選択時にバイアスがかかる可能性がある臨床検体を免染する中で、Adenomaの発現が強いため、同一標本内に正常部、Adenoma、CarcinomaがあるAdenocarcinoma arising in adenomaの標本を評価し、さらにLgR5のニッチと言われているパネート細胞との関係を評価する。大腸癌の発生様式をStem cellとニッチの関係から見ることができる可能性がある。既存の分子標的薬剤の感受性因子の検討;既存の消化器癌に対する分子標的薬はEGFR,VEGFを標的としており、感受性予測の為に、EGFやVEGFのタンパク発現やRNA発現の多寡を利用しようとしたが、多くの臨床試験で感受性の予測は失敗に終わっている。我々の検討では、膜型レセプターの発現の多寡は考慮せず、microRNAの発現の変化が感受性と関係することを検討する。1マウスモデルによる検討2microRNAアレイを用いた検討:ヒト(胃)癌細胞株をマウスに移植した担癌モデルマウスからの癌組織サンプルに対してmiRNAアレイのプロファイルを取得するという実験を複数回繰り返す。取得されるプロファイルデータの再現性から、サンプリング条件の検討を行い、再現性が得られるサンプリング条件を確立する。また、正常組織との比較により癌において活性化が推測されるmicroRNAに対して、実際の組織中の発現量、活性化状態を組織染色、DNAチップ、リアルタイムPCR、ウェスタンブロット等によって確認し、アレイによって得られるデータの信頼性を確立する。予定されていた動物実験が開始できなかったため。当初予定していた、マウス大腸癌にヒト大腸癌細胞を同所性移植し、肝転移デルを作製する。
拡張型心筋症のウイルス病因にかんする研究-in situ PCR診断法を用いて-

拡張型心筋症のウイルス病因にかんして臨床および基礎の両面から研究を行なった。A.臨床的研究(1)本症および心筋炎など154例の心疾患患者の生検心筋よりエンテロウイルスRNAをPCR法により検索した。NC、NS、POL領域の3カ所を増幅した。1カ所以上の陽性症例は31例(20%)、疾患別では心筋炎で20%、拡張型心筋症で20%、その他20%で疾患群間に頻度の差がなかった。また、(2)PCR-SSCP法によるエンテロウイルスの種・型鑑別(後述)で、大部分がコクサッキーB群以外かその変異株と推定された。B.基礎的研究(1)動物のコクサッキーB3ウイルス性心筋炎後に拡張型心筋症様病像を呈するものがあった。In situ hybridi-zation(ISH)法でウイルスRNAが急性期後にも心筋細胞胞体や血管内皮などに局在し、センスRNA、アンチセンスRNAが同時にあることよりウイルス複製が示唆された。(2)In situ PCR法は通常のISH法に比較して感度が高いが、組織傷害が強いためウイルスRNAの局在の判定が困難であった。一方、電顕ISH法は感度が高く詳細なウイルスRNAの局在や動態の検索が可能であると考えられた。(3)コクサッキーB群を含むエコー、ポリオなど14種のエンテロウイルスについてPCR-SSCP法により種・型鑑別を試みた。熱変性後のポリアクリルアミドゲルによる電気泳動で再現性をもって異なったパターンを示し、鑑別可能であった。従って本法の臨床への応用が期待される。本症患者の生検心筋よりPCR法によりしばしばエンテロウイルスゲノムが検出され、申請者らも同様の成績を得た。しかし、通常のin situ hybridization(ISH)法では感度が低くウイルスの検出が困難なため局在が明らかでなく、またエンテロウイルスの種類も判明していない。本症の病因解明のためには、ウイルスの心筋における局在と種類を明らかにすることが急務である。そこで、1.コクサッキーB3ウイルス感染マウス心筋について、ISHより感度の高いin situ PCR法を用いてウイルスゲノムの局在を検索した。また、患者生検心筋への応用を試みた。結果は、1.5^1側非翻訳領域の一部を増幅するin situ PCR法で、コクサッキーB3ウイルス性心筋炎マウスの第14日まで、心筋にウイルスが検出された。この成績は通常のISH法とほぼ同様である。2.PCR-SSCP法によりコクサッキーB1-6、コクサッキーA7、9、ポリオ1-3、エコー7、9、11、21ウイルスなど14のエンテロウイルスの種、型鑑別を試みた。ウイルスの種・型により高い再現性をもってそれぞれ一定の異なる泳動像を示し、鑑別が可能なことを確認した。そこで、本法を臨床に応用し、拡張型心筋症、心筋炎を含む55症例の心疾患患者の生検心筋、一部心膜液についてウイルスゲノムの検出と鑑別を行った。13例が陽性であった。しかし、生検心筋より検出された10例はコクサッキーB群ウイルスを含む14種のどのウイルスとも一致しなかった。一方、心膜液などの3例のうち1例はコクサッキーB1ウイルスと考えられた。In situ PCR法によるエンテロウイルスゲノムの検出は感度が低く、本症患者の生検心筋に応用するには、なお改良が必要である。一方、PCR-SSCP法によるエンテロウイルスの種、型鑑別は14種についてすでに可能で、本症患者心筋からはコクサッキーB群ウイルスは検出されなかった。したがって、拡張型心筋症患者および心筋炎患者心筋に検出されるエンテロウイルスゲノムは、これら以外のウイルスかこれらの変異株と考えられる。拡張心筋症(DCM)の病因を(1)臨床、(2)基礎の両面から検討した。

結果は、(1)通常のPCR法による本疾患者生検心筋のエンテロウイルス(EVG)ゲノム陽性率は、心筋炎、その他の心疾患患者と明らかな差がなかった。陽性症例のPCR-SSCP法による種・型鑑別で、代表的なコクサッキーB群を含む13種のEVに一致するものが殆どなく、これらは変異ウイルスである可能性が示唆された。(2)実験的コクサッキーB3ウイルス性心筋炎で心筋よりウイルスが分離できない急性期後もEVGが存在し、DCM様動物心筋に多くみられた。心筋内EVGの持続と本症病因との関連が示唆され、ウイルス変異による持続感染も疑われる。以上より、患者生検心筋におけるエンテロウイルスゲノムの病因的意義が解明されたとは言えないが、変異ウイルスによる持続感染にともなう心筋障害の可能性が示唆された。引き続きEVGの検索と種・型、変異の有無の検索が重要である。また、ウイルス性心筋炎動物モデルでも本症様病像をきたす動物に持続感染が証明され、ウイルス変異が疑われた。これらの動物における心筋細胞障害機構について検討中である。
高圧下におけるFe-FeS系融体のX線構造解析

地球中心核には鉄ニッケル合金の他に酸素・硫黄などの軽元素が約10重量%含まれていると考えられている。鉄一軽元素系融体の密度・粘性・電気伝導度などの物性は、核のダイナミクスや地球形成初期の核マントル分離過程などを明らかにする上で必要不可欠な情報である。これらの物性は温度圧力の関数であるとともに、化学結合性・結晶構造と密接な関連がある。このように鉄一軽元素系融体の構造の研究は物性研究の基本となる。本研究では放射光を用いた高温高圧X線回折実験から高圧下におけるFe-FeS系融体の静的構造を調べ、融体の構造と圧力・組成の関係を明らかにすることを目指している。X線回折実験は高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所(PF)に設置された高圧X線回折装置MAX90を用いてエネルギー分散法で行った。昨年度FeS融体の構造の圧力変化に関する研究を行い、5GPaまでの圧力下でFeS融体の構造に大きな変化が見られないことを報告した。今年度はFe-FeS2成分系において、融体の構造と組成の関係について研究を進めた。圧力を3GPaに固定し、Fe-FeS系の共融組成を挟んで、Fe側とFeS側の数点の組成の融体に対するX線回折実験を行った。実験データから動径分布関数を求め、融体の近接構造に関する情報を導いた。その結果、Fe-FeS系の融体では共融組成の両側で大きく構造が変化することが確認された。すなわち、共融組成よりFe側ではS濃度の増加にともない第1近接のFe原子の数が減少していくものの純鉄に類似した構造を保持しているのに対し、共融組成よりFeS側では第1近接原子は異種原子であり、ほとんどFeSと同様の構造をとっている。このように、放射光を用いた高圧X線回折法による融体構造の研究は極めて有効であり、鉄一軽元素系の融体物性研究の有力な手段である。地球中心核は溶融状態の鉄ニッケル合金と酸素・硫黄などの軽元素からなると考えられている。鉄-軽元素系融体の密度・粘性・電気伝導度などの物性値は核における磁場の発生などの物理現象や、地球形成初期の核マントル分離過程などを明らかにする上で非常に重要な情報である。これらの物性値は温度圧力の関数であるとともに、化学結合性・結晶構造にと密接な関連がある。しかるに、鉄-軽元素系融体の構造に関する知見はほとんど無いに等しい。本研究では放射光を用いた高温高圧X線回析実験から高圧下におけるFe-FeS系融体の静的構造を明らかにすることを試みている。今年度は端成分のひとつであるFeSのX線構造解析を約5GPaまでの圧力で行った。実験は物質構造研究所に設置されている高温高圧X線回析装置MAX90により白色光を用いたエネルギー分散法で行った。X線回析実験からFeS融体の干渉関数Qi(Q)が得られる。Qi(Q)をフーリエ解析することによって動径分布関数を導いた。動径分布関数からFeSの最近接配位数は約6、最近接原子間距離は約2.4Åであること、どちらも圧力依存性は小さいことが明らかになった。また、デバイ方程式を用いた干渉関数精密化法により、Fe-S間の部分相関を調べた。その結果、最近接イオン対はFe-Sであり、第2近接イオン対はFe-Fe、第3近接イオン対はS-Sであることが明らかになった。
近代日本の織物業における比較産地発展論

平成30年度は、1現代西陣における生産状況に関する情報収集、2『工場通覧』を中心とする資料の整理・入力、3福井産地の長期的発展の要因分析に関する論文投稿・再投稿、4全国の産地類型化の準備を中心として作業を進めた。1については、西陣織物工業組合において史料調査並びにインタビューを進め、関連工程の企業で、各工程に関する現状把握に努めた。さらに、京都市産業技術研究所等、繊維産業を超えて京都の中小企業を支援するシステムが、どのようにワークしているのかについて、インタビューを進めた。2については、入力したデータをパネルデータにする作業を続け、近代発展期における産地の中心的企業の抽出とその背景を考察中である。京都においては、かつて桐生に関して分析した以上に、生産形態の異なる機業が多く存在する。桐生の分析の時のように、それぞれの機業が、異なる成長局面において、どのような役割を果たしたのかというフレームワークを援用し、作業を進めている。4比較する3産地を取り巻き、これらの位置づけを明確にするために進めている日本全国の織物産地の類型化作業については、引き続き『紡織要覧』の整理・入力を中心に作業を進めた。三産地の比較そのものについては、「比較産地発展論序説」(『国民経済雑誌』)として、中間報告的な論考をまとめた。昨年度は、学部・研究科の教務委員長を務めたため、研究に費やせる時間はきわめて限定された。この業務のために、国際経済学会でパネルのオーガナイザーを務めたセッションに、残念ながら参加することができなかった。参加は叶わなかったが、論文のとりまとめやセッションの構成等、日本においてできることについては、コオーガナイザーとの協力の下に進めた。特に西陣の分析を本年度は中心的に進める。すでにデータ等は整えられつつあるので、その加工・分析に入る予定である。これをもとにディスカッション・ペーパーを仕上げ、内外で積極的に研究報告を行う。桐生に関する研究については、EHRやBHRにすでに掲載された分析を再検討し、福井・西陣と比較可能なようにデータ整備を進める。日本全体の織物産地の変化の姿が、三産地比較を浮かび上がらせるような形で描けるよう、新たな変数を模索することも必要である。平成29年度は、主として1西陣産地の資料整理ならびにサーベイ、2同産地の長期的傾向の把握のためのインタビュー、3福井産地の長期的発展の要因を分析した論文の作成・投稿につとめた。西陣産地については、『府県統計表』から把握可能な産地の動向を示す基本的指標(生産組織別機業数、職工数、生産額、力織機化率等)を系列化した。それらの変化から、19世紀終わり20世紀前半の西陣産地を仮説的に3つの局面に分け、その背景で起こっていた産地内の変化をサーベイで得られた知見から明らかにしようと試みた。この局面的な変化を裏付けるために、『工場通覧』・『全国工場通覧』における複数年の個票データを集計した(平成30年度にはパネルデータを作成し、産地における「工場」にどのような変化がみられたのかを分析する予定である)。同産地の長期的傾向を把握するために、元・機屋の関係者へのインタビューや資料収集を進め、「機械化できない製品の生産」や「大きい機屋ほど危機に弱かった」等、作業仮説を考える上で重要な意見を得た。また、現在の西陣織の新しい試みについてもインタビューを試みた。主たる理由は、以下の2点にある。1点は、データベース作りに時間がかかった点である。『工場通覧』等は、判別しにくい文字が多く、年数を経るとサンプルも増えるため、予想以上に時間を取られ、パネルデータの作成には至らなかった。2点目は、西陣・桐生・福井でのインタビュー調査が予定通りに進まなかった点である。平成29年度は研究科の副教務委員長という立場にあり、インタビュー調査に行ける日数が限られてしまった。また、国際経済史学会でのパネルのオーガナイズに関しては、フランス・スペインの織物業研究者との議論がまとまらず、絹織物業ではなく、織物業等在来産業の担い手であった女性労働(女性の労働参加率)を中心としたパネルをオーガナイズした。これについては、オーガナイザーとして全体の研究の包括やIntroductionの部分を担う予定である。

昨年度は、学部・研究科の教務委員長を務めたため、研究に費やせる時間はきわめて限定された。この業務のために、国際経済学会でパネルのオーガナイザーを務めたセッションに、残念ながら参加することができなかった。参加は叶わなかったが、論文のとりまとめやセッションの構成等、日本においてできることについては、コオーガナイザーとの協力の下に進めた。本年度においては、1西陣のパネルデータの作成・分析ならびに産地の諸局面に関する研究を進め論文を作成すること、2福井産地の形成・発展に関する論文を国際学術雑誌に再投稿すること、3近代桐生における発展要因の整理を行うこと、4女性の労働参加率をサーベイし国際比較を行い、それを本研究における3産地と比較・検討することを目標とする。1については、これまでのサーベイも生かして論文を作成し、国内の経済史系の学術雑誌への投稿を目指す。2については、現在再投稿準備中でる。3については、化学染料の導入、力織機化を含め近代桐生産地における重要な発展要因を再検討する。4については、初期に目指したパネルとはテーマが異なってしまったが、女性労働・女性の労働参加率という観点から、本研究に生かせるようにできるだけ多くの地域・時代の文献にあたることとする。特に西陣の分析を本年度は中心的に進める。すでにデータ等は整えられつつあるので、その加工・分析に入る予定である。これをもとにディスカッション・ペーパーを仕上げ、内外で積極的に研究報告を行う。桐生に関する研究については、EHRやBHRにすでに掲載された分析を再検討し、福井・西陣と比較可能なようにデータ整備を進める。日本全体の織物産地の変化の姿が、三産地比較を浮かび上がらせるような形で描けるよう、新たな変数を模索することも必要である。校務のため、インタビュー調査等の国内出張や海外出張が不可能だったため次年度使用額が発生した。今年度の資料収集・インタビュー調査とパネルデータ作成のための資料整理補助の謝金に支出する予定である。学部・研究科の教務委員長を務めたため、期末試験中にボストンで行われた世界経済史会議に出席することが不可能となった。そのため、外国旅費・滞在費として予定していた分が、使途できなくなってしまった。これについては、本年度、西陣研究の成果を海外の経済関係のセミナーで報告する際に利用したいと考えている。
流体含む多孔質弾性体の力学の孔版印刷技術への適用に関する研究

まず、数理的数値的解析の基礎となる孔版印刷機の諸元の測定・各部材やインクの物性地の測定、実際の孔版印刷機の印刷状況の観察、インク移送の定性的検討、モデルの提案を行った。その結果に基づき、孔版印刷機のスクリーンとマスターをインクで飽和した単一の多孔質弾性層と見なし、この多孔質弾性層の力学的挙動を解析した。この際、実験により観察された多孔質層の非線形応答をも考慮した。その結果、次の結論を得た。(1)インクを含んだスクリーンとマスターの力学的挙動は、4つの無次元パラメータによって支配される。(2)弾性層の非線形性の影響は、定性的にはかなり大きいが、以下に述べる定性的な結論には影響しない(線形解析と同じである)。(3)プレスローラによるインクで飽和した多孔質弾性層の圧密によるインクの絞り出しが、種々のインク移送のメカニズムの中で、重要な(または、支配的な)役割を果たしている。特に、プレスローラによる圧迫時間が短いときには、支配的である。(4)プレスローラの接触圧が減少して行く段階で、マスターへのインクの吸い戻しがある。これは、圧密された多孔質弾性層の弾性回復が原因である。従って、スクリーンやマスターの材料は、長時間の使用に対し「へたらないない」ものでなければならない。(5)プレスローラによる圧迫時間が多孔質弾性層の特性時間よりやや短いとき、および、プレスローラのオフセット量が多孔質層の上面のインク圧のピークの前方へのずれにおよそ等しい時、マスターから印刷紙へのインクの移行量が最大になる。【1】解析の準備と解析モデル孔版印刷機中のインクの流れのメカニズムを解析的に明らかにするため、まず、その数理的数値的解析の基礎となる印刷機の諸元の測定・各部材料やインクの物性定数の測定を行った。また、実際の孔版印刷機の印刷状況を観察し、インク移送のメカニズムについて検討し、流体で飽和した多孔質弾性層というモデルを提案した。【2】モデルに基づく解析スクリーンとマスターをインクで飽和した単一の多孔質弾性層と見なし、この多孔質層の力学的挙動を解析した。(1)インクを含んだスクリーンとマスターの力学的挙動は、4つの無次元パラメーターによって支配される。(2)プレスローラーによるインクで飽和した多孔質弾性層の圧密によるインクの絞りだしが、種々のインク移送のメカニズムの中で、重要な(または、支配的な)役割を果たしている。特に、プレスローラーによる圧迫時間が短いときには、支配的である。(3)プレスローラーの接触圧が減少してゆく段階で、マスターへのインクの吸い戻しがある。これは、圧密された多孔質弾性層の弾性回復が原因と考えられる。(4)プレスローラーによる圧迫時間が多孔質弾性層の特性時間よりやや短いとき、および、プレスローラーのオフセット量が多孔質層の上面のインク圧のピークの前方へのずれにおよそ等しいとき、マスターから印刷紙へのインクの移行量が最大になる。【3】今後の計画以上により、孔版印刷機におけるインク移送メカニズムを解析的に取り扱う枠組みを設定できたので、インク移送に及ぼす種々の因子について今後解析し検討を加えて行く。昨年度の成果(数理的数値的解析の基礎となる孔版印刷機の諸元の測定・各部材やインクの物性地の測定、実際の孔版印刷機の印刷状況の観察、インク移送の定性的検討、モデルの提案)に基づく数理解析を行った。すなわち、孔版印刷機のスクリーンとマスターをインクで飽和した単一の多孔質弾性層と見なし、この多孔質弾性層の力学的挙動を解析した。

(2)弾性層の非線形性のの影響は、定性的にはかなり大きいが、以下に述べる定性的な結論には影響しない(線形解析と同じである)。(3)プレスローラによるインクで飽和した多孔質弾性層の圧密によるインクの絞り出しが、種々のインク移送のメカニズムの中で、重要な(または、支配的な)役割を果たしている。特に、プレスローラによる圧迫時間が短いときには、支配的である。(4)プレスローラの接触圧が減少して行く段階で、マスターへのインクの吸い戻しがある。これは、圧密された多孔質弾性層の弾性回復が原因である。従って、スクリーンやマスターの材料は、長時間の使用に対し「へたらないない」ものでなければならない。(5)プレスローラによる圧迫時間が多孔質弾性層の特性時間よりやや短いとき、および、プレスローラのオフセット量が多孔質層の上面のインク圧のピークの前方へのずれにおよそ等しい時、マスターから印刷紙へのインクの移行量が最大になる。
コンピュータ・コーパス利用による現代英米語法の実証的研究

本研究の主たる目的は、既存のデータベースを利用して現代英米語の語法研究を句ないし文レベルで行い、近代英語期における変化・発達にも注意を向けながら、過去30年間における英語の変容を明らかにするとともに、英米語間の語法上の違いを明らかにしようとするものである。昨年より継続中の研究ではあるが、本年度は特に次のことを行った。1.コーパス言語学関係文献の調査収集を行い、約20点の研究書を購入。2.既存のデータベースの調査収集を行い、近代英語関係では新たにJane Austen,Dickens等5点、現代英米語関係では米週刊誌Time,英日刊紙The Times各過去5年分、他にFaulkner,Welty,Steinbeck等5点の文学作品をCD-Rom,フロッピ-版で購入。3.インターネット上で公開されているテキスト・データベースの調査を行い、500点余の文献(近代英語、アメリカ英語関係)を収集し、我々の調査目的に合わせた編集。最終的には、変容する現代英米語の実態を通時・共時の両面から実証的に解明することを目指しており、近く数編の論文に結実する予定である。
マメ科作物の花器脱落の生理学的機構

マメ科作物の花器脱落の生理学的機構を解明するため、植物ホルモン、根系および種間差異に着目して解析を行った。第1に、花器形成過程における内生植物ホルモンの推移および光合成産物とサイトカイニンの相互作用について検討した。花房の内生サイトカイニンは開花数日後に一時的に顕著に高まり、その前後の時期にはほとんど検出されなかった。また、花房内では基部に位置する花で高く、頂部では低い傾向がみられ、花房内の着莢率の差異と符号していた。これに対して、IAAは開花直前の花で高く、開花後は急激に減少した。ABAは開花期間にはほとんど検出されず、莢が伸長を開始して急激に増加した。シンク制限により、節当たり稔実莢数は増加し、節当たり稔実莢数は光合成産物の供給に規制されていることが確認された。第2に、有機質や石こう施用がダイズの根系形成に及ぼす影響を解析した。石こうを5年以上連統施用した圃場では、ダイズの茎長、根粒数および根粒重は促進された。石こうや堆肥施用区では、茎基部からの出液中に、サイトカイニンの1種であるイソペンテニルアデニンが多く含まれる傾向が認められた。第3に、生長調節剤の1種であるフィガロンがマメ科作物の花器形成に及ぼす影響を解析した。ダイズとラッカセイにおいては、フィガロン施用により、開花後期に開花した花器を落花させることにより、収量が高まった。アズキではフィガロン施用の効果が認められなかった。以上のように、マメ科作物の花器形成は、サイトカイニンなどのホルモンにより制御されており、根圏環境はこれらのホルモンの生成を通じて花器形成に影響することが示唆された。マメ科作物の花器脱落の機構解明を目指し、本年度は、以下の3項目について研究を実施した。1.ダイズにおける光合成能と植物ホルモンの相互作用の解析ダイズ個体の節位別の光合成産物の供給量と開花・着莢数との関係を解析した結果、光合成産物の供給量の増加に伴い着莢数は増加するが、ある水準以上には増加しないことがわかった。このことは、ある節位における着爽数は光合成産物の供給に加え、植物ホルモンによる制御機構が関与していることを示唆するものであり、現在サイトカイニンの影響について解析中である。2.根からのサイトカイニン生成能の解析石膏の施用がダイズの根系生育、根の活性に及ぼす影響を検討した。石膏施用により、総根重には影響が認められなかったが、側根+不定根重が増加した。石膏施用により根の活性の指標としての出液速度に増加は認められなかった。根からのサイトカイニン供給能を検討するため、出液中のサイトカイニン含量を分析中である。3.主要マメ科作物における植物ホルモンと着莢率との関係解析ダイズ、アズキ、ラッカセイを供試し、フィガロン(落花剤)投与が、着莢率、収量構成要素に及ぼす影響について種間差を比較解析した。フィガロン散布により、ダイズとラッカセイでは着莢率が高まり収量も増加したが、アズキでは着莢率は高まるものの増収にはならなかった。マメ科作物の花器脱落の生理学的機構を解明するため、本年は3つの側面から解析を行った。第1に、花器形成過程における内生植物ホルモンの推移を追跡し、あわせて光合成産物の供給とサイトカイニンの供給の相互作用を検討した。ダイズ花房の内生サイトカイニンは開花数日後に一時的に高まり、その前後においてはほとんど検出されなかった。また、花房内では、基部に位置する花で高く、頂部の花では低かった。このサイトカイニンの含有率と花房内の着恭率とは相関が認められた。

これに対してIAAは開花直前の花で含有率が高く、開花後は急激に減少した。また、基部より頂部に位置する花で高かった。ABAは開花期間にはほとんど検出されず、恭が伸長してから急激に増加した。シンク制限により節当りの稔実恭数は増加することから、節当りの稔実恭数は光合成産物の供給により大きく規制されることがわかった。光合成産物の供給とサイトカイニン供給の相互作用は認められなかった。第2に、石こうと有機質施用がダイズの根系形成とサイトカイニン生成能に及ぼす効果を解析した。石こうの連年施用により、ダイズの茎長、根粒数および根粒量は増加した。石こうや堆肥施用により、基部からの出液中に含まれるサイトカイニン(イソペンテニルアデニン)が増加する傾向が認められた。第3に、成長調整剤の1種であるフィガロンやマメ科作物3種の花器形成に及ぼす効果を検討した。フィガロン施用により、ダイズとアズキにおいては、開花後期に開花した花を落花させることにより、それ以前に開花した花の着恭率が高まり収量が増加した。