hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東アジアにおける黄砂粒子の吸水力とその鉱物組成への依存性に関する研究

・ESEMによる黄砂粒子の吸水力の分析について昨年度引き続き黄砂粒子に対して、粒子の吸水力を粒子周りの相対湿度を変更しながら測定した。主な結果は再確認し、新たな知見も見出された。(1)黄砂粒子表面の硫酸塩沈着による硫酸カルシウムが形成される場合、粒子の吸水力はほとんど変わらない。(2)黄砂粒子表面の硝酸塩沈着により、粒子の吸水力は大きく変わり、特に硝酸カルシウムが形成される場合に吸水力が著しく上がることが見出された。(3)実験室内の人工硫酸カルシウム粒子と硝酸カルシウム粒子を用い、上記の二つ結果が検証された。(4)飽和の状態になると、黄砂粒子の表面成分に依存されず、全ての粒子が凝結界面として水蒸気を吸収し粒子が水滴になることが証明された。これらの結果に基づく取りまとめた論文が国際雑誌に発表された。・ESEMによる都市大気中のスス粒子の分析について昨年度の研究で得られた結果に基づく取りまとめた論文が国際雑誌に発表された。・学会発表について:日本国内学会(埼玉県和光市)とで国際学会(台湾高雄市)でそれぞれ1回本研究で得られた研究成果について研究発表を行った。・過去に得られたデータについて中国の北京・敦煌・青島と、日本の熊本周辺・日本海上空で採集されたアジア黄砂粒子の分析結果をまとめて、それらの粒子の鉱物的な特徴を比較・検討している。・研究開始の準備について(1)国立環境研に訪問して採集される黄砂粒子を冷却または過熱した状態での個々分析法について研究打合せを行い、試験サンプルでテストも実施した。(2)熊本天草半島最西端(荒尾岳)において黄砂時と非黄砂時に粒子採集を行った。(3)湿度制御ESEM分析用の試料台を設計し加工してもらった。(4)個々の粒子の吸水力を測定する計画を立ち上がった。・分析の進行状況について(1)ESEMによる黄砂粒子の形態と元素組成の分析を行っている。(2)ESEMによる個々の粒子の吸水力の分析を行っている。・西日本と中国北京周辺において、黄砂時に個々黄砂粒子の吸水力測定用のサンプルを採集した。・ESEMによる個々の黄砂粒子の吸水力の分析について熊本周辺と中国の北京で採集された黄砂粒子に対して、粒子の吸水力を相対湿度ごとに測定した。主な結果は次のとおりである。(1)黄砂粒子表面の硫酸塩沈着により、粒子の吸水力はほとんど変わらない。これらの結果に基づく取りまとめた論文がほぼ完成され、近日に国際雑誌に投稿する予定である。・ESEMによる他の粒子の分析について(1)海塩粒子:海塩粒子の吸水力は黄砂粒子より顕著であり、黄砂粒子と海塩の混合により高い吸水力を持つ混合粒子を作ることが確認された。(2)スス粒子:加熱実験により、スス粒子表面の揮発性成分は粒子の核を隠し、加熱後に核が現れて、スス粒子の大きさは、表面の揮発性成分に左右されたことが定量的に測定できた。これらの結果に基づく取りまとめた論文が現在投稿中である。・学会発表について:日本国内学会(福岡エアロゾル学会)1回、日本国内(金沢市)開催国際学会1回、海外(中国北京市と中国厘門市)開催国際学会2回、計4回で、本研究で得られた研究成果について研究発表を行った。
極超音速高エンタルピー流れにおける混合層の構造に関する研究

極超音速乱流混合に関する研究は高速空気力学の基礎研究課題であるばかりでなく、衝撃波工学の重要な応用研究課題でもある。本国際共同研究は、トロント大学航空宇宙研究所と東北大学流体科学研究所衝撃波工学研究センターとの密接な連携の下に三年間にわたって実施された。得たる結果を要約すれば:1)極超音速乱流混合に関する数学モデルを確立し、三次元粘性流れの差分法により計算法を導入し、非構造格子法を用いる数値計算コードを完成した。(2)上記の計算法に化学反応項を導入するために、詳細な酸素・水素反応の素反応過程を考慮する数値計算法を確立した。(3)また、極超音速乱流混合過程に関する素過程に理解に関係して、衝撃波間実験で後ろ向きステップを過ぎる衝撃波の回折過程を、実験的・数値解析的に明らかにした。(4)小型自由ピストン極超音速衝撃波風洞を用いて、マッハ数6の成形のずるの特性を明らかにした。圧縮室ピストンの挙動、ノズルの始動過程、ノズル始動糧に及ぼす隔膜取り付け位置の影響、ノズル流れのピト-圧測定、衝撃波管駆動気体汚染の効果などを解明した。また、この成果に基づいて、成形ノズルの作動範囲が極めて狭いことを明らかにし、円錐ノズルを設計した。(5)この自由ピストン極超音速衝撃波風洞でよどみ点エンタルピー14MJ/kgを発生し、円筒まわりにマッハ数6の流れを実現した。ホログラフィー干渉計法による可視化に成功している。(6)以上の研究成果は、トロント大学航空宇宙研究所、シシリアン教授が平成7、8、9年度延べ8ヶ月および大学院生シューマッヒャ-君が平成9年度6ヶ月の間、本研究センターに滞在して行った共同実験の成果である。(7)研究成果を早急にとりまとめて、国際学術雑誌に発表する予定である。極超音速乱流混合に関する研究は、衝撃波工学の重要な基礎研究であるばかりでなく、スクラムジェットエンジンの特性を決定する要素研究である。本研究は、スクラムジェットエンジンの最も有効に作動するマッハ数46の流れにおける二種気体の乱流混合過程を実験的・数値解析的に明らかにすることを目的にし、この分野の研究でカナダを代表するトロント大学シシリアン教授と衝撃波の研究で実績を持つ東北大学流体科学研究所高山教授との共同研究である。本年度の成果を要約すれば(1)乱流混合過程を模擬する実在気体効果を考慮した数値計算法を確立し、これを用いてマッハ数6のノズルを設計し、現在製作中である。(2)ノズル流れにおける乱流混合過程を計測するために有効なホログラフィー干渉計法を発展させて、三次元衝撃波計測法を確立した。また粒子速度三次元衝撃波計測法の文献調査を完了した。(3)本研究に使用する自由ピストン衝撃波風洞の特性解明し、この装置を用いて本研究を実施する準備を完了した。(4)本実績をとりまとめ論文の形で公表する準備が進行中である。極超音速乱流混合に関する研究は,高速空気力学の研究課題であるばかりでなく,衝撃波工学の重要な基礎研究課題でもある.この研究は,また,最近注目を集めている次世代の推進方式,スクラムジェットエンジンの開発の要素技術として重要である.本国際研究はマッハ数4-6の流れにおける乱流混合過程を実験的に数値解析的に明らかにすることを目標に,カナダでこの分野の研究の第一人者であるトロント大学航空宇宙研究所シシリアン教授と東北大学流体科学研究所衝撃波工学研究センターとの共同研究である.本年度の結果を要約すれば:(1)マッハ数6の整形ノズルを設計試作し,これを自由ピストン衝撃波風洞に取り付けてノズルの始動過程を明らかにした.

(2)また,自由ピストン衝撃波風洞を淀み点エンタルピー10-15MJ/kgの範囲で作動させて,その諸特性を実験的に,特に,ホログラフィー干渉計法を用いる可視化法を用いて詳細に明らかにした.(3)乱流混合を伴う解離空気の数値計算法,特に,陰解法を用いる二次元流れの数値計算法を確立し,現在それを三次元流れ場に拡張中である.(4)発表論文リストにあるように,研究成果を国際研究集会あるいは国内の研究集会で公表した.極超音速乱流混合に関する研究は、高速空気力学の研究課題であるばかりでなくて衝撃波工学の重要な応用研究である。本国際共同研究は、東北大学流体科学研究所衝撃波工学研究センターとカナダトロント大学航空宇宙研究所との連携で実施された。本年度の研究は(1)極超音速乱流混合に関する数値計算法を開発した。特に、非構造格子法による非定常三次元流れの差分計算法はほぼ完成した。(2)マッハ数6のノズルの特性を実験的に究明した。特に、自由ピストン極超音速風洞の作動特性に関して、試験気体が駆動気体の混合によって汚染される現象を解明するために、三次元ホログラフィー干渉計法の適用を試み、予備実験を終了した。(3)自由ピストン極超音速風洞を、よどみ点エンタルピー14MJ/kgの範囲で作動させ、物体まわりのマッハ数6高エンタルピー流れを得た。(4)本年度の共同研究の成果で、口頭発表あるいは学術誌に公表されている論文は、論文リストに示されている通りである。(5)トロント大学航空宇宙研究所シシリアン教授とその大学院生シューマッヒヤ-君は平成9年7月から平成9年12月の6ヶ月間東北大学流体科学研究所衝撃波工学研究センターに滞在し、共同実験を実施した。
PEG含浸処理された木質文化財の正確な炭素14年代測定

本研究は,木質文化財資料に注入した異質な炭素を含む保存剤(PEG)をほぼ完全に除去し,信頼できる放射性炭素(14C)年代を得るための基礎研究である.現状では,含浸されたPEGを2%残すまでに除去できたが,完全に除去する方法を確立するまでには至っていない.しかし,洗浄処理後の木質試料の14C年代を測定し,さらに試料中にわずかに残留するPEGを定量して,その効果を補正することにより,木質試料のより確からしい本来14C年代を得ることが可能である.保存処理されている多くの貴重な木質文化財に対して高精度の14C年代測定が可能になり考古学・文化財科学における編年研究が益々進展するものと期待される本研究は,木質文化財資料に注入した異質な炭素を含む保存剤(PEG)をほぼ完全に除去し,信頼できる放射性炭素(14C)年代を得るための基礎研究である.現状では,含浸されたPEGを2%残すまでに除去できたが,完全に除去する方法を確立するまでには至っていない.しかし,洗浄処理後の木質試料の14C年代を測定し,さらに試料中にわずかに残留するPEGを定量して,その効果を補正することにより,木質試料のより確からしい本来14C年代を得ることが可能である.保存処理されている多くの貴重な木質文化財に対して高精度の14C年代測定が可能になり考古学・文化財科学における編年研究が益々進展するものと期待される縄文遺跡から出土したクリ材を用いて,縁辺部の同一年輪を共有するブロックから30x30x10mm3の木片を複数個切り出し,一部に100%のPEG(三洋化成,PEG-4000S)溶液を含浸させた.含浸木片,非含浸木片について,通常の酸-アルカリ-酸(AAA)の洗浄処理を行ったのち14C年代測定を実施した.さらに含浸木片については,AAA処理を行った後,さらに三つの異なった方法(蒸留水,アセトン,ベンゼン)で長時間洗浄処理を行ったのち14C年代測定を実施した.含浸木片の14C年代値は,いずれも非含浸木片の値よりも150年から200年古くなっている.これは,PEGが木片中に残留しており,14Cを含まないPEGの炭素の寄与による.4種類の洗浄方法をみると,AAA処理とベンゼン追加処理の2種類(PEG残留率:2.6%)はほとんど14C年代が一致する.この2種類に比べて,蒸留水またはアセトン追加洗浄(PEG残留率:1.7-2.0%)の方がPEGは除去されやすい事が示された.このように14C年代を測定することによりPEGの残留の程度が判るが,もっと簡便に残留PEG量を調べる方法として13C-NMR法を用いることを検討した.しかし,PEGの化学的性質から,13C-NMR法を適用するための試料の設置方法に難点が生じ,替わってガスクロマトグラフ・質量分析(GC/MS)法を試みたところ,PEGの検出が可能であることが明らかとなった.次年度は,このGC/MS法により,残留PEGの定量化を行い,PEGを完全に除去する洗浄方法を検討する.また,アクリル樹脂で処理された試料は,アセトンを用いてほぼ完全にアクリル樹脂を除去できること,数年間をエタノール溶液に浸して保存されていた植物では,AAAの前処理を行うことで,エタノールの炭素による14C年代のずれは検出されないことを明らかにした.昨年度は,縄文遺跡から出土したクリ材を用いて,縁辺部の同一年輪を共有するブロックから30x30x10mm3の木片を複数個切り出し,一部に100%のPEG(三洋化成,PEG-4000S)溶液を含浸させた.含浸木片,非含浸木片について,酸-アルカリ-酸(AAA),蒸留水,アセトン,ベンゼンで洗浄処理を行ったのち14C年代測定を実施した.その結果,アセトンと蒸留水がPEG除去効率がよいことが判った.そこで,PEG含浸処理を行った木片について,蒸留水による水洗処理を行うごとに試料を分取してそれを14C年代測定して,洗浄の回数<最大100回>と14C年代の推移を調査した.その結果,水洗処理回数20回程度で飽和に達し,それ以上の洗浄回数を増やしても14C年代は変化しないことが判った.また,その飽和に達した14C年代はPEG処理を行わない段階の木片の14C年代に比べて150年(14C年)程度古くなり,これはPEGが,炭素比にして約2%残存していることに相当する.含浸したPEGを完全に除去することは難しい.木材に残留するPEGの定量を熱分解ガスクロマトグラフ質量分析(Py-CG-MS)を用いて試みた.装置は名古屋工業大学の装置を借用した.検量線を求め,洗浄処理を行った木片についてPy-CG-MSを用いてPEGの残存量を推定し,検量線と比較したところ残留するPEGの量は実際よりも少なく見積もられた.木片中のすべてのPEGが熱分解されていない可能性が示唆され,今後は,熱分解の諸条件(加熱温度,など)を検討する必要があることが判明した.本研究の結論としては,いったん含浸したPEGは,木片から完全に取り除くことは困難であるそのためPEGの残存率を推定して14C年代を補正することが不可欠である.PEGの残存率を高精度に推定する方法を確立するために,さらに研究を進める.
雰囲気の語りについての日本とフランスの比較研究

平成13年度は,ジュネーブのホテルの当事者がホテルにおける雰囲気をどのように考えているかを研究した。具体的な作業としては,ジュネーブのホテルに対し,郵送で自由質問を行なった。質問したホテルは19軒で,そのうち6軒から郵送で回答を得た。とくに,ジュネーブを代表する3つのホテルからは,詳細なコメントと資料を得た。それらをもとに,ホテルの雰囲気のもつ意味を考察した。その結果,各ホテルは,それぞれ独自の方法で,ホテルの雰囲気をつくりだしていることが分かった。しかもそれらの,いわば構成される雰囲気は,ホテルの経営戦略と強く結びついていることも分かった。このような雰囲気は商品としての雰囲気であり,ジャン・ボードリヤールやエドワード・レルフの指摘するようなポストモダンにおける雰囲気と重なると言える。また,雰囲気というものは,ホテル・レストラン案内などでは極めて限定的な意味しか担うことはないが,ホテルの当事者の語りでは,その多様性を示すことも明らかになった。平成13年度では,もう1点,和歌山市郊外の和歌浦を取り上げて,そこに見られる風景観を,雰囲気の点から考察した。報告者はかつて新不老橋建設をめぐる景観裁判を取り上げたことがあるが,その裁判の中で見落としていた点があった。それは雰囲気に関するものである。和歌浦を守る側は,不老橋周辺の和歌浦の雰囲気が,新不老橋の建設で壊されると主張していたのである。しかし,判決は和歌浦を守る側の敗訴となった。報告者は,裁判後の影響を知るため,和歌浦周辺で聞き取り調査を行なった。その結果,和歌山市民は確かに新不老橋のない和歌浦に雰囲気に近い要素である風情を見出しているが,同時に新不老橋の有用性も認めていた。このように雰囲気の問題としては新不老橋は否定されるのであるが,効率性の点では新不老橋は評価,又は,少なくとも止むを得ないものとして受け取られていることが明らかになった。日本とフランス語圏の雰囲気の違いをまとめてみれば,日本では雰囲気は風情として感覚的に捉えられるが,フランス語ではポストモダンの商品として捉えられる傾向が強いと言える。第一の研究としては,旅行雑誌『旅』の読者旅行文を取り上げ,1960年代から1990年代に至るまでに雰囲気記述に関してどのような変遷があったかを分析した。まず注目すべきは,大きな傾向として,雰囲気の語は年々増加していることである。一方,実際の旅行の語りをテクスト分析した結果,年代による差があることが分かった。すなわち,1960年代の地域の現実感を伴う記述,1970年代の風景描写的な詩的な記述,1980年代の観察と理解を強調する記録な記述,そして1990年代の対比や比較を用いた評価的な記述である。したがって雰囲気の記述が最も多くなされているのは,1970年代ということになる。この背景には,ノスタルジック・ジャパンなどのキャンペーンの影響や,ふるさとづくりなどの社会動向がある。しかし,ここで強調しておくべきことは,雰囲気の語の出現と雰囲気に関する記述とは相関していないことである。これは,雰囲気という語が高度に抽象的であり,言い換えれば,記号的な要素をもっているからだと推定できる。第二の研究に関しては,ジュネーブのホテルガイドブック及びホテル発行のパンフレットから,雰囲気がどのように扱われているかを分析した。ガイドブックに関しては,雰囲気の項目で評価の高いホテルは,価格やランクの高いいわゆる高級ホテルであることが多い。このことにより,雰囲気という項目は,一つの商品であるかのような様相を呈しつつも,結局はホテルの格を言い換えたに過ぎないものになっている。また雰囲気の記述を,ガイドブック及びパンフレットから分析すると,雰囲気の良さは,多くの場合人の多さとして語られていることが分かった。したがって,良い雰囲気とは人が多いこと,換言すれは人気の高さである。この点でも雰囲気とは,商業的に成功しているか否かを示す指標にほかならないことになる。このように,雰囲気という要素は,何かを意味しているようで,結局は他の指標の言い換えに過ぎないことが分かった。したがって,旅行文の分析同様,記号的な要素が強いことが推定できた。

しかし,判決は和歌浦を守る側の敗訴となった。報告者は,裁判後の影響を知るため,和歌浦周辺で聞き取り調査を行なった。その結果,和歌山市民は確かに新不老橋のない和歌浦に雰囲気に近い要素である風情を見出しているが,同時に新不老橋の有用性も認めていた。このように雰囲気の問題としては新不老橋は否定されるのであるが,効率性の点では新不老橋は評価,又は,少なくとも止むを得ないものとして受け取られていることが明らかになった。日本とフランス語圏の雰囲気の違いをまとめてみれば,日本では雰囲気は風情として感覚的に捉えられるが,フランス語ではポストモダンの商品として捉えられる傾向が強いと言える。
クラウド状キャビテーション流れにおける自励構造の解明

付着形キャビテーションは,ある条件下で周期性を示しキャビテーションクラウドの放出・崩壊そして高衝撃が発生する.この機構の理解は,基礎工学的にも,キャビテーション衝撃の積極的利用あるいは制御という産業応用の観点からも非常に有用である.これらの周期性はキャビテーション流れに特有な自励現象と考えられるが,その構造は必ずしも明らかではない.当該研究者により,リエントラント運動が付着キャビティ先端に達した時,主流中にジェット状の突出流れがあり,それを契機として渦キャビティ形成,合体,キャビテーションクラウド放出と言う一連の過程が生じることが示されている.本研究においては,キャビテーションクラウド崩壊時に生じる大きな圧力波の発生に着目をしている.まず,円柱から放出されるカルマン渦状キャビティ崩壊時の圧力波発生そして,周囲気泡群への連鎖的伝播を示した.ついで,キャビテーティング・ウォータジェットにおいて周期的に放出されるキャビティの合体機構そして圧力波の存在と機構を調べた.また,急激な気泡崩壊・形状変化を定量的に捉えるための画像処理法を開発した.これより圧力波の定量的把握を可能にした.この手法をもとにキャビテーションクラウド崩壊時の圧力波によりリエントラント運動が誘起され得ることを示した.以上より,クラウド状キャビテーション流れにおける自励構造として次の機構の存在を指摘した;(1)付着キャビテーションからのクラウド放出,(2)放出キャビテーションクラウドの崩壊と圧力波発生,(3)付着キャビティ後端への圧力波伝播,(4)付着キャビティ内気泡群の連鎖的崩壊とリエントラント運動の誘起,(5)リエントラント運動の付着キャビティ先端への到達,(6)付着キャビティ先端での主流への巻き上がり,(7)渦キャビティの形成と下流への移動,(8)渦キャビティの成長そしてキャビテーションクラウドの形成,の諸過程である.付着形キャビテーションは,ある条件下で周期性を示しキャビテーションクラウドの放出・崩壊そして高衝撃が発生する.この機構の理解は,基礎工学的にも,キャビテーション衝撃の積極的利用あるいは制御という産業応用の観点からも非常に有用である.これらの周期性はキャビテーション流れに特有な自励現象と考えられるが,その構造は必ずしも明らかではない.当該研究者により,リエントラント運動が付着キャビティ先端に達した時,主流中にジェット状の突出流れがあり,それを契機として渦キャビティ形成,合体,キャビテーションクラウド放出と言う一連の過程が生じることが示されている.本研究においては,キャビテーションクラウド崩壊時に生じる大きな圧力波の発生に着目をしている.まず,円柱から放出されるカルマン渦状キャビティ崩壊時の圧力波発生そして,周囲気泡群への連鎖的伝播を示した.ついで,キャビテーティング・ウォータジェットにおいて周期的に放出されるキャビティの合体機構そして圧力波の存在と機構を調べた.また,急激な気泡崩壊・形状変化を定量的に捉えるための画像処理法を開発した.これより圧力波の定量的把握を可能にした.この手法をもとにキャビテーションクラウド崩壊時の圧力波によりリエントラント運動が誘起され得ることを示した.以上より,クラウド状キャビテーション流れにおける自励構造として次の機構の存在を指摘した;(1)付着キャビテーションからのクラウド放出,(2)放出キャビテーションクラウドの崩壊と圧力波発生,(3)付着キャビティ後端への圧力波伝播,(4)付着キャビティ内気泡群の連鎖的崩壊とリエントラント運動の誘起,(5)リエントラント運動の付着キャビティ先端への到達,(6)付着キャビティ先端での主流への巻き上がり,(7)渦キャビティの形成と下流への移動,(8)渦キャビティの成長そしてキャビテーションクラウドの形成,の諸過程である.キャビテーション・クラウドの非定常挙動,特に,その自励構造の解明を目途に,主に実験を中心に流れ場の計算機シミュレーションをまじえ研究を行った.まず,キャビテーション・インデューサとして種々の収縮拡大ノズルを設計・製作した.このノズルをウォータジェット用観察装置に組み込み,キャビテーティング・ジェットの非定常挙動を検討した.その結果,キャビテーティング・ジェットに周期的なキャビテーション・クラウドの発生・放出を確認できた.その発生周期について種々の角度より検討したが,未だ完全には解明しきれていない.ついで,キャビテーション・クラウドの発生に関して,ノズルのど部の影響,ノズルホーン部の流れ構造などとの関連について検討した.既存のキャビテーション・タンネルを改造し,より高速流実験が可能なようにした.この流路を用いて,翼形および円柱まわりのキャビテーション実験を行うと同時に,その基礎となるキャビテーションなし状態での流れ場特性を調べた.後者に関しては,レーザードップラー流速計による流速測定および水素気泡による可視化を行った.円柱についてはカルマン渦状キャビテーション,翼形についてはクラウド・キャビテーションについて観察した.既存のキャビテーション流路を用いて,絞り流路におけるキャビテーション実験を行った.特に,遷移キャビテーションにおいて非定常性の強いキャビテーションの発生が確認され,クラウド状キャビテーションとの関連が確認された.この段階は衝撃が強いことが知られているが,キャビテーション衝撃とキャビテーション・クラウドの挙動との関連に対する検討が試みられた.収縮拡大流路に関する計算機シミュレーションが試みられ,特に流路壁面の圧力分布が計算された.これらの形状と境界層特性との関連が指摘される.今後,境界層剥離とクラウド・キャビテーションとの関連とを調べる必要性が確認された.非定常性に伴う高衝撃性を示すクラウドキャビテーションのクラウド状キャビテーション気泡群の周期的放出機構の解明を目途として研究を行った.

本研究課題に対する成果として,まず,キャビテーションに関連する高速現象の計測・解析法の確立が挙げられる.本研究では高速現象観察のため高速度ビデオカメラを用いている.得られた映像を定量的に評価するため画像解析を行ない気泡の存在を階調の濃淡で捉らえることとした.特に,気泡群周期的放出あるいはリエントラント挙動時には,キャビテーション微小気泡群は時間的・空間的に急速に変形・移動・生成・消滅する.このようなキャビテーション・クラウドの変形挙動を捉える有効な手段を検討・確立した.これまで研究により,キャビティ内でのリエントラント挙動は単なる流れではなく,気泡崩壊の伝播挙動の一面を持つことを示してきた。ここでは,特に収縮拡大流路やウォータジェット用ノズル内流路などを中心に数種類の流れ場を用い,数値解析による流れ場の解析も踏まえて,キャビテーション・クラウドの形成・非定常な放出挙動の発生メカニズムについて検討を行なった.キャビティ内リエントラント挙動を上述の画像解析などを用いて検討し,リエントラント挙動の発生にはキャビティ後端あるいは放出されたキャビティ崩壊による衝撃が伝播し気泡群の連鎖的崩壊挙動が生じていることなどを明らかにした.クラウド状キャビテーション流れの主要機構の少なくとも一つは,キャビティ内でフィードバック機構としてのリエントラント挙動がキャビティ前縁部に到達し,渦キャビティの形成・成長を生み出し,それが大規模なキャビテーション・クラウドの放出につながること,放出クラウド崩壊などの挙動がリエントラント挙動を生み出すことなどの過程から成っていることを示し,これらが一連の自励的運動に関連していることを明らかにした.
原発事故影響下の子どもの発達と幸福感を育む室内遊びの開発と地域支援の実証的研究

本研究は、原発事故影響下にある子どもの発達と幸福感の支えるための室内遊びと地域支援に関する実証的研究である。継続的展開に向けて、支援者養成や地域施設を活かしたプログラムの開発を試みた。本研究の結果、子どもたちに遊具や場所を提供するだけでなく、大人が共に遊びの場を創る体験を深めることが重要であることが明らかになり、この点において、ムーブメント教育・療法の有効性が確認された。さらに、新たなツールとしてオリジナル絵本が開発され、モデルプログラムが提示された。本研究においては、原発事故影響下にある地域の子どもの育成支援を目指した取り組みとして、ムーブメント法を活用した室内遊びのプログラムと支援者養成を目的に、3年間で(研究1)(研究6)の6つの研究を実施する計画を提出した。初年度である本年度(平成25年度)は当初の計画にそって、福島県内において原発事故の影響下にある子どもの現状と遊び「環境」に関する基礎調査を行い(研究1)、地域の施設を活かした室内遊びプログラムを提供し、参加者の意識調査を行いながら現地への適用を探り(研究2)、現地の支援者養成を目指した研修プログラムの実施(研究3)を継続して遂行した。(研究1)(研究2)(研究3)においては、当初の計画通り、平成25年度後半より、月1回のペースで室内遊びのプログラムと研修プログラムを実施しながら現地調査を重ねた。さらに、前倒し請求により、以下の追加研究を実施した。<追加研究1>(研究1)(研究2)を通して、同じく東日本大震災の被災地であるが原発事故の影響下にはない地域との比較の必要性を見出し、比較対象として宮城県石巻市における調査実践を追加した。その結果、11月と1月に、福島県郡山市と宮城県石巻市で同じ親子遊びのプログラムを実施し、実践の様子や参加者の意識調査などをもとに比較検討した。<追加研究2(研究4)>平成26年度(2年目)の計画であった1年目の成果報告と課題の整理(研究4)を前倒しで実施した。まず、本研究の概要を分かりやすく伝えるパンフレットを作成し、関係各所に配布し理解を深めながら実践調査を継続した。また、研究集会(平成25年12月22日、日本児童学会研究集会、富山大学)に参加し口頭発表を行った。平成26年3月2日には、郡山女子大学にて、中間報告として公開シンポジウムを実施し、関係者との意見交換を行い、課題を整理した。初年度である平成25年度は、原発事故の影響下にある子どもの現状と遊び「環境」に関する基礎調査を行い(研究1)、地域の施設を活かした室内遊びプログラムを提供し、参加者の意識調査を行いながら現地への適用を探り(研究2)、現地の支援者養成を目指した研修プログラムの実施(研究3)を遂行した。また、1年目の成果報告と課題の整理(研究4)として、公開シンポジウム(平成26年3月、郡山女子大学)を実施した。子どもたちに「遊ばせる」環境を提供するだけでなく、共に遊ぶ大人が環境になることが重要であり、そのためにムーブメント遊具を活かしたプログラムが有効であるとの手応えを得た。2年目(平成26年度)は、いかに、地域や家庭の日常生活に自然な形で遊びを取り入れ、無理なく継続できる環境をつくるかという点を強化課題として、現地の支援者にプログラムの体験と連動した研修を行い、遊び環境の担い手となる「大人」を育てること、大人の遊び心を高めること重視して、継続な実践を行った(研究5)。参与観察、VTRによる記録分析、インタビュー調査をもとに、実施したプログラムや研修内容をふりかえり、また、関係する学会、研究会等に参加しながら現地調査を継続した。その結果、具体的な支援ツールの必要性を確認し、東北支援の様々な取り組みにおいて活用されている「絵本」に着目し、ムーブメント活動のためのオリジナル絵本の開発に着手した。試作を活用した実践プログラムについて研究集会(平成27年3月、日本児童学会研究集会、鎌倉女子大学)にて口頭発表を行った。本研究においては、原発事故影響下にある地域の子どもの育成支援を目指した取り組みとして、ムーブメント法を活用した室内遊びのプログラムと支援者養成を目的に3年間の計画で実施した。初年度である平成25年度は、原発事故の影響下にある子どもの現状と遊び「環境」に関する基礎調査を行い、地域の施設を活かした室内遊びプログラムを提供し、参加者の意識調査を行いながら現地への適用を探り、現地の支援者養成を目指した研修プログラムの実施を遂行した。続いて2年目(平成26年度)は、いかに、地域や家庭の日常生活に自然な形で遊びを取り入れ、無理なく継続できる環境をつくるかという点を強化課題として、現地の支援者にプログラムの体験と連動した研修を行い、遊び環境の担い手となる「大人」を育てること、大人の遊び心を高めること重視して、継続な実践を行った。また、具体的な支援ツールとして「絵本」に着目した。これらを受け最終年度となる平成27年度は、参与観察、VTRによる記録分析、インタビュー調査をもとに、関係する学会、研究会等での報告を行いながら、実践活動を継続した。特に、独自に考案した「ムーブメント絵本」を活かした親子遊びのプログラムを実践し、活動内容や参加者の意識を調査した。これらを中心にした成果発表の催しとして公開シンポジウム「あそびのちからはいのちのちから福島の子どもたちの笑顔に寄せて」を開催した(平成27年12月、和光大学)。

オリジナル絵本を活用したプログラムについては実演を含めた発表を行い、実際の絵本に活動案の解説を含めた冊子として、シンポジウム参加者や関係各所に配布する形で報告とした。さらに、本研究における対象は主に未就学児の親子であったが、関係者からの要望を受け、一部、小学生の親子を対象とした取り組みにも発展し、これらの実践研究で得た新たな課題やニーズについても加えて報告した。本研究は、原発事故影響下にある子どもの発達と幸福感の支えるための室内遊びと地域支援に関する実証的研究である。継続的展開に向けて、支援者養成や地域施設を活かしたプログラムの開発を試みた。本研究の結果、子どもたちに遊具や場所を提供するだけでなく、大人が共に遊びの場を創る体験を深めることが重要であることが明らかになり、この点において、ムーブメント教育・療法の有効性が確認された。さらに、新たなツールとしてオリジナル絵本が開発され、モデルプログラムが提示された。(研究1)(研究2)(研究3)(研究4)を初年度に実施し、それらを通して、特に、ムーブメント法独自に開発された遊具を活用することで、支援者(リーダー)が人や施設等の条件の変化に柔軟に対応でき、また、参加者同士のかかわりが自然と増し、コミュニケーションの機会を創り出すことで、共に遊ぶ体験がコミュニティの形成につながるとの手応えを得た。その上で、2年目の実践研究においては、地域や家庭における活動の継続をさらなる目標に掲げた。ムーブメント遊具という具体的なツールがあることによって、提供する集団遊びが活性化するように、経験の少ない支援者や母親たちが無理なく楽しく繰り返し子どもと遊びたくなるような、具体的な支援ツールが必要であると考え、実践、調査を繰り返しながら検討し開発に取り組んだ。その結果、計画当初には提示されていなかった「ムーブメント絵本」の開発に着手することになったのは、実践研究ならではの進展であり、独自性が高まったと考える。現在、支援者を対象とした聞き取り調査の分析、保護者を対象としたアンケート調査の回収が進行中であり、最終年度の成果発表に向けて急ぎ取り組んでいきたい。子ども学(子ども環境学)最終年度となる27年度は、(研究6)として、これまでの研究成果をまとめ発信しながら、考察を深める。主な計画は以下の3つである。1研究発表:研究成果については、成果物出版、学会報告、論文投稿などを積極的に行う。2シンポジウムの開催:本研究の成果をもとにしたシンポジウムを開催する。子どもの育成や震災復興の関係者や親を対象に、研究成果を報告し、関連分野の研究者を招き意見交換を深めながら、研究成果をふりかえり検討する。3「ムーブメント絵本」と連携するガイドブック、映像資料(DVD)の作成:具体的な支援ツールとして本研究において開発された「ムーブメント絵本」とその活用法を解りやすく手に取りやすい形にまとめたガイドブックや、活動の記録をもとにした映像資料(DVD)を作成し関係各所に配布し、研究活動の普及を図る。
住宅確保要配慮者のシームレスな恒久住宅移行支援プログラム開発に関する研究

今年度の研究では、1.「被災者の住まいの再建」に取り組んだ仙台市の生活再建支援業務のプロセスの解明並びに、2.熊本地震の住まいの再建支援の実態把握と地域特性や被害特性に左右される要因の分析を進めた。仙台市における住まいの再建支援業務内容は、12011年度:生活再建支援のための体制整備、22012年度:ロードマップづくりと将来像の提示、32013年度:生活再建推進プログラムによる支援開始、42014年度:生活再建加速プログラムによる集中的支援、52015年度:仮設住宅供与の終了、62016年度:被災者から市民へ移行と位置付けられた。さらに被災者の住まいの再建状況との関係性を把握した。結果、1)仙台市震災復興計画で計画期間を5年間としたこと、2)具体的な施策を仮設住宅入居世帯にも提示し施策を実施していったこと、3)仙台市社協等のステークホルダー全ての関係者が前向きに関わり続けたこと、4)再建困難者に早期から集中的に対応したこと、5)早期に仮設住宅入居者の全戸戸別別訪問を実施し収集した情報の集約・活用したことが住まいの再建に大きな変化を及ぼしていた。また熊本地震に関し、県内15市町村を対象にヒアリング・質問紙調査を実施した。熊本地震では東日本大震災時のサポートセンターを参考に県の主導で地域支え合いセンターが設置され、支援が進められていた。行政との関係性と各地域の被災状況が業務内容に大きく影響しており、被災規模、市町村役場との関係、県庁との関係、仮設住宅入居者の状況があげられた。更に各要因の影響度は自治体ごとに度合や影響を受けた時期が異なっており、県庁からの指示・会議・施策が最も強い影響要因、逆に建設型仮設住宅入居者の再建状況による影響はばらつきがみられた。影響した時期は活動開始当初、仮設入居者最大月、生活支援から再建支援への切り替え時期、仮設供与期間延長開始時期の4つであった。研究着手以前から継続して仙台市等での被災者生活再建支援業務の支援活動等を通じて築いていた人的ネットワークにより、東日本大震災の仙台市をフィールドとした住宅確保要配慮者への具体的支援のあり方、さらに仮設住宅退去が遅れる世帯の属性や具体駅支援のあり方に関する知見を得ることが可能となり、当初設定していた目的に関して、おおむね順調に研究が進捗していると考えられる。また2016年熊本地震の被災地を研究対象に広げ、熊本市、益城町、宇城市、西原村において住まいの再建支援業務に中心的に携わる職員を対象に、エスノグラフィー調査を実施した。さらに、得られた知見を検証するため、県内15の地域支え合いセンターを対象とした質問紙調査を行い、12地域から回答協力を得ることができた。東日本大震災の研究成果に基づき、それが熊本地震の住まいの再建業務にどのように活かされているのか、あるいは活かされていないのか、変化が生じた点は何か等を明らかにすることができた。熊本地震から3年目であるため仮設住宅居住者も半数程度残っており、住宅再建困難世帯への対応もこれから本格化していく。その前段階の研究として位置付けており、今年度はおおむね順調に研究成果を得ることができた。東日本大震災時の事例として研究を行ってきた仙台市での住まいの再建支援業務は2018年度末で終了した。全市民が仮設住宅を退去し新たな住まいでの生活をスタートさせ、研究過程の中で、住宅確保要配慮者とは住宅セーフティーネット法で対象とされている被災者が仮設住宅に取り残されぬよう早期から積極的な支援策を実施したことにより、当初予想されていたような問題は生じなかった。一方、同法で想定されていない市民層の中に、住宅確保に最後まで大きな困難を伴うケースがあったことも明らかとなった。さらに、熊本地震や2018年西日本豪雨災害時には、住宅修理をして居住継続するケースが多く見られたが、ここで問題となったのが、修理のための制度が一本化されていない事や、工務店や大工などの技術者不足により、住宅確保が容易にできないということであった。そこで今後の研究としては、熊本地震の被災地である熊本市・宇城市等においてインタビュー調査と参与観察調査を継続し、住まいの再建プロセスと住宅確保困難事例を分析する。さらに、2018年西日本豪雨災害時など住宅を修理して住み続けるケースの割合が多い水害被災地において、個別の住宅修理や再建プロセスを解明する。これらの研究を円滑に実施していくために、研究分担者等と構成する研究会を継続して実施し、調査フィールドごとに得られた研究成果の共有と必要に応じた研究計画の見直し、今後の研究推進方法の策定などを行っていく。仙台市を主たるフィールドとし、住宅再建に遅れの生じる被災者の属性、支援策が与えた影響等を解明するために、生活再建支に携わったステークホルダーを対象としたエスノグラフィー調査を実施した。また仙台市が生活再建支援に活用してきた全仮設住宅入居世帯の各種データの分析を行った。得られた知見は以下のとおりである。1.仙台市では被災世帯を4分類(1生活再建可能世帯、2日常生活支援世帯、3住まいの再建支援世帯、4日常生活・住まいの再建支援世帯)し、分類に応じた支援策を継続して実施してきた。2.当初最も生活再建が遅れると予想されていた分類4世帯は順調に仮設住宅を退去していた。一方、最後まで仮設住宅を退去することができなかったのは分類1に属していた世帯であり、その特徴は男性・4050代・独身であった。3.仙台市は平成27年3月に、震災から5年間で仮設住宅供与を終了することを発表した。

そのため、平成26年4月から導入していた「生活再建推進プログラム」をテコ入れした「生活再建加速プログラム」を平成27年4月に開始した。その結果、4分類ともに1年間で仮設入居世帯数が半分に減少し、加速プログラムの導入が大きな効果を上げていたことが明らかとなった。4.当初、住宅確保要配慮者と想定されていた分類4の世帯に対しては平成24年10月から福祉分野での日常生活支援を個別に行うとともに、早期から積極的に災害公営住宅への入居を勧奨したことが功を奏していた。5.分類4世帯の恒久住宅確保の方法は、災害公営住宅入居が半数を占め、次いで借上げ仮設住宅の契約切替入居が23.4%、一方、持家購入も約1割存在していた。公営住宅入居や民間賃貸住宅入居に当たり、市職員に加え、PSC(パーソナルサポートセンター)、生活再建支援員(シルバー人材センター)が個別に繰り返し住宅確保に伴走支援したことが、最大の要因である事が明らかとなった。研究着手以前から継続して仙台市等での被災者生活再建支援業務の支援活動等を通じて築いていた人的ネットワークにより、住まいと暮らしの再建支援に係るステークホルダーを対象としたエスノグラフィー調査が順調に進んだ。また約1万世帯の仮設住宅入居世帯の生活再建支援に関し蓄積されてきたデータ分析を行うことが可能となり、エスノグラフィー調査から明らかとなった知見を客観的データで説明することができたことも大きな成果となった。その結果、東日本大震災の仙台市をフィールドとした住宅確保要配慮者への具体的支援のあり方、さらに仮設住宅退去が遅れる世帯の属性や具体駅支援のあり方に関する知見を得ることが可能となり、当初設定していた目的に関して、おおむね順調に研究が進捗していると考えられる。今年度の研究では、1.「被災者の住まいの再建」に取り組んだ仙台市の生活再建支援業務のプロセスの解明並びに、2.熊本地震の住まいの再建支援の実態把握と地域特性や被害特性に左右される要因の分析を進めた。仙台市における住まいの再建支援業務内容は、12011年度:生活再建支援のための体制整備、22012年度:ロードマップづくりと将来像の提示、32013年度:生活再建推進プログラムによる支援開始、42014年度:生活再建加速プログラムによる集中的支援、52015年度:仮設住宅供与の終了、62016年度:被災者から市民へ移行と位置付けられた。さらに被災者の住まいの再建状況との関係性を把握した。結果、1)仙台市震災復興計画で計画期間を5年間としたこと、2)具体的な施策を仮設住宅入居世帯にも提示し施策を実施していったこと、3)仙台市社協等のステークホルダー全ての関係者が前向きに関わり続けたこと、4)再建困難者に早期から集中的に対応したこと、5)早期に仮設住宅入居者の全戸戸別別訪問を実施し収集した情報の集約・活用したことが住まいの再建に大きな変化を及ぼしていた。また熊本地震に関し、県内15市町村を対象にヒアリング・質問紙調査を実施した。熊本地震では東日本大震災時のサポートセンターを参考に県の主導で地域支え合いセンターが設置され、支援が進められていた。行政との関係性と各地域の被災状況が業務内容に大きく影響しており、被災規模、市町村役場との関係、県庁との関係、仮設住宅入居者の状況があげられた。
科学知と実践知の融合によるプライオメトリックトレーニングプログラムの開発

ジャンプ運動を用いたプライオメトリックトレーニング(以下、プライオメトリクス)は、下肢筋のパワー発揮能力を改善するための重要な方法である。申請者らはこれまでに、プライオメトリクスを効果的に実施するための前提となる諸能力について、主に体力要素を明らかにしてきた。本研究では、これまでに検討していなかった技術要素について、まず、動作分析法を用い科学的に検証する。次に、その技術を習得する「手段」をコーチが持つ実践知の収集によって開発し、その有効性をトレーニング介入により検証する。このように、科学知と実践知の融合による知見と、これまでの申請者らの知見を合わせることによって、実践現場の課題解決に役立つプライオメトリクスプログラムを開発する。H30年度では、動作分析法による定量的な技術課題(科学知)の抽出を試みた。実験運動を定期的に実施しており、高い水準で達成できる熟練者から、未熟練者を含む男性競技者を対象に、リバウンドジャンプ(できるだけ踏切時間を短くかつ高く跳ぶことを指示し、立位姿勢からその場で5回連続して跳躍する運動)およびバウンディング(できるだけ遠くへ跳ぶことを指示し、立位姿勢から前方へ片脚交互に連続して10回連続して跳躍する運動)を実施した。実験試技を踏切時間測定装置と高速度ビデオカメラを用いて撮影した。パフォーマンス変数(RJ-index:跳躍高/踏切時間、跳躍距離)と各種キネマティクス変数を算出し、これらのデータにおける、熟練者と未熟練者の相違、個別性の高い動作などから技術課題を定量的に明らかにする。H30年度では、定量的な技術課題(科学知)の抽出を試みるための、主要なプライオメトリクス手段であるリバウンドジャンプとバウンディングの実験を計画していた。当初の予定通り適切に実験を行うことができたため、現在はそのデータ分析を行っている。本年度はまず、昨年度実験のデータ分析を行う。そして本年度実施予定である「コーチの持つ実践知の収集と技術トレーニング手段の開発」に関するアンケート・インタビュー調査の準備および実施に取り掛かる。その後、その結果から導き出された技術課題を解決するためのトレーニング手段の開発に取り掛かる。年度内における必要経費を支出した結果発生したわずかな端数額である。この額を使いきることよりも、次年度へ繰り越し少しでも必要経費へあてがうことが有効であると判断した。
中枢神経系における排尿制御機構の解明:オピオイド受容体の関与

膀胱カテーテル及び右頚静脈カテーテルを留置した雌性Sprague-Dawleyラットを用いて膀胱内圧、排尿量測定を行いコントロールとした。その後、全身麻酔下にて左総頚動脈を剥離、結紮した後、外頚動脈、内頚動脈を剥離し、外頚動脈を結紮した。さらに、内頚動脈から分枝する翼突口蓋動脈を剥離、結紮した。4-0ナイロン糸を外頚動脈、内頚動脈の分岐部から17ミリ挿入し中大脳動脈を塞栓することで脳梗塞を作成した。術後2時間以上経過した後、膀胱内圧、排尿量測定を右頚静脈カテーテルから生理食塩水注入前後、κ作動薬であるDYNOMORPHIN Aを0.01、0.1、1、10μg/kg注入後に行った。術前排尿間隔は570±30秒であり脳梗塞作成後は156±15秒で有為に短縮した。(p=0.0028)排尿量は1.5±0から0.344±0,049と有為に減少した。(p=0.0057)DYNOMORPHINA注入後排尿間隔はコントロールと比べて1μg/kg、10μg/kgで有為差をもって延長した。(それぞれp=0.0069,p=0.0002)一回排尿量は10μg/kgで有為差をもって増加した。(p=0.0084)いずれも容量依存性に延長、増加の傾向がみられた。脳梗塞の確認は片マヒと実験終了後脳を摘出し、2ミリ間隔のスライス標本を作成し、2,3,5Triphenyl tetrazolium chlorideにて染色を行い、脳梗塞部位を確認した。本研究の目的は中枢神経系における排尿制御機構におけるオピオイド受容体の関与を解明するとともに、脳梗塞および脊髄損傷のラットを用いて、各種オピオイド受容体作動薬および阻害薬がこれら神経障害に伴う神経因性膀胱の治療に応用可能か否かを検討することにある。本年度は安定した実験ラットの作成に殆どの労力を費やした。その結果膀胱内圧測定用のカテーテル留置翌日は膀胱刺激症状が強く、翌々日のほうが安定した内圧測定ができることが判明した。膀胱内圧測定用カテーテルからのプロスタグランジンE_2、NKA、カプサイシンの膀胱内投与により、すでに報告されているような排尿圧の増加、排尿量の低下、膀胱容量の低下など膀胱過活動状態となることを確認した。さらに脊髄くも膜下腔(L_6-S_1)にカテーテルを留置し、そこからニューロキニン1受容体の選択的遮断薬であるRP67,580を注入して排尿圧の減少を確認した。したがってほぼ安定した実験モデルの作成が達成されたと思われる。現在は、定位脳手術装置による側脳室内への薬物注入用カテーテルの挿入と、左総頚動脈からナイロン糸を挿入することにより中大脳動脈領域を塞栓させた脳梗塞ラットの作成を試みているが、前者では脳室内への到達がいまだに不確実であること、後者では中大脳動脈領域を確実かつ選択的に塞栓させるためのナイロン糸の太さと深さを模索中である。今後各種オピオイド受容体作動薬および阻害薬の脊髄くも膜下腔内投与、側脳室内投与を開始する予定である。
シダ植物小葉類を用いた軸の分枝の形態進化

私たちが普段目にしている植物は、一見複雑な外見をしているように見えるが、根、茎、葉という3つの基本的な器官の組み合わせによってつくられる。多様な形を生み出す要因の一つとして「分枝」という特徴があり、多くの維管束植物(シダ植物、裸子植物、被子植物)は種ごとや生育環境など様々な状況に応じて、根と茎を分枝させ、植物体を形づくる。植物の分枝の進化的な歴史は古く、約4億年前にコケ植物段階からシダ植物段階へと進化した時、1本の胞子体の軸が二又に枝分かれ(分枝)したと考えられている。分枝の形態を獲得後、茎、葉、根が進化して維管束植物の多様な形態が生じたと推定されていることから、分枝は植物進化にとって重要な形質である。しかし、初期の維管束植物の分枝がどのように生じて進化したのかという道筋は未だ明らかではない。分枝の形態進化を解明するために、鍵を握るのがシダ植物小葉類である。小葉類は現生の維管束植物の中で最も原始的な形質を残しており、二又分枝する。さらに、二又分枝だけでなく多様な分枝様式ももつ可能性が推測され、初期の維管束植物の分枝の進化過程を推定する上で、非常に良いモデルとなり得る。本研究では、シダ植物小葉類の根と茎の分枝の形態進化を解明することを目的とし、根と茎の分枝時における頂端分裂組織の動態について、EdU蛍光法とRNA in situ Hybridization法、および植物ホルモンの投与実験を行い、発生解剖学的に解析を行っている。現在、EdU蛍光法とオーキシン投与実験から、小葉類は他の維管束植物とは異なる独自の分枝形成機構をもつ可能性が推測され、更なる解析を行っている。当該年度は、シダ植物小葉類3科のうち、ヒカゲノカズラ科に属するヒカゲノカズラとトウゲシバの根を用い、野外および実験室内に設置した人工気象器内でEdU溶液を取り込ませ、根頂端分裂組織の分裂動態を解析するための試料を作成し、細胞分裂頻度と変化を発生段階順に解析した。ヒカゲノカズラについては分枝時に静止中心様領域内に分裂組織が出現することが明らかになっており、分枝のタイミングにおける新規分裂組織の形成メカニズムについてさらに詳細な解析を進めている。また、トウゲシバの根は、ヒカゲノカズラと同様に二又分枝するが、静止中止様領域をもたず、根頂端分裂組織はランダムに分裂活性を維持している。しかし、分枝時には根頂端分裂組織中央部に、並層分裂を行う細胞群が出現することが観察され、ヒカゲノカズラと同様の仕組みで二又分枝する可能性が見出されたため、解析を同様に進めている。今後、トウゲシバに似た根頂端分裂組織の構造をもつミズニラ科と、1つの頂端細胞をもつイワヒバ科を用い、分枝形成を比較する予定である。EdU蛍光法とともに、当該年度においてオーキシン処理による根の形態形成の解析実験を試みた。ヒカゲノカズラとトウゲシバを野外から採集し、シダ植物の培養に用いられているParker and Tompson培養液内に根を浸漬させ、2週間から約1か月程度、人工気象器内で培養した。オーキシン処理は合成オーキシンNAAとオーキシン阻害剤NPAで行い、濃度条件を設定し、根の成長に及ぼすオーキシンの影響について観察を行った。現在、ヒカゲノカズラとトウゲシバで、根頂端分裂組織の肥大化や不定根形成などの反応がみられている。各オーキシン実験条件における根の形態形成についてEdU蛍光法を用いた動態解析も組み合わせて解析を進めている。本研究の2年目として、EdU蛍光法を用いた根の分裂動態解析をヒカゲノカズラ科に加え、ミズニラ科(ミズニラモドキ)とイワヒバ科(コンテリクラマゴケ)で行う。イワヒバ科は、シダ植物大葉類と同様に1つの頂端細胞をもつ構造であるため、小葉類と大葉類の根の形成を比較するうえでも重要である。オーキシン処理実験は、初年度の結果をふまえ、さらにヒカゲノカズラとトウゲシバの根の二又分枝時におけるオーキシンの影響について解剖学的解析と細胞分裂動態解析を進める。さらに、根の形態形成のオーキシンの働きは、モデル植物での理解が大きく進んでいる。その知見から、シダ植物小葉類の二又分枝の形成にどのようにオーキシンが関与しているのか、関連する発現遺伝子群の存在や機能について検討を行う予定である。小葉類の茎の分枝様式については、RNA in situ Hybridization法による発現解析を準備中である。これまでの研究から、小葉類の茎の分枝は、不等分枝するヒカゲノカズラと均等二又分枝するトウゲシバの茎頂分裂組織の動態を明らかにすることが重要であると考えている。したがって、この2種を重点的に解析する予定である。

植物の分枝の進化的な歴史は古く、約4億年前にコケ植物段階からシダ植物段階へと進化した時、1本の胞子体の軸が二又に枝分かれ(分枝)したと考えられている。分枝の形態を獲得後、茎、葉、根が進化して維管束植物の多様な形態が生じたと推定されていることから、分枝は植物進化にとって重要な形質である。しかし、初期の維管束植物の分枝がどのように生じて進化したのかという道筋は未だ明らかではない。分枝の形態進化を解明するために、鍵を握るのがシダ植物小葉類である。小葉類は現生の維管束植物の中で最も原始的な形質を残しており、二又分枝する。さらに、二又分枝だけでなく多様な分枝様式ももつ可能性が推測され、初期の維管束植物の分枝の進化過程を推定する上で、非常に良いモデルとなり得る。本研究では、シダ植物小葉類の根と茎の分枝の形態進化を解明することを目的とし、根と茎の分枝時における頂端分裂組織の動態について、EdU蛍光法とRNA in situ Hybridization法、および植物ホルモンの投与実験を行い、発生解剖学的に解析を行っている。現在、EdU蛍光法とオーキシン投与実験から、小葉類は他の維管束植物とは異なる独自の分枝形成機構をもつ可能性が推測され、更なる解析を行っている。当該年度は、シダ植物小葉類3科のうち、ヒカゲノカズラ科に属するヒカゲノカズラとトウゲシバの根を用い、野外および実験室内に設置した人工気象器内でEdU溶液を取り込ませ、根頂端分裂組織の分裂動態を解析するための試料を作成し、細胞分裂頻度と変化を発生段階順に解析した。ヒカゲノカズラについては分枝時に静止中心様領域内に分裂組織が出現することが明らかになっており、分枝のタイミングにおける新規分裂組織の形成メカニズムについてさらに詳細な解析を進めている。また、トウゲシバの根は、ヒカゲノカズラと同様に二又分枝するが、静止中止様領域をもたず、根頂端分裂組織はランダムに分裂活性を維持している。しかし、分枝時には根頂端分裂組織中央部に、並層分裂を行う細胞群が出現することが観察され、ヒカゲノカズラと同様の仕組みで二又分枝する可能性が見出されたため、解析を同様に進めている。今後、トウゲシバに似た根頂端分裂組織の構造をもつミズニラ科と、1つの頂端細胞をもつイワヒバ科を用い、分枝形成を比較する予定である。EdU蛍光法とともに、当該年度においてオーキシン処理による根の形態形成の解析実験を試みた。ヒカゲノカズラとトウゲシバを野外から採集し、シダ植物の培養に用いられているParker and Tompson培養液内に根を浸漬させ、2週間から約1か月程度、人工気象器内で培養した。オーキシン処理は合成オーキシンNAAとオーキシン阻害剤NPAで行い、濃度条件を設定し、根の成長に及ぼすオーキシンの影響について観察を行った。現在、ヒカゲノカズラとトウゲシバで、根頂端分裂組織の肥大化や不定根形成などの反応がみられている。各オーキシン実験条件における根の形態形成についてEdU蛍光法を用いた動態解析も組み合わせて解析を進めている。本研究の2年目として、EdU蛍光法を用いた根の分裂動態解析をヒカゲノカズラ科に加え、ミズニラ科(ミズニラモドキ)とイワヒバ科(コンテリクラマゴケ)で行う。イワヒバ科は、シダ植物大葉類と同様に1つの頂端細胞をもつ構造であるため、小葉類と大葉類の根の形成を比較するうえでも重要である。オーキシン処理実験は、初年度の結果をふまえ、さらにヒカゲノカズラとトウゲシバの根の二又分枝時におけるオーキシンの影響について解剖学的解析と細胞分裂動態解析を進める。さらに、根の形態形成のオーキシンの働きは、モデル植物での理解が大きく進んでいる。