hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
皮膚を完全に再生しうるヒト体性細胞の分離

様々な発生段階のマウス皮膚から真皮細胞と筋膜細胞を採取し表皮細胞と混合移植を行い、その際の再生細胞の局在、全細胞に対する割合を免疫染色で確認し、scid mouse背部皮膚全層欠損創への表皮真皮混合移植モデルを用いて皮膚再生能の相関性を調べた。その結果、胎仔の真皮細胞に相当する細胞は減少したが、成獣においても存在した。週令数が増加するとともにscidmouse皮膚全層欠損創への混合移植による皮膚付属器の再生率は減少した。ヒトでも同様の細胞は存在した。マウスで皮膚再生能を有する胎仔真皮間葉細胞で強く発現し、逆に瘢痕を形成する筋膜間葉細胞で発現が弱かった遺伝子で、遺伝子産物が膜表面に存在する遺伝子群を、胎仔真皮に局在していることを、免疫染色を用いて確認した。これらをマーカーとしてScid mouse背部皮膚金層欠損創で皮膚を再生させうる細胞を、マウス胎仔皮膚全層から採取した様々な細胞の中からsortingできることを確認した。C57bl/6Jマウス胎生17日の深筋膜より浅層の組織を顕微鏡下に採取した。本組織をコラゲナーゼ処理により細胞を浮遊させ、再生能を有すると思われる皮膚細胞のsortingを行い、上記の真皮の細胞マーカーを有する細胞のうち、どの組み合わせの細胞群が皮膚再生能を有するかをin vivoで検討を試みた。また、in vitroで細胞集塊を形成する細胞(skin derived precursors)の培養を行い、マウス胎児表皮細胞との混合移植法で、scid mouse背部皮膚欠損創で皮膚の再生能を有するか否かを検討した。skin derived precursorsは皮膚の再生能を有し、これは胎児真皮由来の細胞マーカーと一致した。しかし、真皮間葉細胞は多くの細胞マーカーが重複して発現していたので、ひとつの膜表面マーカーのみで細胞をsortingするのは困難であった。In vitroで細胞集塊を形成する細胞が、皮膚再生能を有する細胞であると考えられた。胎仔の真皮細胞と、表皮細胞をscid mouose背部に混合移植すると、皮膚付属器を伴った完全な皮膚が再生する。胎生期に見られた真皮細胞の皮膚再生能は、成獣真皮細胞用いると効率が悪くなる。しかしその一方で、成獣皮膚からも多分化能を有するskin derivedprecursorcellが培養できるという報告に見られるように、数は少ないながらも成獣真皮に皮膚を再生させうる幹細胞が残存していると考えられる。この真皮の細胞を“再生細胞"と呼ぶことにする。平成20年度は胎生17日以降、新生児、出生後1週、2週、4週、8週のマウス皮膚から真皮細胞と筋膜細胞を採取し表皮細胞と混合移植を行い、その際の再生細胞の局在、全細胞に対する割合を免疫染色で確認するとともに、scid mouse背部皮膚全層欠損創への表皮真皮混合移植モデルを用いて皮膚再生能の相関性を調べた。真皮と筋膜ではどの週令数でも、真皮の方が優位に再生細胞が多く存在した。成獣皮膚での再生細胞と思われる細胞を確認した後、MACSを用いて再生細胞と思われる細胞の分離を行った。分離後に、同様にscid mouse背部皮膚で皮膚の再構築試みた。一部で、毛包形成が認められたが、その数は少なく得られる細胞数が少ないこと、MACS操作中の細胞のダメージ等が考えられた。これまでの研究でマウスでは胎仔の真皮細胞を用いることで成獣の環境下でも皮膚を再生させることは可能であったので、胎仔真皮組織の中で皮膚を再生させる細胞を、さらに発現している膜表面マーカーを基に絞り込むことと、ヒトで皮膚を再生しうる細胞の分離を行うことを目的とした。形成外科手術の際、生じた余剰皮膚より患者了解のもと、これまでのマウスで皮膚再生能が存在した膜表面マーカーと同様の膜表面蛋白に対する抗体を用いて,FACSを用いて分離を行った。その後、scid mouse背部皮膚全層欠損創に、分離した細胞とマウス胎児表皮とともに移植を行い、皮膚付属器を有する皮膚が再生される組み合わせを探究した。マウスの胎仔の場合は、十分な細胞数を得ることができ、またその後の細胞増殖も可能であったが、ヒト真皮組織からは候補となった膜表面マーカーの組み合わせで、細胞の分離は可能であったが、その後の増殖の過程で十分な細胞数を得ることは困難であった。また、通常の2次元培養では、in vivoで発現していた膜表面マーカーが消失した。そこで、培養方法を変化させ、線維芽細胞を非接着培養で3次元的に培養を行うことを行うと、候補となった膜表面マーカーの発現を増強させることができ、また毛包の再生をマウスの表皮細胞との組みあわせで可能となった。
調理と加工の視点からみた甘味および塩味と「脂肪味」の相互作用の多面的解明

近年、脂肪味に関心が高まっており、甘味や塩味が脂肪味と共存する場合の関係性を解明することは興味ある課題である。平成30年度は、Time Intensity (以下、TI)の視点から、油脂添加量が増すとともに、みかけの粘度が上昇し、塩味強度が減少するのではないかという仮説を検証した。キサンタンガム濃度0.8%、塩化ナトリウム濃度1.0%、油脂濃度0.0、2.0、4.0、8.0%の計4種類のゾル試料を調製し、リファレンス溶液として塩化ナトリウム濃度1.6%溶液を準備した。官能評価はTI法により行い、TI曲線からTIパラメータを求めた。ゾル試料はShort Back Extrusion法によって粘度を測定し、TIパラメータ値と粘度の相関関係を調べた。なお、統計処理にはIBM SPSS ver.25.0を用いた。実験評価者は、S大学に在籍する年齢2060歳代の健康な男性2名および女性11名、計13名である。1Imax(Salty Intensity塩味強度)は、油脂無添加試料、油脂添加3試料は、それぞれ、6.5,7.4,7.7,8.3が得られ、群間で有意差が認められた(F(3,100)=9.571,p<0.001)。2AUC(Area Under Curve TI曲線下面積)は、油脂無添加試料、油脂添加3試料は、それぞれ、367.0,484.4,492.4,564.2,が得られ、群間で有意差が認められた(F(3,100)=4.271,p<0.01)。3ずり速度20.0[1/s]における“みかけの粘度"μa[Pa・s]は、油脂無添加試料、油脂添加3試料、それぞれ、1.668,1.835,2.096,2.342が得られ、油脂量の増加にともない、粘度上昇がみられた。4ずり速度20.0[1/s]における4試料のμaとImaxおよびAUCの相関は、それぞれ、0.914、0.834が得られた。以上から、油脂量の増加にともない、塩味強度および粘度の上昇がみられ、粘度と塩味強度の間に高い相関がみられることを確認した。提示した仮説に反する結論を得た。当初、次の実験計画であった。「平成29年度には、脂肪味と甘味が共存する場合、甘味の感じ方と『混合ゾル試料』の力学的特性を調べる。平成30年度には、脂肪味と塩味が共存する場合、塩味の感じ方と『混合ゾル試料の力学的特性』を調べる。令和元年度には、日本人を対象に『脂肪味を感じる』最小濃度を調べ、脂肪味の特性の一端を明らかにする。」平成29年度は、「キサンタンガムを増粘剤として添加した油脂と甘味・塩味溶液の混合試料」について、定量的記述分析による官能評価を行って、甘味および塩味強度を調べた。さらに「混合ゾル試料」についてはTV-22形粘度計による粘度を測定した。油脂添加量(2.08.0%,w/v)と甘味強度・塩味強度の相関性、油脂添加量と粘性値との関係性を明らかにした。食用油脂試料、甘味試料、塩味試料は、それぞれ、食用とうもろこし油、10.0%スクロース(w/v)、2.0 %塩化ナトリウムおよび2.0 %塩化カリウム(いずれもw/v)を用いた。甘味および塩味は、油脂味(油脂添加量)が増すとともに、粘度が上昇し、甘味強度や塩味強度が減少するのではないかという仮説を提示したが、仮説に反する結果が得られた。平成30年度には、キサンタンガム濃度0.8%、塩化ナトリウム濃度1.0%、油脂濃度0.0、2.0、4.0、8.0%の計4種類のゾル試料を調製し、リファレンス溶液として塩化ナトリウム濃度1.6%溶液を準備した。TI法による官能評価を行って塩味強度を調べ、「混合ゾル試料」については、干野らのShort Back Extrusion法を用いた粘性値を測定し、TIパラメータ値と粘性値の相関関係を調べた。塩味は、油脂添加量が増すとともに、Short Back Extrusion法による“みかけの粘度"が増加し、塩味強度が減少するのではないかという仮説を検証したところ、仮説を支持しない結果が得られた。いずれの年度においても、「混合ゾル試料」の微細構造の観察は実施していない。平成29・30年度には、甘味および塩味は、油脂味(油脂添加量)が増すとともに、粘度が上昇し、甘味や塩味強度が減少するのではないかという仮説を検証した。いずれもゾル試料で実験を行った結果であり、仮説に反する結論を得た。そこで、令和元年度は、増粘剤としてこれまで用いたキサンタンガムに、ローカストビーガムを添加してゲル試料を調製し、甘味や塩味は、油脂添加量の増加にともなって破断応力の上昇がみられ、甘味・塩味強度が減少するのではないかという仮説が支持されるかどうか調べる。油脂濃度2.0、4.0、8.0%の3種類、ゲル強度3種類、塩化ナトリウム濃度2.0%、塩化カリウム濃度2.0%、スクロース濃度10.0%の計27種類のゲルを試料とする(いずれもw/v)。油脂を含んでない試料をそれぞれ基準試料とした。

官能評価(両極7点評点法)によって甘味・塩味強度の評価を行い、ゲル試料についてはクリープメータ(RE2ー3305B:株式会社山電製)を用いて破断応力を測定する。同年度には、食用油について「脂肪味を感じる」最小濃度を、約30名の実験参加者を対象に下降系列極限法によって調べ、閾値を明らかににする。キサンタンガム添加基準試料に0.1%食用油(出発濃度)を加え、油脂試料を調製する。出発濃度試料を、キサンタンガム添加基準試料を用いて倍数に希釈していき、計8サンプルを調製する。得られたデータから、プロビット法による解析を行って食用油の閾値を求める。当初は、「油脂添加の甘味・塩味ゾル試料」を電子顕微鏡によって微細構造の観察を行う計画であったが、口腔内の甘味・塩味刺激の受容体への移動状況を予測するためには、嚥下筋活動測定等の方法の検討を行って、仮説が支持されなかった理由を考える。令和元年度には、これまでのデータの総括を行って、論文作成の準備をする。平成29年度研究実績の概要は次のとおりである。甘味や塩味の感じ方は、共存する酸味、苦味、うま味、脂肪味、温度、ハイドロコロイドなどの影響を受ける。本研究では、甘味および塩味は、油脂味(油脂添加量)が増すとともに、粘度が上昇し、甘味強度や塩味強度が減少するのではないかという仮説を検証した。油脂濃度2.0、4.0、8.0%の3種類、キサンタンガム濃度0.2、0.4、0.8%の3種類、塩化ナトリウム濃度2.0%、塩化カリウム濃度2.0%、スクロース濃度10.0%の計27種類のゾルを試料とした(いずれもw/v)。油脂を含んでない試料をそれぞれ基準試料とした。官能評価の手法(両極7点評点法)によって甘味および塩味強度の評価を行うとともに、ゾル試料についてはTV-22形粘度計(東機産業)を用いて粘性値を測定した。油脂添加量と強度および粘性値について、Pearsonの相関係数を算出した。塩化ナトリウム、塩化カリウム、スクロースに油脂を添加した試料計27種類について、いずれも「油脂を添加していない基準9試料」に比べ、甘味や塩味を強く感じた。また、これらの試料は、油脂の添加量(2.08.0%)が増加するとともに、塩味強度および甘味強度が上昇していることがわかった。油脂添加量と塩味・甘味強度について相関係数は0.7250.958であった(p<0.05)。さらに、36試料における油脂量と粘性値については、油脂添加量が増加するとともに、粘性値が上昇していることが示された。相関係数は0.7890.998であった(p<0.05)。甘味および塩味は、油脂味(油脂添加量)が増すとともに、粘度が上昇し、甘味強度や塩味強度が減少するのではないかという仮説を提示したが、仮説に反する結果が得られた。当初、下記のような研究計画を立案したが、平成29年度は、「キサンタンガムを増粘剤として添加した油脂と甘味・塩味溶液の混合試料」について、官能評価を行って、甘味および塩味強度を調べた。さらに「混合試料」については粘度計を用いて粘度を測定した。油脂添加量(2.08.0%,w/v)と甘味強度・塩味強度の相関性、油脂添加量と粘性値との関係性を明らかにした。食用油脂試料、甘味試料、塩味試料は、それぞれ、食用とうもろこし油、10.0%スクロース(w/v)、2.0 %塩化ナトリウムおよび2.0 %塩化カリウム(いずれもw/v)を用いた。なお、「混合試料」の微細構造の観察は行っていない。平成29年度には、脂肪味と甘味が共存する場合、それらの味の相互作用を検討するために、食用油脂5種類、糖質系甘味物質8種類を用いて実験を行う。「キサンタンガムを増粘剤として加えた油脂と甘味溶液の混合試料」について、官能評価によって甘味強度を調べ、さらに微細構造の観察と力学的特性の測定を行う。
シンプレクティック多様体の構造論と新しい不変量の定義

引き続き,コンパクトシンプレクティック多様体に対する間隙定理の証明を考えるともに,本年度は,コンパクトシンプレクティック多様体上の可微分直線束に対するコホモロジィ群を定義することを試みた.これは,『任意のコンパクトケーラー多様体は,射影代数多様体まで変形可能である』ことの証明と密接に関連する.昨年度までの研究により,この問題は,適当な意味で十分正な可微分直線束に価を持つ微分形式に対するディラック型方程式の解の重み付きL2評価に帰着されることは,解っていた.当初は,この方程式は,常に解けると考えていたが,解の存在に対する障害が存在することが,解った.障害の空間は有限次元で,一点で与えられた位数以下の極を持つディラック型方程式の解の空間と同一視される.この空間により,コンパクトシンプレクティック多様体上の可微分直線束に対するコホモロジィ群が定義できる可能性があることが解った.上述の障害空間は,問題のディラック型作用素の適当なL2空間での随伴作用素の解空間である.解の存在と評価は,この場合楕円型作用素の,0固有値が存在する場合の,次の0でない固有値の絶対値の下からの評価に帰着される.通常,固有空間自体は,不安定であるため,この評価は不可能である.ケーラー多様体の変形の問題の場合には,一般のデータに関して方程式を解く必要はなかった。しかしコンパクトシンプレクティック多様体に対する間隙定理の場合には,もう少し一般のデータに関して方程式を解く必要があり,ケーラー多様体の変形の問題の場合の証明は,そのままでは,適用できないことが解った.1コンパクトシンプレクティック多様体に対する基本的な構造定理として考えられる一種の間隙定理に関する研究を行った.ここでいう間隙定理(予想)とは,シンプレクティック構造が偏極射影代数多様体から定まるものに,十分近ければ,実際にある偏極射影代数多様体に微分同相であろう,というものである.これは,小平の埋め込み定理のアナロジーであると考えられるので,シンプレクティック多様体の構造論のなかで,基本的なものである.まず,定理を定式化する,すなわち,上で述べた,「十分近ければ」が,何を意味すべきなのかを明確にするために,平行して行っているコンパクトケーラー多様体の射影代数多様体への変型に関する研究で得られた知見を検討した.その結果,偏極射影代数多様体(射影代数多様体と正直線束の対)ではなく,射影代数多様体と非常に豊富な直線束の対を考えるべきであることが解り,コンパクトケーラー多様体の射影代数多様体への変型に関する研究で行っている議論が,この問題に関しても有効であることが解った.次年度も,この2つの問題を平行して扱ってゆくべきであると考えている.2シンプレクティック構造の新しい不変量として,小平次元,飯高のD次元のアナロジーを定義した.しかし,定義には,シンプレクティック構造と両立する概複素構造全てを考える必要があるため,定義から直接,不変量を求めるのは,射影代数多様体の場合を除くと,ほとんどの場合,極めて困難である.次年度の課題は,射影代数多様体以外のいくつかの例で,この不変量を求めることである.昨年度までの研究により,コンパクトシンプレクティック多様体に対する間隙定理は任意のコンパクトケーラー多様体が,射影代数多様体まで変型できるかどうかとういう問題と密接に関連していることがわかっている.さらに,これは適当な意味で十分に正な可微分直線束に価を持つ微分形式に対するディラック型作用素の重み付きL2評価に帰着されることが分かった.本年度は,この評価の証明の完成を第一の目標とし,あわせて,ネーデルによって導入された可微分同相な正則ベクトル束の対に対する不変量の,シンプレクティック多様体に対する類似を考えた.1評価の証明上で述べた多様体上の評価は,局所化することが可能で,複素ユークリッド空間上の標準的な計量をもつ正則直線東上のディラック型作用素の評価に帰着されることが分かった.特に,複素ユークリッド空間から原点を除いたところで定義された直線束の切断に対するディラック方程式の解の原点付近での増大度を調べることが必要になった.解を,古典的な特殊函数と比較することにより必要な増大度に対する評価を得た.2ネーデルの不変量の類似可微分同相な複素多様体の対に対しては,ネーデルの不変量の類似がドルボーコホモロジィ群の元として定義できることが分かった.コンパクトシンプレクティック多様体の場合に,ドラームコホモロジィ群の元として定義できないか検討した.来年度コンパクトシンプレクティック多様体の場合に,ネーデルの不変量の類似から出発して概複素構造の特性類が定義できないかを検討する.引き続き,コンパクトシンプレクティック多様体に対する間隙定理の証明を考えるともに,本年度は,コンパクトシンプレクティック多様体上の可微分直線束に対するコホモロジィ群を定義することを試みた.これは,『任意のコンパクトケーラー多様体は,射影代数多様体まで変形可能である』ことの証明と密接に関連する.昨年度までの研究により,この問題は,適当な意味で十分正な可微分直線束に価を持つ微分形式に対するディラック型方程式の解の重み付きL2評価に帰着されることは,解っていた.当初は,この方程式は,常に解けると考えていたが,解の存在に対する障害が存在することが,解った.障害の空間は有限次元で,一点で与えられた位数以下の極を持つディラック型方程式の解の空間と同一視される.

この空間により,コンパクトシンプレクティック多様体上の可微分直線束に対するコホモロジィ群が定義できる可能性があることが解った.上述の障害空間は,問題のディラック型作用素の適当なL2空間での随伴作用素の解空間である.解の存在と評価は,この場合楕円型作用素の,0固有値が存在する場合の,次の0でない固有値の絶対値の下からの評価に帰着される.通常,固有空間自体は,不安定であるため,この評価は不可能である.ケーラー多様体の変形の問題の場合には,一般のデータに関して方程式を解く必要はなかった。しかしコンパクトシンプレクティック多様体に対する間隙定理の場合には,もう少し一般のデータに関して方程式を解く必要があり,ケーラー多様体の変形の問題の場合の証明は,そのままでは,適用できないことが解った.
保健と福祉のコミュニティづくりに関する研究

高齢者や障害者をも包み込んだコミュニティづくりの可能性やその発展の条件等の検討や分析を行った本研究では, 3ヶ年の調査研究の成果を以下のような5つの報告にまとめた.第I部の「在宅寝たきり老人をめぐるソーシャルサポートネットワーク」では,二地区での比較をふまえて,寝たきり老人と同居家族をその中心におき,別居子と知人をその周辺に配し,公的機関がそれらを全体的にサポートするという新しい関係性としてのネットワークの創造が提唱されている.第II部の「ひとり暮しの老人の健康と援助ネットワークに関する研究」では, 2ヶ年るわたる追跡調査をふまえて,健康状態の変化を中心として,どのような老人たちをどこまで在宅ケアの対象としていくかについての合意を形成していくことの必要性が論じられた.第III部の「川崎市におけるボランティア活動の形成と地域への広がりに関する研究」では,川崎市におけるボランティア活動が,施設の中に入り労力奉仕をするというものから,近年では,地域に住む障害者や老人や児童にかかわっての活動へと移行し,拡大してきていること,さらにはそのようなボランティア活動の広がりや変化をその要因をさぐりながら明らかにした.第IV部の「産業社会における透析患者(成人男子)といわゆる『健常者』との共存関係の検討」では,「病い」からの疎外感とその回復のためには,新たな価値観に基づく生活の再建が不可欠であることが明らかにされた.第V部の「障害者を包み込んだ保健と福祉のコミュニティづくりに関する調査研究」では,施設や病院の社会化や開放化を押し進め,精神障害者を包み込んだ地域づくりに取り組んでいる先進的な事例を取り上げ,住民と障害者との日常的な接触や交流がどのようになされ,住民の障害者観にどのような影響を及ぼしているかを明らかにした.高齢者や障害者をも包み込んだコミュニティづくりの可能性やその発展の条件等の検討や分析を行った本研究では, 3ヶ年の調査研究の成果を以下のような5つの報告にまとめた.第I部の「在宅寝たきり老人をめぐるソーシャルサポートネットワーク」では,二地区での比較をふまえて,寝たきり老人と同居家族をその中心におき,別居子と知人をその周辺に配し,公的機関がそれらを全体的にサポートするという新しい関係性としてのネットワークの創造が提唱されている.第II部の「ひとり暮しの老人の健康と援助ネットワークに関する研究」では, 2ヶ年るわたる追跡調査をふまえて,健康状態の変化を中心として,どのような老人たちをどこまで在宅ケアの対象としていくかについての合意を形成していくことの必要性が論じられた.第III部の「川崎市におけるボランティア活動の形成と地域への広がりに関する研究」では,川崎市におけるボランティア活動が,施設の中に入り労力奉仕をするというものから,近年では,地域に住む障害者や老人や児童にかかわっての活動へと移行し,拡大してきていること,さらにはそのようなボランティア活動の広がりや変化をその要因をさぐりながら明らかにした.第IV部の「産業社会における透析患者(成人男子)といわゆる『健常者』との共存関係の検討」では,「病い」からの疎外感とその回復のためには,新たな価値観に基づく生活の再建が不可欠であることが明らかにされた.第V部の「障害者を包み込んだ保健と福祉のコミュニティづくりに関する調査研究」では,施設や病院の社会化や開放化を押し進め,精神障害者を包み込んだ地域づくりに取り組んでいる先進的な事例を取り上げ,住民と障害者との日常的な接触や交流がどのようになされ,住民の障害者観にどのような影響を及ぼしているかを明らかにした.本年度のメインの調査は、障害者施設や精神病院の社会化・開放化、障害者の社会復帰、障害者と地域住民の接触機会の増加に伴う地域住民の意識や受け入れ姿勢の変化に関するもので、施設・病院が立地する6つの地域を調査した。その結果、第1に、調査対象地域はいずれも、障害者の受け入れの水準や内容という点で先進的であったが、そこに至るまでには、その地域の住民が特別、例えば受容的であったとかいうのではなく、まず施設・病院側が、地域の人々の理解と協力を不可欠のものと考え、地域に目を向け、働きかけるようになったことから始まっているという点、したがって、第2には、受け入れ住民の意識や姿勢は、もともとあるいは潜在的にあったヒューマンな意識や心情が、施設・病院側の誠意ある具体的な働きかけと障害者との実際の接触を通して、固定的な認識から解放され、引き出されたと言うべき面が強かった点、第3に、施設・病院の地域への働きかけは、ある程度、体系性と一貫性を持って長年月にわたり行われているが、この過程で、施設・病院自体が民主性、公開性を強めるなど、変わってきている点、第4には、これらに対する自治体、行政の支援の如何により、地域住民による障害者受け入れの条件は、画期的に拡大するものだという点、などが明らかになった。以上の調査と並行して、川崎市のボランティア・グループと活動に関する調査を実施し、近年になるに従い、保健・医療との関わりの深いボランティア・グループや活動が増えていること、そして、そこでは、障害者や高齢者のソーシャル・ネットワークの一環としてのボランティアの役割に期待が高まっていること、しかし、保健・医療面での専門性に関わる問題が未整理、未解決であることなどを明らかにした。
非垂直ラジカルカチオンの新規環状付加反応

表記ラジカルカチオンの構造と反応性について、主としてイリド型化合物を対象として研究した。さらにこれに関連し、ヒドロキシアセトフェノンについても研究した。結果を以下にまとめる。1.立体規制されたアリールオキサジリジン→ニトロンへのラジカルカチオンを経る立体選択的開環において、選択性発現のメカニズムを置換基等の構造因子から解明した。2.フルオレニリデンホスホラン等、安定性の高いイリドの一電子移動による活性化について検討した。その結果、o-プレニルオキシベンゼンジアゾニウム塩とは一電子移動→ラジカルカップリング→イオン的停止の過程によるジヒドロベンゾフラン誘導体の生成を見出した。この種イリドは可逆的な一電子酸化-還元が起こり、安定なラジカルカチオンを生成することを見出した。この特異な安定化の理由を解明するため、現在イオウイリドについても検討中である。3.上記イリドの電子不足型アルケン、アルキンとの付加(環化)反応を検討した。メカニズムは必ずしも、一電子移動によるものではないのかもしれず、さらに研究を要するが、新たなC=PおよびC=C結合のメタセシス型の反応、イリドの生成が起こることが見出された。4.ヒドロキシアセトフェノン類のハロゲン化アルミニウムおよび一電子受容型増感剤存在下の光反応について検討した。その結果、新規なアセチル基への臭化水素のanti-Markownikoff付加を見出した。またこの反応は、カルボニルの脱酸素を伴う臭素付加を伴った。一電子移動反応では特異な転位を伴う酸化反応が認められ、オキサビシクロヘプテノンおぬびo-ベンゾキノン誘導体が得られた。これらの反応のメカニズムについても考察した。表記研究課題を遂行するため、今年度は次の多様な基質-ポリメトキシフェニル-N-メチルニトロン(1)およびオキサジリジン(2)、C-非対称置換-N-アルキルオキサジリジン(3)、ジアリールメチレンホスホラン(4)、およびヒドロキシアセトフェノン(5)-についてそれらの-電子移動特性、光増感電子移動(PET)反応について検討した。結果の概要を以下にまとめる。1)同一の置換形式の1と2では、そのPET反応性に種々の対照的な面が認められた(反応変化率、生成物の種類等)。これは1^+の安定性を考察することで理解できた。2)嵩高いR'を持つ3は、PETで立体選択的に開環した。この際、溶媒効果があり、水素結合性のメタノール等は最適であった。3)種々の置換形式の4のWittig反応性と、R、R'のC-P結合に及ぼす影響を解明した。また4(R=MeO,R'=Ph)は良好な電子供与体で、PET反応ではC-P結合の開裂に由来する生成物を与えた。4)5の酸素雰囲気下、メタノール中でのPET反応は、5の骨格転位を伴う酸素の付加生成物を与えた。本反応は単なるー重項酸素酸化によるものではなく、また基質のヒドロキシ基の存在は不可欠であった。今年度は以上の様な、PET反応で生成したラジカルカチオンに関する置換基および立体効果(13)、PETを経る結合開裂(4)、および新規な転位を伴う酸素分子の付加反応(5)を見出した。

その結果、o-プレニルオキシベンゼンジアゾニウム塩とは一電子移動→ラジカルカップリング→イオン的停止の過程によるジヒドロベンゾフラン誘導体の生成を見出した。この種イリドは可逆的な一電子酸化-還元が起こり、安定なラジカルカチオンを生成することを見出した。この特異な安定化の理由を解明するため、現在イオウイリドについても検討中である。3.上記イリドの電子不足型アルケン、アルキンとの付加(環化)反応を検討した。メカニズムは必ずしも、一電子移動によるものではないのかもしれず、さらに研究を要するが、新たなC=PおよびC=C結合のメタセシス型の反応、イリドの生成が起こることが見出された。4.ヒドロキシアセトフェノン類のハロゲン化アルミニウムおよび一電子受容型増感剤存在下の光反応について検討した。その結果、新規なアセチル基への臭化水素のanti-Markownikoff付加を見出した。またこの反応は、カルボニルの脱酸素を伴う臭素付加を伴った。一電子移動反応では特異な転位を伴う酸化反応が認められ、オキサビシクロヘプテノンおよびo-ベンゾキノン誘導体が得られた。これらの反応のメカニズムについても考察した。
細胞・遺伝子工学的手法によるカキの耐病・耐虫性品種の育成

本研究の目的は遺伝子導入によりカキの耐病・耐虫性品種を作出することにあった.平成7年度の前半は,当初の研究実施計画に従って,アグロバクテリウム法によってセイヨウナシ由来のポリガラクツロナーゼインヒビター(PGIP)遺伝子とBT毒素遺伝子のカキへの組み込みを試みた.数回の形質転換実験を行ったところ,BT毒素遺伝子による形質転換体を得ることには成功したが,PGIP遺伝子による形質転換体を得ることは出来なかった.本研究の実施期間が1年であることからPGIP遺伝子による形質転換体の作出は断念し,年度の後半はBT毒素遺伝子を導入したカキの形質転換体の分析に終始した.セレクションマーカーに用いたカナマイシン耐性遺伝子が導入されたと考えられるカナマシン耐性個体について,カナマイシン耐性遺伝子と同時に組み込んだマーカー遺伝子であるGUS遺伝子の発現によるGUS活性を測定した.GUS活性の認められた系統について,さらにPCR法とサザン法により遺伝子導入の確認と詳細な解析を行った.引き続いて,ウエスタン法によりBT毒素タンパクのカキにおける生合成を確認した.耐虫性に関しては,Indianmeal mothの幼虫を用いた生物検定法により形質転換体における殺虫活性を確認した.以上の結果から,BT毒素遺伝子の導入によりカキの耐虫性品種の作出が可能であることが示された.なお本研究の結果は,日本園芸学会において口頭発表し,論文としてとりまとめアメリカ園芸学会誌に現在投稿中である.本研究の目的は遺伝子導入によりカキの耐病・耐虫性品種を作出することにあった.平成7年度の前半は,当初の研究実施計画に従って,アグロバクテリウム法によってセイヨウナシ由来のポリガラクツロナーゼインヒビター(PGIP)遺伝子とBT毒素遺伝子のカキへの組み込みを試みた.数回の形質転換実験を行ったところ,BT毒素遺伝子による形質転換体を得ることには成功したが,PGIP遺伝子による形質転換体を得ることは出来なかった.本研究の実施期間が1年であることからPGIP遺伝子による形質転換体の作出は断念し,年度の後半はBT毒素遺伝子を導入したカキの形質転換体の分析に終始した.セレクションマーカーに用いたカナマイシン耐性遺伝子が導入されたと考えられるカナマシン耐性個体について,カナマイシン耐性遺伝子と同時に組み込んだマーカー遺伝子であるGUS遺伝子の発現によるGUS活性を測定した.GUS活性の認められた系統について,さらにPCR法とサザン法により遺伝子導入の確認と詳細な解析を行った.引き続いて,ウエスタン法によりBT毒素タンパクのカキにおける生合成を確認した.耐虫性に関しては,Indianmeal mothの幼虫を用いた生物検定法により形質転換体における殺虫活性を確認した.以上の結果から,BT毒素遺伝子の導入によりカキの耐虫性品種の作出が可能であることが示された.なお本研究の結果は,日本園芸学会において口頭発表し,論文としてとりまとめアメリカ園芸学会誌に現在投稿中である.
水溶液中で８－ニトログアノシンを認識し共有結合的に捕捉する分子プローブの開発

本研究ではシグナル伝達核酸である8-nitro-cGMPを、水中で効率的に捕捉する分子プローブを開発することを目的としている。プローブ分子は、核酸塩基認識・捕捉反応部位とリン酸結合部位を複合した構造を設計した。まずは塩基認識・捕捉反応部位を検討してきたが、平成25年度の成果として、グアニン塩基部分の認識構造にHoogsteen面でリンカーを介してチオール反応基を有するnitroG-Graspが、8-nitroGのニトロ基を求核置換する性質をもつことを報告した。リンカーの炭素数3のC3-nitroG-Graspが最も高い反応性を示し、速度論的解析によって、反応性がチオールのpKaとリンカーの自由度に支配されていることを見出した。この結果を基に平成26年度前期ではリンカー部分にベンゼン環を導入したnitroG-Grasp誘導体を設計・合成した。8-nitroGとの反応を調べたところ、含水溶媒中・pH7の条件下でも効率よく反応が進行し、C3-nitroG-Graspと比べ非常に高い反応性を示した。リン酸結合部位について検討していく中で、認識部位としてcyclenの亜鉛錯体を複合した8-oxoGTP-Receptorが水中で8-oxoGTPに対して特異的認識することを前年度に報告した。平成26年度は塩基認識部位から金属錯体部位までの連結構造を変えたさらに2つの誘導体を合成し、8-oxodGTPに対して特異的な蛍光消光が得られることを確認した。また8-nitro-cGMP捕捉分子の開発にも着手し、モデル分子として8-thioG-Graspを設計・合成した。ウレア型又はカルバメート型リンカー末端に脱離基Clを導入した誘導体で8-thioGに対する反応を比較したところ、アルカリ性条件下でウレア型の方が高い反応性を示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。私は以前、本研究課題の基盤となる研究で8-nitroG (8-ニトログアノシン)捕捉分子としてnitroG-Graspと名付けた分子を開発しており、有機溶媒中ではあるが効率的な8-nitroG捕捉反応の開発に成功した。しかしながら、最も効率的反応を示したC3-nitroG-Graspの高い反応性についての化学的な根拠が未解明であった。そこでこの捕捉反応を速度論的に詳細に解析していった結果、反応性はチオールのpKa及びエンタルピー、エントロピーに依存していることが示された。この成果は今年学術誌への掲載が決定した。この結果をもとに、チオフェノールを導入した誘導体を設計した。実際に8-nitroGに対する反応を評価したところ、反応性が向上する結果は得られなかった。上記と同様に反応を解析した結果、反応の遷移状態の安定性が低いことが律速となっている可能性が示された有機溶媒中においてnitroG-Graspは8-nitroGに対する高い捕捉反応性を示した。この分子を水溶液中での反応に応用するために、nitroG-Graspにリン酸アニオン認識部位を付与した分子を設計し、8-ニトロ-cGMPのリン酸部位を認識し捕捉することを期待した。実際に合成し反応性を評価したところ、水中で8-ニトロ-cGMPを捕捉することに成功したが、リン酸アニオン認識部位による期待した効果は得られなかった。そこでリン酸認識部位の効果を検証するために、当研究室で開発した8-oxoG-clampと呼ばれる誘導体にコンジュゲートした誘導体(8-oxoG-clamp-cyclen)について合成し評価することとした。その結果、8-oxoG-clamp-cyclenは水中において8-oxo-dGTP (8-オキソグアノシントリリン酸)に対して特異的に蛍光消光することが観測され、特異的認識に成功した。この成果は現在論文を作成中である。またリン酸認識部位の効果を調べたところ、この構造はトリリン酸体に特異的に結合しており、サイクリックモノリン酸には適切な結合を形成できないことが分かった。現在、サイクリックモノリン酸に対して水中で結合可能なユニットを探索・合成中である。

平成26年度は塩基認識部位から金属錯体部位までの連結構造を変えたさらに2つの誘導体を合成し、8-oxodGTPに対して特異的な蛍光消光が得られることを確認した。また8-nitro-cGMP捕捉分子の開発にも着手し、モデル分子として8-thioG-Graspを設計・合成した。ウレア型又はカルバメート型リンカー末端に脱離基Clを導入した誘導体で8-thioGに対する反応を比較したところ、アルカリ性条件下でウレア型の方が高い反応性を示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初は水中で8-ニトロ-cGMPを捕捉する分子の開発を計画しており、実質的には開発することに成功している。この方針を基に、研究過程で私は8-oxo-dGTP認識分子の開発にも成功しているため、計画以上の成果が得られていると考えられる。まず初めに最適な8-ニトロ-cGMP捕捉分子を探索・開発していく。この分子設計を基に、8-チオ-cGMP捕捉分子の開発を進めていく。これらの分子を開発できた後に、生化学的なツールとしての評価を行っていく。
小学校教員養成課程における「外国語活動」指導力育成カリキュラムの開発

平成30年度は、文科省の新教材提示を受けて、平成29年度に作成した外国語指導者向けe-learning教材の改訂のための調査、資料収集、編集を行った。とくに新たに「文字指導」に関する内容を加えるために、国内外の先行研究調査、教材内容の精査等に取り組んだ。まだ、新教材において、三人称が含まれていることから、「時制」と「動詞の変化」について、児童が文字の「形」に着目することで気づきを促す教材をデザインすることを試みた。平成29年度に小学生を対象に実施したアンケートにおいても、英語を「書いてみたい」と回答した児童は、対象小学校の7割ほどで、とりわけ高学年でその傾向が強いことが明らかになった。このことから、今年度は、これまでの音声中心の指導から文字も含めた指導へとスムーズに進めるための教材開発、指導者支援教材開発に取り組んだ。特に音声と文字を結び付ける指導法を教員養成課程学生がe-learningを通して効率的に自学自修できるシステムを構築することを目指した。また、音声への意識を高め、英語力、コミュニケーション力を養うために教員養成課程の学生を対象にして実施した英語創作劇の指導、実施結果の分析とアンケート調査・分析を行った。アンケートの自由記述では、英語劇のストーリーの創作から、発音指導、地域での公演を通して、英語力のみならず、自身が英語を指導する際の手がかりを見つけたという記述が多くみられ、教員養成課程において英語劇が英語指導力の向上につながる可能性を見出すことができた。文科省の新教材が提示され、新たに文字指導や文法事項等を加えた内容にする必要が生じ、教材研究、先行研究等を行い、現在までにデータ収集・整理が完了しているが、web公開のための編集作業が遅れており、今年度は公開には至っていない。文字指導、文法事項等の今年度新しく調査を行い、新たに加えた内容を盛り込んだ教材を開発し、web上のe-learningで取り組めるように編集等作業を進める。平成27度は、本研究の課題3つのうちの1つである「平成26年度開発"実践で鍛える英語力育成カリキュラム"の実施・検討」を行った。平成26年度に策定した小学校教員養成課程向け英語カリキュラムでは、外国語活動の実習経験を積むことで、外国語活動を実施するための実践力を養成することをねらいとする。1年時前期から、外国語活動に関する基礎知識の習得、後期には模擬授業や附属施設等での実習に取り組むことを特徴とする。実習実施結果を振り返り、1年次前期に関連語彙なども含めた外国語活動の知識を目指し、後期に現場で実践を行ったことで、知識を技能として使うためのカリキュラムのスムーズな流れが作られた。カリキュラム上、同じ学期に知識習得と実践を並行して行っていた前年度までと比較し、知識習得の時間を増加させた平成27年度は語彙力・表現力が大きく伸びていることがわかった。とりわけ、クラスルーム・イングリッシュに関する語彙の習得が伸び、これらの知識は繰り返し模擬授業を行ったことで、技能として実際に現場で使える実践力にまで高めることができた。また、平成28年度研究計画に教員養成課程学生向けのCan-Doリストの見直しが含まれていることを視野に入れ、平成27年度は、Can-Doリスト(平成26年度作成)を使用した実践活動の評価の実施、評価者を対象としたアンケートを行い、情報収集を行った。さらに、評価結果から判明した学生の語学力の特徴・傾向については、平成28年度着手予定のe-learning教材作成の参考とするため、情報の蓄積を行った。教員養成課程におけるカリキュラム開発を行う中で、幼-小のスムーズな接続に注目し、学術論文「幼児英語教育の実践研究II-幼・小接続を見据えた英語カリキュラム開発」を執筆した。平成27年度実施予定であった、「実践で鍛える英語力育成カリキュラム」(平成26年度作成)について、当該年度分をほぼ予定通り実施できた。1年次生を対象に、外国語活動基礎知識の習得と模擬授業を指導し、現場での実習を行わせた。外国語活動実施に必要なクラスルーム・イングリッシュについて、必要となる語彙、表現を厳選したデータを蓄積した。さらに、平成26年度に作成した教職課程学生用外国語活動Can-Doリストを使った評価を実施し、平成28年度のCan-DOリストの見直しとe-learning教材の開発に向けた情報収集、データの蓄積にも着手した。一方で、対象としている一部のクラスにおいて、本研究外の都合により、カリキュラムの一部について、順番を変更することで対応する事態が生じたが、おおむね計画通りにカリキュラムに沿って実施できた。クラスルーム・イングリッシュのデータをまとめた資料を冊子として印刷、地域の関係機関に配布する予定であったが、次年度分とまとめて一冊にまとめることとしたため、平成27年度は印刷・製本はしていない。平成28年度は、114年生を対象にカリキュラムに基づく授業実践、227年度実施成果から実習における4技能別の評価基準(Can-Doリスト)の見直し、3外国語活動に特化したe-learningの開発に着手することを計画した。1については、計画通り実施し、授業内での模擬授業の実施、評価シート等を用いた評価とそのフィードバックを行った。また、教材研究、及び第二言語習得理論について学ぶ機会を設定した他、クラスルームイングリッシュ等の習得のための指導を行った。2のCan-Doリストの見直しについては、平成26年度、27年度の実施状況と28年度の履修者の状況を考慮し、評価項目、自由記述の追加などの必要な修正を行い、更新したリストによって新たに評価を行った。3のe-learningの開発への着手については、クラスルームイングリッシュに関するデータ収集と整理を行い、「毎日の生活で使える英語フレーズ

集1ーClassroom English」(案)を作成した。また、平成28年度はこのフレーズ集(案)をもとに、幼稚園、小学校の教員との打ち合わせを行い、必要な表現の追加、厳選を行った。平成28年度の研究成果は、JAILA日本国際教養学会において、「小学校教員養成課程における英語カリキュラム開発ー地域での英語実習で実践力をのばす」と題したポスター発表を行った。1、2の成果を中心に、特に学生が地域での英語実習を行うまでの学内での事前指導から、地域での実習までの学びについてアンケート調査を実施し、分析を行った。また、学内での模擬授業等の指導、All Englishに向けた指導、e-learning教材の導入が英語力の伸びに与える影響を図るため、検定試験を実施し、その成果を分析し、英語模擬授業が検定試験のスコアの伸びにつながる可能性があることが確認できた。当初の計画では、具体的にweb等で児童や教員が取り組めるe-learning教材の開発に着手することを予定していたが、現在までの研究の進捗状況では、e-learning教材を作成する前段階の調査とデータ収集・整理にとどまっており、実用化に向けての検討まで到達できていない。理由として、第一に小学校外国語活動の導入学年の早期化が決定し、指導内容・カリキュラムの改定があったことが挙げられる。このため、小学校での英語学習に必要な語彙や表現の再検討、教材研究が求められ、調査と検討に時間を要している。また、従来は音声中心の指導であった「外国語活動」が教科化(「英語」)に向けて文字指導を積極的に行うこととした新指導要領の内容に合致する教材を作成する必要性が生じたため、収集したデータ等の再検討と情報の追加が求められる状況である。しかしながら、クラスルームイングリッシュ等の定型表現はすでに収集・整理したデータでカバーすることが可能であるため、今年度は文字指導をカバーする教材案を作成し、28年度作成した案に追加することで、実際に教材として発信できるよう研究を行う。平成29年度は、研究計画中の「外国語活動に特化したe-learningの開発」に関して取り組んだ。平成28年度より着手した外国語活動指導者のためのフレーズ集作成のためのデータ収集と編集、印刷製本を行った。幼稚園・小学校の教員との打ち合わせを行い、不足や改善点を見つけ、教員が使用しやすい章構成に改善した。また、フレーズ集に沿う内容の外国語指導者用e-learning教材の開発を行った。様々なクイズ形式のe-learningに取り組むことで、フレーズ集に収録された175のフレーズとそれに付随する会話表現を学習することができる。子ども学専攻大学生20名が3週間e-learningに取組んだ結果、二週間後に行った確認テストで、フレーズ集の約8割について意味を理解し、表現と適する場面を結びつけることができている。e-learning取組前の正答率約5割と比較して学習効果が確認できた。フレーズ集で取り上げるそれぞれの場面にイラストを配置し、B5判14頁の冊子として印刷製本した。
侵入樹種Ｔａｍａｒｉｘ　ｒａｍｏｓｉｓｓｉｍａの窒素利用の解明

乾燥地生態系では、土壌の窒素可給性が水分に次いで植物生産の主な制限要因となる。そのため、侵入植物の窒素利用の解明が乾燥地における侵入種の分布拡大メカニズムの理解に重要な意味をもつ。本研究では、アメリカ乾燥地の侵入樹種Tamarix ramosissima林の土壌の窒素循環および窒素利用効率を調査することで、侵入樹種T. ramosissimaの窒素利用を明らかにすることを目的とする。平成25年度までに、米国ネバダ州バージン川下流域のT. ramosissima林における季節的な土壌の環境要因、無機態窒素現存量、及び純窒素循環速度の計測、並びに葉の窒素濃度、炭素および窒素安定同位体比の測定を行ってきた。またユタ州、アリゾナ州、ネバダ州、及びカリフォルニア州を流れるバージン川およびコロラド川下流域の13地点の林分で土壌の環境要因、無機態窒素現存量、及び純窒素循環速度の調査を行った。平成26年度には、T. ramosissima林の土壌から抽出したDNAを用いて、アンモニア酸化細菌および古細菌のコピー数の計測ならびに群集構造解析を行った。アンモニア酸化細菌のコピー数と純硝化速度との間には正の相関関係が認められた。一方、アンモニア酸化古細菌と硝化速度には有意な関係は認められなかった。これらの結果より、T. ramosissima林の硝化の過程にはアンモニア酸化細菌が関与していることが示唆された。T. ramosissima林の土壌にはBacteroidetes、Proteobacteria、及びActeinobacteriaが多く存在した。また土壌塩類濃度およびpHの上昇に伴い、Bacteroidetesの割合が増加、及びActeinobacteriaの割合が減少する傾向が認められた。硝化に関連する微生物に関しては、土壌塩類濃度およびpHの上昇に伴う細菌の割合の減少および古細菌の割合の増加傾向が認められた。26年度が最終年度であるため、記入しない。アメリカ合衆国西部乾燥地域の河川流域における侵入樹種Tamarix ramosissimaの窒素利用の解明を目的として、Tamarix林内の土壌の窒素循環および林分の窒素利用に関する調査研究を進めている。今年度は、土壌の窒素循環に関する調査として、ネバダ州バージン川下流域のTamarix林内と林外(自生灌木が優占する植生)に調査区を設置し、土壌の微生物呼吸量、無機態窒素濃度、窒素無機化速度、及び硝化速度を測定した。土壌試料の採取は調査対象種の成長の旺盛な夏と落葉期にあたる冬に実施した。その結果、土壌の無機態窒素濃度にTamarix林内と林外で有意な差は認められなかったものの、林内の土壌微生物呼吸量および硝化速度は林外と比べて有意に高い結果が得られた。次に、土壌試料からDNAを抽出し、リアルタイムPCR法によりアンモニア酸化細菌および古細菌の定量分析を行った結果、Tamarix林内では細菌量が古細菌量よりも多いこと、林内では林外よりも細菌量が多いことが明らかとなった。これらの結果は、Tamarix林が形成されることにより、窒素循環を担う細菌が増加し、その結果アンモニア態窒素の硝化が促進されることを示唆している。また、林分の窒素利用に関わる調査として、調査林に川からの距離(土壌水分、塩分、及び養分条件)の異なる調査区を設定し、各調査区でTamarix個体の成長特性および土壌の環境要因を測定した。その結果、葉の窒素濃度が高いほど個体サイズが大きいこと、葉の窒素濃度と土壌の硝酸態窒素濃度との間に正の相関関係がみられることが明らかとなった。これらの結果は、土壌表層の水分条件よりも、窒素の利用可能性がTamaTixの成長に影響を及ぼす可能性を示唆している。本研究は、アメリカ合衆国西部乾燥地域の河畔林の侵入樹種Tamarixi amosissimaの窒素利用の解明を目的としている。本年度は、1Tamarix林内の土壌の窒素循環および2Tamnarix林分の窒素利用に関する調査研究を進めた。1土壌の窒素循環に関する調査に関しては、昨年度に引き続き、アメリカ・ネバダ州バージン川下流域のTamarix林内と林外に設置した調査区で、土壌の無機態窒素濃度、純窒素循環速度、微生物呼吸速度を測定し、季節変化を調査した。その結果、林内では、硝酸態窒素濃度が昨年の測定値よりも増加する傾向がみられた。一方で、林外でこのような傾向は認められなかった。本調査地では、2011年から生物学的防除昆虫による葉食害の影響によってTamarix林の早期落葉現象が観察されている。そのため、Tamarix林での硝酸態窒素濃度の増加は、早期落葉により展葉期間が短縮され植物の養分吸収量が低下したこと、リター流入量の増加に伴い土壌での硝化量が増加したこと、あるいはその両方が原因と考えられた。また、Tamarix林内土壌のアンモニア態窒素濃度、純窒素循環速度、及び微生物呼吸速度に季節・年ごとの変化は認められなかった。2Tamarix林分の窒素利用の調査に関しては、河岸からの距離の異なる調査区において葉およびリターを採取し、葉の窒素濃度および窒素安定同位体比を測定した。その結果、河岸からの距離に応じて葉の窒素濃度および窒素安定同位体比の変化は認められなかったものの、昨年の測定値と比較して窒素濃度がやや低く、調査区間で値の変動が大きい傾向がみられた。生物学的防除昆虫によって強度の食害の影響を受けたTamarixの葉の窒素濃度は健全個体の葉と比べて低下する。

それゆえ、生物学的防除昆虫による食害の二年目に、Tamarixの葉が食害の影響をより強く受けることが示唆された。乾燥地生態系では、土壌の窒素可給性が水分に次いで植物生産の主な制限要因となる。そのため、侵入植物の窒素利用の解明が乾燥地における侵入種の分布拡大メカニズムの理解に重要な意味をもつ。本研究では、アメリカ乾燥地の侵入樹種Tamarix ramosissima林の土壌の窒素循環および窒素利用効率を調査することで、侵入樹種T. ramosissimaの窒素利用を明らかにすることを目的とする。平成25年度までに、米国ネバダ州バージン川下流域のT. ramosissima林における季節的な土壌の環境要因、無機態窒素現存量、及び純窒素循環速度の計測、並びに葉の窒素濃度、炭素および窒素安定同位体比の測定を行ってきた。またユタ州、アリゾナ州、ネバダ州、及びカリフォルニア州を流れるバージン川およびコロラド川下流域の13地点の林分で土壌の環境要因、無機態窒素現存量、及び純窒素循環速度の調査を行った。平成26年度には、T. ramosissima林の土壌から抽出したDNAを用いて、アンモニア酸化細菌および古細菌のコピー数の計測ならびに群集構造解析を行った。アンモニア酸化細菌のコピー数と純硝化速度との間には正の相関関係が認められた。一方、アンモニア酸化古細菌と硝化速度には有意な関係は認められなかった。これらの結果より、T. ramosissima林の硝化の過程にはアンモニア酸化細菌が関与していることが示唆された。T. ramosissima林の土壌にはBacteroidetes、Proteobacteria、及びActeinobacteriaが多く存在した。また土壌塩類濃度およびpHの上昇に伴い、Bacteroidetesの割合が増加、及びActeinobacteriaの割合が減少する傾向が認められた。硝化に関連する微生物に関しては、土壌塩類濃度およびpHの上昇に伴う細菌の割合の減少および古細菌の割合の増加傾向が認められた。26年度が最終年度であるため、記入しない。土壌の窒素循環調査に関しては、本年度に予定していたTamarix林土壌の窒素無機化速度および硝化速度の調査に加え、土壌の窒素循環を担う微生物の機能解明に関わる分子生物学的実験に新たに取りくんだ。林の窒素利用調査に関しては、当初の計画から若干の遅れがあるものの、調査区の設定や基礎的情報の収集を行った。全体的には、おおむね順調に研究は進展している。土壌の窒素循環調査に関しては、本年度に予定していたTamarix林土壌の窒素無機化速度および硝化速度の調査に加え、土壌の窒素循環を担う微生物の機能解明に関わる分子生物学的実験に取りくんだ。林の窒素利用調査に関しては、葉、リター及び土壌試料の収集を行った。アメリカでの野外調査後は、日本で試料の分析を進めている。全体的には、おおむね順調に研究は進展していると考える。来年度も海外調査を継続し、Tamarix林土壌の窒素循環および林の窒素利用に関するデータ収集を行う。現在、本研究課題の調査林にいおいてタマリスクハムシが発生し、ハムシの食害により調査林全域でTamarixの早期落葉が引き起こされている。