hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メゾスコピック磁束挙動から展開する高温超伝導マグネット開発のための先進的研究

本研究は、特に希土類系高温超伝導材料による次世代高温超伝導線材を対象として、その電磁現象を磁束挙動の観点から把握することにより、同線材を適用したマグネット化技術を開発することを目的としている。本年度に得られた成果は以下の通りである。1.超伝導マグネット開発のためには、その規模を考慮すると超伝導線材同士の接続技術の確立が不可欠となる。本年度は、昨年度に開発した3次元電流密度分布評価手法を発展させ、線材接続部の交流電磁現象を明らかとした。特に重要な知見として、接続抵抗や通電周波数によっては電流が接続部を不均一に遷移することが示唆された。超伝導マグネットの交流利用は、電力系統用エネルギー貯蔵装置や電磁誘導加熱装置への展開が考えられるため、ここで線材接続部の電磁現象を明らかにできたことは大きな意味を有する。2.超伝導マグネット開発のためには、特性の均一な長尺の超伝導線材が必要となり、例えば1キロメートルの長さの線材に対して1ミリメートル以下の分解能での特性の均一性の確保が重要となる。そこで本年度は、走査型ホール素子顕微鏡システムに外部磁界印加用コイルを導入することにより、次世代高温超伝導線材の非破壊かつ高分解能な評価手法を開発した。その結果、線材内の面内2次元での臨界電流密度分布が、100ミクロンの分解能で得られることを明らかとした。以上により、高温超伝導マグネットの開発に不可欠な要素技術が得られたと認められる。本研究は、特に次世代高温超伝導線材における電磁現象を量子化磁束挙動の観点から定量把握することにより、従来線材のケースとは異なったマグネット化技術を開発することを目的としている。1.GdBCO線材という上記線材のスタンダードとなる可能性の高い線材を対象に電流輸送特性の測定を行い、量子化磁束挙動の観点から導出されているパーコレーション遷移モデルに基づいて、特にこの種の線材では正確な記述が困難であった磁界印加角度依存性ならびに機械的ひずみ依存性まで含めて定式化した。上記線材をマグネットコイルに用いる場合には、コイル内で線材が様々な磁界環境にさらされ、また強大な電磁力による機械的ひずみも印加されるため、本特性評価はコイル設計の際に必須項目となる。2.上記電流輸送特性は最終的に温度・磁界・磁界印加角度・機械的ひずみの関数として定式化されるが、さらにこれを電磁界-熱-構造連成解析に適用するという、極めて高度なマグネットコイルの有限要素法解析コードを開発した。その結果、上記磁界印加角度依存性に起因する温度分布と電磁力に起因する機械的ひずみ分布が複雑に絡み合ってコイル性能を決定するなど、コイル設計に関して重要な知見が得られた。3.同様の解析コードを用いて、電流容量や機械的強度などの線材諸元と発生可能磁界などのマグネットコイルの性能の関係を明らかにし、線材開発方針に重要なフィードバックを与える結果が得られた。4.走査型ホール素子顕微鏡を用いた測定により、量子化磁束挙動に起因して発生する線材のヒステリシス損失の分布を2次元平面で可視化することに成功した。同損失はマグネットコイルの励磁・減磁運転の際に冷却の観点から把握しておくべき必須項目であり、本測定は細線化や接続などの線材加工技術確立の観点からも極めて重要な線材特性評価法となる。本研究は,特に次世代高温超伝導線材を対象として,その電磁現象を磁束挙動の観点から定量把握することにより,同線材を適用したマグネット化技術を開発することを目的としている。本年度の成果は以下の通りである。1.走査型ホール素子顕微鏡システムを改良することにより,上記線材に交流通電した際の電流密度分布・電界分布・損失密度分布を時系列で可視化することに成功した。また,これらの実験結果が理論解析の観点からも定量的に妥当であることが確かめられた。マルチフィラメント模擬線材に対して測定を行った結果,フィラメント間の結合やフィラメントの断線が電磁現象に及ぼす影響が観測され,例えば断線フィラメントに関しては,電流の輸送に貢献できないばかりでなく,フィラメント内に誘起される遮蔽電流によって付加的な損失を発生することが示された。マグネットの励磁・減磁運転の際にはこのような変動する通電電流が線材に印加されるため,その際の電磁現象や熱的安定性を議論する上での基礎データが得られたと言える。2.走査型ホール素子顕微鏡システムによって得られる2次元面電流密度分布と3次元有限要素法によって得られる数値解析を比較検討することにより,線材内の3次元的な電流密度分布を評価できることがわかった。銀拡散接合法による補修・接続線材に対して測定を行った結果,線材間の電流のやり取りは接合面で均一に行われ,単純に接合面積の増加が接合抵抗の低減につながることが示唆された。一方,大域的に見た接合抵抗の低減とは別に,補修線材では局所的な発熱に注意すべきであることがわかった。マグネットの規模やメンテナンスを考慮すると線材の接合技術の確立は不可欠であり,該当部の電磁現象や発熱の問題を把握することができたと言える。1.超伝導マグネット

開発のためには、その規模を考慮すると超伝導線材同士の接続技術の確立が不可欠となる。本年度は、昨年度に開発した3次元電流密度分布評価手法を発展させ、線材接続部の交流電磁現象を明らかとした。特に重要な知見として、接続抵抗や通電周波数によっては電流が接続部を不均一に遷移することが示唆された。超伝導マグネットの交流利用は、電力系統用エネルギー貯蔵装置や電磁誘導加熱装置への展開が考えられるため、ここで線材接続部の電磁現象を明らかにできたことは大きな意味を有する。2.超伝導マグネット開発のためには、特性の均一な長尺の超伝導線材が必要となり、例えば1キロメートルの長さの線材に対して1ミリメートル以下の分解能での特性の均一性の確保が重要となる。そこで本年度は、走査型ホール素子顕微鏡システムに外部磁界印加用コイルを導入することにより、次世代高温超伝導線材の非破壊かつ高分解能な評価手法を開発した。その結果、線材内の面内2次元での臨界電流密度分布が、100ミクロンの分解能で得られることを明らかとした。以上により、高温超伝導マグネットの開発に不可欠な要素技術が得られたと認められる。
日本中世国家論脱構築のための鎌倉幕府・京都朝廷をめぐる自他認識・社会認識の研究

本研究課題は、同時代人の心性に注目する立場から、鎌倉時代の幕府や朝廷、寺社や荘園社会におけるイデオロギー、アイデンティティ、コスモロジーなどについて総合的に検討を加え、日本中世国家論・社会論の更新を目指すものである。論文として、「中世の戦争をめぐる法慣習の心性ー神社への避難・隠物と竹木伐採禁制を中心にー」を公表した。本論文では、中世の寺社においては、穢や斎の観念が排除の論理として作用しうること、また、中世の竹木について、中世前期の宗教的言説と中世後期の敷地境界機能とは意味合いが異なることに注意した。こうした分析は、歴史社会における心性と実態あるいは呪術と技術の両面に留意することで、無縁論やアジール論といった社会史研究において重視された視角を批判的に継承し、その歴史性を追究する試みである。口頭報告として、「鎌倉幕府の歴史意識・自己認識と政治社会動向」を発表した。本報告では、鎌倉幕府の故実・先例に代表される歴史意識とそれによって表現される自己認識について、幕府の政策・政局だけでなく、幕府内外の多様・多層な主体を考慮し、列島規模での政治社会動向をも視野に入れて、通時的・総合的に検討を行った。人々の心性や社会の実態から議論を立ち上げつつ、制度史・政治史上の諸事象を捉え返していくことで、鎌倉期の国家史研究をめぐる諸学説を止揚し、中世の国家像・社会像の再構築を目指すものである。具体的には、治承・寿永の戦争期の初期鎌倉幕府権力の性格を、前代以来の軍事貴族としての立場に則したものと捉えるとともに、鎌倉中後期の幕府が承久の乱などを契機としつつ、朝廷を相対化しうる「関東」のアイデンティティを醸成させていくものと捉え、幕府の国家史上の位置について動態的・段階的に把握することを試みた。研究課題に関わる論文として「中世の戦争をめぐる法慣習の心性」を公表できたほか、口頭報告「鎌倉幕府の歴史意識・自己認識と政治社会動向」も発表した。また、次年度以降の論文や学会発表に向けた準備も進めることができた。(抄録なし)本研究は、鎌倉幕府・京都朝廷をめぐる自他認識・社会認識の多角的・複眼的な考察を通して、同時代人のイデオロギーや観念といったいわば「心性」に着目し、近代国家観を自覚的に相対化する地点から、日本中世の国家構造を再解明することを目的とする。本年度は、支配イデオロギーおよびアイデンティティという観点から幕府や朝廷の国家論上の位置づけを考究することを課題とした。具体的には、前近代東アジアという時間的・空間的脈絡の中で、中世日本における〈国家〉の定義や特質を考究することを目標に、中世日本の京都朝廷における〈国家〉イデオロギーとしての天人相関説の存在とその特徴を検討し、中世日本の〈国家〉の定義を試論した。古代中国に発生した天人相関説とは、天意の顕現である祥瑞・災異という非常時の発生を、人の政治(人事)の善悪に関連付けて把握するイデオロギーである。この天人相関説に基づき人事を担う君臣組織こそ、前近代東アジア世界において〈国家〉と概念化しうる権力体組織の基底的要件と言える。従来、中世前期の京都朝廷では天人相関説は1委小化するなどとして消極的に評価されてきたが、特に天変に関わって天人相関説由来のイデオロギーが存在し続けていたことが確認された。すなわち、天変が重大視された点を中世的特徴として把握した上で、前近代東アジアという時間的・空間的脈絡の中で中世前期の京都朝廷を〈国家〉と評価することが可能となる。このイデオロギーのもと、天変などに際して多様な政治対応が志向・実践されたが、それらは祈祷と徳政とで構成されていたと構造的に把握しうる。上記の検討を踏まえ、中世日本の〈国家〉モデルを「天変地異などの発生を究極的には君主の不徳の悪政に起因する天遣と捉え、天意に応えるために祈祷と徳政という二様の人事を志向・実践する、君主とそれを輔弼する臣下により構成された権力体組織」と総括した。

具体的には、治承・寿永の戦争期の初期鎌倉幕府権力の性格を、前代以来の軍事貴族としての立場に則したものと捉えるとともに、鎌倉中後期の幕府が承久の乱などを契機としつつ、朝廷を相対化しうる「関東」のアイデンティティを醸成させていくものと捉え、幕府の国家史上の位置について動態的・段階的に把握することを試みた。京都朝廷における天人相関説の存在と中世的特徴を明らかにし、中世の〈国家〉モデルを措定し、鎌倉幕府の位置付けを展望できたことは、支配イデオロギーおよびアイデンティティという観点から鎌倉幕府や京都朝廷の国家論上の位置づけを考究するという課題にある程度アプローチできたものと考える。研究課題に関わる論文として「中世の戦争をめぐる法慣習の心性」を公表できたほか、口頭報告「鎌倉幕府の歴史意識・自己認識と政治社会動向」も発表した。また、次年度以降の論文や学会発表に向けた準備も進めることができた。鎌倉幕府および京都朝廷の支配イデオロギーや相互自他認識について、引き続き解明を進めるとともに、寺社や荘園に関する史料の収集・分析も本格的に開始し、広く幕府・朝廷をめぐる社会認識やコスモロジーについても、東アジア世界を視野に入れながら検討を行う。そのことによって、統合的契機と分裂的契機とを止揚しつつ、従来にない多角的で立体的な日本中世の国家構造を解明し、前近代東アジアという時間的・空間的脈絡にそくした国家論の脱構築を達成するための材料を豊富化したい。(抄録なし)
高速キャピラリーZピンチ放電を用いた水素様窒素再結合軟X線レーザの実現

キャピラリー放電型軟X線レーザの研究ではネオン様アルゴン電子衝突励起軟X線レーザ(波長46.9 nm)が実現された。さらなる短波長化を目的に,水素様窒素再結合レーザ(波長13.4 nm)が提案されたが,未だ実現されていない。本研究では,ピンチプラズマの膨張過程でも凹型電子密度分布を得るよう,軸方向磁界を印加した。その結果,13.4 nm付近の出力増大を確認したが,レーザ発振には至らなかった。その原因は,大電流放電において,プラズマとキャピラリーとの相互作用による内壁のアブレーションが原因となって最大ピンチ時のプラズマ温度が低下し,水素様窒素が必要な密度に達していないためであると推定された。現有設備のパルスパワー電源(出力用中間水コンデンサ:3 nF,最大充電電圧:500 kV)を用いて,高速キャピラリー放電(直径3 mm,長さ100 mmのキャピラリー)による水素様窒素再結合軟X線レーザ(波長13:4 nm)の発振を目指した実験研究を行った。放電電流の増大を目的に,放電部の絶縁性能の改善を図ったが,浮遊インダクタンス低減との兼ね合いから,大幅な絶縁性能の改善には至っていない。このため,放電電流の最大値は40 kA以下にとどまっている。これまでの研究結果から,この条件では水素様窒素再結合軟X線レーザの発振までには至らないため,本年度は,再結合軟X線レーザの発振に要求される凹型電子密度分布を最大ピンチ以後にも維持するために,軸方向磁界を印加し,プラズマ導波路を形成することに注力した。その結果,初期軸方向磁界密度として50 mTを印加したとき,X線ダイオードで観測された出力が,最大ピンチ直後に増大することが確認された。この観測結果は,再結合軟X線レーザの発振に必要とされる凹型電子密度分布の形成と維持を示唆している。キャピラリー放電型軟X線レーザの研究では,ネオン様アルゴン電子衝突励起軟X線レーザ(波長46.9 nm)が実現されている。さらなる短波長化を目的に,水素様窒素再結合レーザ(波長13.4 nm)が提案されているが,未だどこも発振に成功していない。その原因は,(1)放電電流が不十分で,十分な量の水素様窒素イオンが得られていない,(2)ピンチプラズマの膨張過程において軸上で凸となる電子密度分布となるためレーザが発散してしまう,と推定されている。昨年度の実験で,プラズマの膨張過程においても軸上で凹型の電子密度分布を得るため,軸方向磁界の印加を試した。その結果,13.4 nm付近の出力増大が観測され,軸方向磁界による凹型電子密度形成の有効性が確認された。しかしながら,レーザ発振までには至らず,その原因としては,放電電流が十分ではなく,水素様窒素イオン密度が不足しているためであると推定された。放電電流を増大させ,ピンチ時のプラズマ温度を増大することで,水素様窒素イオン密度を増大させることが可能であるが,付随して放電電圧も増大させる必要があり,放電部の絶縁性能を改良する必要がある。本年度は,放電部の絶縁性能の改良を行い,レーザ発振を目指した。しかしながら,レーザ発振を観測するまでには至らなかった。この原因について,共同研究者のDr.Vrbaらと検討を行った。シミュレーション結果との比較から,以下のことが原因であると推定された。放電電流の増大に伴って,プラズマとセラミックキャピラリー壁との相互作用も増大する。その結果,放電電流路が壁近くになり,不純物による放射も増大し,最大ピンチ時のプラズマ温度が低下する。そのため,水素様窒素イオンも所用の密度に達せず,レーザ発振に至らない。今後,プラズマと放電管壁との相互作用を抑制する,あるいはアブレーションの少ないキャピラリー材料を検討する必要がある。キャピラリー放電部の絶縁性能の改良による高電流化は十分とは言えないが,一様な軸方向磁界を印加することにより,レーザ発振が期待されるピンチプラズマの膨張過程においても,当初の目的である,軸上で凹型電子密度分布が維持されることを示唆する実験結果が得られた。工学放電電流を増大して十分な量の多価電離窒素イオン(N6+)を得るために,放電部の絶縁性能の改善について引き続き検討する。絶縁性能の改善後,高速度カメラ等を用いてプラズマダイナミクスを観測し,シミュレーション結果と比較する。また,透過型分光器を用いて分光計測を行い,波長13.4 nm近傍での放射について観測し,再結合軟X線レーザ発振の可能性について検討する。
放牧による乳牛の健康性、及びその生乳の品質についての調査

目的畜産業界の先進国である欧米諸国では、経済動物である家畜であってもその幸福を可能な限り追求しようとする、動物福祉(AW)の精神が広まりつつある。しかし日本国内ではイメージばかりが先行しており、例えば乳牛については広大な牧草地で放牧され美味しい牛乳を生産するイメージがあるが実際は首を繋がれ牛舎に閉じ込められる「繋ぎ飼い」でAWとはほど遠い管理をされている事も多い。日本でAWを浸透させるためには、消費者にAWの商品を積極的に購入してもらう必要がある。しかしAWに則った飼養管理を行ったからといって、その分割高になっては食味の向上や成分の変化など消費者にとっての有益な点が科学的に示されない限り購入層を増やす事はできない。今回の研究では放牧された牛群と牛舎内で飼われた牛群を調査し、その生乳の品質や健康性を比較検討した。方法・健康性調査(一日増体重、繁殖成績など)・生乳調査(乳量、乳脂率、タンパク質率、無脂固形分率、体細胞数、乳中尿素態窒素、βカロテン・ビタミンEの含有量)結果本年は原発の放射能汚染の影響で当初計画した通りの放牧が実施できなかったため、過去2年間の放牧調査と合わせて検討した。今回調査した複数の項目から、特に春から夏までの放牧が生乳の質の点でも乳牛の健康性にとっても良い影響を与えることが示された。ただし夏以降については気温の上昇等の気象状況と放牧地の牧草の質が悪いことから、多くの項目で牛舎飼いの牛群の方が成績がよい結果となった。今回の研究ではAWの観点からみると放牧が良い事は明らかであるが、生乳の品質の点では放牧乳と舎飼乳で良い時期と悪い時期があることが示唆された。今後は放牧と舎飼の両方の利点をいかし、夜間放牧等の気象条件を考慮した放牧体系を構築することが必要と考えられる。
オモ・クシ系少数言語の調査研究及び地理情報システムを用いたデータベース構築

本研究はエチオピア連邦民主共和国内で話されているオモ・クシ系少数言語の様々な言語データを集め、地理情報システム(GIS)を用いてデータベース化することを試みた。1.エチオピア連邦民主共和国で,アジス・アベバ大学エチオピア学研究所の協力のもと,オモ・クシ系少数言語の記述のために現地調査を実施し,また,社会言語学的調査も同時に実施した。(1)オモ系のバスケト語、アリ語、ディメ語、ウォライタ語、ハマル語、ガンタ語、ガンジュレ語、マロ語、クシ系のコンソ語、アウンギ語、ハムタンガ語の音素目録の調査、基礎語彙調査、文法調査、基本動詞文の収集、テキスト採集を行うと共に、音声・映像データを収集した。(2)社会言語学的調査として、バスケト語、ガンジュレ語、ガンタ語、コンソ語母語話者の言語使用調査を行った。(3)各メンバーの調査地の緯度・経度情報をGPSで記録した。2.データベース構築に関しては、以下の作業を行った。(1)GIS(地理情報システム)を用いてエチオピアのデジタル言語地図を作製し、現地調査で集めた言語データ(音声、語彙、映像)をGISサーバに入れて、データベース化した。(2)GISを用いて言語分布と地理的特徴の相互作用を考察すると共に、情報発信・データベースとしてのGISの活用方法を模索した。1.オモ・クシ系少数言語の記述のため、エチオピア連邦民主共和国で、アジスアベバ大学エチオピア学研究所の協力のもと、現地調査を実施した。同時に、言語使用や言語教育に関する資料収集および社会言語学的調査を実施した。各メンバーの本年度の具体的な研究内容は以下のとおりである。乾(研究代表者):(1)バスケト地域において、バスケト語の語彙、文法調査を行った。(2)バスケト地域(バルタ村)で、バスケト語の言語使用に関する社会言語学的調査を行った。(3)バスケト語の基礎語彙の音声ファイルを編集した。柘植(研究分担者):(1)アリ語諸方言について既収集のデータの整理を行うとともに、CD-ROM作成のために音声ファイルを編集した。(2)識字教育で用いられたアリ語テクストの分析を行った。小脇(研究分担者):(1)コンソ地域において、コンソ語の語彙、文法調査を行なった。(2)コンソ語の教育用に開発された資料を現地にて収集した。(3)コンソ地域の学校を視察し、言語教育の現状について調査した。(4)CD-ROM作成のために音声ファイルを編集した。中野(研究分担者):(1)アガウ語をはじめとする中央クシ語の基礎的データを収集した。(2)ティグリニア語の会話資料作成のための基礎的作業を行った。若狭(研究協力者):(1)ウォライタ語を綜合的に記述するため、面接調査・テキスト採集・参与観察・文字資料分析を行った。(2)ウォライタ語の名詞類体系の共時的記述・通時的考察を行った。2.データベース構築に関しては、次の作業を行った。(1)GIS(地理情報システム)サーバを立ち上げ、エチオピアの言語地図をデジタルデータ化し、系統、人口、基本語順などの基礎データを入れた。各研究者がweb上からデータの編集できるシステムを構築した。(2)各研究者が収集した基礎語彙の音声ファイルを編集し、オモ・クシ系少数言語の基礎語彙に関するCD-ROMを作成した。1.本年度も昨年度に引き続き、エチオピア連邦民主共和国で、アジスアベバ大学エチオピア学研究所の協力のもと、オモ・クシ系少数言語の記述のための現地調査を実施した。乾(研究代表者):(1)バスケト地域において、バスケト語の文法調査を行った。(2)アルバミンチ近郊のボンケ村でガンタ語の言語使用に関する社会言語学的調査を行った。(3)マロ地域において、マロ語の語彙調査を行った。(4)GPSにより各メンバーの調査地の緯度・経度・高度情報を収集した。柘植(研究分担者):

(1)アリ語諸方言について既収集のデータの整理を引き続き行った。(2)識字教育で用いられたアリ語テクストの分析を引き続き行った。(3)ロンドン大学で資料収集を行った。小脇(研究分担者):(1)コンソ地域およびアルバミンチにおいて、コンソ語の音声および文法調査を行なった。(2)コンソ語の教育用に開発された文字資料、コンソ語の学術論文等を現地にて収集した。(3)アジス・アベバ大学において、少数民族の言語研究に関する資料を収集した。中野(研究分担者):(1)昨年度に引き続きアジスアベバでハムタンガ語、アガウ語の基礎的データを収集した。(2)ティグリニア語の会話資料の収集を行った。高橋(研究協力者):(1)アジス・アベバ大学において、ハマル語の語彙収集ならびに音声資料の作成を行った。(2)コンソ地域において、ザイセ語の語彙収集および音声資料の作成を行った。2.データベース構築に関しては、次の作業を行った。(1)GISデータ公開用のWebサーバを構築した。(2)GISデータ機能を持つサーバとして、ArcIMSサーバ、ArcMapサーバを構築した。(3)利用者限定サイトとして、エチオピア地域の言語地図を作成し公開した。1.エチオピア連邦民主共和国で、アジスアベバ大学エチオピア学研究所の協力のもと、オモ・クシ系少数言語の記述のための現地調査を実施した。また、社会言語学的調査も同時に実施した。各メンバーの本年度の具体的な研究内容は以下のとおりである。乾(研究代表者):(1)アルバミンチおよびバスケトにおいて、バスケト語の文法記述、基本動詞の例文の収集を行った。(2)ラバにおいて、マロ語の語彙調査を行い、音声データを収集した。(3)各メンバーの調査地の緯度・経度をGPSで記録すると共に、音声・映像データを収録した。柘植(研究分担者):(1)ジンカにおいてアリ語メーツェル方言の調査を行った。(2)アリ語語彙集作成に向けての作業を進めた。小脇(研究分担者):(1)アルバミンチ、ジンカにおいて、コンソ語の文法記述を行なった。(2)コンソ族の国内移住と言語間題に関する予備調査を行なった。(3)コンソ語文法記述のための基礎データを収集した。中野(研究分担者):(1)アジスアベバでハムタンガ語、アガウ語の語彙を収集した。(2)アジスアベバでハムタンガ語、アガウ語の会話資料の収集を行った。若狭(研究協力者):ボディチにおいて、ウォライタ語の文法記述を行った。高橋(研究協力者):アジスアベバ大学において、ハマル語の語彙の収集、および音声分析を行った。2.データベース構築に関しては、乾および杉井(研究分担者)が次の作業を行った。(1)GISサーバに各メンバーの調査地点の語彙、音声、映像データを入れた。(2)SILから出ているGIS対応の世界言語地図を購入し、データベースの構造の検証を行った。3. 10月に研究成果の中間報告書(241ページ)を発行した。
甲殻類の免疫反応と遷移金属元素の関係

ヘモシアニン(Hc)とフェノールオキシダーゼ(PO)は、活性中心に銅を含む二核銅タンパク質である。特に体液中におけるヘモシアニンの存在量は極めて多いことから、甲殻類における銅代謝、銅の利用は生体防御に大きな意味を持つと考えられる。一方、フェリチンは鉄に対する親和性が非常に高く、体液中で病原微生物による鉄利用を制限する機能があると考えられる。本研究では、甲殻類の生体防御に深く関わっていると考えられるこれらの金属含有タンパク質、Hc, PO,フェリチンについて、その遺伝子発現とタンパク質構造形成過程を明らかにすることにより、遷移金属元素と自然免疫の関係について明らかにすることを目的とする。
SrcによるDNA損傷応答不活性化機構の解析と新規がん治療戦略への展開

[Rad17タンパク質の解析]DNA損傷応答の一つであるATR経路に関わるRad17タンパク質について、C末端に存在する酸性アミノ酸に富む配列(Rad17 C末テール)の機能を解析した。これまでに私たちは、Rad17 C末テール中のセリン残基(Rad17-S667)がCK2によって恒常的にリン酸化を受けること、このリン酸化が9-1-1複合体との相互作用に必須であることを報告した。H30年度においてはS667の近傍に位置する670番目のスレオニン残基(Rad17-T670)について解析した。T670は哺乳類において保存されていた。培養細胞にRad17タンパク質を一過性に発現させRad17のリン酸化について検討した。Rad17のスレオニンリン酸化が検出され、このリン酸化はT670の変異体では消滅した。従って、T670が細胞内で恒常的にリン酸化されていることが示された。T670のリン酸化模倣変異体ではRad17と9-1-1複合体との相互作用が促進された。9-1-1複合体との相互作用において、T670とS667は機能的相関を示した。従って、T670リン酸化が9-1-1複合体との相互作用に関与すると示唆された。T670リン酸化に関与するキナーゼを探索した。キナーゼXの阻害剤によってT670リン酸化が減少した。以上の解析から、Rad17 C末テールのリン酸化を介して複数のキナーゼがATR経路を制御する可能性が示唆された。H29年度の成果をまとめた論文が既に発表済みである。またH30年度の成果をまとめた論文も既に投稿し、現在は修正中である。H30年度の成果をまとめた論文をジャーナルに投稿した結果、査読者より追加実験を提案された。この論文投稿について対応する。これまでに細胞内で観察した現象について組換えタンパク質を用いてさらに細かい解析を行うなど、関連する追加実験を行う。SrcによるATR経路不活性化機構の分子機構の解析を目的として、Rad17のチロシンリン酸化による機能制御とATR経路の不活性化における役割について解析を行った。【具体的内容】Rad17についてリン酸化され得るチロシン残基について、リン酸化を模倣するグルタミン酸置換により点変異体(Rad17変異体YE1)を作成し、過剰発現がATR経路に影響するか検討した。作成したRad17変異体YE1はATRによるリン酸化が亢進し、ATR経路に影響する可能性が示唆された。また、Rad17とRad9複合体(9-1-1複合体)とのタンパク質ータンパク質相互作用を中心に、このRad17変異体YE1の生化学的変化を解析した。Rad17変異体YE1はRad9複合体との相互作用を欠いていた。また置換したチロシン残基周辺のアミノ酸に生物種間で高い保存性があり、この保存されたアミノ酸の置換もやはりRad17とRad9複合体との相互作用を阻害した。【意義】SrcによるATR経路に対する効果と比較して、今回作成したRad17変異体YE1のATR経路に対する効果は、Rad9複合体との相互作用を阻害する点では一致している。しかしATRによるRad17のリン酸化においては逆の効果を示した。従って、このチロシン残基はSrcによる制御とは異なる機構でRad17を制御していると考えられる。一方で、このチロシン残基周辺のアミノ酸の保存性からはRad17上におけるRad9複合体との相互作用に関わる新規アミノ酸モチーフが同定された。【重要性】Rad17とRad9複合体との相互作用に関わる新規アミノ酸モチーフが同定され、Rad17とRad9複合体との相互作用についての生化学的機構の一端が明らかになった。これは今後のSrcによるRad17制御の解析の大きな助けとなることが期待される。計画通りに上記のRad17変異体YE1について解析を行い順調に推移している。またチロシンリン酸化を模倣する他のRad17変異体でも順調に結果が得られている。一方で当初予定していたCdc5Lの解析では思うような結果が得られなかった。[Rad17タンパク質の解析]DNA損傷応答に関わるRad17タンパク質について、9-1-1複合体との相互作用に関わる新規のドメインXを同定し解析した。ドメインXは真核生物のRad17を通じて保存されている約1214アミノ酸の配列である。ドメインXの欠損によりRad17と9-1-1複合体とのタンパク質間相互作用が消失した。ドメインXには保存性の高いアミノ酸配列として新規のアミノ酸配列モチーフYが存在していた。モチーフYの点変異体によりやはり9-1-1複合体との相互作用が消失した。従ってRad17のドメインXに存在するモチーフYが9-1-1複合体との結合に重要であることが示された。さらにモチーフYのチロシン残基はSrc型チロシンキナーゼによって翻訳後修飾を受けた。以上の実験より、Rad17のドメインXがATR経路の制御を行う分子スイッチである可能性が示唆され、さらにモチーフYの翻訳後修飾が制御に働いている可能性が示唆された。以上の成果をまとめた論文が現在投稿中である。[受容体型チロシンキナーゼの解析]受容体型チロシンキナーゼが損傷応答を不活性化する機構の解析を目的として、EGFR, PDGFR/c-Kitファミリーなどの受容体型

チロシンキナーゼを標的とする分子標的薬を用いてそれぞれのファミリーを阻害し、ATR経路の不活性化における効果を検討した。いくつかの分子標的薬によってDNA損傷応答からの回復が遅延し、受容体型チロシンキナーゼとDNA損傷応答不活性化との関連が示唆された。H27年度の成果をまとめた論文が既に発表済みである。またH28年度の成果をまとめた論文も現在投稿中である。現在はH29年度の計画に従って予備実験を行っており、その過程で予備データを得てきている。[Rad17タンパク質の解析]DNA損傷応答に関わるRad17タンパク質について、リン酸化を介するシグナル伝達経路による制御について解析を行った。Rad17タンパ質のC末端には、酸性アミノ酸に富む配列(以下「Rad17 C末テール」とする)が存在する。H28年度にRad17 C末テールが9-1-1複合体との相互作用に関わること、C末テールに存在するIxxYxSモチーフが相互作用に重要であることを見出した。H29年度においては、Rad17 C末テールがセリンリン酸化による翻訳後修飾を受けることを見出した。培養細胞にRad17タンパク質を過剰発現し免疫沈降により精製した結果、Rad17タンパク質の恒常的セリンリン酸が検出された。このリン酸化は紫外線照射によって阻害されたため、これまでに報告のあるRad17のATM/ATRによるリン酸化とは異なる新規のリン酸化部位である可能性が示唆された。Rad17タンパク質の変異体を用いて検討した結果、Rad17 C末テールの欠失変異体でリン酸化が消失した。さらにIxxYxSモチーフの変異によってC末テールのリン酸化は消失し、Rad17 C末テールがリン酸化を受けることが示された。このリン酸化に関与するキナーゼを探索した結果、キナーゼXの阻害剤によってC末テールのリン酸化は消失した。さらにキナーゼXの阻害剤によってRad17と9-1-1複合体との相互作用は消失した。従って、キナーゼXによるRad17 C末テールのリン酸化が9-1-1複合体との相互作用に重要であると示唆された。以上の解析からATR経路がRad17のリン酸化を介してキナーゼXによって制御されていることが見出され、キナーゼXの関わるシグナル伝達経路がATR経路を制御する可能性が示唆された。チロシンリン酸化シグナルとのクロストークに期待している。H28年度の成果をまとめた論文が既に発表済みである。またH29年度の成果をまとめた論文も現在投稿中である。さらにH30年度の計画についてもH29年度中に予備データを得ている。[Rad17タンパク質の解析]DNA損傷応答の一つであるATR経路に関わるRad17タンパク質について、C末端に存在する酸性アミノ酸に富む配列(Rad17 C末テール)の機能を解析した。これまでに私たちは、Rad17 C末テール中のセリン残基(Rad17-S667)がCK2によって恒常的にリン酸化を受けること、このリン酸化が9-1-1複合体との相互作用に必須であることを報告した。H30年度においてはS667の近傍に位置する670番目のスレオニン残基(Rad17-T670)について解析した。T670は哺乳類において保存されていた。
神経筋接合部の機能改善を標的としたサルコペニア治療薬の探索

現在、この2次候補薬6剤を用いて、順次下記の2次スクリーニング試験を行っている。2次スクリーニング試験では、C2C12細胞を培養し筋管を形成した後、neural agrinとともに1次スクリーニングで得られた候補薬を添加し、抗MuSK抗体を用いた免疫沈降後、Western blottingを行い、抗リン酸化tyrosine抗体を用いてリン酸化MuSKの発現量を、投与後30分、1時間、3時間、6時間、24時間の5段階で定量評価している。初年度(平成30年度)中に1次、2次スクリーニングを終了し、平成31年度から動物実験を開始する予定であったが、1次スクリーニングで得られた候補薬のそれぞれにつき濃度差試験、反応時間差試験等を行っており、初年度中に2次スクリーニングを完了することができず、当初の計画よりも若干の遅延を認めるため。現在行っている2次スクリーニングを完了し、得られた候補薬を用いて予定している高齢モデルマウスを用いた動物実験を行う予定である。動物実験では、24月齢C57BL/6マウスまたは老化促進マウス(SAM)を用いて、候補薬剤およびプラセボを経口ゾンデもしくは腹腔内注射にて投与し、運動機能解析、筋の画像解析、電気生理学的検査、組織学的評価、mRNA・蛋白解析等を行うことを計画している。初年度に2次スクリーニングまで終了予定であったが、スケジュールに若干の遅延を生じており現在2次スクリーニングを行っている途中であり、初年度に購入予定であった免疫染色試薬や各種抗体の未購入分の予算が、次年度使用となった。今後、計画通り実験を進めるにあたり、順次初年度未購入分の各種試薬を購入し、予算を使用する予定である。
副甲状腺ホルモン関連蛋白質(PTHrP)レセプターの発現について

研究申請者は正常組織での副甲状腺ホルモン関連蛋白質の働きを解明することを主たる目的として研究を進めている。今回の研究ではまず細胞内でのPTHrPの分布を知るために、抗PTHrPモノクローナル抗体を作製した。このモノクローナル抗体(MMUN034)は細胞内あるいは組織内のPTHrPの分布を知るための有用な抗体であることが示された。次いでPTHrPの機能を解明するためにふさわしい組織は何であるかを検討した。この結果、副甲状腺とリンパ球が研究対象として適切であることが分かった。副甲状腺についてはヒト手術例を用いた組織学的検討ならびにPrimary cultureによる検討、そしてラット細胞株(PTr)を用いて検討した。その結果、PTHrPは副甲状腺の一部の細胞で産生されること、細胞内での分布は細胞骨格蛋白質の分布と類似していること、PTHrPは細胞外へも放出され、その量は細胞外液中のカルシウムで調節されていることが分かった。また、過形成の様な細胞増殖能の亢進した状況ではPTHrP発現細胞の数が増加することPTHrPの投与によって細胞内のPTHの分布が変化することも分った。以上の様に副甲状腺ではPTHrPは細胞の増殖とPTHの分泌調節に密接に関連していること、PTHrPの放出は細胞外カルシウムによって調節されていることが分った。リンパ球を用いたin situでの検討ではPTHrPはT細胞、B細胞のいずれにも発現していることが分った。PTHrPはPHA刺激を受けたT細胞の偽足様突起に限局して分布していた。T細胞は偽足様突起でB細胞と直接に接する可能性が考えられ、PTHrPは細胞骨格と関連してT細胞、B細胞の相互の情報伝達に係わっている可能性が考えられた。今後は上記の副甲状腺、リンパ球の細胞索を用い、PTHrPレセプターに対応するPTHrPの部分を決定し、レセプターを明らかにする予定である。平成5年度はPTHrPレセプターが発現していると考えられる組織あるいは細胞を同定し、PTHrPによる刺激がどのような形で細胞に反映されるかについて検討した。PTHrPはparacrinestimulatorとして機能すると考えられるので、まずPTHrPが発現している組織や細胞を見いだすことにした。PTHrPの発現の有無はmRNAの発現、我々の樹立した抗PTHrPモノクロナル抗体を用いた免疫染色で検索した。この結果、PTHrPレセプターが発現していると考えられたのはヒト副甲状腺、ラット副甲状腺細胞株、リンパ球(Molt 16、Ball 1)、Insulinoma細胞株(RIN)、胎盤であった。ヒト副甲状腺は好酸性細胞にPTHrPの発現がみられた。ヒト副甲状腺では本来のホルモンであるPTHは主細胞で産生されており、PTHrPは主細胞のPTH産生を刺激することが分かった。この刺激はPTHrPのC末端側でみられ、副甲状腺主細胞はPTHrP-Cに対するレセプターを有すると推定された。このPTHrP刺激によって副甲状腺主細胞の細胞内Caイオンが減少することが分かった。ラット副甲状腺細胞株にはPTHrPを産生するクロンとPTHを産生するクロンとがあることが分かった。合成PTHrPに蛍光標識し副甲状腺細胞との結合を調べると、ラット副甲状腺細胞株ではPTHrPのN末端が結合することが分かった。リンパ球ではT細胞にPTHrPの発言が見られた。

PHA刺激によってT細胞のPTHrPの発現が増加し、更に細胞内の局在が変化することがわかった。このようにT細胞で発現、増加したPTHrPがB細胞を更に刺激している可能性があるものと推察された。研究申請者は正常組織での副甲状腺ホルモン関連蛋白質の働きを解明することを主る目的として研究を進めている。今回の研究ではまず細胞内でのPTHrPの分布を知るために、抗PTHrPモノクローナル抗体を作製した。このモノクローナル抗体(MMUN034)は細胞内あるいは組織内のPTHrPの分布を知るための有用な抗体であることが示された。次いでPTHrPの機能を解明するためにふさわしい組織は何でるかを検討した。この結果、副甲状腺とリンパ球が研究対象として適切であることが分った。副甲状腺についてはヒト手術例を用いた組織学的検討ならびにPrimary cultureによる検討、そしてラット細胞株(PTr)を用いて検討した。その結果、PTHrPは副甲状腺の一部の細胞で産生されること、細胞内での分布は細胞骨格蛋白質の分布と類似していること、PTHrPは細胞外へも放出され、その量は細胞外液中のカルシウムで調節されていることが分った。また、過形成の様な細胞増殖能の亢進した状況でPTHrP発現細胞の数が増加することPTHrPの投与によって細胞内のPTHの分布が変化することも分った。以上の様に副甲状腺ではPTHrPは細胞の増殖とPTHの分泌調節に密接に関連していること、PTHrPの放出は細胞外カルシウムによって調節されていることが分った。リンパ球を用いたin situでの検討ではPTHrPはT細胞、B細胞のいずれにも発現していることが分った。PTHrPはPHA刺激を受けたT細胞の偽足様突起に限局して分布していた。T細胞は偽足様突起でB細胞と直接に接する可能性が考えられ、PTHrPは細胞骨格と関連してT細胞、B細胞の相互の情報伝達に係っている可能性が考えられた。今後は上記の副甲状腺、リンパ球の細胞索を用い、PTHrPレセプターに対応するPTHrPの部分を決定し、レセプターを明らかにする予定である。
小学校における外国語導入に関するカリキュラム研究-現状と課題

公立小学校での外国語教育を導入する際の教育課程の研究について、平成8年度には、新たに47都道府県において研究開発校が指定された。そのような状況の中、国立教育研究所では、今後の文教政策上の基礎資料を得るため、全国の約800人の公立小学校教師を対象に「小学校における外国語(英語)教育」に関する意識調査を行った。その調査概要は次のとおりである。(1)調査都県と調査対象者数-青森県:87人、群馬県:120人、東京都:86人、新潟県:112人、岐阜県:87人、広島県:101人、高知県:104人、福岡県:94人、総計791人。(2)回答者:学校長、教頭を含む全教諭(3)調査内容:小学校での外国語学習の必要性、外国語学習の取り組み状況、外国語の教育課程における位置づけ、外国語学習の目的および目標、外国語学習における問題点、外国語学習の開始学年、外国語学習の教授者、教授上の留意点、教科書の必要性、教材のメディア、望ましい教材等。主な調査結果は次の通りである。小学校での英語学習について、「必要」と回答した人は445人(56%)。「わからない」と回答した人は94人(12%)。残りの32%の人が「不必要」と考えていることが明らかになった。◯「不必要」と回答した人の主な理由:完全週五日制になれば授業時数が足りなくなるので、これ以上増やさない方がよい。児童も教師も消化しきれない。基礎学力を育成するだけで精一杯である。例えば、高学年になるにつれて、国語や算数で理解に困難をきたす児童がいる。/国際理解教育を行う必要はあるが、小学校では外国語教育までする必要はない。もっと大切なこと(例えば、しつけ等)がある。/小学校では、日本語をもっとしっかり教える必要がある。正しい日本語を身につけさせたい。他。◯「わからない」と回答した人の理由:外国語教育だけでなく、環境教育や生命を大事にする教育等、もっと身近なことがらの充実も必要である。しかし、いずれにせよ、そうなると現行の教育課程がガラッと変わることになる。そのようなことが果して実現可能なのか。また、基礎・基本の教育ができなくなる恐れがあるのでは。/なぜ、小学校で外国語教育をするのか理解できない。他。
周期的可換図式の分類及びflat connectionの計算

II_1型因子環の有限直和からなるvon Neumann環4つで構成されるperiodic commuting squareについての分類を目標としたが、今年度も前年度に引き続き、4つのvon Neumann環のうち3つがII_1型因子環である場合を研究対象とした。分類は因子環でないvon Neumann環のトレースベクトルやvon Neumann環の間の指数に着目して行い、各指数の値が4以下の場合はperiodic commuting squareは高々9種類、指数の値を4未満に制限すると高々4種類しか存在しないことを示した。また、これらのうち指数の値が整数となる8種類については、有限群(置換群や二面体群など)のII_1型因子環へのouter actionを用いて実際に構成した。その方法は以下の通りである。また、この構成法で得られるperiodic commuting squareに関しては、分類の際に用いられるトレースベクトルやvon Neumann環の間の指数が、有限群Gと部分群H,Kの指数などを用いて表される。このことを用いて、作用素環における指数理論の結果の群論への応用をいくつか示した。分類は因子環でないvon Neumann環のトレースペクトルやvon Neumann環の間の指数に着目して行い、各指数の値が4以下の場合はperiodic commuting squareは高々9種類しか存在しないことを示した。また、このうち8種類については有限群のII_1型因子環へのouter actionを用いて実際に構成した。また、このperiodic commuting squareに関しては、分類の際に用いられるトレースペクトルやvon Neumann環の間の指数は、有限群Gと部分群H,Kの指数などを用いて表すことができる。この関係を用いて、作用素環における指数理論の結果の群論への応用をいくつか考えた。
有機金属化合物によるDNA塩基配列の認識-機構の解明と新化合物の開発

我々は、精度の高い情報を得るために低分子量化合物によるDNA塩基配列認識機構の解明と、DNA構造を自在に認識する人工分子の開発を目指している。本研究では、水溶性ポルフィリン金属錯体とDNAとの相互作用の解析を行ない、また、金属錯体の配位子として新たにビピリジン誘導体の合成にも着手した。通常の水素結合を形成できないtetrakis(1-N-methyl-4-pyridiniumyl)porphine(TMPyP)のMnおよびFe錯体が、非常に高い塩基配列識別能をもつことを生化学実験で見いだした。一方物理化学的アプローチから、ポルフィリン錯体はDNAと複数の様式で相互作用し、それぞれの様式が溶液のイオン強度、ポルフィリンの濃度、DNAとの比率、DNAの塩基配列やコンホメーションなどに依存して複雑な挙動を示すことを明らかにした。特に、誘起CDスペクトルを利用して、吸収スペクトルなどでは分解できない異なった相互作用様式の識別に成功した。現在、数値解析・統計解析の手法を駆使して、より正確な定量的な解析を試みている。DNAの二重らせんが近似的二回対称性をもつことから、我々はC_2対称性をもちキラリティーの一致するC_2対称な金属錯体をデザインした。DNAのキラリティーに対応してDNAを認識する部分として、C(3)及びC(3')位に置換基を入れて回転を束縛し、かつ、C(4),C(4')にDNA切断部位であるp-ニトロベンゾイル基を有したビピリジン誘導体を考えた。新化合物によりDNAの2本鎖が比較的シャープに切断されると期待される。3置換ピリジンを好収率で得、現在、この二量化を検討中である。
恣意的にホルモンバランスを崩した異種間接ぎ木によるトマト高糖度化

H30年度には,課題1である異種間接ぎ木による根量の変化とそのメカニズムの解明について,オーキシン阻害剤の投与がナス穂木・トマト台木に与える影響を調査をした.処理区としてNPA区に濃度3M,10M,対照区に濃度0Mの3処理区を設け,それぞれの処理区に対して接ぎ木区としてトマト自根,ナス自根,供台トマト,供台ナス,ナス台トマト,トマト台ナスの苗を用意し3反復で実験を行った.オーキシン輸送体の阻害で植物に表れる形態変化は三つ知られている.一つ目はオーキシン不足による根の生長抑制である.トマト穂木をもつすべての接ぎ木区とナス自根のNPA10 μM区における根の乾物重は,対照区と比較し有意に減少した.対して,供台ナス,トマト台ナスにおける根の乾物重は,対照区とNPA区に有意差が生じなかった.二つ目はオーキシン蓄積による地上部の矮性化である.トマト穂木をもつすべての接ぎ木区においてNPA10μM区における地上部の乾物重は,対照区とNPA10μM区で有意な差が生じた.一方,ナス穂木をもつすべての接ぎ木区の地上部の乾物重には有意な差が生じなかった.三つ目は不定根形成の抑制である.トマト自根と供台トマトの穂木の接ぎ木区において,NPAμ区の不定根数は対照区と比較し,その発生が抑制された.しかし,ナス台トマトとナス穂木をもつすべての接ぎ木区でNPA10μM区と対照区に変化は表れなかった.ナス穂木とトマト穂木に対するオーキシン輸送体の阻害に差が生じたことから,ナスとトマトのオーキシン輸送のシステムは異なっていると考えられ,異種間接ぎ木により穂木ー台木間のオーキシン輸送が異常になることで根の形態変化が生じると示唆された.2017年度には,穂木にオーキシンを投与したにも関わらず,ナス台トマトのに接ぎ木したトマト穂木にも影響はなく,ナス台トマトの異種間接ぎ木における根の萎縮は,台木に届くオーキシン不足が原因ではないの結果を得た.それを踏まえ,2018年度は,,オーキシン阻害剤の投与がナス穂木・トマト台木に与える影響をについて調査を行った.オーキシン輸送体の阻害で植物に表れる形態変化として,オーキシン不足による根の生長抑制,オーキシン蓄積による地上部の矮性化,不定根形成の抑制が知られている.H30年度以降は,オーキシン輸送体阻害剤として1ーナフチルフタラミン酸(NPA)を与え,穂木と台木の間に形態変化がどのような形で現れるかを指標として,台木および穂木の間のホルモンのアンバランスを評価した.その結果,ナス穂木とトマト穂木に対するオーキシン輸送体の阻害に差が生じたことから,ナスとトマトのオーキシン輸送のシステムは異なっていると考えられ,異種間接ぎ木により穂木ー台木間のオーキシン輸送が異常になることで根の形態変化が生じることが推察された.また,2018年度より,根の量と通水抵抗の相互関係を明らかにするために,通水コンダクタンスはルートプレッシャーチャンバー法を用いた根および接ぎ木部位を合わせた通水抵抗の計測,および,近赤外線イメージングと中性子イメージングによる水の吸水速度測定を開始し,現在結果を解析中である.課題(1)異種間接ぎ木による根量の変化とそのメカニズムの解明については,順調に進んでいる.課題(2)異種間接ぎ木の根における水供給能の変化は,異種間接ぎ木における根の量とその水供給能力との関係を明らかにすることを目的とする.すなわち,根量が少なくてもシュートが要求する水を輸送できるように根量あたりの水輸送の能力を高める可能性もある.そこで,例えば,トマト果実を高糖度化するために,地上部との根部のバランスをどの程度に維持すれば良いのか,またそのバランスをどのように接ぎ木によって作出すれば良いかを明らかにする.30年度は異種間接ぎ木によって植物体内の水移動や水分分布が変化すると考えられるため,その裏付けとして蒸散速度,気孔コンダクタンス,根圧,を測定したが,実験日の気象条件が異なっていたため,接ぎ木の種類によるそれぞれの測定値に差異は認められなかった.人工気象器内での栽培や,ポット中の土壌水分など環境条件を合わせたうえで測定する必要がある.しかし,人工気象室内のみで育成するのは空間的に難しい.そこで,ハウス栽培の苗を一定時間人工気象下に置き,その後,蒸散速度等の測定を行う.その際に一定の気象条件下にどの程度の時間馴化させれば,植物の蒸散等が定常状態になるのかをまず明らかにしてから,課題を推進する.本研究では,台木と穂木の組み合わせによって,トマトの果実の糖度や収量を任意に制御する手法を確立するために,ホルモン作用のアンバランスが生じるメカニズムを解明する.本研究には課題(1),課題(2)があり,課題(1)のテーマは,異種間接ぎ木において,穂木が生来つくりだすオーキシンと,台木が本来受けるオーキシンとのアンバランスにより,根量がどの程度変化(萎縮・肥大)するのか,その変化のメカニズムについて明らかにすることである.H29年度においては,トマト穂木が接がれたナス台木にとって,穂木から与えられるオーキシンが過剰なのか,不足なのかを明らかにするため,穂木部にオーキシンを与えることで根の生育等に生じる影響について調査した.

その結果,十分な量のオーキシンが与えられているにも関わらず,トマト穂木,ナス台木の接ぎ木においては根の萎縮が起こり,その要因としては,清水らが述べているオーキシン過剰による根の生育阻害(清水,1993),および,トマトとナスでオーキシンのトランスポーターが異なるため,オーキシン輸送が行えないことが考えられた.課題(2)のテーマは,異種間接ぎ木における根の量とその水供給能力との関係を明らかにすることである.H29年度においては,ナス台木とトマト穂木およびトマト穂木となす台木の接ぎ木において通水抵抗を水供給能力を示す指標とし,根量,草丈および果実糖度に与える影響を調査した.その結果,トマト台木に接いだナスの果実糖度が低下し,草丈が他の処理区より高くなった.これは,台木トマトの根域が肥大したことで,不親和による通水抵抗の増大を相殺,あるいはそれ以上の吸水が起こったこと原因であると推察された.異種間接ぎ木において,穂木が生来つくりだすオーキシンと,台木が本来受けるオーキシンとのアンバランスにより,根量がどの程度変化するのか調査した.ナス台トマトにおける根の乾物重は,供台トマト及びおよび自根トマトにおける根の乾物重と比べ萎縮した.また,IAAを与えたナス台トマトにおける根の乾物重は対照区の乾物重とほぼ同じであった.しかし,IAAを与えた供台トマトにおける根の乾物重は対照区と比較して重くなり,自根トマトでは軽くなった.つまり,トマト穂木へのオーキシン投与は,ナス台木の根に起こる萎縮を止めることはなく,一方で,供台トマトの根には肥大,自根トマトの根には萎縮の変化を与えた.IAAを与えたナス台トマトについて,その生育は,供台トマト,自根トマトよりも遅かった.一方で,IAAを与えた供台トマト及びおよび自根トマトの乾物重は,対照区と比較して重くなった.すなわち,穂木部にオーキシンを投与したにも関わらず,ナス台トマトにおけるの地上部の生育はほとんど促進されなかった.供台トマト及びおよび自根トマトでは穂木部へのオーキシン投与で生育が促進されたが,ナス台トマトに250 μMのオーキシンを投与しても台木の根や穂木の生長に影響は見られなかった.ところが,供台トマト及びおよび自根トマトに250 μMのオーキシンを投与すると,根や穂木の生長が変化した.接ぎ木不親和による影響で台木に届くオーキシンが不足し,ナス台木の根が萎縮したならば,過剰なオーキシンを与えられた根は対照区よりも生長するはずであるが,ナス台木の根の大きさは対照区と変わらなかった.また,穂木にオーキシンを投与したにも関わらず,ナス台トマトのに接ぎ木したトマト穂木にも影響はなかった.つまり,ナス台トマトの異種間接ぎ木における根の萎縮は,台木に届くオーキシン不足が原因ではないと考えられる.H30年度には,課題1である異種間接ぎ木による根量の変化とそのメカニズムの解明について,オーキシン阻害剤の投与がナス穂木・トマト台木に与える影響を調査をした.処理区としてNPA区に濃度3M,10M,対照区に濃度0Mの3処理区を設け,それぞれの処理区に対して接ぎ木区としてトマト自根,ナス自根,供台トマト,供台ナス,ナス台トマト,トマト台ナスの苗を用意し3反復で実験を行った.オーキシン輸送体の阻害で植物に表れる形態変化は三つ知られている.一つ目はオーキシン不足による根の生長抑制である.トマト穂木をもつすべての接ぎ木区とナス自根のNPA10 μM区における根の乾物重は,対照区と比較し有意に減少した.対して,供台ナス,トマト台ナスにおける根の乾物重は,対照区とNPA区に有意差が生じなかった.二つ目はオーキシン蓄積による地上部の矮性化である.