hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
最初期の宇宙の熱史と暗黒物質の生成および発展についての研究

本年度の研究では、まず超対称標準模型の拡張として有力視されている次最小超対称標準模型と呼ばれる模型の宇宙論的側面に関する研究を行った。この模型ではドメインウォールと呼ばれる壁状の場の配位が宇宙初期に生成され、それが十分長寿命であると宇宙論的に問題となることが知られているが、本研究ではこの模型において導入されるシングレット場のインフレーション中および終了後の発展を注意深く調べることにより、ドメインウォール生成自体が避けられる可能性があることを指摘した。このようなシナリオが可能となるためにはシングレット場の結合定数について低めの値が要請されることを明らかにし、宇宙のバリオン数生成や暗黒物質生成のシナリオがある程度制限され得ることを示した。上記の研究課題に加えて、超対称性理論に基づくインフレーション模型に関する研究を行い、特にD項と呼ばれるポテンシャルエネルギーを用いて加速膨張を起こすシナリオを詳細に調べた。近年、理論を定義するケーラーポテンシャルが非自明な構造を持つ場合、観測結果とよく一致するような予言をもたらすD項ポテンシャルが得られる可能性が指摘されているが、本研究では先行研究で提案されていた模型をより詳細に解析すると共に、これを一般化し、ほぼ平坦なD項ポテンシャルによってインフレーションが起きたことを要請すると、ケーラーポテンシャルの構造が特定の形に絞り込まれることを示した。また、昨年度に引き続きアクシオン暗黒物質に関する研究も並行して行った。特に、インフレーション終了後にストリングやドメインウォールといった位相欠陥が生成されるようなシナリオに着目し、様々な理論的要請を満たしつつ暗黒物質を説明するようなパラメター領域を求め、幾つかの代表的なアクシオン模型に対して暗黒物質存在量から予言されるパラメター領域と将来の実験感度との比較を行い、その検証可能性を議論した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はアクシオン暗黒物質の宇宙論的発展に注目した研究を行った。アクシオンは非常に軽い質量を持つが、初期宇宙において非熱的に生成されるため速度分散が極めて小さく、「冷たい」暗黒物質の候補と見なされている。近年、このように非熱的に生成されたアクシオンが重力相互作用によって熱化して現在の宇宙でボース=アインシュタイン凝縮を起こしており、銀河ハローの構造や宇宙論的観測量に影響を及ぼす可能性が指摘されている。これを受けて、非熱的に生成されたアクシオン場の発展を解析し、相互作用によって状態占有数の変化が起こるタイムスケールの見積もりを行った。特に本年度の研究によって、先行研究における解析内容を一般相対論的補正を取り入れた枠組みに拡張することが可能となった。一般相対論的枠組みでは、重力相互作用はアクシオン場と計量の揺らぎとの相互作用の組み合わせとして理解される。ここでは、宇宙論的摂動論の研究分野で近年よく用いられている有効場理論の考え方を応用することにより、アクシオンの系における重力相互作用項を全て書き下し、膨張宇宙において系の発展を記述する有効ハミルトニアンを導出した。これを用いて輻射優勢時期におけるアクシオンの状態占有数の時間発展を解析したところ、地平線半径よりも十分小さな波長のモードに対しては先行研究の結果を再現すること、およびそのような短波長モードと地平線外の長波長モード(すなわちボース=アインシュタイン凝縮)との遷移が頻繁に起こり得ることが示された。この研究成果はアクシオンがボース=アインシュタイン凝縮を形成するか否かという問題に対する定量的アプローチを行うという意味で重要であるが、アクシオンだけでなく宇宙における他のスカラー場に対しても当てはまる理論形式を与えており、様々な応用が期待できるという意味で極めて意義深い成果であると言える。本年度の研究では、昨年度に引き続きアクシオン暗黒物質の生成過程に関するより詳細な解析を行う一方で、超対称性理論に基づく宇宙の熱史に関する研究を行った。超対称性を持った標準模型は超弦理論等のより根源的な理論の低エネルギー極限として実現されていると期待されており、最初期の宇宙の進化においても重要な役割を果たしたと考えられている。しかしながら、単純な超対称模型は近年のLHC実験において厳しく制限され始めており、模型の拡張の可能性が議論されている。一つの可能性としては、Rパリティ(通常の物質粒子を偶、超対称性粒子を奇とするパリティ)の破れを導入すると最も軽い超対称性粒子が不安定となってLHCにおけるシグナルが大きく変化し、厳しい制限を逃れられるというシナリオが考えられる。本年度の研究ではそのような模型に着目して、模型に対する宇宙論的制限について議論した。特に、Rパリティの破れからもたらされる新たな相互作用項によって起こるスカラー場のダイナミクスを利用することにより、宇宙の物質・反物質非対称性が効率よく生成されることを示した。また、様々な観測的制限と無矛盾であるという要請から、Rパリティの破れの度合いは緩く、超対称性粒子の質量は比較的重くなければならないことを示した。アクシオン暗黒物質の生成過程に関する研究では、最近の高解像度のスカラー場の格子シミュレーションを用いる事により、位相欠陥の崩壊に伴い生成されるアクシオン残存量を従来よりも高い精度で評価した。特に、アクシオンが暗黒物質の主要な成分を占める場合の対称性の破れのスケール又はアクシオンの質量の値について極めて定量的な予言を行う事が可能となった。この研究の結果、位相欠陥の寄与を含めると従来知られていたよりも高いアクシオンの質量が予言され、そのような質量領域は将来のアクシオン検出実験で検証可能であることが明らかになった。

本年度の研究では、まず超対称標準模型の拡張として有力視されている次最小超対称標準模型と呼ばれる模型の宇宙論的側面に関する研究を行った。この模型ではドメインウォールと呼ばれる壁状の場の配位が宇宙初期に生成され、それが十分長寿命であると宇宙論的に問題となることが知られているが、本研究ではこの模型において導入されるシングレット場のインフレーション中および終了後の発展を注意深く調べることにより、ドメインウォール生成自体が避けられる可能性があることを指摘した。このようなシナリオが可能となるためにはシングレット場の結合定数について低めの値が要請されることを明らかにし、宇宙のバリオン数生成や暗黒物質生成のシナリオがある程度制限され得ることを示した。上記の研究課題に加えて、超対称性理論に基づくインフレーション模型に関する研究を行い、特にD項と呼ばれるポテンシャルエネルギーを用いて加速膨張を起こすシナリオを詳細に調べた。近年、理論を定義するケーラーポテンシャルが非自明な構造を持つ場合、観測結果とよく一致するような予言をもたらすD項ポテンシャルが得られる可能性が指摘されているが、本研究では先行研究で提案されていた模型をより詳細に解析すると共に、これを一般化し、ほぼ平坦なD項ポテンシャルによってインフレーションが起きたことを要請すると、ケーラーポテンシャルの構造が特定の形に絞り込まれることを示した。また、昨年度に引き続きアクシオン暗黒物質に関する研究も並行して行った。特に、インフレーション終了後にストリングやドメインウォールといった位相欠陥が生成されるようなシナリオに着目し、様々な理論的要請を満たしつつ暗黒物質を説明するようなパラメター領域を求め、幾つかの代表的なアクシオン模型に対して暗黒物質存在量から予言されるパラメター領域と将来の実験感度との比較を行い、その検証可能性を議論した。Rパリティを破るような超対称標準模型について宇宙のバリオン数を説明するという観点から制限を与えるという研究目的に対し、本年度の研究ではRパリティを破る相互作用を介して生成されるバリオン数の評価を行い、観測的制限と無矛盾となるパラメター領域を見積ることができたため、このようなシナリオについては当初の研究目的をおおむね達成することができたと言える。一方、位相欠陥から生成されるアクシオン暗黒物質残存量の評価は過去にも様々な研究がなされていたが、解析手法に起因する不定性が大きいという点が問題となっていた。そこで、本研究では計算機環境を向上させることにより従来知られていたよりも高い精度で残存量評価を行うことを研究計画として掲げた。本年度はこれらの研究目的を達成すると共に、これまでの数値計算手法を徹底的に見直した上で、現状で得られている計算結果の不定性の要因についての詳細な議論を行った。近年、アクシオン暗黒物質を探査する様々な実験計画が提案されてきているが、本研究はそれらの実験的アプローチに対する極めて定量的な理論予言を与えると共に、実験感度と理論予言の不定性との比較を可能とするものであり、模型を実験的に検証する上で極めて意義深い成果であると考えられる。
氷の物性と氷床変動研究

本計画研究では、(1)氷床における物理過程を微視的なレベルで解明し、系統的・理論的に記述すること、(2)物理過程が気候・環境変動シグナルに及ぼす影響を明らかにすることおよび物理解析データから新たな気候・環境変動シグナルを抽出すること、(3)南極氷床の変動史を再現すること、の3点を目的として研究を進めてきた。(1)に関しては、クラスレート・ハイドレートの生成過程とそれに伴う大気組成気体の分別過程を解明したこと、ドーム位置に特有な氷結晶組織の発達過程を解明したこと、氷床の電気的性質を明らかにしこれを新たなレーダー・エコー・サウンディング法の開発に発展させたこと、および長時間のエージングで現れる新たな氷の構造が見つかったこと、などの成果を上げた。(2)に関しては、大気組成復元に及ぼす気体分子の拡散の影響を明らかにしたこと、気泡やクラスレート・ハイドレートの分布から新たな堆積速度の推定法を見出したこと、新たに開発した交流電気伝導度プロファイル法で大気環境の変動を検出し得ることを明らかにしたこと、氷床内部の反射層の原因を特定する2波長探査レーダーの開発を行なったこと、などの成果を得た。(3)に関しては、南極氷床の三次元流動シミュレーションを行ない、気候変動とリンクした氷床変動を明らかにしたこと、およびドーム位置における流動を精密に再現するために、転位クリープと拡散クリープの両方を考慮した流動モデルの開発を行なったこと、などの成果を得た。所期の分担に従って、以下の解析、測定を行っている。今後も基本的には、以下の課題毎に解析研究を進めるが、総合的な検討作業を定期的に行う予定である。(1)層位解析:光学的層位観察およびX線透過法によって逆相関を見出している。(2)気泡、クラスレート・ハイドレートの分布および気体分別:分布測定を50m間隔で行い、上記層構造のほか、同位体組成との逆相関を見出している。(3)氷結晶の方位分布と結晶サイズ分布:新たに開発した自動測定装置によって、短期間に膨大なデータを収集することができた。その結果、ドームF地点が理想的な1軸圧縮場であることが明らかになっている。(4)電気伝導度プロファイル:従来のDC-ECMおよび新たに開発したAC-ECMによる現場測定データの解析が進み、多くのイベントを見出している。(5)レーダーエコーサウンディング:2波長レーダーのデータ解析が進み、氷床内部の構造について、これまでにない新たな情報が得られている。(6)中性子散乱、X線回析:中性子散乱スペクトルおよび氷の格子定数に、コア氷に特有な変化を見出し、プロトン配置の問題と関連して、さらに測定を進めている。所期の分担に従って、以下の解析、測定を行い多くの知見を得ている。(1)層位解析:工学的層位観察によって深層コアに年変動に相当する層構造を見出している。(2)気泡、クラスレート・ハイドレートの分布および気体分別:分布測定を連続的に行い、上記の層構造を見出すと共に、大気組成気体の大幅な分別を見出している。気体分別については、そのメカニズムを理論的に解明し、定量的な議論にまで発展している。その結果、ドームF地点が理想的な1軸圧縮場であることが明らかになり、この特質を生かして、流動計算から光の年代推定を高精度で行う手法を開発した。(5)レーダーエコーサウンディング:2波長レーダーのデータ解析が進み、氷床内部の構造について、氷結晶の方位分布と酸性度の分布を分離して画像化するという新たな手法を開発した。(6)中性子散乱、X線回析:中性子散乱スペクトルおよびX線回析プロファイルに、コア氷に特有な変化を見出し、プロトン配置の問題と関連して、さらに測定を進めている。
歴史的環境をめぐる政策と運動の社会学的研究

近年注目を増しつつある全国各地の歴史的環境保全の実態を、平成1316年度の4年間にわたる研究を通じて把握することができた。歴史的環境としての町並みを抱える各地区の状況は様々である。良い風情を持ちながら人の集まらない地区。観光化されすぎて、風情が味わえなくなってしまっている地区。しっかりした生活が息づく地区。そうした現状の相違を生みだしているのは、歴史的環境そのものの価値だけでなく、立地条件、行政の姿勢、住民の意識など、様々な要素が絡み合っていることが明らかになった。現在全国的に見てもっとも難しい状況にある地区のひとつとしてあげられるのが、広島県福山市の鞆という歴史的港町である。ここは、江戸時代の港湾設備が残る貴重な歴史的港町であるが、この港の一部を埋立、橋と道路を建設する計画があり、建設すべきか否かをめぐって対立がずっと続いている。交通渋滞の解消とミニ開発による経済の活性化をめざして建設を推進しようとする市行政と町内の有力者層に対して、歴史的景観の保存を求めて建設に反対する少数の住民グループという対立構図になっている。後者が地区内では少数派であるにもかかわらず、前者と拮抗した力を発揮できているのは、全国町並み保存連盟をはじめとする地区外部の歴史的環境に対して関心を持つ人々の支援によるものが大きい。この鞆地区に関しては、4年間の間に幾度も足を運び、インテンシブな調査を行い、その複雑な状況を把握した。鞆は地域内にこのような対立を抱えながらも、他方で町としてのまとまりは非常に強い。その重要な要因となっているのが、伝統的祭りの存在である。伝統的祭りは鞆に限らず地域を統合する上で大きな役割を果たしているので、この伝統的祭りについても広く調査、研究を進めた。本年度は、4年間の研究期間の初年度に当たるため、全国各地に残る貴重な歴史的環境を時間の許す限り、実際に足を運び、,資料収集に当たるとともに、そこで幕らす現地の人々から話を聞いた。行った場所は運河で栄えた溶湾の町から観光の町へと見事に変貌を遂げた北海道小樽市、江戸時代の港の保存をめぐって困難な状況に直面している広島県福山市鞆の浦、夏目漱石ゆかりの「坊ちゃんの湯」で有名な温泉町、愛媛県松山市道後、江戸時代に木蝋で栄えた町が残る愛媛県内子町、坂道に昔ながらの雰囲気が残る東京都文京区本郷といった町並み以外にも、皆ながらの人々の生活の生業を想像させる里山の残る三重県赤目、つらい思い出だが社会が忘れてはならない戦争の記録が保存される靖国神社等にも足を運んだ。このうち、小樽と鞆の浦のケースはタイムラグを含んだ類似ケースど描屋できた。現在、港の埋立・架橋問題を抱える鞆の浦の状況は約30年前の小樽の状況と類似している。ともに、船が主要運搬手段だったときに栄えた港町だが、運送中段が陸路に変わることによって衰退の一途をたどってきた。そして、小樽の顔とも言うべき運河を全面的に埋立、道路にする計画が作られてから、その運河を残す運動が女性リーダーを中心に活発化し、最終的には半分埋立てるという計画に変更させた。現在、鞆の浦でも、埋立・架橋計画に反対しているのは女性リーダーを中心とするグループである。果たして、このグループが小樽のような成果を生み出しうるかどうかは、微妙なところだが、おおいに注目に値する。ともに外部組織の支援が大きな役割を果たしていることも、両ケースの類似性として発見された。本年度は、4年間の研究期間の2年目に当たる。本年度は2つの研究方針を立て実施してきた。

ひとつは、昨年度に引き続き、貴重な歴史的環境の存在する地区に実際に出向き、資料収集を行い、広く歴史的環境に関する情報を集める作業であり、もうひとつは、広島県福山市靹の浦の伝統的な祭りとそれを支える人々に焦点を絞って深く調査を行うことであった。前者の作業から、歴史的環境は探せばどこにでもあるもので、それが見えやすい形になっているかどうかの違いにすぎないことや、こうした歴史的環境を大事に思い、ボランティアでそれを広く伝えようとしている人がたくさんいることが把握できた。「歴史的環境とボランティア」という新たな研究テーマも見えてきた。他方、後者の作業から得た知見は以下のようなものである。靹には、重要な伝統的な祭事が3つある。旧暦1月に行われる御弓神事、7月に行われるお手火神事、そして9月に行われる秋祭りである。本年度は、このすべての祭りに加え、6月に行われた茅の輪神事も観察調査した。それぞれ質の異なる祭りであり、その現代的な変化の程度も異なる(たとえば、御弓神事は形式的にも実質的にも男性の祭り、お手火神事は実質的な男性の祭り、秋祭りは女性も参加できる祭りであること)が、いずれも地元の人々が自分たちのために行っている祭りであることがよく理解できた。こうした祭りの存在が、町の人々にアイデンティティと連帯感を与えていることは間違いないことが確認できた。また、伝統的行事の継承には、伝統的な技術の継承が不可欠なことを、具体的な形で知ることができた。本年度は、4年間の研究期間の3年目に当たる。本年度は、前年度に見いだした重要なテーマである「歴史的環境保全におけるボランティアの役割」に注目しながら、各地での観察・聞き取り調査を進めた。その結果、このテーマを考える上で、「地域の歴史を語る人々」という枠の広げ方が必要であることが明らかになった。ボランティア・ガイドに代表されるような典型的なボランティアではないような形で歴史的環境保全に対して重要な役割を果たしている人々が数多くおり、彼らの役割に注目しなければ、ボランティア・ガイドの役割も正確に把握できない。たとえば、郷土史家、役所の関連部門の担当者、博物館・資料館の職員、さらにはその地域の人間ではなくとも、その地域について研究している専門家などは、地域の歴史について多くの知識を持っており、彼らはしばしばボランティア・ガイドの教育係にすらなる。また、地域で訪問者と接する商売(ホテル、飲食店、土産店、タクシー)をしている人々なども「地域の歴史を語る人々」として忘れてはならないだろう。わざわざボランティア・ガイドを頼んで案内してもらう訪問者はそれほど多くはないが、こうした商売をしている人々とは必ず接触するし、気楽に地域のことを尋ねたりする。それゆえ、ある意味では、ボランティア・ガイドより、彼らの方が、地域の歴史を広める上で、重要な役割を果たしているということもできる。地域によっては行われているところもあるが、こうした訪問者と接する可能性の高い人々に、地域の歴史をしっかり知ってもらう勉強会なども重要視されるように存つてくるだろう。以上のような認識を歴史的環境保全に取り組む各地へ出かけ観察する中から見いだしたのが、本年度の大きな研究成果である。本年度は、4年間の研究期間の最終年度に当たる。それゆえ、これまでの調査・研究の関連を整理し総合化することが最大の課題となった。そのためのフォローアップ調査はもちろんのこと、このテーマでの知見をさらに深めるために、各地で観察、資料収集、聞き取り調査を行った。
ブリテン世界におけるアイリッシュおよび教皇主義者の構築、１５６０年ー１６６０年

研究計画の第一段階として、1二次文献と既に収集した一次史料から17世紀のアイルランド統治の具体的様相を解明する、2分析の成果を国内外で口頭発表として公表し、同分野・隣接分野の研究者から意見を得て今後の論文執筆計画を立てる、3在外史料調査および東京大学図書館のリソース調査から追加の史料を収集・整理する、の3つを中心に実施した。本科研費は特に3の在外調査に充てられた。1と2の成果として、2度の口頭報告を行った。第68回日本西洋史学会にて、『改革・改良・改化ー17世紀中葉アングロ・アイリッシュ関係における科学と政治ー』と題した報告を行った。また3で新たに1641年に始まるアイルランド反乱勃発時のアイルランド総督府文書に加え、アイルランド国教会のアーマー大主教文書を収集した。その結果、総督府政治家・国教会聖職者らの利害および彼らの他者認識の双方について考えていく必要があり、その際、表象の面で総督府・教会と科学者集団との協働が見られることが判明してきた。つまり、議会・総督府・教会という関係だけでなく、その外にも植民地政策に関わる様々な人間がいたことが言える。そこから他者に関する表象・言説にどのように関わっているのかを今後明らかにしていかなければならないであろう。本年度の研究成果は大きく4つあった。1つ目に、第68回日本西洋史学会にて、『改革・改良・改化ー17世紀中葉アングロ・アイリッシュ関係における科学と政治ー』と題した報告を行った。これまでイギリス史、特に近世の宗教政治史の研究者との対話を行ってきたが、今回の報告で科学史・経済思想史の研究者とも交流することができた。それにより、これまで欠如していた科学思想的潮流に関する意見を得ることができた。2つめに、カリフォルニアのハンチントン図書館において未刊行史料の調査を行うことができた。ハンチントン図書館の所有するアイルランド総督府に関する文書、および後のアーマー大主教(最高位聖職者)であったジョン・ブラムホールの書簡を参照することができた。また後述する指導委託制度により、3ヶ月間トリニティ・カレッジ・ダブリン(以下TCD)に滞在することができたため、ダブリンのアイルランド国立図書館およびギルバート図書館において未刊行史料調査を行った。また、ダブリン滞在の際、ロンドンのブリティッシュ・ライブラリにおいても史料を渉猟することができた。3つ目に、指導委託制度を用いてダブリンにて在外研究を行うことができた。受け入れ教員であるTCDのジェーン・オーマイヤ教授とは2週間に1度の面談を持ち、有益な助言をいただくことができた。3ヶ月の滞在時には、さまざまな研究者と議論を行うことができた。特に、私の研究領域における第一人者であるケンブリッジ大学のジョン・モリル教授、TCDのミホル・オシオクル教授、ユニバーシティ・カレッジ・ダブリン(以下UCD)のタイグ・オハンラコン博士、マーシズ図書館のジェイソン・マケリゴット博士に研究に関して議論を持つことができた。平成31年度の研究活動の中心は、1ロンドンのブリティッシュライブラリー(BL)およびトリニティ・カレッジ・ダブリン(TCD)図書館、そしてオックスフォード大学ボドリアン図書館での史料収集を行う、2現在手元にある史料の読解を完了させ、雑誌投稿に向けた論文執筆を開始する、31640年代アイルランド反乱での他者言説の分析についての論文執筆を投稿する(投稿先:歴史学研究)1については、これまでの研究の中では40・50年代の研究に集中していた。しかし、その時代によって何が変わったのかを明らかにするために、後代にその時代をどのように記憶しているのかを明らかにしていく。そうすることで、イメージが構築されていく過程についてより理解が深まっていくであろう。特に、これまでイングランド統治エリートの側面に注目してきたが、統治される側であったアイルランド側のエリート層の文書を渉猟する。具体的にはBLのアランデル文書、TCDのべリングス文書、ボドリアン図書館のカート文書ならびにクラレンドン文書を参照する3については昨年度中に投稿したが、査読結果が返却され不採用であったため、改稿し本年度中の採用を目指す。1と2の成果として、3度の口頭報告を行った。特に第115会史学会大会例会で報告された『三王国戦争期アイルランド反乱被害者供述書出版』は発表内容を原稿化して投稿論文として出版するため、現在指導教員と相談を重ね、執筆している。また3で新たに1641年に始まるアイルランド反乱勃発時のアイルランド総督府文書や反乱被害者調査委員会文書等を収集した。その結果、総督府政治家・国教会聖職者らの利害および彼らの他者認識の双方について考えていく必要があるという見通しを得た。これは被害者供述のミクロ的な分析に集中しがちな、昨今の研究状況に、それらを主導したエリートの視点を加えることが出来、統治という面から表象について考えることが出来るようになる。この見通しを補強する材料として、1650年代ロンドンの科学者サークルである「ハートリブ・サークル」の書簡データベースおよび、1650年代の反乱被害者供述パンフレットを入手したので、今後これらを組み合わせて実証的に論じていくことが可能となった。本研究は、おおむね順調に進展していると言える。

修士論文では1640年代に時代を絞っていたため、1641年の反乱に至るアイルランドの政治状況、統治のありよう、原住民と植民者の競合関係、宗教改革の進行についての知識に乏しかった。そこで本年度の特に前半は、いわゆる「長い17世紀」全般のアイルランド統治について多くの2次史料を渉猟し、大きな枠組みの理解に努めた。また元々の専門である政治史・宗教改革史・文化史のみならず、経済史や科学史の研究成果の受容にも積極的に努めた。そうすることで、当時の科学者集団であるハートリブ・サークルとアイルランド統治は切り離すことのできない問題であることがわかってきた。具体的には、ジェラルド・ボートなる人物の手になる『アイルランド自然誌』は総督府政治家の助力により執筆され、ハートリブによって出版された。科学的な知によって植民地統治の一側面が担われていたのである。彼らの書簡は、無料オンラインデータベース『ハートリブ・ペーパー』として、公開されており、参照が容易である。その他にも、今回の史料調査により、1640年から1660年についての史料はある程度整理されていることが確認できたため、それら20年については研究期間内に当初の計画通りの詳細な分析が可能であると考えている。それ以前の時代については次年度以降の課題である。現在、1630年代については、当時のアイルランド総督ストラフォード伯トマス・ウェントワースによるカトリックエリートへの宥和政策が招いたプロテスタント間の政治的対立については調査を始めている。また、本年度7月のイギリス革命史研究会例会、10月の近世イギリス史研究会例会、11月の史学会大会と、3回の口頭発表を行うことが出来た。研究計画の第一段階として、1二次文献と既に収集した一次史料から17世紀のアイルランド統治の具体的様相を解明する、2分析の成果を国内外で口頭発表として公表し、同分野・隣接分野の研究者から意見を得て今後の論文執筆計画を立てる、3在外史料調査および東京大学図書館のリソース調査から追加の史料を収集・整理する、の3つを中心に実施した。本科研費は特に3の在外調査に充てられた。1と2の成果として、2度の口頭報告を行った。第68回日本西洋史学会にて、『改革・改良・改化ー17世紀中葉アングロ・アイリッシュ関係における科学と政治ー』と題した報告を行った。また3で新たに1641年に始まるアイルランド反乱勃発時のアイルランド総督府文書に加え、アイルランド国教会のアーマー大主教文書を収集した。その結果、総督府政治家・国教会聖職者らの利害および彼らの他者認識の双方について考えていく必要があり、その際、表象の面で総督府・教会と科学者集団との協働が見られることが判明してきた。つまり、議会・総督府・教会という関係だけでなく、その外にも植民地政策に関わる様々な人間がいたことが言える。そこから他者に関する表象・言説にどのように関わっているのかを今後明らかにしていかなければならないであろう。本年度の研究成果は大きく4つあった。
放射線照射によって概日リズム関連遺伝子発現が変化するメカニズムの解明

放射線照射により概日リズムが変化することも報告されてはいるがその詳しいメカニズムについては分かっていない。本研究では、マウス肝臓における網羅的な発現解析により概日的に発現が変動する遺伝子の中から放射線照射によってその発現が変動するものを見出した。しかし、それらの中から放射線照射によって概日的な発現が変化することに主要な役割を果たしている遺伝子は見つけられなかった。放射線被ばくによる障害の代表的なものとして発癌があげられる。一方、生物は24時間周期の概日時計を持っており、その周期の乱れが発癌に関与していることも明らかにされている。また、放射線照射により概日リズムが変化することも報告されてはいるがその詳しいメカニズムについては分かっていない。本研究では、マウス肝臓における網羅的な発現解析により概日的に発現が変動する遺伝子の中から放射線照射によってその発現が変動するものを選択し、それらの中からsiRNAを用いた解析によって概日発現の変化に主要な役割を果たしている遺伝子を見つけ出し、放射線照射によって概日遺伝子発現が変動するメカニズムの解明を目指す。昨年度は概日的に発現が変動する遺伝子群の中で放射線照射によりその発現リズムが変化する遺伝子を以下のような方法で選別した。12時間明期(7ー19時)、12時間暗期(19ー7時)の環境で2週間飼育した78週齢雄マウスに、明期が始まってから6時間後の概日6時(午後1時)にX線全身照射(4Gy)を行う。照射後概日12時(午後7時)から継続的な暗期状態で48時間飼育し、照射後3日目の概日0時(午前7時)、概日6時(午後13時)、概日12時(午後18時)、概日18時(午前1時)にマウスを屠殺、採取した肝臓よりRNAを抽出し、Affimetrix Mouse Genome 430 2.0アレイを用いて網羅的な発現解析を行った。本年度は、前年度の解析結果を検討していくつかの候補遺伝子を選択し、その確認作業を行った。本年度は概日的に発現が変動する遺伝子群の中で放射線照射によりその発現リズムが変化する遺伝子を以下のような方法で選別した。照射後概日12時(午後7時)から継続的な暗期状態で48時間飼育し、照射後3日目の概日0時(午前7時)、概日6時(午後13時)、概日12時(午後18時)、概日18時(午前1時)にマウスを屠殺、採取した肝臓よりRNAを抽出し、Affimetrix Mouse Genome 430 2.0アレイを用いて網羅的な発現解析を行った結果、いくつかの遺伝子を選び出す事ができた。昨年度までに、概日的に発現が変動する遺伝子群の中で放射線照射によりその発現リズムが変化する遺伝子を以下のような方法で選別した。12時間明期(7-19時)、12時間暗期(19-7時)の環境で2週間飼育した78週齢雄マウスに、明期が始まってから6時間後の概日6時(午後1時)にX線全身照射(4Gy)を行う。照射後概日12時(午後7時)から継続的な暗期状態で48時間飼育し、照射後3日目の概日0時(午前7時)、概日6時(午後1時)、概日12時(午後7時)、概日18時(午前1時)にマウスを屠殺、採取した肝臓よりRNAを抽出し、Affimetrix Mouse Genome 430 2.0アレイを用いて網羅的な発現解析を行うことにより、約300個の遺伝子を選別した。本年度は、それらの遺伝子の機能アノテーション解析を行って候補遺伝子の絞り込みを行い、培養細胞の概日リズム変動にそれらの遺伝子が及ぼす影響の確認実験を行った。

また、放射線照射により概日リズムが変化することも報告されてはいるがその詳しいメカニズムについては分かっていない。本研究では、マウス肝臓における網羅的な発現解析により概日的に発現が変動する遺伝子の中から放射線照射によってその発現が変動するものを選択し、それらの中からsiRNAを用いた解析によって概日発現の変化に主要な役割を果たしている遺伝子を見つけ出し、放射線照射によって概日遺伝子発現が変動するメカニズムの解明を目指す。昨年度までに、概日的に発現が変動する遺伝子群の中で放射線照射によりその発現リズムが変化する遺伝子を以下のような方法で選別した。12時間明期(7-19時)、12時間暗期(19-7時)の環境で2週間飼育した78週齢雄マウスに、明期が始まってから6時間後の概日6時(午後1時)にX線全身照射(4Gy)を行う。照射後概日12時(午後7時)から継続的な暗期状態で48時間飼育し、照射後3日目の概日0時(午前7時)、概日6時(午後1時)、概日12時(午後7時)、概日18時(午前1時)にマウスを屠殺、採取した肝臓よりRNAを抽出し、Affimetrix Mouse Genome 430 2.0アレイを用いて網羅的な発現解析を行うことにより、約300個の遺伝子を選別した。本年度は、それらの遺伝子の機能アノテーション解析を行って候補遺伝子の絞り込みを行い、培養細胞の概日リズム変動にそれらの遺伝子が及ぼす影響の確認実験を前年度に引き続き行った。放射線照射により概日リズムが変化することも報告されてはいるがその詳しいメカニズムについては分かっていない。本研究では、マウス肝臓における網羅的な発現解析により概日的に発現が変動する遺伝子の中から放射線照射によってその発現が変動するものを見出した。しかし、それらの中から放射線照射によって概日的な発現が変化することに主要な役割を果たしている遺伝子は見つけられなかった。昨年度までに、概日的に発現が変動する遺伝子群の中で放射線照射によりその発現リズムが変化する遺伝子を選別する目的でマイクロアレイを用いた網羅的な発現解析を行い、約300個の遺伝子を選別した。本年度はそれらの遺伝子の機能アノテーション解析を行ってより可能性の高い候補遺伝子の絞り込みを行った。さらにそれらの絞り込んだ候補遺伝子が培養細胞の概日リズム変動に及ぼす影響に関する実験を行い、全ての候補遺伝子についての確認を行う予定であったが、安定した分析結果が得られなかったため一部の遺伝子についてしか確認実験が終了していない。放射線生物学今後の実験計画として、マイクロアレイ解析によって選別した後、機能アノテーション解析を行って絞り込みを行った候補遺伝子について、放射線照射による概日リズム発現の変動を制御している可能性について以下のような方法で明らかにしたい。概日リズムに中心的な役割を果たしているPerのプロモーターにレポーターとしてルシフェラーゼ遺伝子をつないだものを培養細胞内で発現させ、発現リズム同調薬剤処理後、経時的にルシフェラーゼの発現をモニターすると、放射線照射によりその発現周期が短くなることを既に確認した。そこで絞り込みを行った候補遺伝子について、その発現レベルをsiRNAによって低下させることで、放射線照射によるPerプロモーターの発現周期の短縮が回復するかどうか調べることにより、放射線による概日リズム変動に中心的な役割を担っている可能性の高い遺伝子の選択、確認を行う。前年度は、当初の計画通りに概日的に発現が変動する遺伝子群の中で放射線照射によりその発現リズムが変化する遺伝子をマイクロアレイを用いた網羅的な発現解析を行った。
代数多様体のL関数に係わる数論と幾何の研究

重み付きフェルマー型多様体に積,商,変形及び特異点解消という操作を施して作られる代数体上の3次元カラビーヤウ多様体を考察し,ゼータ関数を具体的に計算することによってそのL関数を求めた。その結果を用いて,モチーフの観点からモジュラリティの成立する3次元カラビーヤウ多様体を構成した。また,上記多様体の一部である3次元デルサルト型多様体を正標数の体上で考え,その形式群の高さを求めるアルゴリズムを与えるとともに,計算機実験により高さの値分布に関する新たな知見を得た。本研究の目的は,L関数が具体的に計算できる数体上の代数多様体の族を新しく構成し,モジュラリティ問題を中心に,多様体の数論的及び幾何的性質を明らかにすることである。考察の中心となる多様体は,重み付きフェルマー型多様体に積,商,変形という操作を施して作られるもので,特に,24次元のカラビーヤウ多様体について詳しく調べる。当該研究の初年度に当たる18年度は,これからの研究対象となる多様体を特定し,そのL関数を精密に計算することと,その多様体の数論的または幾何的性質を明らかにすることを目標とした。その目標は概ね達成することができ,成果は次の2点にまとめられる。2.フェルマー型多様体から構成される3次元カラビーヤウ多様体について,コホモロジー群を詳細に記述し,正標数の体上で形式群の高さを計算した。この計算結果はこれまでに知られていなかったデータであり,18年12月にカナダのトロントで開かれた2006年度カナダ数学会冬季研究集会で,Formal groups of Calabi-Yau threefolds in positive characteristicという題目で研究発表を行った。なお,海外共同研究者の由井氏とは,18年7月と12月に,それぞれ北海道教育大学函館校とカナダのトロントで集中的な共同研究を行った。本研究の目的は,L関数が具体的に計算できる代数体上の代数多様体の族を新しく構成し,モジュラリティ問題を中心に,多様体の数論的,幾何的性質を明らかにすることである。中でも,重さ付きフェルマー型多様体から,商と変形を用いて作られる3次元カラビ-ヤウ多様体について詳しく調べる。19年度は,カラビ-ヤウ多様体のL関数やコホモロジー群を精密に計算することと,多様体の代数的サイクルに関するTate予想とBeilinson予想の成立を検証することを目的とした。後半のTate予想等の検証には課題を残したものの,前半のL関数等の計算には数多くの結果を得ることができた。特に,3次元多様体の幾何的性質を詳しく把握できたことで大きな進展につなげられた。それをもとにカラビ-ヤウ多様体のモジュラリティが考察できた。具体的には,重さ付き3次元多様体の特異点解消を詳しく記述し,3次元カラビ-ヤウ多様体のL関数を精密に計算した。そして,得られた特異点解消の情報を利用して,ある種の3次元カラビ-ヤウ多様体のモジュラリティを(モチーフ的に)示すことができた。3次元の特異点解消の幾何的な考察は数多くあるが,代数体上の数論的なデータはまだ少ない。よって,代数体上でL関数を詳しく計算できたことは新しい。また,特異点解消の情報をモジュラリティに結びつける手法は今後の応用につながると期待できる。これらは,海外共同研究者である由井典子教授との2度の打合せを通して得られた結果である。主な研究成果は2008年1月にサンディエゴで開かれたアメリカ数学会の研究集会で発表した。本研究の目的は, L関数が具体的に計算できる代数体上の24次元の代数多様体の族を新たに構成し,モジュラリティ問題を中心に,多様体の数論的,幾何的性質を明らかにすることである。中でも,重さ付きフェルマー型多様体から,商と変形を用いて作られる3次元カラビーヤウ多様体について詳しく調べることとした。研究の最終年度にあたる20年度は,カラビーヤウ多様体のモジュラリティの分析をさらに進めること,形式群を調べること, Tate予想とBeilinson予想の成立を検証することを目的とした。連携研究者である由井典子教授(カナダ・Queen's大学)と緊密に連携をとり,国内・国外で1度ずつ研究打合せを行うことによって,次の結果を得た。研究成果については4度の研究発表を行い, 3本の論文を最終準備中である。1.コホモロジー群の様子が詳しく分かる場合,カラビーヤウ多様体のL関数をモチーフ的に分解できる。その分解因子を個々に分析することによって, L関数のモジュラリティが成立する3次元カラビーヤウ多様体の例を数多く見つけた。2.フェルマー型多様体の有限商を取ることによって作られる3次元カラビーヤウ多様体の形式群の高さを計算し,その値データの収集を進めた。そして,データ分布の一般的特徴に対する考察を深め,予想を精密化した。

3. 3次元カラビーヤウ多様体に対するBeilinson予想の検証には課題を残すこととなったが, 2次元と4次元多様体に対するTate予想について検証の目処を立てることができた。考察したのは, 24次元フェルマー型多様体の商を取ることによってできる多様体である。
蛍光磁粉マイクロカプセルを利用した原子炉熱交換器伝熱管内壁検査技術の高度化

渦電流探傷試験による電気信号結果だけでなく磁粉探傷試験(MT)による目視観察を行う事で、伝熱管内壁検査の高精度化を目指す事を目的とした。磁粉液を散布するMTの欠点を補完するため、磁粉内包蛍光カプセル(MPMC)の作製及び評価を行った。MPMCの移動速度及び観察結果より、磁粉濃度は6.7wt%が妥当であると判断した。6.7wt%MPMCを模擬欠陥試験片に散布し、複合型光ファイバ先端に取付たレーザトーチにより観察した結果、欠陥部にMPMCが集合する事を確認した。加えて、1インチ管に挿入可能な磁化器を作製し磁粉分散液(市販)を散布した結果、A型試験片(15/50)欠陥部に磁粉が集合する事を確認した。国内外問わず蒸気発生器(SG)伝熱管内壁の水側からの腐食による事故が発生しており、検査技術は極めて重要である。現在は渦電流探傷試験(ECT)により検査が行われているが、高速な検査が可能という長所がある一方で、材料の磁気特性や微小な形状の変化に影響を受けやすいという短所もある。この短所を補完する技術として複雑な形状および深さが数μm程度の微小欠陥が検出可能な磁粉探傷試験(MT)もSG伝熱管検査に適応する事により高度化を目指す。MTをSG伝熱管に適応させるためには伝熱管内部から磁化させる必要があり、実用化するためにはSG伝熱管用磁粉探傷磁化器の設計が重要となる。本年度は欠陥深さ形状をパラメータにした複数の試験体を機械加工により作製し、欠陥部から発生する漏洩磁束密度を計測した。長さ100mmのSTBA24(2.25Cr-1Mo)配管を軸方向に4等分し、4等分した配管中心部にそれぞれ周方向の欠陥(長さ10mm・深さ0.1mm,0.2mm,0.4mm,0.8mm)をつけたものを試験体として用いた。実験方法は磁化器(1099AT)を作製した試験体に押し当て、磁化中に3次元ガウスメータと3次元用プローブ(GM5307,電子磁気工業株式会社)を用い、欠陥部から漏洩する垂直成分と平行成分の磁束密度を計測した。その結果、欠陥の深さに関わらず水平成分は30mT、垂直成分は10mTであった。この原因として磁化器と欠陥部の距離が35mmであったこと、試験体が湾曲していたため磁化器を試験体に完全密着出来なかった事が挙げられる。磁束線は磁化器に接している面から通り抜けるが、磁化器を試験体に密着していない部分からの磁束線が多すぎたため、欠陥部からの漏れ磁束ではなく、試験体に密着していない部分からの磁束線を計測したと考えられる。そのため磁化器の接地面を配管の形状に合わせて加工する必要がある。国内外間わず蒸気発生器(SG)伝熱管内壁の水側からの腐食による事故が発生しており、検査技術は極めて重要である。この短所を補完する技術として複雑な形状および深さが数μm程度の微小欠陥が検出可能な磁粉探傷試験(MT)がある。しかし、このMT試験をSG伝熱管に適用する場合、SG伝熱管内に磁紛液(粒径サイズ0.260μm)を散布する必要があるという欠点がある。本研究では磁紛液をMC中に収めることにより、MT試験後に磁紛を容易に除去する事が可能な磁紛内包蛍光MCの開発を行い、電気信号によるECTと目視観察によるMTの2種類の方法により検査技術の高度化を目指す。MTをSG伝熱管に適応させるためには伝熱管内部から磁化させる必要があり、実用化するためにはSG伝熱管用磁化器の設計が重要となる。前年度はSTBA24の欠陥深さ形状をパラメータにした複数の試験体を機械加工により作製し、欠陥部から発生する漏洩磁束密度を計測した。その結果、欠陥部からの漏れ磁束ではなく、試験体に密着していない部分からの磁束線を計測したと考えられる結果であった。この原因として試験体が湾曲し3次元用プローブを試験体に完全密着出来なかった事が挙げられるため、今年度はプローブの加工方法の検討を行なった。その結果、3次元用プローブをZ軸方向の隙間は数mm程度あるものの、X軸・Y軸方向の隙間を0.5mmにする事で1インチ試験体の漏洩磁束密度を計測する事が可能となった。

さらに、接地面を配管の形状に合わせた磁化器の設計を行なった結果、φ70mm×50mmサイズの磁化器は、試験体を飽和磁束密度7080%(1.71.8T)以上の磁束密度になるように磁化する事が可能である事を確認した。磁粉と蛍光色素が分離するという磁粉探傷試験(MT)問題点を解決し磁粉探傷試験手法と、渦電流探傷試験(ECT)を組み合わせることにより、より高精度な蒸気発生器伝熱管用非破壊検査技術の実現を目指すことが目的である。意義は重大な事故を未然に防ぐことであり、重要性は材料の磁器特性や微小な欠陥形状に変化を受けやすいECTの問題点を改善することである。昨年度は磁化器(1099AT)を用いる場合、カプセルに内包する磁粉濃度が6.8wt%が妥当と判断した。今年度は磁化器で伝熱管配管を磁化させたのち、内壁の欠陥部に集合した磁粉内包マイクロカプセル(磁粉内包MC)を観察するための装置開発を行なった。既に原子力機構が開発したレーザー光を伝送するファイバに2万画素のイメージファイバをバンドルした複合型光ファイバはファイバに対して垂直面を観察することは容易であるが、ファイバに対して平行面を観察することは困難である。そのため表面部に可視光コーティングを施し、更にレーザー光を反射する誘電多層膜コーティングを施したミラーを先端部に取付けたトーチを用いた。このトーチのもう一端に複合型光ファイバを取付けることで伝熱管内壁面の観察が可能となった。さらにパルスレーザー光を内壁に照射し、照射時に発したプラズマ光をイメージファイバで取得し分光計測することにより、内壁の状況把握が可能となった。さらに、伝熱管内壁に挿入可能な直径φ10mm×長さ50mmの磁化器を作製した。この磁化器(AT)に電流を流すことにより、3秒後には市販された磁粉が標準試験片の欠陥部(欠陥深さ:0.5mm)に集合することを確認した。磁粉と蛍光色素が分離するという磁粉探傷試験(MT)の問題点を解決し磁粉探傷試験手法と、渦電流探傷試験(ECT)を組み合わせる事により、より高精度な蒸気発生器伝熱管用非破壊検査技術の実現を目指す事が目的である。意義は重大な事故を未然に防ぐ事であり、重要性は材料の磁気特性や微小な欠陥形状に変化を受けやすいECTの問題点を改善する事である。MTの問題である磁粉と蛍光色素の分離を防ぐために、これら2種類を内包したマイクロカプセルの作製を行なった。1段階目として既にMTに用いられている蛍光磁粉を用いた。蛍光磁粉をポリビニルアルコールに分散させ、核融合用マイクロカプセルの作製と同様の方法で行なった。カプセルに内包する蛍光磁粉の濃度は0.1、0.2、2.0、6.8、10、20wt%とした。その結果、内包する濃度が低いほど真球度の高いマイクロカプセルが得られ、一方濃度が高いほど楕円形状のカプセルが得られ、加えて長期間放置後保管液が濁った状態となり、濃度の上限が存在する事を確認した。また漏洩磁束が人工欠陥に対して垂直になるように磁化器(1099AT)を設置し、作製したマイクロカプセルを塗布した。その結果、カプセルに内包する蛍光磁粉の濃度が0.1、0.2、2.0wt%のマイクロカプセルは人工欠陥周辺部に集合しなかった。これらの結果から、磁化器(1099AT)を用いる場合、カプセルに内包する蛍光磁粉の濃度は6.8wt%が妥当である。次の段階として、ポリビニルアルコールに蛍光色素を溶解させ、さらにこのポリビニルアルコールに四三酸化鉄分散液を混合させ、マイクロカプセルに内包した。その結果、既存の蛍光磁粉を内包したマイクロカプセル崩壊したカプセルを見分ける事が困難であったが、予めポリビニルアルコールに蛍光色素を溶解した場合、崩壊したマイクロカプセルは容易に見分ける事が出来た。
ダンチクの高光合成機能の解明

ダンチク(Arundo donax L.)がC3植物であるにもかかわらず光合成能力が高い理由は,電子伝達能力や炭酸固定効率が高いことと気孔の制約度が小さいことが関与していた.また,光合成に関わるクロロフィル,ルビスコおよび窒素といった葉内成分の単位葉面積あたり含量が高かった.ダンチクは葉が厚く単位葉面積当たり多くの光合成組織を持つことで葉内成分含量が高まったと考えられた.これらのダンチクの持つ特性は,C3型光合成の改善に寄与すると考えられた.ダンチクはイネ同様極めて高い湛水抵抗性を持っており,また作物の中で耐塩性が高いとされているオオムギに比べても相当に高い耐塩性を有することが明らかになった.平成25年度には,わが国のダンチク5系統(海士,双海,口之津,波佐間,知念)と米国の系統(San Diego)の計6系統を宇都宮大学農学部の環境調節棟ガラス室および屋外で栽培し,標準条件(大気CO2濃度400μmol/mol,光合成有効放射2000μmol/m2/s,葉温28°C)下での光合成能力および光ー光合成曲線とCO2ー光合成曲線を調査した.比較の対照としてC3植物のイネ(品種タカナリ)とC4植物のトウモロコシを用いた.標準条件下での光合成能力(Amax)はSan Diegoが37±μmol/m2/sとトウモロコシ40±4μmol/m2/ sと有意差がない高い値を示し,口之津は33±4μmol/m2/sとトウモロコシよりは有意に低かったが,イネ28±3μmol/m2/sよりは有意に高かった.ダンチクの水利用効率(WUE)およびCO2補償点(Γ)はイネと同程度で典型的なC3植物であった.ダンチクのみかけの量子収率(AQY)と炭酸固定効率(CE)はトウモロコシとイネの中間の値をとった.クロロフィル含量,Rubisco含量および窒素含量はいずれもダンチクの両系統がトウモロコシ,イネより有意に高かった.以上の結果からダンチクのAmaxが高いのは,C3光合成ではあるが,イネに比べ単位葉面積当たりクロロフィルやRubisco含量が高いことが関与しており,それには窒素含量や比葉重(SLW)が高いことが関連していた.また,ガラス室栽培においてダンチクのAmaxの系統間差を検討したところAmaxと気孔伝導度gsとの間に1%水準で有意な正の相関がみられ,ダンチク系統の中でSan Diegoの光合成速度が高い要因の1つは気孔にあるものと考えられた.平成26年度は,ダンチクの光合成能力について欧州系統としてマルセイユ,クレタ,クロアチアの3系統を加え標準条件下での光合成能力(Po)を再度確認し,ダンチクの光合成能力がC3植物であるイネよりかなり高くC4植物のトウモロコシ並みであることを検証し,さらに,ダンチクの中に系統間差があり,欧州系統の方が日本系統よりも高い光合成能力を持つことを見出した.ダンチクの高い光合成機能の要因について,葉の外部および内部形態の調査を行った.ダンチクの気孔密度(SF)はトウモロコシよりは多く,イネよりは少ない値であった.孔辺細胞長(SL)はトウモロコシより小さくイネより大きい値であった.日本系統の葉の厚さは180200μmでイネやトウモロコシとほぼ同一の値であったが,欧州系統は約350μmと非常に厚いことが判った.以上の結果から,ダンチク特に欧州系統の高いPoには,単位断面あるいは単位葉面積当たり多くの光合成組織を持つことが関与していると考えられた.平成26年度には,光合成速度の指標としてクロロフィル蛍光パラメータFv/Fmおよび葉緑素含量としてSPAD値を指標として,ダンチクの耐塩性と耐湿性の評価を実施した.耐塩性については3%NaCl溶液灌水処理を行い,本実験で供試したダンチクは,他の作物と比べ,塩処理後のFv/FmとSPAD値の低下が遅かった.またダンチクは塩処理後新たに展開する葉は多くはないものの,オオムギなどに比べ,草丈伸長量は大きかったことから本実験で用いたダンチク系統は一般的に塩に強いといわれるオオムギよりも耐塩性が高いことが判った.また,ダンチクの耐塩性に系統間差があることが示唆された.耐湿性については,本実験で供試したダンチクは,湛水下でFv/FmやSPAD値の低下が見られず,イネと比較しても遜色のない高い耐湿性を有することが判った.平成27年度は、ダンチクの光合成能力について、欧州系統サンディエゴ、マルセイユ、クレタ、クロアチアの4系統および日本系統口之津、海士の2系統を供試してクロロフィル蛍光から解析を行った。30分暗処理後のFv/Fm値は、C3植物のイネの方がC4植物のトウモロコシより有意に高かったが、ダンチクはいずれの系統も両者の中間の値であり、系統間差も見られなかった。次に、actinic lightとしてPAR1500μmol/m2/sの強光を用い定常状態の光合成をおこなわせた場合のETRは、C4植物のトウモロコシの方がC3植物のイネより有意に高かったが、ダンチク欧州系統はC4植物のトウモロコシより有意に高い系統もあり、光合成能力(Pn)の高い系統はETRも高い傾向にあった。Y(II)は、C3植物のイネとC4植物のトウモロコシで有意差はなかったが、C4植物の方が高い傾向にあった。

ダンチクの欧州系統には強光下のY(II)がC4植物のトウモロコシより有意に高い系統があった。このように、ダンチクの高い光合成能力にはETRやY(II)などの電子伝達系の能力が高いことの関与が考えられた。ダンチクの耐塩性について、昨年度と同様3%NaCl溶液灌水処理を行い、平成27年度は、光合成、蒸散などのガス交換から調査した。対照のイネが処理後1日で光合成速度が0になり、塩に強いとされるオオムギも処理後4日目に0となったが、ダンチクの2系統は処理後4日目以降も光合成を維持し、特に欧州系統で低下が小さく耐塩性が高いことが分かった。塩処理後のダンチク体内のNa濃度を調査したところ、塩処理下でダンチクはNaを吸収し、根および根茎までは到達するが、地上部にはNaを到達させないことが明らかになり、今後そのメカニズムの研究が期待される。ダンチク(Arundo donax L.)がC3植物であるにもかかわらず光合成能力が高い理由は,電子伝達能力や炭酸固定効率が高いことと気孔の制約度が小さいことが関与していた.また,光合成に関わるクロロフィル,ルビスコおよび窒素といった葉内成分の単位葉面積あたり含量が高かった.ダンチクは葉が厚く単位葉面積当たり多くの光合成組織を持つことで葉内成分含量が高まったと考えられた.これらのダンチクの持つ特性は,C3型光合成の改善に寄与すると考えられた.ダンチクはイネ同様極めて高い湛水抵抗性を持っており,また作物の中で耐塩性が高いとされているオオムギに比べても相当に高い耐塩性を有することが明らかになった.平成26年度は,ダンチクの光合成能力についてダンチクの欧州系統として,マルセイユ,クレタ,クロアチアの3系統を加え標準条件下での光合成能力(Po)を調査し,ダンチクの光合成能力がC3植物であるイネよりかなり高いことを再確認するとともに,ダンチクの中にPoの系統間差があり,欧州系統の方が日本系統よりも高い光合成能力を持つことをみいだした.ダンチクの高い光合成機能の要因について,欧州系統と日本系統を供試して,葉の外部および内部形態の調査を行い,C3植物のイネとC4植物のトウモロコシと比較した結果から,ダンチク特に欧州系統の高いPoには,単位断面あるいは単位葉面積当たり多くの光合成組織を持つことが関与していると考えられた.以上の結果を学会発表した.さらに,平成26年度には,光合成速度の指標としてクロロフィル蛍光パラメータFv/Fmおよび葉緑素含量としてSPAD値を指標として,ダンチクの耐塩性と耐湿性の評価を実施し,ダンチクの耐塩性は,一般に塩に強いとされるオオムギよりも高いこと,また,ダンチクの耐湿性は水稲並みに高いことを見出した.ダンチクの耐塩性,耐湿性のメカニズムについては未検討であるので平成27年度に実施する予定である.以上のように当初予定の研究計画より早く進んでいる部分とやや遅れている部分があるが,全体としてはおおむね順調に進展していると評価できる.作物学ダンチクの高光合成機能には系統間差があり,欧州系統の方が日本系統よりも高い光合成能力を持つことをみいだした.その要因について,さらに,クロロフィル蛍光パラメータ(光化学消光qP,非光化学消光qNP,電子伝達速度ETR)から関与する形質の解析を行うと同時に,光合成の窒素利用効率についてもC3植物のイネ,C4植物のトウモロコシと比較解析を行いダンチク光合成の特徴を明らかにしたい.平成26年度の結果からダンチクは耐塩性,耐湿性に優れることをみいだしたので,本年はその要因,特に耐塩性のメカニズムについて検討を行う.