hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
森林群集の更新動態と共存機構における雌雄異株樹種の役割

雌雄異株の樹種であるナギとイヌガシがともに優占する、奈良市御蓋山の森林において、2種の個体群の空間構造をL関数を用いて解析した。両種は耐陰性の高い樹種であるが、ナギのほうがイヌガシよりも強い。しかし、種子の散布力はナギのほうがイヌガシよりも小さい。2種の更新動態と共存機構における雌雄性の効果を検討した。ナギの種子は重力散布によって、雌株のまわりのせまい範囲にだけ散布された。ナギの実生や稚樹の分布は集中性を示し、大きな雌株と同所的で、大きな雄株と排他的に分布することが示された。雌雄性はナギの個体群において個体密度の空間的不均一さを増大させていた。イヌガシの種子は鳥によって広い範囲に散布された。イヌガシの実生と稚樹の分布は雌株や雄株と同所的あるいは排他的な関係を示さなかった。イヌガシの種子散布力の大きさはナギにあらわれたような雌雄性による個体密度の空間的不均一さを生み出す効果を緩和していた。イヌガシの大きな個体の分布は、集中的でナギの雄株と同所的であった。このことは、ナギの雄株のまわりではナギの個体密度が低く、イヌガシにとって光をめぐる競争が緩和され、イヌガシの成長にとって好適な環境となっていることを示唆した。ナギにおける個体群構造への雌雄性の効果がイヌガシとの共存を可能にしていることが予想された。森林を、ナギの雄株、ナギの雌株、イヌガシのそれぞれが優占する3つの部分に分け、これらの3状態からなる森林動態モデルを提案して、両種の共存の可能性とナギの雌雄性の果たす役割を検討した。また、遺伝子解析による未開花個体の性決定、養分利用様式からの2種の共存の説明を試みた。森林内の樹木の分布パターンを、御蓋山や田上山などでの測定結果を用いて解析した。御蓋山のナギとイヌガシが優占する林分においては、当年生実生から成熟木にいたるすべての個体の位置図を作成し、種ごとの分布パターンの集中性、両種の間の分布相関を、L関数を用いて解析した。両種の個体サイズおよび、雌雄の別によりいくつかのクラスに分けて解析を行い、ナギの雌雄性が両種の分布、特にイヌガシの分布パターンに及ぼす影響を検討した。その結果、ナギの実生と稚樹は強い集中分布を示した。ナギのサイズが大きくなるにつれて、分布の集中度は弱くなり、成熟個体では一様分布に近づいた。イヌガシの実生も集中する傾向が見られたが、ナギに比べるてその程度は弱かった。イヌガシではサイズの大きな個体で集中度が高くなる傾向が見られた。ナギの実生と稚樹は、雌株と正の分布相関を示したが、雄株とは負の分布相関を示し、ナギの実生や稚樹は雌株のまわりに多く、雄株のまわりに少なかった。イヌガシの大きな個体とナギの雌株との分布相関はランダムであったが、雄株との間には正の相関がみられ、ナギの雄株とイヌガシは共住みの傾向があった。これらの結果は、耐陰性などの点でナギに競争力は劣るが種子散布力の大きいイヌガシが、種子散布力の小さいナギの種子の供給が少ないナギの雌株のまわりで更新しているという仮説を支持し、両種の共存にナギの雌雄性が大きく関わっていることが示唆された。森林内の樹木個体の成長と生残、種子生産と分散パターンを、御蓋山や田上山などでの測定結果を用いて解析した。御蓋山のナギとイヌガシが優占する林分においては、胸高直径5cm以上の個体の直径成長量データから、林分構造の不均一さと成長との対応を検討した。

林冠がナギ雌株かそれ以外により調査区を2状態のサイトに分け、個体数、サイズ、成長量をサイト間、種間で比較した。その結果、イヌガシは、林冠がナギの雌株でないサイトのほうが成長量が大きく、またサイズの大きな個体が存在していた。このことから、イヌガシはナギの雌株以外の樹冠下でより更新の可能性が高いことが示された。ナギについてはサイト間で顕著な差はみられなかった。これらの結果は、耐陰性などの点でナギに競争力は劣るが種子散布力の大きいイヌガシが、種子散布力の小さいナギの種子の供給が少ないナギの雄株のまわりで更新しているという仮説を支持し、両種の共存にナギの雌雄性が大きく関わっていることが示唆された。シ-ドトラップを用いた種子散布様式の測定の結果、ナギの種子は雌株の樹冠下にほとんどが落下することが明らかとなった。イヌガシの種子は、雌株の樹冠下にも多くの種子が落下するが、調査区全体のトラップにわたって種子の落下が観察され、鳥などによって広く種子が散布されていることが明らかとなった。ナギの種子散布力は非常に小さいこと、イヌガシの種子散布力はナギに比べてかなり大きく、イヌガシの種子が森林全体にわたって供給されることが、実際の種子散布様式から示された。樹木個体の成長と生残、種子の生産と分散をもとにした森林の動態解析を、御蓋山や田上山などでの測定結果を用いて行った。御蓋山のナギとイヌガシが優占する森林においては、耐陰性でナギに競争力は劣るが種子散布力の大きいイヌガシが、種子散布力の小さいナギの種子供給が少ないナギの雄株のまわりで更新することにより、両種の共存が可能となるという仮説を、モデルを用いて検証した。森林内を、ナギの雄株、ナギの雌株、イヌガシのそれぞれが優占する3つの部分に分け、これらの3状態からなる推移行列モデルと格子モデルを構築して、両種の共存の可能性とナギの雌雄性の果たす役割を検討した。その結果、耐陰性の大きいナギの種子散布力が耐陰性の小さいイヌガシに比べて小さいという両種の種子散布力と競争力のトレードオフ関係だけでは共存の可能性はきわめて小さいが、ナギの雄株が存在することにより両種の共存の可能性が大きくなることが示された。ナギの雌雄性はこの森林の更新と維持に重要な役割を果たしていると考えられた。また、モデルによる解析により、これまでの調査で明らかとなっているナギの雄株と雌株の空間分布の集中性は、両種の共存の可能性をさらに大きくすることが示された。そこで、雌雄の空間分布の集中性を検討するために、遺伝子解析による未開花個体の雌雄の決定を試みた。雄雌それぞれ4個体について、AFLP法により遺伝子解析を行った。64組のプライマーを用いてDNA断片の増幅を行ったが、雄雌を判別できるプライマー組を見つけることはできなかった。しかし、増幅されたDNA断片のパターンを用いたクラスター解析によって、雌雄を2つのクラスターに分けることができ、DNA断片のパターンを用いて雌雄を判別できる可能性が示唆された。
二畳紀-三畳紀境界部石灰岩の古生物学・推積岩学的研究

平成5年度に行なった、愛媛県東宇和郡田穂上組に分布する田穂石灰岩の掘削(深さ50m、径7cm)のコアについて、コノドント化石の抽出、岩石薄片の観察、岩石分析を試みた。その結果、地表下22.80mから23.45mの間の暗灰色塊状、トロマイト質石灰岩から、三畳紀最前期グリースバッキアンを指示するコノドント、Hindeodus minutus,H.parvus. ?Isarcicella isarcicaを得た。23.45mから下位には、整合的に灰白色塊状、ドロマイト質石灰岩あるいはドロストンが続き、23.50m付近から二畳紀を示す紡錘虫、Staffella sp.を見出だした。今回、田穂石灰岩を三畳系の田穂層、二畳系の城川層に二分することとした。宮崎県西臼杵郡高千穂町塩井、宇層に分布する、上部二畳系(三田井層)、三畳系(上村層)の境界部を精査し、古生物学、岩石学的研究を行なった。その結果、上村層の最下部約3mの暗灰色塊状石灰岩から、グリースバッキアンを示すHindeodus minutus,H.parvus. Isarcicella isarcica, Neogondolella carinataの産出を確認した。上村層の基底と三田井層最上部のドロストンとの境界は整合的であり、ドロストンの下位に続く石灰岩からStaffella sp.が産出することを見出した。以上のように、三畳系の田穂層ならびに上村層の最下部はグリースバッキアンであることが判明した。グリースバッキアンの暗灰色石灰岩は小型巻貝を含むミクライトで、遊離炭素を多く含み、その堆積の場が潟あるいは湾のような静穏で、還元的であったことが予想される。上部二畳系城川層あるいは上村層の灰色石灰岩は、石灰藻、有孔虫を含むミクライトで、堆積の場は静穏であるが、酸化的であったと見なされる。ドロマイト化は、後期二畳紀から前期三畳紀の間に生じたと考えられる。18FA01:二畳紀-三畳紀境界平成5年度に行なった、愛媛県東宇和郡田穂上組に分布する田穂石灰岩の掘削(深さ50m、径7cm)のコアについて、コノドント化石の抽出、岩石薄片の観察、岩石分析を試みた。18FA01:二畳紀-三畳紀境界平成5年度には、計画どおり、愛媛県東宇和郡田穂上組に分布する、田穂石灰岩の掘削50m(径8cm)を1か所ならびにコアドリル(長さ60cm、径10cm)を5か所で行なった。また、当石灰岩の地表調査を詳しく行なった。現在、コアをカッターで縦ぎりに二分し、片方をコノドント化石抽出、一方を岩石薄片、化学分析の試料用に供すべく準備しているところである。なお、田穂石灰岩分布地に近いところで稼業している、ドロマイト採掘場での石灰岩採集を行ない、研磨、岩石薄片を作成、観察中である。コアについては、地表から17.30mまでは下部三畳紀スミシアンであることを、コノドント化石で確認できた。その下位には、磁鉄鉱や有機物を含む暗灰色石灰岩が続き、地表23.45mから下位はドロマイト質石灰岩となる。

これらの石灰岩からは、コノドントあるいは紡錘虫を未だ得ていないが、テチス海域、とくに中国南部の二畳紀-三畳紀境界付近の岩石学的性質と比較して、前者の暗灰色石灰岩は三畳紀最下部、ドロマイト質石灰岩は、二畳紀最上部の可能性が高い。ドロマイト採掘場においても、二畳紀上部とみなされるドロマイト質石灰岩の上位に、暗灰色石灰岩が存在することが確認できた。宮崎県西臼杵郡高千穂町上村に分布する上村石灰岩の二畳紀-三畳紀境界部の野外精査を行ない、石灰岩の採集を行なった。田穂石灰岩と同じ様に、ドロマイト質石灰岩の上位に暗灰色石灰岩が重なることを確認した。暗灰色石灰岩から、最下部三畳紀を指示するコノドントIsarcicella parva Kozur and Piatakovaを得た。日本で初めての最下部三畳系の発見である。ドロマイト質石灰岩からは、最上部二畳紀紡錘虫を得ている。平成5年度には、計画どうり、愛媛県東卯和群田穂上組に分布する、田穂石灰岩の掘削50m(径8cm)を1か所ならびにコアドリル(長さ60cm、径10cm)を5か所で行なった。また、当石灰岩の地表調査を詳しく行なった。現在、コアをカッターで縦ぎりに二分し、片方をコノドント化石抽出、一方を岩石薄片、化学分析の試料用に供すべく準備しているところである。なお、田穂石灰岩分布地に近いところで稼業している、ドロマイト採掘場での石灰岩採集を行ない、研磨、岩石薄片を作成、観察中である。コアについては、地表から17.30mまでは下部三畳紀スミシアンであることを、コノドント化石で確認できた。その下位には、磁鉄鉱や有機物を含む暗灰色石灰岩が続き、地表23.45mから下位はドロマイト質石灰岩となる。これらの石灰岩からは、コノドントあるいは紡鍾虫を未だ得ていないが、テチス海域、とくに中国南部の二畳紀-三畳紀境界付近の岩石学的性質と比較して、前者の暗灰色石灰岩は三畳紀最下部、ドロマイト質石灰岩は、二畳紀最上部の可能性が高い。暗灰色石灰岩から、最下部三畳紀を指示するコノドントIsarcicella parva kozur and Piatakovaを得た。ドロマイト質石灰岩からは、最上部二畳紀紡鍾虫を得ている。
テトラヒメナの二核性を利用した核機能分化における核膜孔複合体機能の解明

繊毛虫テトラヒメナには、ひとつの細胞内に、大核・小核という構造と機能の異なる2種類の核が存在し、通常の一核性生物では解き得ない命題を問うことができる。本研究課題は、大小核を有する二核性生物テトラヒメナの生物学的特徴を利用して、核機能分化に関与する核膜孔複合体の機能を明らかにするものである。そのために、大小核に特異的な核膜孔複合体構成タンパク質(ヌクレオポリン)の機能の解析を行う。大小核特異的なヌクレオポリン(MacNup214/MicNup214, MacNup153/MicNup153, Pom121/Pom82)のうち、Nup214に関しては、MacNup214とMicNup214の分子ドメインの特異性や違いに着目し、ドメイン解析を行った。目的の各ドメインにGFPを融合させた融合タンパク質をテトラヒメナ細胞で発現させ、蛍光顕微鏡で観察して、その核局在を解析した。その結果、それぞれ大核と小核に局在するのに必要な核局在化ドメインを決定することができた。また、免疫電子顕微鏡法を用いて、核膜孔複合体内での位置を決定したところ、MacNup214とMicNup214は核膜孔複合体の細胞質側に、MacNup153とMicNup153は核内側に存在したのに対して、膜ヌクレオポリンPomに関しては、大核特異的なPom121は核内側にのみ局在し、一方、小核特異的なPom82は細胞質側にのみ局在するなど、核膜孔複合体内での位置に大きな違いがあることが分かった。これらの大小核ヌクレオポリンの核分化過程での役割を調べるために、遺伝子ノックアウトを行い、変異体の形態や分化過程の進行を検討した。その結果、増殖過程や分化過程に異常が見られたことから、核分化過程を含むライフサイクルに何らかの役割があることが示唆された。以下の2項目の解析を行った。項目1)大小核特異的ヌクレオポリンの機能の解析: MacNup214とMicNup214の様々なドメインにGFPを融合し、テトラヒメナ細胞で発現させ、その細胞を蛍光顕微鏡で観察することによって、大小核の核膜孔に局在するドメインを決定した。また、免疫電子顕微鏡法を用いて、核膜孔複合体内での位置を決定したところ、MacNup214とMicNup214は核膜孔複合体の細胞質側に、MacNup153とMicNup153は核内側に存在した。それに対して、膜ヌクレオポリンPomに関しては、大核特異的なPom121は核内側にのみ局在したのに対し、小核特異的なPom82は細胞質側にのみ局在するなど、核膜孔複合体内での位置に大きな違いがあることが分かった。従って、これらのpomヌクレオポリンの働きはかなり異なっていると考えられる。その結果、増殖過程や分化過程に異常が見られたことから、核分化過程に何らかの役割があることが示唆された。項目2)核分化過程における大小核特異的ヌクレオポリンの動態の解析: MacNup214およびMicNup214に対するGFP融合タンパク質をテトラヒメナ細胞で発現させ、核分化を誘導し、受精核から大核・小核へと核分化する過程を生細胞蛍光イメージング法で観察した結果、核分化過程の特定の時期に特に局在が強いことが分かった。このように、研究は順調に進んでいることから、おおむね良好と判断した。今後は、以下のように進める予定である。項目1)大小核特異的ヌクレオポリンの機能の解析:大小核のいずれかにのみ特異的に局在するヌクレオポリンのうち、まだ解析していないものについて解析を行う。核膜孔局在に重要なドメインに関しては、核膜孔内のどこに局在するかを、免疫電験法を用いて解析する。これらの解析に加え、それぞれの大小核ヌクレポリンの変異体を作製して、その表現型を解析することによって、これら大小核特異的ヌクレオポリンの機能解析を進める。さらに、重要なドメインの機能を調べるために、そのドメインだけを発現する細胞株を作製し、野生型やノックアウト株の表現型と比較することで、各ヌクレオポリンタンパク質、およびその特定ドメインの役割を調べる。特に、予備実験の結果、核分化に重要な役割を担う可能性が高いMicNup214とPom82の解析を中心に行う。項目2)核分化過程における大小核特異的ヌクレオポリンの動態の解析:核分化過程における大小核それぞれに特異的なヌクレオポリンの動態を明らかにする。特に、小核特異的なPom82を中心に解析を行う。Pom82-GFPタンパク質をテトラヒメナ細胞で発現させ、核分化を誘導し、受精核から大核・小核へと核分化する過程を生細胞蛍光イメージング法で観察する。

必要に応じて、独自に開発した電顕光顕統合イメージング法(Live CLEM)を用いて、特定の分化ステージでの核膜孔複合体・核膜構造を解析する。繊毛虫テトラヒメナには、ひとつの細胞内に、大核・小核という構造と機能の異なる2種類の核が存在し、通常の一核性生物では解き得ない命題を問うことができる。本研究課題は、大小核を有する二核性生物テトラヒメナの生物学的特徴を利用して、核機能分化に関与する核膜孔複合体の機能を明らかにするものである。そのために、大小核に特異的な核膜孔複合体構成タンパク質(ヌクレオポリン)の機能の解析を行う。大小核特異的なヌクレオポリン(MacNup214/MicNup214, MacNup153/MicNup153, Pom121/Pom82)のうち、Nup214に関しては、MacNup214とMicNup214の分子ドメインの特異性や違いに着目し、ドメイン解析を行った。目的の各ドメインにGFPを融合させた融合タンパク質をテトラヒメナ細胞で発現させ、蛍光顕微鏡で観察して、その核局在を解析した。その結果、それぞれ大核と小核に局在するのに必要な核局在化ドメインを決定することができた。また、免疫電子顕微鏡法を用いて、核膜孔複合体内での位置を決定したところ、MacNup214とMicNup214は核膜孔複合体の細胞質側に、MacNup153とMicNup153は核内側に存在したのに対して、膜ヌクレオポリンPomに関しては、大核特異的なPom121は核内側にのみ局在し、一方、小核特異的なPom82は細胞質側にのみ局在するなど、核膜孔複合体内での位置に大きな違いがあることが分かった。これらの大小核ヌクレオポリンの核分化過程での役割を調べるために、遺伝子ノックアウトを行い、変異体の形態や分化過程の進行を検討した。その結果、増殖過程や分化過程に異常が見られたことから、核分化過程を含むライフサイクルに何らかの役割があることが示唆された。以下の2項目の解析を行った。項目1)大小核特異的ヌクレオポリンの機能の解析: MacNup214とMicNup214の様々なドメインにGFPを融合し、テトラヒメナ細胞で発現させ、その細胞を蛍光顕微鏡で観察することによって、大小核の核膜孔に局在するドメインを決定した。また、免疫電子顕微鏡法を用いて、核膜孔複合体内での位置を決定したところ、MacNup214とMicNup214は核膜孔複合体の細胞質側に、MacNup153とMicNup153は核内側に存在した。それに対して、膜ヌクレオポリンPomに関しては、大核特異的なPom121は核内側にのみ局在したのに対し、小核特異的なPom82は細胞質側にのみ局在するなど、核膜孔複合体内での位置に大きな違いがあることが分かった。従って、これらのpomヌクレオポリンの働きはかなり異なっていると考えられる。その結果、増殖過程や分化過程に異常が見られたことから、核分化過程に何らかの役割があることが示唆された。項目2)核分化過程における大小核特異的ヌクレオポリンの動態の解析: MacNup214およびMicNup214に対するGFP融合タンパク質をテトラヒメナ細胞で発現させ、核分化を誘導し、受精核から大核・小核へと核分化する過程を生細胞蛍光イメージング法で観察した結果、核分化過程の特定の時期に特に局在が強いことが分かった。このように、研究は順調に進んでいることから、おおむね良好と判断した。
堰の織り成す農村景観の成り立ちの解明および未来へ継承する方策の研究

まず,国内の歴史的な堰の主要事例を対象に,取水点より眺望される景観の新たな価値を明らかにした。その価値とは,堰,河道,山塊の組み合わせを観察することで,地形に即した河川取水の有様を学ぶことができる,というものである。さらに,歴史的用水の受益地を対象に,水路沿いより眺望される景観の新たな価値を明らかにした。その価値とは,水路の山側と川側における景観の違いを観察することで,地形に即した灌漑や土地利用の有様を学ぶことができる,というものである。その上で,それらの景観価値を利活用する具体策の検討という今後の課題を明らかにした。近代以前に起源をもつ国内の主要事例として,土木史研究の知見にもとづき69水系153例の斜め堰を対象とし,俯瞰的な景観の特徴の解明と類型化を行った。地形図と航空写真をベースにCADによるトレースおよび計測を行い,対象事例の堰体と河道や隣接地形との関係性を分析した。分析の結果,蛇行形状の違いや山塊の有無によって,堰体,河道,隣接地形の関係性が9類型存在することがわかった。そのうち,蛇行の外側に取水点があり山塊が隣接する型式が全事例の3/4(90例)を占めたが,これらは土木史研究で示唆された伝統的河川取水システムに符号するものである。また,今後の研究課題として,現地で実際に眺望される景観の構成を詳細に調査分析する必要性が明らかとなった。以上のような俯瞰的な景観の解析と並行し,小川江筋堰(夏井川水系),建部井堰(旭川水系),延野々大井手堰(四万十川水系),山田堰(筑後川水系)の取水点において景観の撮影を行い,写真の比較分析を試行した。結果として,堰体,河道,山塊が景観の基本的な構成要素であること,堰体の向きが河道や導水路の方向に沿っていること,取水岸は山塊の斜面となっており視界が閉ざされ対岸は平地となっており視界が開けていることが共通点として明らかとなった。また,俯瞰的な景観類型の異なる事例間で,山塊に嵌入する河道の可視性が異なることもわかった。この試行を現地での景観調査に応用する必要性を確認した。一方,複数の水系から代表事例を抽出するという断片的な研究に対し,1水系の上流から河口までの本流と支流における堰景観の網羅という新たな課題が浮上した。その試行として,旭川水系を対象に現地踏査を行い,上流から河口までの本流と支流に存在する約900の堰の位置を確認し,GISを用いてマッピングしインベントリーデータを作成した。今後,地形や土地利用との関係について分析を進める予定である。まず,昨年度から当年度当初にかけて現地踏査し現存を確認した旭川水系の堰891例について,地形や土地利用との関係を分析した。その結果116例については,土木史研究で示唆された伝統的河川取水システムに符号する地形との関係性を有することが明らかとなった。これらの堰を訪れる見学者は,近代以前の川との関わり方を,堰と川の地形との関係という形で実際に目にすることが可能と考えられる。また,符合しない堰が相当数あることについては,沿岸の造成に伴う平坦地化あるいは堰や護岸の改修に伴う取水点の移動といった近代の開発経緯により,川の地形との関係が従前より変化した可能性が,土地利用の分析より推察された。次に,昨年度の研究で浮上した,蛇行の外側に取水点があり山塊が隣接する型式の歴史的斜め堰90例を対象として現地調査を行い,取水点からの眺望行為を想定した視点場付近の状況の記録や,眺望の対象となる堰,河道,山塊の景観構成について写真撮影を行った。今後データの分析を行い,景観の基本構成や類型による違いを明らかにすることで,伝統的河川取水システムに根差した景観資源としての価値を探る予定である。さらに,歴史的斜め堰の幹線水路沿いの移動体験を想定した眺望景観の特徴を明らかにするために,大井手用水(旭川水系)と堀川用水(筑後川水系)の取水口から幹線水路の末端まで100m間隔で撮影した写真を用いて景観の諸要素や構成を分析した。その結果,主要な景観要素として水路,山塊,田,分水施設が浮上し,地形に対応した導水の様子が景観の特徴に現れていることが共通点として明らかとなった。なお,小川江筋堰(夏井川水系)についても同様の現地調査を夏季に実施したが,水路沿いの調査が困難な状況であったため,当年度末にあらためて実施し調査を完了した。今後調査結果の分析を行い,幹線水路沿いを移動する際の景観の特徴を明らかにする予定である。まず,昨年度に示唆された,水の流れや地形に即した取水の有様が眺望される視点場としての,斜め堰の取水点の可能性と課題について,追加調査を行った。具体的には,那珂川,久慈川,鮫川,阿武隈川,九頭竜川,梯川,名取川,大川,北上川,米代川水系の斜め堰において,取水点からの眺望行為を想定した視点場付近の状況を把握し,眺望の対象となる堰,河道,山塊の流軸景を撮影した。昨年度調査済の事例と合わせ51水系90例の景観構成について分析を行った。分析結果にもとづき,取水点を訪れる見学者が伝統的な河川取水の有り様を学習できる景観資源としての可能性を指摘した。一方,各要素の形状,位置,遮蔽の程度による事例間の差異にもとづき,景観資源としての利活用に向けた課題を提起した。

本研究の成果を論文としてまとめ,日本造園学会の学術雑誌(ランドスケープ研究,査読付)に掲載,成果を公開した。次に,堰の織り成す農村景観の構造を解明するために,歴史的斜め堰の幹線水路沿いの景観について現地調査を行った。これまでの調査過程で水路沿いの状況が不明であった,小川江筋,栗用水,花田井,甲佐大井手川用水,大口堰用水,宿毛和田井溝,釜之口堰用水の予備調査を行った。予備調査の結果に加えて,規模,地形的特徴等を勘案し,山麓立地の小川江筋,神戸用水,建部郷大井手用水,山麓平野立地の辰之口用水,栗用水,花田井,四ヶ村溝,堀川用水の8例を対象とした。取水点から終点まで幹線水路沿いを踏査し,山塊,農地,集落等の景観要素を各地点で記録した。ESRI社のCollectorをスマートフォン上で使用し,景観構成が持続する地点と変化する地点において,全方位の景観を動画で撮影し,位置情報とともにサーバへ送信する方法で記録した。今後,調査結果の分析を行い,幹線水路沿いの景観の特徴を明らかにする予定である。平成27年度の研究実施計画に記載した内容(堰の織り成す農村景観の構造の解明)について,当初は車載カメラで沿道の景観を撮影する調査方法を予定していたが,予備調査によって把握された現地の状況と,既往研究の精査によって把握されたシークエンス景観の調査方法に鑑み,Web GISと連動したスマートフォンによる全方位動画撮影という調査方法に変更した。年度内に全例の調査を終了しており,研究はおおむね順調に進展していると考えられる。まず,国内の歴史的斜め堰153堰(69水系)を対象に,地図上で地形との関係を分析した。その結果90堰について,土木学の知見にもとづく堰と周辺地形との合理的な関係性,すなわち,山塊に接する河道の蛇行外側に取水点が位置すること,および,取水点で地形に即した河川取水の有様が眺望可能なことが明らかとなった。旭川水系に現存する891堰の現地踏査と地図分析では,116堰について同様のことが明らかとなった。堰と周辺地形との合理的な関係性が示された90堰(51水系)の取水点において,堰体,河道,山塊の眺望景観を調査した。その結果,地形に即した河川取水の有様を眺望できるのは,流軸景に限定すれば17堰だが,流軸景外や遮蔽部分の景観も考慮すれば67堰におよぶこと,および取水点の眺望性確保のための課題を明らかにした。一方,歴史的斜め堰の用水受益地10ヶ所の景観について地図分析と現地調査を行った。幹線水路の川側で田が,山側で林地が優占していること,このような土地被覆の分布は,水路を境にした土地の高低に対応しており,水路の周辺において,地形に即した土地利用の有様が観察可能であることがわかった。一方,水路より川側に市街地の集積する事例があり,また,山側にゴルフ場の優占する事例もあり,都市化の進行や開発にともなう景観の変質が明らかとなった。最終年度では,堰の織り成す景観の文化的価値を活かす方策を探るべく,水土里の路ウォーク等23ヶ所の設えについて現地調査を行った。その結果,水路の取水点から放流点まで,受益地全体を網羅するコース設定の必要性と,水路や土地利用と地形との対応関係について,来訪者がコース上での景観体験を通して理解し得るよう,適所で情報を提供する必要性,という整備課題が明らかとなった。まず,国内の歴史的な堰の主要事例を対象に,取水点より眺望される景観の新たな価値を明らかにした。その価値とは,堰,河道,山塊の組み合わせを観察することで,地形に即した河川取水の有様を学ぶことができる,というものである。
ウイルスの異種間伝播による感染拡大要因の解明とその制御

イヌジステンパーウイルス(CDV)は野生動物を中心として蔓延しており、我々の調査によって国内のアライグマ、タヌキ、イタチ、テン、キツネ、アナグマ、トラ、ライオン、シカ、イノシシ、クマへの感染が確認された。さらに、これまでにない新規のウイルスの存在も確認された。また、これまで困難であったイヌを用いたCDV感染実験系の確立にも成功し、CDVの病態解析が可能となった。1)高知県においては2005-2006年以降持続的に野生動物におけるCDVが発生していたが、2009年においてはその発生数が急増する傾向が見られた。すなわち「CDVの4年毎の流行」が野生動物にも認められた可能性が高い。2)野生動物問でCDVの流行が2007年に認められた和歌山県の飼育ネコのCDV抗体保有状況を調べた結果、31頭中6頭(19%)がCDV抗体を保有していた。野生動物からのネコ科動物および飼育動物へのCDV感染の可能性が示唆された。しかし、この地域周辺でのイヌでのCDVの流行は報告されていない。3) 2009年末山口県でタヌキでのCDVの流行があり、タヌキからのウイルスの分離に成功した。さらにタヌキでのCDV発生に引き続き動物園で飼育されているネコ科の希少動物がCDVにより死亡した。この希少動物からのCDVの分離にも成功した。タヌキと希少動物から分離したウイルスのH遺伝子の塩基配列を比較した結果、両ウイルスとも典型的なAsia 1型のウイルスであった。また、両ウイルス間では1821塩基中2塩基(0.1%)だけの違いであることから、同一株の流行であると考えられた。すなわち、野生動物から動物園飼育動物への感染が示唆された。希少動物へのCDV予防対策が必要である。4)これまでのAsia 1型のウイルスの中では最も変異が進んでいると思われた2008年に高知県のハクビシンより分離されたKochi01A株の全塩基配列15690塩基を決定した。F遺伝子の5'末端領域が他の株とは大きく異なっていた。5) Kochi01A株をイヌに実験感染した結果、二峰性の発熱、C反応性蛋白の上昇、リンパ球の減少など典型的なCDV感染症を呈し、これらの症状を指標とすることによりイヌにおける感染実験が可能となった。1)山口県における2009年末からのタヌキのCDVの多発とその地域の動物園で飼育されているトラ12頭でのCDVの発症を調査した結果、同一施設で飼育されているトラ17頭中12頭でCDVの発症が起き、3頭が死亡したことが推測された。この結果、感染率は71%以上、致死率は25%であることが判明した。トラに致死を引き起こしたウイルスは一般に言われている野生動物型のCDVではなくイヌ由来のCDVがタヌキに感染し、その後トラに感染したことが示された。更にその動物園のライオン3頭中1頭がCDV感染歴があり、山口県で捕獲されたツキノワグマにも1頭陽性個体がいた。このことは、今回のCDVの流行によりこの地域の多くの野生動物と動物園飼育動物が感染したことが示された。2)サルに致死的な流行を引き起こしたCDVをイヌに実験感染した結果、全てのイヌで重篤なCDVを発症した。7頭中1頭は致死的であった。重度なリンパ球の減少、下痢も認められ、炎症マーカーであるCRPの上昇も観察された。このことはサルから分離されたCDVはイヌ由来であることが再確認された。3)2007年にCDVの流行が認められた和歌山県でのその後のCDVの感染をアライグマの抗体保有率を指標に調査した結果、流行期の2007-2008年には50%以上の陽性率が認められたのに対して2009-2010年では10%代にまで抗体陽性率が減少していた。また、抗体価も低くなっている傾向が認められた。今後のCDVの再流行が危惧された。1)和歌山県、高知県、山口県、滋賀県での野生動物の異常の把握とCDV感染の調査の継続について和歌山県のアライグマにおけるCDV抗体陽性率は2007年、2008年、2009年、2010年、2011年でそれぞれ60.3%、27.6%、13.9%、8.6%、15.2%、タヌキにおいては2008年、2009年、2010年、2011年でそれぞれ33.3%、23.5%、18.2%、18.5%であった。その他、イノシシで12頭、シカ、テンで2頭、アナグマ、チョウセンイタチで1頭のCDV陽性個体が見られた。和歌山県では2010年にキツネから、2011年にタヌキから新たにCDV遺伝子が検出され、それらは2007、2008年の和歌山県分離株と相同性が高かった。

滋賀県においては2株のCDVがタヌキから分離され、これらは和歌山県分離株と相同性が高かった。高知県では2009-2010年に小規模の再流行が起こり、ハクビシン、アナグマ、タヌキから新たに4株のCDVが分離され、それらは系統樹上では以前高知県で分離されたCDV分離株と同じクラスターに属していた。これらの結果はCDVが各地域で独自に進化していることを示している。また、和歌山から滋賀に及ぶ広域での流行が確認された。2)山口県のアナグマから新規遺伝子型のCDVの分離アナグマの肺と脳からCDVが分離された。肺、脳、脾臓、リンパ節における好酸性の細胞質内封入体およびCDV抗原が確認された。ヘマグルチニン(H)遺伝子(1824bp)の塩基配列を決定した結果、アミノ酸レベルで遺伝子型America-2に属するA75/17株との相同性が94.9%で最も高く、Asia-1型とは90.3-93.2%、Asia-2型とは90.5-93.0%、America-1型とは88.7-89.4%であった。全塩基配列15690塩基の配列を決定した結果、コードされる8種類の蛋白(N,P,H,F,M,L,C,V)は全て遺伝子型America-2に相同性が最も高かった。これらの結果は、国内には第3の遺伝子型が存在することを示しており、今後も注意が必要である。3)イヌジステンパー発症モデルのサイトカイン解析サル由来CDV実験感染犬は強毒であることが示したが、本年度はサイトカインを網羅的に検討した。その結果、IL-2,GM-CSF,IL-17,IL-15の有意な上昇が確認されたのに対してIL-6の発現が減少していた。これらサイトカインがCDVの病態に関与している可能性が示唆された。4)動物園動物におけるCDV感染トラでのCDVの流行が観察されたが、過去に採取されたトラとライオンの血清を調べた結果、CDVはかなり以前からトラとライオンに感染していることが判明した。
マグネット用高温超伝導材料の微細組織制御と高臨界電流密度化

酸化物超伝導体をマグネットおよび電力機器用材料として実用に供するためには大きな電流密度と機械的強度が同時に要求される。その目的のため銀シ-ス材が実用上構造的に安定であるので、Y Ba_2Cu_3O_<6+x>(Y系酸化物)と(Bi,Pb)SrCaCumOy(Bi系酸化物)をAgパイプに充填し、種々の条件のもとでTMT(加工熱処理)を施しテ-プ材を作製し、臨界電流密度(Jc)と微細組織の相関について検討し以下の結果を得た。Y系銀シ-ス材ではテ-プ厚さの減少とともにJcは増加すること、加工法としてはスェ-ジングとプレスの組合せが最も効果的であることが判明した。ポ-ルフィギュア法で結晶粒の配向性を調べたところテ-プ面に対してある一定の角度をもって各結晶粒のC面が配向することがわかり、このことがY系テ-プ材のJcを低い値に制限する原因であることが推論された。一方Bi系銀シ-ス材では熱処理温度に敏感であり、液相が存在しない範囲で最も高い温度でJcが高くなること明らかとなった。またTMT処理としてプレスと煙鈍を3回までくり返したが、くり返し回数が多いほどJcは高くなった。テ-プ材の組織は高Tc相と(Sr,Ca)_3Cu_5O_xあるいはCuOが主として存在し、不純物相の体積分率が小さいほど、高Tc相の配向性がよいほどJcが高くなることが明らかとなった。4.2K磁場中でのJcの値は結晶粒界でのピン止めによって決ることがデ-タ解析の結果推論された。付随してテ-プ材の引張強度について検討したところ、酸化物層の破断強度はJcと対応して増加すること、しかし最も高い値でも実用上必要とされる破断強度よりはるかに低く、機械的特性の改良が急務であることが判明した。
同形置換溶液X線回折法によるトリスエチレンジアミン錯体の第二配位圏の構造の解明

ロジウム(III)およびクロム(III)のトリスエチレンジアミン錯体の塩化物、臭化物、ヨウ化物、過塩素酸塩、硫酸塩の水溶液について溶液X線回折測定を行い、同形置換処理により中心金属を原点とした動径分布関係D^<Rh>(r)を求めた。まず、第1配位圏について、結晶中とほぼ一致した結果(2.08Åに窒素原子が6個、2.902.95Åに炭素原子が6個)が得られ、また、そのピークの対称性が良いことから、本研究における同形置換法の適用の有効性が確認された。第2配位圏については、D^<Rh>(r)中に配位子のアミノ基近傍の構造を反映していると推定される独立したピーク群が3.55.0Åに出現した。このピーク群は塩の種類によって異なることから、この領域に陰イオンが存在することが示唆された。その中で、過塩素酸塩水溶液のD^<Rh>(r)は塩化物水溶液の場合とかなり様子が異なり、ピーク面積の大きさが3.55.0Å領域では塩化物のときより小さく、逆に5.07.5Å領域では大きくなっていることから、過塩素酸イオンは主にメチレン基のみに接触して会合しており、過塩素酸塩水溶液のD^<Rh>(r)の3.55.0Å領域は水分子によりものであると推定された。解析の結果、水分子は3.9Åに2.5個、4.34Åに4.7個、4.85Åに3.1個存在することが明らかになった。次に、この結果を参考に、臭化物および塩化物水溶液について解析を行い、臭化物イオンは4.64Åに1個存在し、塩化物イオンは0.3Mでも0.9M水溶液でも4.50Åに1個存在するという結論を得た。更に、これらの陰イオンはいずれも約1個の4.34Åの水分子と入れ代わってアミノ基に接触しているものと推定された。ヨウ化物水溶液については、溶解度の上限が0.06M程度と低かったため、解析に耐えられる結果が得られなかった。硫酸塩水溶液では、硫酸イオンはアミノ基と接触して存在するが、幾つかの配向状態をとって水素結合していることが示唆される結果が得られた。トリスエチレンジアミン錯体として、同形置換が可能な[Rh(en)_3]^<3+>および[Cr(en)_3]^<3+>錯体を選び、それぞれの錯体の0.9mol/dm^3、0.3mol/dm^3塩化物水溶液および0.25mol/dm_3塩化物に過剰の塩化リチウムを加えた水溶液についてX線回析測定を行った。得られた回析デ-タを同形置換処理し、中心金属原子回りの動径分布関数を求めた結果、いずれも2.1Å、2.9Å、4.4Å付近に明瞭なピ-クが存在することが明らかとなった。

最初の二つのピ-クは、RhーNおよびRh...C原子間相互作用に帰属でき、結晶中の平均原子間距離と0.02Å以内で一致した。これは溶液中の錯体構造が結晶中と基本的に変わっていないことを意味している。A.AÅ付近を中心とするピ-クは、エチレンジアミン配位子のアミノ基近傍の第二配位圏の構造を反映していると考えられる。この領域の見かけの動径分布関数の様子は塩化物濃度によってほとんど異ならなかったが、過剰の塩化リチウムを加えるとピ-ク幅が広くなることから、このピ-ク中には水分子だけでなく会合塩化物イオンも存在しているものと推測された。また、3.8Å付近にも独立した小さなピ-クが共通して存在するが、これは錯体のC_3軸方向に最近接した水分子によるものと考えられる。動径分布関数は5Å付近を極小とし、次の分布が始まり6.06.5Åで再び極大に達するが、この領域には更にその外側の水分子および配位子のメチレン基に接触して存在する水分子等が含まれると考えられる。これらの測定とは別に、塩化物水溶液に硫酸リチウムを加えた実験から、5Å付近の谷間がかなり浅くなることが観測されたことから、この溶液中の錯体の配位子のアミノ基周辺に硫酸イオンが存在することが明らかにされた。昨年度はロジウム(III)およびクロム(III)のトリスエチレンジアミン錯体の種々の塩化物水溶液について溶液X線回折測定を行い、同形置換処理により中心金属まわり動径分布関数D^<Rh>(r)を求め第1配位圏の構造と同形置換の有効さを確認したが、配位子のアミノ基近傍の第2配位圏における塩化物イオンおよび水分子の位置と数についての明確な結論は得られなかった。本年度は、原子散乱因子の大きさが塩化物イオンよりかなり大きい臭化物イオンあるいはアミノ基との相互作用が相対的に弱いと思われる過塩素酸イオンなどを用い測定を行い、アミノ基近傍の構造がどのように変化するかを調べその構造を追及した。その結果、過塩素酸塩水溶液の測定から得られたD^<Rh>(r)は塩化物水溶液の場合とかなり様子が異なり、ピーク面積の大きさは3.55.0A^^○領域では塩化物のときより小さく、逆に5.07.5A^^○領域では大きくなっていたことから、過塩素酸イオンは主としてメチレン基のみに接触して会合しており、過塩素酸塩水溶液のD^<Rh>(r)の3.55.0A^^○A領域は水分子によるものであると推定された。解析の結果、水分子は3.9A^^○に2.5個、4.34A^^○に4.7個、4.85A^^○に3.1個存在することが明らかになった。次に、この結果を参考に、臭物水溶液について得られたD^<Rh>(r)を解析すると、4.64A^^○に1個の臭化物イオンが存在することが分かった。同様に、昨年度測定した0.3Mおよび3.9M塩化物水溶液については、いずれも塩化物イオンが4.50A^^○に1個存在するという結論が得られた。また、これら陰イオンは約1個の4.34A^^○の水分子と入れ代わってアミノ基に接触しているものと推定された。ヨウ化物水溶液については、溶解度の上限が0.06M程度と低かったため、解析に耐えられるD^<Rh>(r)が得られなかった。硫酸塩水溶液の測定からは、硫酸イオンはアミノ基と接触して存在するが、幾つかの配向状態をとって水素結合していることが示唆されるD^<Rh>(r)が得られた。
冷却イオン分光によるイオンチャンネルのイオン選択性に対する水和効果の解明

1)異性体分離した赤外スペクトルの測定法の確立複数の異性体が混在している系に対して、異性体ごとの赤外スペクトルを測定する方法であるIR-IR dip分光法を開発した。この方法では2台の波長可変赤外レーザーを用い、特定の異性体の振動遷移に波長を固定した赤外レーザー(プローブレーザー)によって生じるフラグメントイオンをモニターしながら、それよりも時間的に前に照射したもう1台の赤外レーザー(ポンプレーザー)を波長掃引する。ポンプレーザーがモニターしている異性体を振動励起すると、プローブレーザーによって生成するフラグメントイオン量が減少するため、特定の異性体の赤外スペクトルをフラグメント量の減少として測定することができる。これを実現するために、ポンプレーザー用の波長可変赤外レーザーを励起するYAGレーザーを高ビーム品質のものに変更し、レーザー出力の向上を図った。開発したIR-IR dip分光法をカリウムイオンチャンネルのKcsAの選択フィルター部分ペプチドGYGのカリウムおよびナトリウムイオン錯体に適用し、それぞれ3種の異性体を分離した赤外スペクトルの測定に成功した。2)水和クラスターの生成効率の改善水和クラスターの生成量を増やすには、親イオン(水和する前のイオン)の量を増やす必要がある。そのために、エレクトロスプレーで生成したイオンを真空中に導入するガラスキャピラリー出口部分に、空間的に広がるイオンを捕集するための装置であるイオンファネルを設置することとし、イオンファネルの設計・製作、およびそれを既存装置に導入するための改造を行った。3)水和クラスターの測定GYGペプチドのカリウムおよびナトリウムイオン錯体の水和クラスターを生成し、サイズ選別した赤外スペクトルの測定に成功した。計画では「研究実績の概要」の項目1)、2)が本年度の実施項目であったが、これらが順調に進捗したため、項目3)の水和クラスターの測定に着手することができた。また、項目1)に関しては、開発した方法を用いてGYGペプチドのカリウムおよびナトリウムイオン錯体の異性体分離した赤外スペクトルの測定に成功し、成果を英国王立化学会のPhysical Chemistry and Chemical Physics誌で発表した。この成果を示すイラストは内表紙にも採用され、高く評価されている。1)波長可変赤外レーザーの分解能の改善昨年度、出力向上を図った波長可変赤外レーザーの波長分解能を向上するために、励起YAGレーザーにインジェクションシーダーを導入する。2)GYGペプチドのカリウムおよびナトリウムイオン錯体の水和クラスターの赤外分光とその解析より大きなサイズの水和クラスターおよび重水クラスターの赤外スペクトルを測定し、量子化学計算を用いて、それらのスペクトルを解析する。これにより、カリウムイオン錯体とナトリウムイオン錯体の構造の違いを明らかにする。
乳歯感染根管病巣の細菌学的・免疫学的研究

乳歯の根尖病巣を形成した感染根管歯を有する患児6名を被験者とし、その被験者の病巣から試料を採取し、我々が確立した厳密な偏性嫌気性菌取り扱い技術を応用して、病巣の優勢菌276株を分離同定して細菌構成を調べた。その結果、この病巣で圧倒的多数(91%)を占める細菌が、偏性嫌気性の菌種であり、その分離菌種は、従来の報告と大きく異なり、多数を占める細菌が、グラム陽性の偏性嫌気性菌(Eubacterium、Propionibacterium、Lactobacillus、Actinomyces、Peptostreptococcus)である事を明らかにした。菌種レベルでは、Eubacterium、alactolyticum、Peptostreptococcus micros、Propionibacterium propionicus、Fusobacterium nucleatumが優勢菌種であった。これらの偏性嫌気性菌は、培養等の取り扱いが困難で、従来の研究では検出されずに無視されていたと思われる。小児の口腔内へは、従来、好気的な細菌から侵入・定着し、増齢と共に偏性嫌気性菌が増えて来ると考えられていた。しかし、本研究の結果、嫌気グローブボックスを含む偏性嫌気性菌取り扱い技術を応用することによって、比較的低年齢の小児の感染根管内の細菌叢が主に偏性嫌気性菌によって構成されていることが明らかとなった。また、これら一連の細菌学的研究で明らかになった病巣の主たる細菌菌種が、成人の感染根管病巣や歯周ポケットから分離される菌種と類似していたため、これらの小児の感染病巣細菌も、生体に対して種々の為害作用を及ぼしていることが示唆された。乳歯の根尖病巣を形成した感染根管歯を有する患児を被験者とし、その被験者の病巣から試料を採取し、新潟大学歯学部口腔細菌学教室が中心となって確立した厳密な偏性嫌気性菌取り扱い技術を応用して、乳歯感染根管病巣の優勢菌を分離同定して細菌構成を調ベた。その結果、この乳歯感染根管病巣で圧倒的多数(91%)を占める細菌が、偏性嫌気性の菌種であり、その分離菌種は、従来と報告と大きく異なることが明らかとなった(平成4年の第34回歯科基礎医学会で報告した)。しかし、本研究の結果、嫌気グローブボックスを含む厳密な偏性嫌気性菌取り扱い技術を応用することによって、比較的低年齢の小児の感染根管内の細菌叢が主に偏性嫌気性菌によって構成されていることが明らかとなった。そして、その主たる細菌菌種が、成人の感染根管病巣や歯周ポケットから分離される菌種と類似していたため、これらの小児の感染病巣細菌も、生体に対して種々の為害作用を及ぼしていることが予想される。今年度以降は、この細菌学的分析で明らかになった病巣中の優勢菌に対する抗体の種類と量をリーダーを用いてElisa分析する予定である。その結果、この病巣で圧倒的多数(91%)を占める細菌が、偏性嫌気性の菌種であり、その分離菌種は、従来の報告と大きく異なることが明らかとなった(Microbial Ecology in Health and Disease6巻6号269-275頁1993年)。

これらの偏性嫌気性菌は、培養等の取り扱いが困難で、従来の研究では検出されずに無視されていたと思われる。小児の口腔内へは、従来、好気的な細菌から侵入・定着し、増齢と共に偏性嫌気性菌が増えて来ると考えられていた。しかし、本研究の結果、嫌気グローブボックスを含む偏性嫌気性菌取り扱い技術を応用することによって、比較的低年齢の小児の感染根管内の細菌叢が主に偏性嫌気性菌によって構成されていることが明らかとなった。また、これら一連の細菌学的研究で明らかになった病巣の主たる細菌菌種が、成人の感染根管病巣や歯周ポケットから分離される菌種と類似していたため、これらの小児の感染病巣細菌も、生体に対して種々の為害作用を及ぼしていることが予想される。これらの感染病巣細菌が実際に全身にどのような影響を及ぼしているか、早急に検討する必要が生じてきた。したがって、平成6年度は前年度に引き続き、細菌学的分析で明らかになった病巣中の優勢菌に対する抗体、免疫担当細胞の種類と量を分析する予定である。乳歯の根尖病巣を形成した感染根管歯を有する患児6名を被験者とし、その被験者の病巣から試料を採取し、我々が確立した厳密な偏性嫌気性菌取り扱い技術を応用して、病巣の優勢菌276株を分離同定して細菌構成を調べた。その結果、この病巣で圧倒的多数(91%)を占める細菌が、偏性嫌気性の菌種であり、その分離菌種は、従来の報告と大きく異なり、多数を占める細菌が、グラム陽性の偏性嫌気性菌(Eubacterium、Propionibacterium、Lactobacillus、Actinomyces、Peptostreptococcus)である事を明らかにした。菌種レベルでは、Eubacterium alactolyticum、Peptostreptococcus micros、Propionibacterium propionicus、Fusobacterium nucleatumが優勢菌種であった。また、これら一連の細菌学的研究で明らかになった病巣の主たる細菌菌種が、成人の感染根管病巣や歯周ポケットから分離される菌種と類似していたため、これらの小児の感染病巣細菌も、生体に対して種々の為害作用を及ぼしていることが示唆された。
磁石との吸着・離脱による非線形モード遷移を利用した新しい振動制御の実験と理論構築

構造物あるいはその部材のフレキシブル化に伴い,風などの外乱による振動制御が重要な課題になっている.特に斜張橋のケーブルは振動事例も多く,スパンが100mを越すものについては,端部近くにダンパーを設置するのは普通となりつつある.現在,粘弾性体やオイルを用いたダンパーが広く使われているが,コストや維持管理の負担の少ないダンパーの開発が望まれている.ケーブル端部近くに磁石を置き,磁石と風による自励振動をするケーブルとの吸着・離脱を利用したダンパーが提案されているが,そのメカニズム,設計法は確立していない.本研究は,この磁石ダンパーの振動効果を理論的に明らかにするとともに,さらにセミアクティブ制御によるより効率的な制振法を提案する.まず,ケーブル端部近くに磁石を置いた系を想定した2自由度モデルによる基本的検討を行っている.風による自励力としては3次速度比例モデルを想定している.非線形振動理論を展開し.その振動メカニズムが,振動するケーブルが磁石から離脱する際に低次モードから高次モードに移行し,高次モードでは高い空力減衰であることをあきらかにした.また,ダンパーの磁力,ケーブルとの間隔がその制振性能に及ぼす結果を明らかにし,設計への有用な資料を示している.さらに,磁力の大きさを変化させるセミアクティブ制御法を提案し,その高い効果を明らかにしている.さらに,連続構造体であるケーブルを対象にし,シミュレーションによりその効果を明らかにしている.構造物あるいはその部材のフレキシブル化に伴い,風などの外乱による振動制御が重要な課題になっている.特に斜張橋のケーブルは振動事例も多く,スパンが100mを越すものについては,端部近くにダンパーを設置するのは普通となりつつある.現在,粘弾性体やオイルを用いたダンパーが広く使われているが,コストや維持管理の負担の少ないダンパーの開発が望まれている.ケーブル端部近くに磁石を置き,磁石と風による自励振動をするケーブルとの吸着・離脱を利用したダンパーが提案されているが,そのメカニズム,設計法は確立していない.本研究は,この磁石ダンパーの振動効果を理論的に明らかにするとともに,さらにセミアクティブ制御によるより効率的な制振法を提案する.まず,ケーブル端部近くに磁石を置いた系を想定した2自由度モデルによる基本的検討を行っている.風による自励力としては3次速度比例モデルを想定している.非線形振動理論を展開し.その振動メカニズムが,振動するケーブルが磁石から離脱する際に低次モードから高次モードに移行し,高次モードでは高い空力減衰であることをあきらかにした.また,ダンパーの磁力,ケーブルとの間隔がその制振性能に及ぼす結果を明らかにし,設計への有用な資料を示している.さらに,磁力の大きさを変化させるセミアクティブ制御法を提案し,その高い効果を明らかにしている.さらに,連続構造体であるケーブルを対象にし,シミュレーションによりその効果を明らかにしている.本年度は,(1)磁石による磁力の測定とモデル化(2)2自由度系における磁石ダンパーの効果とその設計法について研究を行った。(1)磁石による磁力の測定とモデル化磁力の測定を対象物との問題△をパラメータとして行った。そのモデル化として1次元磁力モデルを適用したところ,若干の差異が生じることがわかった。これは磁界の3次元性のためであり,補正係数を導入することで簡単なモデルで磁力が表わされることが示された。(2)2自由度系における磁力ダンパーの効果とその設計法ケーブルへの応用を念頭におき,2自由度モデルを作成し,磁力,磁石と対象物との間隔,自耐力の大きさをパラメータとして数値シュミレーションを実行した。粘性ダンパーに匹敵する効果をもたらしうることを示すとともに,無次元パラメータを導入し,それによりダンパーの性能が表わされることがわかった。ケーブルを2自由度系にモデル化し,磁石ダンパーの効果を理論的に検討した.磁石から離れるタイミングが重要であることを明らかにし,磁力間隔をパラメーターにした制振効果を理論的に導いた.なお,非線形速度比例として,外力をモデル化した.次に,磁石を用いたセミアクティブ制御の有効性を理論的に証明した.さらに,ケーブル構造を対象に,パッシブ・セミアクティブタイプの磁石を用いた制振システムを検討し,その有効性をシミュレーションにより明らかにした。