hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
薫物文化の包括的把握と再興に向けた文献学的研究

なお、2018年度に実施したワークショップでは、薫香の専門企業(鳩居堂)の協力を得て、信頼できる品質の香料を使用することができた。研究の進捗状況は予想以上に順調であることから、2019年度には、当初計画で最終年度に予定していた国内での資料収集調査及び国際研究集会での成果報告を、前倒しして実施するべく準備を進めている。これに伴い、研究協力者との連携強化を図る必要から、研究協力者3名の内2名(日高氏及び中村氏)については、2019年度より役割を研究分担者に変更した。主たる閲覧調査先である公益財団法人陽明文庫の理解と研究協力者3名の協力を得て、計画当初は3年を要するものと予測していた閲覧調査期間を、1年に短縮して完了することができた。本研究の波及効果として、計画当初に予定しなかったアウトリーチ活動への、2019年度以降の参加についても決定している。岩手県西磐井郡平泉町では、2021年6月に世界遺産登録10周年を迎えるのを前に「平泉のかをり創造プロジェクト」が発足して、古代の薫物の処方などをもとに、地域の新たな土産品として〈平泉のかをり〉の開発に取り組むことが計画されている。プロジェクトの参加者は地域住民を始めとする有志である。プロジェクトでは、参加者が平安時代の類纂と伝わる文献に記載された薫物の処方などを読み解きながら、奥州藤原氏の繁栄した当時の平泉において調合、賞玩されたであろう薫物についての、基礎的な知識及び調合技能を習得できるような催しの実施も計画中である。研究代表者はこのプロジェクトに参加して、必要な情報提供等を行う予定である。これにより、本研究の将来的な波及効果として期待している〈薫物文化の復興〉、すなわち、近代以降に衰退した薫物文化が、身近な教養や嗜好として再び普及し、多くの人々が手軽に、かつ持続的に享受できるような社会の実現に向けて、着実な一歩を踏み出すことができたと自負している。当初計画では研究期間の最終年次に予定していた国際研究集会での研究成果報告を、研究期間の2年次にあたる2019年度中に実施する計画に改め、研究分担者2名及び研究協力者2名(内1名は海外在住)との発表パネルを編成し、2019年3月に応募を完了した。採択された場合には、2019年11月中に国際研究集会でのパネル形式による研究成果報告を実施する計画である。上記の応募が残念ながら不採択となった場合には、研究期間の3年次にあたる2020年度中の計画として予定している国内の某家に伝来する薫物・香関係の古文書古典籍の閲覧調査を前倒しして、2020年2月中に実施したい考えである。岩手県を拠点とした「平泉のかをり創造プロジェクト」にも引き続き参加して、2021年度中の完成と発売に向けた協力を行う予定である。なお、2018年度中の調査研究成果については、近日中に論文化し、2019年10月発行予定の雑誌に掲載して公開する他、同時期に開催予定の市民向け公開講座等において、講演又は展示の形式により公開する計画である。
接フィルター付き多様体上の幾何構造と微分方程式

本研究では“接ベクトル空間(=可換リー環)を基にした従来の幾何・解析から巾零リー環を基にした幾何・解析へ"というスローガンのもとに,接フィルター付き多様体を舞台にしてその上の幾何構造,微分方程式について系統的な研究を進めた。そのために内外の諸分野の数学研究者と活発な交流を持った。特に6月にはフランスの諸大学で講演討論を通じて,研究の推進を図った。また10月には,数理解析研究所において「巾零幾何と解析」と題して,研究集会を開催し,本研究のテーマに関係する研究者がいろいろな分野から集り活発に共同研究を進めた。その報告は数理解析研究所講究録として発行予定。本研究の主な成果と進行状況について述べる:1.接フィルター付き多様体上の幾何構造の同値問題を扱う統一的な理論を構築し論文として発表した。Monge-Ampere方程式などいくつかの幾何構造に応用し,不変量の計算を遂行中。2.接フィルター付き多様体上の微分方程式に対する形式理論を確立した(形式的可解性のための条件,重み付き包合性の概念など)。現在論文準備中。3.重み付きの意味で包合的な微分方程式系は形式Gevrey関数解を持つことを発見し,従来の理論での解析関数のかわり、形式Gevrey関数が我々の理論で重要な役割を担うとの認識に達し,形式Gevrey関数の幾何学的研究を進めたが,まだまだ未開の分野で今後の重要な課題である。4.接フィルター付き多様体上の準楕円微分方程式についていろいろな観点から考察を進めたが興味深い問題が沢山あり今後の重要な課題である。現在論文準備中。
合成開口レーダデータを適用したアジアの自然災害発生状況の分析手法の検討

まず、津軽平野において地盤変動の高精度検出手法の開発を行い、多時期SARデータの干渉処理により23年間で約90cmの地盤沈下の検出とその原因分析などを行った。次に、関東平野中央部で、津軽平野で開発した解析手法に既存測量データを統合した調査方法を開発し、1970年代で年間10cm以上の地盤沈下や、2000年代で年間1cm程度の微小地盤沈下、洪水被害予測分析および海外調査への適用の可能性を示した。さらに、複数時期多偏波SARデータによる土壌分布などを反映した土地被覆分析の高度化の可能性の検討や、市街地の分類における光学高分解能衛星画像データの摘要性と誤差要因の評価を行った。本研究は、顕在化・広域化する近年の洪水、津波、高潮などの自然災害に対する発生状況の把握、要因分析のための分析手法の高度化と、その減災へ向けた適用事例の基礎検討を目指したものである。平成26年度は、まず、衛星観測合成開口レーダ(SAR)データであるALOS/PALSARデータと、昨年度後半よりアーカイブが開始されたALOS-2/PALSAR-2データ、およびこれらと統合する高分解能衛星観測光学センサデータを収集して、それらの統合データセットの編集・構築を行った。また、衛星データセットを解析するためのハードウエアとソフトウエアの整備を行った。特に、時期の異なる合成開口レーダデータを解析して、地盤変動を抽出、調査するための専用ソフトウエアの購入・整備を行い、洪水発生に影響を及ぼすと考えられる沖積平野の地盤変動の基礎的解析を実施した。対象地域は津軽平野で、土地の人工改変に伴う圧密と推察される局所的な地盤沈下をPALSARデータのInSAR処理で抽出を行い、洪水発生リスクに関係する基礎的な情報であることを確かめることができた。次に、日本および東アジアの対象地域のうち、具体的に解析、調査を実施する地域として、日本の関東平野、タイの中央平原、中国の長江中下流域の平野などについて、これまでの洪水の発生状況やその要因の基礎的解析を行うと共に、災害規模把握に関係する土地被覆分析あるいは現地協力機関からの情報収集を行った。特に、タイ中央平原では光学センサデータを中心として、SARデータも参照しながら2011年の大規模洪水発生状況とその流下水量推定を行った。また、関東平野の元荒川や古利根川沿い沖積平野とその周辺域における、過去の洪水発生推定や、SARデータと高分解能光学センサデータの融合による都市化開発域と軟弱地盤の沖積低地の土地被覆の関係分析を試みた。本研究は、顕在化・広域化する近年の自然災害に対する発生状況の把握、要因分析のための分析手法の高度化と、その減災へ向けた適用事例の基礎検討について、近年の自然災害の発生と被害状況を、既存のSARおよび新しいSARデータ、その関連データならびに現地情報を統合解析して、より高精度な抽出方法の検討を行うことを目指すものである。平成27年度は、まず、前年に引続き、衛星観測合成開口レーダデータのALOS/PALSARデータ、新しいALOS-2/PALSAR-2データ、1990年代のJERS-1/SARデータおよびこれらと統合する光学センサデータを追加収集して、それらの統合データセットの編集・構築の高度化を図った。対象地域は、前年度から継続している国内の津軽平野および関東平野、国外ではタイの中央平原および中国の長江河口域である。上記のデータセットに基づき、前年からの継続である津軽平野においての地盤変動とその洪水災害への影響についての解析手法の確認のための現地調査を実施し、地盤変動抽出手法の有効性ならびに地盤変動要因と洪水発生リスクの分析の可能性を検討した。また、関東平野の中央部における近年とやや長期の地盤変動の有無の基礎的解析、2011年大洪水発生地であるタイ中央平原における地盤変動抽出のための初期的解析、中国の長江河口における災害発生リスクに関連すると想定されるデルタの拡大や開発状況の解析などを行った。さらに、関東平野では、前年と同様に岩槻周辺と綾瀬川と元荒川沿いの軟弱地盤地域の沖積低地において、SARデータと光学式高分解能リモートセンシングによる情報の融合方法についての検討を進捗させた。具体的には、光学式高分解能衛星画像による土地被覆分類処理の系統的な比較検討をさらに進捗させ、土地被覆分類の誤差要因についての検討ついて重点的に検討を進めた。平成27年度の目標は、1対象地域のALOS/PALSAR、ALOS-2/PALSAR-2、JERS-1/SARの各データとこれらと統合する高分解能衛星光学センサデータを追加収集して、統合データセットの編集・構築の高度化を継続的に推進すること、2津軽平野の地盤変動と洪水災害への影響の基礎的解析結果の確認のための現地調査を実施し、手法の有効性、洪水発生リスクの分析の可能性を検討すること、3関東平野中央部の長期の地盤変動の基礎的解析、タイ中央平原の地盤変動抽出の初期的解析、中国の長江河口のデルタ拡大や開発状況の分析などを行うこと、4既存の分類手法の適用性の検討をさらに推進することなどであった。研究の結果として、1では、国内の津軽平野と関東平野、国外のタイ中央平原と中国の長江河口域において、長期間のモニタリング用の衛星データセットを拡大構築した。2では、津軽平野の1990年代から現在までの地盤変動の傾向を解析し、2000年代に一定割合での沈下状況が把握され、現地調査結果も合わせて、地盤沈下解析手法の有効性と洪水発生リスク分析の可能性を示すことができた。3では、関東平野中央部の長期地盤変動傾向の解析のための1990年代以前の地盤変動計測成果の編集を行った。

また、中国の長江河口のデルタについて1960年代からの光学センサデータの解析により、2003年までのデルタの急速な拡大とそれ以後の拡大傾向変化を把握することができた。さらに、タイ中央平原では、InSARの初期解析により都市部での僅かな地盤上昇を確認した。4については、対象地域独特の土地被覆状況の抽出性の向上と誤差要因の分析に向けての検討に重点を置きつつ研究を進捗させた。以上のような研究の実施結果から、研究はほぼ計画通りに進展していると評価した。大規模災害への影響要因として、地盤変動や土地被覆変化が大きいことから、まず、著しい地盤沈下が確認されている津軽平野を対象とし、その地盤変動の高精度検出手法の開発と適用および変動要因の分析を行った。継続構築された統合データセットの多時期SARデータの干渉処理に基づく約2030年間の地盤変動検出とその要因分析の手法の高度化を行い、実際に約23年間で約90cmの地盤沈下を検出して、その原因が盛土地域での圧密によることを示し、さらに洪水発生への影響について論じた。次に、過去(1947年)に大規模広域洪水が発生した関東平野中央部を対象とした地盤変動の調査として、津軽平野で開発・高精度化した時系列干渉SAR解析手法による成果に、既存の水準測量による地盤沈下等量線図をGIS化したデータを統合する手法を開発した。その実際の分析の結果、1970年代に年間10cm以上の速度の地盤沈下と、2000年代での沈静化傾向だが一部地域で年間1cm程度の微小な地盤沈下を検出することができ、過去の大洪水域との比較から被害拡大の予測結果を示した。本研究で開発、高度化した手法は、洪水発生が多発化するタイ中央平原などの海外の調査への適用の可能性を有する。さらに、土地被覆分類解析の高度化に関し、同じく関東平野中央部において、多偏波SARデータと光学センサデータによる土地被覆分類の比較により、複数時期の多偏波SARデータの解析で微地形や土壌の分布を反映し高度化した土地被覆分析が可能であることを示した。また、光学高分解能衛星画像として高分解能かつ多バンド要素を持つWorldview-3衛星によるマルチスペクトル画像を用いて、その土地被覆分類手法の摘要性について系統的に検討した結果、人工構造物が密集する市街地において従来のピクセルベースでの分類手法の光学高分解能衛星画像データ解析への摘要性および誤差要因が評価された。まず、津軽平野において地盤変動の高精度検出手法の開発を行い、多時期SARデータの干渉処理により23年間で約90cmの地盤沈下の検出とその原因分析などを行った。次に、関東平野中央部で、津軽平野で開発した解析手法に既存測量データを統合した調査方法を開発し、1970年代で年間10cm以上の地盤沈下や、2000年代で年間1cm程度の微小地盤沈下、洪水被害予測分析および海外調査への適用の可能性を示した。さらに、複数時期多偏波SARデータによる土壌分布などを反映した土地被覆分析の高度化の可能性の検討や、市街地の分類における光学高分解能衛星画像データの摘要性と誤差要因の評価を行った。
Hadoopに対し飛躍的性能向上を達成する大規模データ解析処理系の研究

本年度は、前年度に開発した高多重非同期I/O化方式を適用したカラムストアエンジンならびにMapReduceエンジンにおいて、より大規模な環境での実験を進めた。カラムストアエンジンにおいては、72ディスクドライブを具備する計算機サーバおよび128台の計算機から構成されるストレージインテンシブな大規模クラスタシステムおいて、また、MapReduceエンジンにおいては128台の計算機から構成されるストレージインテンシブ大規模クラスタシステムにおいて、最大100倍以上の高速化の達成に成功し、両エンジンの有効性を明らかにした。また、カラムストアエンジンにおける遅延タプル再構築処理の非同期I/O化や、MapReduce処理エンジンにおけるネットワークも含めたI/O並列度の調整方式など、非同期I/O化方式の高度化に成功した。さらに、両エンジンにおいて、非同期I/O化方式を考慮したクエリ最適化方式、ならびに計算資源の最適調整方式等の検討および開発を進めた。また、年度前半から後半にかけては、開発を進めている両エンジンを用いて実データを利用した実証実験を行い、新たな課題を模索するとともに、実データに対する当該エンジンならびに当該非同期I/O化方式の有効性を明らかにした。年度後半には、研究成果を論文にまとめ、国内の学会において発表を行った。(抄録なし)1.高多重非同期1/0を適用したカラムストアエンジンの開発カラム間結合等のカラムストアエンジンにおける性能低下の原因となりうるデータ処理に対する非同期1/0化方式を検討し、オープンソース実装であるC-Storeをベースとして、当該提案方式を適用したカラムストエンジンのプロトタイプの設計と実装を行った。6ディスクを有する小規模サーバ環境において、データベースの業界標準ベンチマークであるTPC-H(データセットは100GB程度に調整)を用いて性能評価実験を行い、実験を行ったところ、提案カラムストアエンジンによって従前のC-Storeと比較して最大15倍程度の性能向上が達成可能であることを確認し、当該提案方式ならびに当該提案方式を適用したカラムストアエンジンの潜在的な有効性を明らかにすることに成功した。加えて、当該提案方式を考慮した問合せ最適化機構ならびに実行時の計算資源の最適調整機構の検討を行った。2.高多重非同期1/0を適用したMapReduce処理エンジンの開発並列データ処理の実行時に索引アクセス機構等を利用し入出力を非同期化する非同期1/0化方式を検討し、MapReduce処理エンジンのオープンソース実装であるHadoopをベースとして、当該提案方式を適用したMapReduce処理エンジンのプロトタイプの設計と実装を行った。さらに、当該提案方式を考慮したのコストベースの問合せ最適化機構を設計し、HadoopのSQL処理系であるHiveをベースに当該問合せ最適化機構の実装を行った。所属研究室の支援により1ノードあたり24ドライブを有する20ノードからなる中規模クラスタを構築し、約20TBのデータに対してTPC-HならびにMapReduce関連論文で広く用いられる解析タスクを用いて実験を行い、実験の結果、従来のHadoopならびにHadoopに索引やパーティショニング等を適用したHadoop処理系に対して、データの一部の空間を対象とするような解析ジョブ(選択率0.01%)において最大100倍以上の高速化を実現した。また、ノード数を変化させた場合の性能スケーラビリティを検証した結果、提案MapReduce処理エンジンは他のHadoop処理系と比較して高いスケーラビリティを有することを確認した。これらの実験から、当該提案方式ならびに当該提案方式を適用したMapReduce処理エンジンの潜在的な有効性を明らかにした。本年度は、両エンジンの非同期1/0化の設計ならびに実装に関して重点的に研究を進めて来ており、計画は当初の予定通りに進展したため。今後は、より大規模な環境での実験と上記の当該エンジンにおける非同期1/0化方式の高度化を進めるとともに、両エンジンに関する問合せ最適化機構ならびに計算資源の最適調整機構の検討をさらに進める予定である。また、これらの研究成果を論文に纏める予定である。(抄録なし)
ポルフィリン薬の効果増強を用いた光線力学的抗菌療法の新規開発と応用

細菌感染症に対する抗生物質による治療は、耐性菌誘導という問題を含有する。以前、我々の研究グループは動物のグラム陽性菌感染症に対する光線力学的療法による殺菌的効果を示した。さらに、光増感剤を併用することによりグラム陰性菌への応用が期待される。そこで、多剤耐性菌を誘導する可能性がある抗生物質に頼らない光線力学的抗菌療法の開発を目的として本研究を行った。胃癌発生の危険因子である、グラム陰性菌のHelicobacter pylori(以下ピロリ菌)に対する現在の治療として多剤併用抗菌療法が行われる。この治療によって、ピロリ菌を含めた腸内細菌の耐性化の問題が解決されていない。胃のピロリ菌感染症の診断には上部消化管内視鏡検査が必須であるが、このときに内視鏡を用いて光線力学的抗菌療法によってピロリ菌を除菌できれば、一度の治療ですみ、抗菌薬を使用しないので耐性菌を誘導することもない。そこで、我々はピロリ菌を除菌する内視鏡を用いた光線力学的抗菌療法を開発することにした。はじめはポルフィリン誘導体を増感剤に用いる検討を行っていたが、薬事の承認を得るためには資金が必要であるので、保険適応の薬剤(メチレンブルー)に添加物を加えた増感剤を用いることに方法を変更した。マウスを用いた検討を行うために、LED照射装置を作って検討を重ねている。In vitroでは添加物を加えたメチレンブルーによる光線力学化学療法は様々な菌を殺菌できた。ピロリ菌のマウスモデルは、消化管の雑菌の増殖が強いために研究が難航している。本研究はピロリ菌感染マウスを作成し、メチレンブルーとヒトへ投与可能な薬剤を組み合わせることにより光線感受性を増強し、光線力学療法によるピロリ菌除菌を探索する物である。胃内のピロリ菌感染が持続することにより生じうる胃疾患の治療に応用することを想定している。ヒトの前段階として、ピロリ菌が感染可能なマウスを用いたモデルを作成し、光線力学療法の安全性と有効性を検討することにより、メチレンブルー単独より確実な効果を生じうる薬剤の併用を検討できる。今回我々は、マウス実験用の光照射装置および照射用ファイバーを京都CCS社に特注・製造することで入手できた。同装置を用いて光線照射の効果と傷害性を検討することも可能となり、ピロリ菌感染マウスにおける光線療法について検討を行っている。本研究はヒトでの探索的臨床研究に結びつく、有意義な検討であると考える。本研究でマウスに投与する前段階として、ピロリ菌培養株の感受性を寒天培地上でコロニー形成数により検討し、メチレンブルーに薬剤を添加し光線感受性の影響を判定した。既に複数のヒトへ投与可能な薬剤を選択している。マウスに投与するピロリ菌は、マウスに感染が成立することを確認された標準株を、共同研究施設である東京大学より分与を受け、旭川医科大学病院微生物検査室内で培養している。マウス実験用の光照射装置および照射用ファイバーは京都CCS社が特注で製造しすでに旭川医科大学に納品済みである。同装置を用いてメチレンブルー製剤と光線照射での急性傷害性をマウス皮膚で検討したが、メチレンブルーが高濃度でも皮膚には急性傷害を生じないことが確認された。細菌感染症に対する抗生物質による治療は耐性菌誘導という問題を含有する。以前我々の研究グループは動物のグラム陽性菌感染症に対する光線力学的療法による殺菌的効果を示した。さらに光増感剤を併用することによりグラム陰性菌治療への応用が期待される。そこで多剤耐性菌対策となりうる、抗生物質に頼らない光線力学的抗菌療法の開発を目的として研究を行った。一方胃癌の発生危険因子であるグラム陰性菌、Helicobacter pylori(以下ピロリ菌)は現在主に多剤併用抗生物質による除菌治療が行われるが、耐性を生じる問題は解決されていない。臨床の現場では上部消化管内視鏡検査により診断されるが、内視鏡時に実施可能な光線力学療法がピロリ菌の診断、除菌へ臨床応用可能となれば、抗生物質耐性ピロリ菌の機序の全く異なる治療である新規抗菌療法となる可能性がある。そこで我々は赤色LED光源を照射したピロリ菌の光増感剤を検索することにより、安全性が高く有効な光増感剤を併用した抗菌作用の増強を目指す。またマウスのピロリ菌感染モデルを作成する。作成したピロリ菌感染マウスに光増感剤を併用した光線力学療法を行い、ピロリ菌感染に対する治療効果を評価する。マウス胃壁へのLED照射による治療効果をピロリ菌の生菌残存数によって評価すると同時に胃壁の病理組織学的検討を行う。以上から光増感剤を併用したピロリ菌に対する光線力学療法のシステムを開発することにより、臨床への応用を模索する。前段階としてピロリ菌培養株に対して感受性試験を実施した。培養ピロリ菌に薬剤を投与することによりLED照射時の光線感受性の変化を検討した。メチレンブルー及び重曹を添加することにより感受性が増加した。いずれもヒトへ投与可能な薬剤であり本研究の光増感剤とした。一方、マウスにピロリ菌を経口反復投与して胃内にピロリ菌を感染させるマウスモデルを作成した。投与群で胃壁内のピロリ菌感染が確認出来た後に光増感剤としてメチレンブルーと重曹を、また対照群に蒸留水を経口投与した。赤色LED光源を用いて腹腔内からマウス胃壁に麻酔下で照射した。

1回照射後及び2回照射後に治療群、増感剤投与単独群、対照群の胃を摘出しピロリ菌を分離培養するとともに病理組織標本による評価を実施した。結果光増感剤投与のみによるピロリ菌感染の影響や胃損傷は認めなかった。光増感剤併用照射治療群でピロリ菌生菌数の減少を認めたが除菌には至らず、2回治療後の群にピロリ菌の増殖を認めた。細菌感染症に対する抗生物質による治療は、耐性菌誘導という問題を含有する。以前、我々の研究グループは動物のグラム陽性菌感染症に対する光線力学的療法による殺菌的効果を示した。さらに、光増感剤を併用することによりグラム陰性菌への応用が期待される。そこで、多剤耐性菌を誘導する可能性がある抗生物質に頼らない光線力学的抗菌療法の開発を目的として本研究を行った。胃癌発生の危険因子である、グラム陰性菌のHelicobacter pylori(以下ピロリ菌)に対する現在の治療として多剤併用抗菌療法が行われる。この治療によって、ピロリ菌を含めた腸内細菌の耐性化の問題が解決されていない。胃のピロリ菌感染症の診断には上部消化管内視鏡検査が必須であるが、このときに内視鏡を用いて光線力学的抗菌療法によってピロリ菌を除菌できれば、一度の治療ですみ、抗菌薬を使用しないので耐性菌を誘導することもない。そこで、我々はピロリ菌を除菌する内視鏡を用いた光線力学的抗菌療法を開発することにした。はじめはポルフィリン誘導体を増感剤に用いる検討を行っていたが、薬事の承認を得るためには資金が必要であるので、保険適応の薬剤(メチレンブルー)に添加物を加えた増感剤を用いることに方法を変更した。マウスを用いた検討を行うために、LED照射装置を作って検討を重ねている。In vitroでは添加物を加えたメチレンブルーによる光線力学化学療法は様々な菌を殺菌できた。ピロリ菌のマウスモデルは、消化管の雑菌の増殖が強いために研究が難航している。今後マウスの治療実験をP2実験室で開始予定となった。寄生虫学教室との共同研究で行い、感染実験は5月から開始し6月以降で第1回目の判定を行う見込みである。感染が成立すれば感染マウスに対してメチレンブルーを投与し、光照射治療の安全性及び有効性を検討する。本研究における、マウス感染モデルにおけるピロリ菌の除菌効果の結果によって、臨床研究の可能性も視野に入ると思われるため、治療応用可能な治療方法についても考察する。上部消化管内視鏡を想定して麻酔下で経口的に直径1.8mmのファイバー束型のLED照射装置をマウスに挿入したところ、高頻度に物理的な胃損傷を合併した。そこで光線照射方法を再検討し、腹腔より胃壁に光源を接触させて照射した。照度の測定より直接照射に比して60%の積算照射量を得られたため、照射方法を変更した。マウスのピロリ菌経口感染モデルを作成するにあたり、報告があるマウス及びピロリ菌株を採用した。しかしながら胃壁内のピロリ菌の存在は確認したがヒト慢性感染例で認める典型的な変化に至らなかった。胃炎惹起性が不足した可能性も考慮して、更に高病原性を有する株を用いることを検索している。ただし本研究で用いたマウスにおける感染報告がないため、投与動物の変更も必要となる。光線照射方法を経口的挿入から腹腔内経由へ変更後に胃損傷は回避され研究を続行した。
弱病原カマツノザイセンチュウの個体群維持機構の解明

1.マツノザイセンチュウの病原力と伝播率との関係病原力の異なるマツノザイセンチュウ(以後線虫)アイソレイトを人為的にマツノマダラカミキリ(以後カミキリ)成虫に保持させ、カミキリ成虫の日齢が60日に達するまで個別飼育した。成虫体内から離脱した線虫数を3日間隔で調査し、日齢60日までの間に離脱した総線虫数とカミキリ成虫体内に残っている線虫数を計数し、それらの和をカミキリ成虫の初期保持線虫数とした。実験期間中に死亡した個体については、死後1日以内にカミキリ体内に残っていた線虫数を数え、死亡日までに離脱した線虫数と合わせて初期保持線虫数とした。初期保持線虫数に対する離脱に成功した線虫の割合を伝播率として計算した。その結果、線虫の病原力が強くなるにしたがって伝播率が低くなる傾向がみられた。また、線虫の病原力とカミキリ成虫の初期保持線虫数との間には正の相関関係が、さらに、線虫の病原力とカミキリ成虫の寿命との間には負の相関関係が成り立っていた。初期保持線虫数の多いカミキリ成虫ほど寿命が短くなることがこれまでの研究で示されている。よって、線虫の病原力の上昇とともに伝播率が低下する原因として、病原力の強い線虫ほどカミキリ成虫の初期保持線虫数が多くなり、その結果カミキリ成虫の寿命が短くなるため伝播率が低下するものと推測された。2.弱病原力線虫の個体群維持機構本研究により、弱病原力線虫は健全なマツ樹体内ではほとんど増殖できないこと(昨年度の結果)、また線虫の病原力と伝播率との間には負の相関関係が存在すること(本年度の結果)が示された。これらの結果から、弱病原力線虫は高い伝播率を生かし、衰弱したマツあるいは枯死直後のマツに侵入することで個体群を維持しているものと推測された。1.マツノザイセンチュウアイソレイトの病原力の定量的評価と選択これまでの研究過程で野外から採取されている28のマツノザイセンチュウアイソレイトを、森林総合研究所内の苗畑にある2年生のクロマツ苗木に接種した(7月)。1アイソレイトあたり30本の苗木を供試し、苗木1本に対し、5,000頭の線虫を接種した。その4ヵ月後(11月)、苗木の枯死率を調査し、各アイソレイトの病原力を判定した。その結果、苗木の枯死率は0%から93%までと幅広く、調査に用いたヤツノザイセンチュウアイソレイトの病原力は非常に多様であった。これら28アイソレイトの中から、病原力ができるだけ等段階になるようアイソレイトを選択した(枯死率0%、30%、40%、63%、80%、および93%を示したアイソレイト)。2.人工飼料によるマツノマダラカミキリ終齢幼虫の大量生産野外で発生したマツ枯死木を森林総合研究所構内の網室へ運搬し、そこから脱出してきたマツノマダラカミキリ成虫を採取した。得られたマツノマダラカミキリ成虫は、性成熟させるため1ヶ月間個別飼育し、その後つがいにしてマツ丸太に産卵させた。産卵させた丸太を室温で約2週間放置した後、孵化幼虫を丸太から取り出して人工飼料の入った容器へ移し、25°Cの条件下で約3ヶ月間飼育した。その結果、100頭前後のマツノマダラカミキリ終齢幼虫を得ることができた。現在それらの幼虫は、10°Cのインクベーター内で保管されている。1.マツノマダラカミキリ成虫から離脱したマツノザイセンチュウ数の経時的調査昨年度の接種実験で得られた病原力の異なるマツノザイセンチュウ(以後線虫)アイソレイトを、人為的にマツノマダラカミキリ(以後カミキリ)成虫に保持させた。その後カミキリ成虫を個別飼育し、カミキリ虫体から離脱した線虫数を経時的に調査した。カミキリ成虫の日齢が60日に達するまで継続し、それまでに離脱した総線虫数とカミキリ体内に残っていた線虫数を調べ、離脱に成功した線虫の割合(伝播率)をアイソレイトごとに計算した。実験の途中で死亡した個体については、死後1日以内に解剖し体内に残っている線虫数を調べ、生存期間中の伝播率を算出した。本実験は現在も進行中で、アイソレイト間の比較および解析は来年度行う予定である。2.マツ樹体内におけるマツノザイセンチュウの増殖力の調査病原力の強いアイソレイトと弱いアイソレイトを別々に1本のマツに接種した。接種から1ヵ月後、6ヵ月後および9ヵ月後にマツ樹体内の線虫密度を調べた。また、それら両アイソレイトを同じに、あるいは時期をずらして1本のマツに接種した。その後上記と同じ時期に樹体内で増殖した線虫を回収してそれらのDNAを調べ、マツ樹体内における線虫の個体群構造を解析した。その結果、病原力の強いアイソレイトのみを接種したマツでは、平均で160-379頭/gの線虫密度であったが、病原力の弱いアイソレイトのみを接種したマツでは、時期を問わず全く線虫が検出されなかった。一方、両アイソレイトを重複接種したマツでは、線虫を接種する順序および線虫を回収する時期にかかわらず、病原力の強いアイソレイトがマツ樹体内で優占した。

3.人工飼料飼育によるマツノマダラカミキリ終齢幼虫の生産昨年度に引き続き、人工飼料を用いてカミキリ終齢幼虫を大量生産した。この方法で得られた終齢幼虫は10°Cの恒温室で保存し適宜上記実験1で使用した。来年度必要なカミキリ頭数も概ね確保できたため、終齢幼虫の生産は今年度で中止とする。1.マツノザイセンチュウの病原力と伝播率との関係病原力の異なるマツノザイセンチュウ(以後線虫)アイソレイトを人為的にマツノマダラカミキリ(以後カミキリ)成虫に保持させ、カミキリ成虫の日齢が60日に達するまで個別飼育した。成虫体内から離脱した線虫数を3日間隔で調査し、日齢60日までの間に離脱した総線虫数とカミキリ成虫体内に残っている線虫数を計数し、それらの和をカミキリ成虫の初期保持線虫数とした。実験期間中に死亡した個体については、死後1日以内にカミキリ体内に残っていた線虫数を数え、死亡日までに離脱した線虫数と合わせて初期保持線虫数とした。初期保持線虫数に対する離脱に成功した線虫の割合を伝播率として計算した。その結果、線虫の病原力が強くなるにしたがって伝播率が低くなる傾向がみられた。また、線虫の病原力とカミキリ成虫の初期保持線虫数との間には正の相関関係が、さらに、線虫の病原力とカミキリ成虫の寿命との間には負の相関関係が成り立っていた。初期保持線虫数の多いカミキリ成虫ほど寿命が短くなることがこれまでの研究で示されている。よって、線虫の病原力の上昇とともに伝播率が低下する原因として、病原力の強い線虫ほどカミキリ成虫の初期保持線虫数が多くなり、その結果カミキリ成虫の寿命が短くなるため伝播率が低下するものと推測された。2.弱病原力線虫の個体群維持機構本研究により、弱病原力線虫は健全なマツ樹体内ではほとんど増殖できないこと(昨年度の結果)、また線虫の病原力と伝播率との間には負の相関関係が存在すること(本年度の結果)が示された。これらの結果から、弱病原力線虫は高い伝播率を生かし、衰弱したマツあるいは枯死直後のマツに侵入することで個体群を維持しているものと推測された。
アーティキュレーション（接続関係）の基本理念と改革原理に関する研究

初年度は、教育におけるアーティキュレーションの基本理念と歴史的課題を明らかにした。その結果、得られた知見は以下のとおりである。(1)アーティキュレーションは、単線型学校体系における第二次的作業であり、わが国においては戦後の教育改革の重要な制度課題であった。それは、学校制度における縦の接続と横の接続、そして学校制度と社会との斜めの接続から成り、問題領域としては構造的側面、内容的側面及び運営的側面から構成されるものであった。新たに誕生する専門職大学の構築は、まさしく縦、横、斜めの接続のすべてに関わり、主に構造的側面におけるアーティキュレーション作業と位置づけることができる。(2)およそ臨時教育審議会から続く30数年以上に及ぶ教育改革は、戦後教育改革の実質化を指向するものであり、それはアーティキュレーションの確立のための模索的改革と位置づけることができる。70年にわたる戦後の高等教育の歴史において、第二次的作業としてのアーティキュレーションの構造的側面での改革は遅々として進まず、専門職大学の制度設計においてそれを解決する絶好のチャンスであったと考える。(3)斜めの接続をも視野に入れながら、高等教育におけるアーティキュレーションの構造的側面の改革を、これまでの学術教育体系とは別に新たな職業教育体系を構築し、しかも日本の固有の体系とする改革の必要性を強調した。とくに(3)に関しては、以下の4点を求めた。1専門高校で学ぶ若者に夢を与え、学修の継続性を制度的に保障するとともに、社会人の学び直しにも寄与するような制度を設計する。2既存の学術研究の成果を基盤とする大学や短期大学、さらには高等教育機関としての高等専門学校に無用の混乱や不信関係を生じさせない制度設計とする。3日本が世界に誇れる高等専門学校の歴史と実績を生かし、縦と横、斜めの接続を担保するシンプルな職業教育体系を形づくる。戦後70年の間に高等教育の状況は一変しているが、法規定は70年前のままである。高大連携や高大接続が教育課題になったのもつい最近の出来事である。法整備の遅れは著しいといわざるを得ない。この点に関しては、アメリカの大学におけるアーティキュレーションの歴史的展開とは異なることが理解できた。すでに6割近い学生が高等教育(専門学校除く)に進学し、8割の学生が中等後教育に進学する現在、高校からのスムーズな移行は保障されなければならない。ここにアーティキュレーションの第二次的作業の必要性が求められる所以があるが、さらに移行期の教育の創造、ひいては「日本型高等教育」の創造が要請される。これがわが国の高等教育におけるアーティキュレーションの基本的な課題が存在する。こうした歴史的課題をアメリカとの比較の上で明らかにすることができた。以上より、初年度はおおむね順調に進展しているといえる。アメリカにおけるアーティキュレーション概念の整理を行ったので、次に、アーティキュレーションの問題領域を3つに分け、それぞれの教育課題を明らかにしていきたい。具体的には、まず第一に、構造的側面として、各学校段階の区分の仕方(いわゆる区切り)や入学試験制度、編入学制度、課程分化を、第二に、内容的側面として、カリキュラムの問題、教育方法、授業体制のほか、教員の問題や生徒の適応問題、インクルーシブ、課外活動・学校行事の問題を、そして第三に、運営的側面として、1つは学習者に関する情報交換及びその活用、2つは主に教員間の協働的作業やコミュニケーションの機会、3つは進路指導を中心としたガイダンスである。アメリカの大学の歴史の中で、以上の領域や問題がどのように取り上げられ、検討されてきたかを明らかにする。つまり、設定した3つの制度枠組みに基づいてアーティキュレーションの問題領域や具体的課題を明確にすることである。3日本が世界に誇れる

高等専門学校の歴史と実績を生かし、縦と横、斜めの接続を担保するシンプルな職業教育体系を形づくる。戦後70年の間に高等教育の状況は一変しているが、法規定は70年前のままである。高大連携や高大接続が教育課題になったのもつい最近の出来事である。法整備の遅れは著しいといわざるを得ない。この点に関しては、アメリカの大学におけるアーティキュレーションの歴史的展開とは異なることが理解できた。すでに6割近い学生が高等教育(専門学校除く)に進学し、8割の学生が中等後教育に進学する現在、高校からのスムーズな移行は保障されなければならない。ここにアーティキュレーションの第二次的作業の必要性が求められる所以があるが、さらに移行期の教育の創造、ひいては「日本型高等教育」の創造が要請される。これがわが国の高等教育におけるアーティキュレーションの基本的な課題が存在する。こうした歴史的課題をアメリカとの比較の上で明らかにすることができた。以上より、初年度はおおむね順調に進展しているといえる。アメリカにおけるアーティキュレーション概念の整理を行ったので、次に、アーティキュレーションの問題領域を3つに分け、それぞれの教育課題を明らかにしていきたい。具体的には、まず第一に、構造的側面として、各学校段階の区分の仕方(いわゆる区切り)や入学試験制度、編入学制度、課程分化を、第二に、内容的側面として、カリキュラムの問題、教育方法、授業体制のほか、教員の問題や生徒の適応問題、インクルーシブ、課外活動・学校行事の問題を、そして第三に、運営的側面として、1つは学習者に関する情報交換及びその活用、2つは主に教員間の協働的作業やコミュニケーションの機会、3つは進路指導を中心としたガイダンスである。アメリカの大学の歴史の中で、以上の領域や問題がどのように取り上げられ、検討されてきたかを明らかにする。つまり、設定した3つの制度枠組みに基づいてアーティキュレーションの問題領域や具体的課題を明確にすることである。一部予定していた調査が実施できなかったが、研究は順調に進んでいるため、今年度の国内外の調査の費用に充てて、さらに研究を発展させたい。
ポストリチウム電池用ポリアニオン系新規電極材料の開発

次世代の安価高エネルギー密度ポストリチウムイオン電池用正極活物質の実現をめざし、実施された5つのアプローチの成果を下記に列記する。1)リン酸鉄の新規合成法(合成プロセスの短縮・低コスト化):高温溶融法により、反応性は低いが安価な酸化鉄を原料に、分単位の加熱時間での短時間合成に成功した。また大気中での合成が不可能なオリビン型LiFePO_4の代わりに、鉄三価三方晶FePO_4に着目し、鉄とリン酸という最も安価な出発原料の組み合わせからなる大気中湿式合成による非晶質体の合成に成功、140mAh/gの可逆容量をもつFePO_4正極とNa負極の組み合わせの最も安価な二次電池系を実現した。2)リン酸縮合系(頂点共有縮合塩によるカチオン収容サイトの拡大):(P_2O_7)^<4->ピロリン酸系LiFeP_2O_7において、中心金属をVおよびTiに置換したLiVP_2O_7とTiP_2O_7の単相化と、結晶構造の精密化に成功し、2価/3価、3価/4価間の2段のレドックスが原理的に可能であることを実証した。また、(MoO_2)_2P_2O_7においてナトリウム電池用正極としては過去最高の可逆容量となる150mAh/gの充放電が得られることを見出した。3)ケイ酸系(Li含有量倍増による大容量化):リン酸鉄LiMPO_4においてP^<5+>をより電気陰性度の小さなSi^<4+>に元素置換することで、Liの2倍の理論容量を持つLi_2CoSiO_4の単相合成に成功した。4)ホウ酸系(軽量ポリアニオン導入による大容量化):最も安価軽量ポリアニオンであるBO_3ホウ酸基をもつカルサイト型FeBO_3において市販黒鉛系負極を凌ぐ比容積可逆容量を得ることに成功した。また、VやTiに置換することで、大容量負極として好適な放電電圧にチューニングすることに成功した。5)フッ素含有ポリアニオン系(フッ素導入による高電圧化):新規物質Li_2CoPO_4Fの単相合成に成功、その理論容量はオリビン型LiCoPO_4の2倍で、放電電圧は4.8Vに達した。次世代の安価高電圧ポストリチウムイオン電池用正極活物質開発にあたって今年度得られた主な成果を下に列記する。1)格子内に3次元的に広がる大きな格子空孔を有し、リチウムイオンの挿入・脱離が容易な(P_2O_7)^<4->ピロリン酸系LiFeP_2O_7において、中心金属をVおよびTiに置換した化合物の単相化と、X線Rietveld法による結晶構造の精密化に成功した。また、中心金属を3d遷移金属から高酸化状態の安定な4d、5d遷移金属であるMoおよびWに置換した系を合成し、その指数付けに成功した。この中で、特に中心金属に5d遷移金属(W)を用いることにより、3d、4d系に比ぺ大幅にエネルギー密度の向上が可能となった。

縮合塩系は価数変化幅の大きなレドックスと錯体を組むことによって、オリピンでは2価/3価の1段のレドックスしか取れないのに対し、2段のレドックスが原理的に可能であることを実証した。2)MP_2O_7ピロリン酸系類縁リン酸化合物として新規正極(MoO_2)_2P_2O_7の単相合成に成功し、この系でMoが6価から4価までのレドックス反応に起因する、リン酸系としては最高の可逆容量となる200mAh/gの充放電反応が得られた。3)リチウム電池用新規4d、5d遷移金属含有リン酸塩系正極の中から、特にリチウム電池用正極として高エネルギー密度を示し、X線リートベルト解析により構造中に直径1.9Aの大きさのNaイオンのサイトとなりうる3次元的に広がった空孔を有していることを確認できたMoP_2O_7、WP_2O_7、(MoO_2)_2P_2O_7について、そのナトリウム電池用正極としての適応性を調べた結果、特に(MoO_2)_2P_2O_7においてナトリウム電池用正極としてはこれまでで最高の可逆容量となる150mAh/gの充放電が得られることを見出した。安価かつ安全なポストリチウムイオン二次電池用電極活物質の実現をめざし、リン酸、リン酸縮合塩、ホウ酸、ケイ酸、フッ素含有系へと系統的にポリアニオン正極物質群の探索を行なっている。平成15年度の主な成果は下記の通り。1)リン酸鉄の安価簡便合成プロセスの開発:不活性ガス中での合成が不可欠なオリビン型LiFePO_4に対し、より安価で簡便な大気中合成が可能な三方晶FePO_4に着目し、溶融急冷法による瞬間合成に成功した。また、鉄とリン酸という最も安価な出発原料の組み合わせからなる湿式合成による非晶質体の合成にも成功し、固相反応で合成したオリビン型LiFePO4に匹敵する可逆容量を安価短時間プロセスで得ることを可能にした。2)オリビン型LiMPO_4のフッ素化による大容量化:既知オリビン型正極の高電圧化、大容量化を図るため、そのフッ素化物であるLi_2CoPO_4Fという新規物質相の合成に成功し、中性子回折によりその結晶構造を決定した。その理論容量はオリビン型LiCoPO_4の2倍であり、放電電圧は4.8Vに達した。3)最軽量ポリアニオンホウ酸系での大容量化:最も安価軽量ポリアニオンであるBO_3ホウ酸基をもつカルサイト型MBO_3において市販黒鉛系負極を凌ぐ比容積可逆容量を得ることに成功した。また、BO_3がネットワークフォーマであることを利用し、その溶融急冷法による非晶質化とLiドープを試み、初期サイクルの不可逆容量低減効果を確認した。次世代の安価高電圧ポストリチウムイオン電池用正極活物質の実現をめざし、H14年より種々のポリアニオン系正極を探索してきた中でリン酸鉄はレアメタルフリーの鉄系正極の中でも最もエネルギー密度が高く、現時点では一番有望な次世代正極候補である。最終年度に当たる今期は、リン酸鉄系に焦点を絞り溶融法と湿式法での安価プロセスの確立とその正極特性、反応機構解析を行った。今年度得られた主な成果を下に列記する。1)溶融法によるリン酸鉄の短時間合成オリビン型LiFePO_4は安価で低環境負荷のレアメタルフリー正極として注目されているが、大気中での合成ができず、鉄2価の出発原料が決して安価でないという合成プロセス上の問題があった。そこで合成時間の短縮と原料の低コスト化を狙い、高温溶融法による安価な酸化鉄からの分単位での短時間合成に成功した。また、LiFePO_4だけでなく、これにMnを置換添加したLiFe_<0.5>Mn_<0.5>PO_4についても、同じく高温溶融法によってオリビン結晶体の合成に成功し放電電圧のチューニングができることを示した。2)湿式法でのリン酸鉄の低温合成三方晶FePO_4は材料コスト、合成コストが安価であることから次世代Liイオン二次電池用正極として研究が行われている。
新規含窒素複素環構築法の開発とそのγセクレターゼ阻害剤・調節剤探索への展開

本研究では、パラジウム触媒を用いた分子内環化反応を基盤とする効率的なインドールおよびインドリン化合物の構築法の開発に成功した。さらに、合成化合物ライブラリーのスクリーニングによる新規γセクレターゼ阻害剤・調節剤の探索を行った。インドールは生物活性天然有機化合物や医薬品に数多く見られる基本骨格であり、その穏和な条件での汎用性に富む構築法の開発は、有機合成化学における重要な課題である。また、一回の反応で複数の結合を形成する連続型反応(カスケード反応)は、反応に用いる溶媒や精製工程での廃棄物の量を削減できることから、環境調和型有機合成反応として注目されている。本年度はアレナミドの分子内カルボパラデーション・アニオン捕捉カスケード反応を利用した新規な2,3一二置換インドール構築法について検討した。すなわち、2-ヨードアニリンから三段階で容易に調製したアレナミドを原料とし、これに様々な求核剤(アリールボロン酸、ビニルボロン酸、アルキルボラン、ビニルスズなど)の存在下、塩基とパラジウム触媒をエタノール中80°Cで作用させることで、多種多様な2,3-二置換インドールを収率良く得ることができることを見出した。この際、用いる触媒と溶媒の効果が顕著であることを見出した。さらに本カスケード反応は、より安価ではあるが反応性が低い2-ブロモアニリンを出発物質として合成したアレナミドを原料としても、良好な収率で望むインドールを与えることを見出し、本方法の汎用性を実証した。本反応は、穏和な条件下で行えるため多様な官能基の共存を許容でき、またパラジウム触媒反応であるために芳香環電子密度の影響を受けにくく、複雑な基質に対しても適用可能であると考えられる。また、反応開発の過程で合成した化合物群をもとに、新規γセクレターゼ阻害剤の合成化学的探索を行った。本年度は、昨年度に引き続き、アレナミドの分子内カルボパラデーション・アニオン捕捉カスケード反応を利用した新規な2, 3-二置換インドール構築法について検討した。アレナミドの窒素原子をカルバメート系保護基で保護した基質について、本方法論の適用範囲を検討した。その結果、芳香環の電子密度が高い場合にはアレナミドが不安定化され、リチオ化と求電子剤による捕捉を用いた2位官能基化が困難であった。アレナミドの窒素原子をスルホンアミドとして保護した基質においても、同様に2位官能基化が困難であることも分かった。これらの問題を解決すべく検討を重ねた結果、トシルアニリドと二級プロパルギルアルコールを光延反応によりカップリングさせたのち、得られたプロパルギルアミドを触媒量の塩基によりアレナミドへと変換する手法により、目的とするα-置換アレナミドを効率的に合成できることを見出した。α-置換アレナミドは、分子内カルボパラデーション・アニオン捕捉カスケード反応により効率的に2, 3-二置換インドールへと変換できた。本研究により構築した多置換インドール化合物ライブラリーを生物活性試験に供し、新規γセクレターゼ阻害剤・調節剤の探索について検討した。
葉緑体機能に依存して発現する核遺伝子に関する研究

葉緑体の形成には核ゲノムと葉緑体ゲノムが協調的に発現する。遺伝学的、生理学的研究から葉緑体が核ゲノムの一部の遺伝子の発現に関与することが示されている。しかし、葉緑体から核へのシグナルの分子的実体については全く不明である。本研究は、葉緑体から核への葉緑体シグナルの分子的実体を明らかにし、植物オルガネラ間のクロス・ト-クの分子的な理解を目的とする。1.葉緑体機能依存の核遺伝子の同定当研究室で単離したタバコ葉緑体成分をコードするcDNA14種について、葉緑体依存的発現を調査したところ、いずれも依存的であったが、顕著な差を示すものは無かった。そこで、タバコ幼植物を寒天培地上に生育させ、スペクチノマイシンとストレプトマイシン処理して葉緑体ゲノムの発現を阻害し、発現量が低下する核遺伝子(cDNA)をディファレンシャル・ディスプレーにより100種程単離し、部分塩基配列を決定して、psaDa,psaDb,psaF,rbcS,cabなどのcDNAを同定した。さらに、機能未定のものが多く得られたが、そのうちの特徴的なクーン11-1のゲノミックDNA配列を決定し、特異な遺伝子構造を見出した。2.葉緑体シグナルの探索上記で得られたタバコrbcSの鋳型として、タバコBY-2株由来のin vitro転写系で調べ、低い転写活性を得た。これにタバコ幼葉の核抽出液を加えると転写活性が上昇した。従って、この画分中に緑葉でrbcS転写を行わせる因子があると考えられる。そこで、タバコ幼植物を寒天培養地上に生育させ、スペクチノマイシンとストレプトマイシン処理して葉緑体ゲノムの発現を阻害し、発現量が低下する核遺伝子(cDNA)をディファレンシャル・ディスプレーより100種程単離した。そのうちの半分につき部分塩基配列を決定した。ホモロジー・サーチの結果、PsaDa,psaDb,psaF,rbcS,cabなどのcDNAを同定した。葉緑体シグナルの探索組織特異的、光依存的かつ葉緑体依存的な発現をするトマトのrbcSはタバコBY-2細胞由来のin vitro転写系では転写されない。そこでこの系にトマト緑葉の核抽出液(組織特異的及び光依存的因子を含むと考えられる)を加えてrbcSを転写させることに成功した。遺伝学的、生理学的研究から葉緑体が核ゲノムの一部の遺伝子の発現に関与することは示されている。1.前半ディファレンシャル・ディスプレー法で得た葉緑体依存発現するcDNA群の塩基配列決定を行った。rbcSとcab遺伝子および機能未定のものが多く得られた。後者のうちの特徴的なクローン11-1のゲノミックDNA配列を決定し、特異な遺伝子構造を見出した。2.上記で得られたタバコrbcSの鋳型として、タバコBY-2株由来のin vitro

転写系で調べ、低い転写活性を得た。これにタバコ幼葉の核抽出液を加えると転写活性が上昇した。従って、この画分中に緑葉でrbcS転写を行わせる因子があると考えられる。
森林における材食性昆虫と菌との栄養共生系の成立過程とその機能的意義

本年度は,キバチ類の一種であるニホンキバチ(Urocerus japonicus)の共生菌利用様式について,新たな知見が得られた。共生菌を持つキバチ類の一種であるニホンキバチの幼虫は,生立木では生育できず,倒木においても,伐倒されてから長期間経過すると他の腐朽菌が定着してしまうため,共生菌が定着できず,幼虫も成育できないと考えられてきた。しかし,本年度の研究によって,前年に強制産卵-全木処理,(共生菌)接種-全木処理あるいは接種-玉切り処理をされたすべての材からニホンキバチの産卵時期にAmylostereum属菌が分離された。このことは,生立木に接種された菌が伐倒後約7ヶ月経過しても,材内に定着していたことを示している。さらに,各処理木(強制産卵-全木,接種-全木,接種-玉切り,対照)に対する強制産卵実験の結果,産卵翌年に,接種-全木処理木2本のうち1本からオス成虫2頭が,接種-玉切り処理木2本のうち2本からオス成虫15頭が脱出した。これらの個体は伐倒前に接種された共生菌を利用して,繁殖に成功したものと考えられる。また,生存率の相対的指標となる「脱出成虫数/産卵孔数」は,接種-玉切り処理木の方が接種-全木処理木よりも高かった。一方,強制産卵-全木処理木および対照木から,成虫は発生しなかった。以上のことから,強制産卵木では繁殖成功に至らなかったものの,伐倒前に産卵された木では伐倒後も共生菌が樹幹内に定着しており,次世代のニホンキバチにとっても繁殖源となり得ることが示唆された。また,接種処理木で繁殖に成功したことから,ニホンキバチは母親由来でない共生菌を利用して繁殖できることが明らかになった(福田・佐野,投稿準備中)。その他,キバチ類の資源利用様式についての成果の一部を総説および図書として公表し(二井・肘井編,2000;福田,2002;全国森林病虫獣害防除協会編,2002),キバチ類による森林被害の防除対策についての総説も公表した(福田・前藤,2001)。本年度は,寄主木の条件とキバチ類の共生菌の定着との関係について,新たな知見が得られた。しかし,本年度の研究によって,生立木にニホンキバチが産卵した場合,幼虫は成育できないが,産卵時に接種された共生菌は定着しており,それらの木では,伐倒後も長期間,共生菌は定着しつづけることが明らかになった。これらのことから,生立木時に共生菌が接種された木は,それが伐倒された場合,伐倒後かなりの期間,ニホンキバチにとって有効な餌資源となる可能性が示唆された(堀ら,印刷中)。さらに,本年度は,日本産キバチ亜科の系統関係を解明するため,DNA分析用のサンプル収集を行い,これまで中心に研究を行ってきた,ニホンキバチ,ニトベキバチ,オナガキバチに加えて,ヒゲジロキバチ,コルリキバチ,トドマツノキバチ成虫のアルコール標本を得ることができた。