hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
敗血症など高サイトカイン血症を示す疾患におけるモノサイト/マクロファージの解析

敗血症や川崎病はtumor necrosis factor αなどの炎症性サイトカインが高値となる高サイトカイン血症によって全身的な炎症反応がひきおこされる全身性炎症反応症候群(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)という概念でとらえられるようになった。その免疫応答の中心はモノサイト/マクロファージと考えられる。前年度は、末梢血モノサイト/マクロファージサブポピュレーションであるCD14^+CD16+モノサイト/マクロファージをフローサイトメトリーで検討した結果、敗血症および川崎病ではCD14^+CD16^+モノサイト/マクロファージの増加がみられ、炎症に関与している事を報告した。近年、Hoffmanらはモノサイト/マクロファージにM1/M2細胞のdichotomyが存在し、M1細胞からはIL-12が産生されてThelper(Th)1Tリンパ球の分化を、CD14^+CD16^+モノサイト/マクロファージであるM2細胞からはIL-10が産生され、Th2Tリンパ球の分化を促進するとの仮説を提唱している。敗血症および川崎病について血清中IL-10とIL-12を測定した結果、IL-10の上昇がみられたが、IL-12の変動はなかった。さらに、IFN-γ産生CD3+Tリンパ球の減少がみられた。以上より、敗血症および川崎病のSIRSの状態ではTh2とM2細胞の活性化が中心と考えられた。敗血症や川崎病はtumor necrosis factor α(TNF-α)などの炎症性サイトカインが高値となる高サイトカイン血症によって全身的な炎症反応がひきおこされる全身性炎症反応症候群(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)という概念でとらえられるようになった。その免疫応答の中心はモノサイト/マクロファージと考えられ、SIRSこおけるCD14^+CD16^+モノサイト/マクロファージサブポピュレーションおよびIL-10を産生するM2細胞の増加について報告してきた。今年度は、TNF-αなど多くの炎症性サイトカインの転写因子であるnuclear factor kappa B(NF-κB)の発現について検討した。川崎病患児末梢血の活性化NF-κBの発現をウエスタンブロットおよびフローサイトメトリーで解析した。急性期のCD14+モノサイト/マクロファージおよびCD3+Tリンパ球における活性化NF-κBの発現は回復期に比し増加していた。CD14+モノサイト/マクロファージにおける活性化NF-κBの発現はCD3+Tリンパ球より顕著だった。ヒト免疫グロブリン療法後に活性化NF-κB発現CD14+モノサイト/マクロファージは減少したが、CD3+Tリンパ球の変動はみられなかった。急性期の活性化NF-κB発現CD14+モノサイト/マクロファージの比率は、同時に測定したCRPと相関がみられた。敗血症でも同様に、CD14+モノサイト/マクロファージ優位に活性化NF-κBの発現の増加がみられた。
中国青海省におけるエキノコックス症疫学調査と人と家畜の駆虫薬開発

中国青海省におけるエキノコックス症の対策に資するため、チベット遊牧民居住地周辺での疫学調査と飼育犬への駆虫試験を行った。多包条虫の終宿主となるキツネ類の糞はテントから離れた場所に多く、キツネからの直接的な感染リスクは低いと推測された。飼育犬の感染状況を調査し、教育による駆虫効果の検証を試みたが、最終年度に中国政府主導の駆虫プログラムが調査地で実施され、教育効果の検証には繋がらなかった。また、多包条虫のミトコンドリア呼吸鎖を薬剤ターゲットとして、人の治療薬開発を試みた結果、多包条虫のシスト形成を低下させ、その効果に再現性のある有効な新規化合物を見出した単包条虫と多包条虫を含む異種のエキノコックスが混合分布する中国青海省において、エキノコックス症の疫学解析と制御法の確立を目的に、以下の調査を行った。1)感染源対策実施時における生活環や感染経路に対する遊牧民への教育の重要性を評価するために、興海県において3つの遊牧民集落を選定した。3集落に属する家族数は計92家族でこれらの家族が飼育する102頭の犬のうち33頭からテニア科条虫卵検出された。3集落の陽性率は24-31%で、集落間で大きな差はなかった。感染種については現在遺伝子同定を行っている。アンケート調査では、3集落とも64%以上の家族がエキノコックス症について何も知らない状況であった。2)家畜診断法の信頼性を評価する目的で、青海省のと畜材料および羊生体を用いてDot-ELISAによる血清抗体検出法および超音波診断法を試みた。2法を組み合わせることにより、大きなシストを持つ羊の検出が可能であることがわかった。3)動物と人の間の伝播リスクを解析するために、遊牧民の居住テント周辺の犬とキツネの糞の分布をライントランセクト法により調査したところ、犬の糞はテント近くに多く、キツネの糞はテントから離れて分布していた。また、キツネ巣穴に設置したカメラトラップにより、犬はキツネの巣穴付近に日中に訪問すること、キツネは主に夜間に活動し日中に活動するナキウサギと異なるが、両者の重複率は0.406と比較的高かいことがわかった。4)エキノコックス症の治療に有望なリード化合物を探索する目的で、多包条虫のエネルギー代謝に必須なフマル酸呼吸系の末端酵素である複合体II(EmQFR)を特異的に阻害する化合物のスクリーニングを試みた結果、トリパノソーマの末端酸化酵素阻害剤であるFerulenol、Ascofuranone(AF)およびその誘導体がEmQFRを特異的に阻害する事を見出した。中国青海省において、エキノコックス症の疫学解析と制御法の確立を目的に、以下の調査を行った。1)感染源対策における遊牧民への教育の重要性を評価するために、昨年度に引き続き興海県において3つの遊牧民集落を調査した。本年度は134頭の犬の検査を実施した結果、29頭からテニア科条虫卵が検出された。Multiplex PCRにより、単包条虫が8頭、テニア属条虫が25頭から検出され、そのうち4頭は単包条虫とテニア属条虫の混合感染であった。昨年度と同様に3集落の陽性率に大きな差はなかった。この3集落を対象に駆虫試験を開始した。これと平行してLAMP法を基にしたテニア科条虫の新たな種同定法の開発に着手した。2)と畜場で得た材料を使用してDot-ELISAによる血清抗体検出法の反応条件の改善を行い、農家の羊65頭の検査を行って15頭の強陽性を得た。このうち6頭に対して超音波検査を行なったが単包虫シストは検出されなかった。3)9テントを対象にライントランセクト調査を実施した。草の高さ、ナキウサギの巣穴の数などを記録するとともに53個の犬科動物の糞便を採取した。現在データ解析中である。また、人のエキノコックス症の高度流行地である玉樹市称多県珍秦鎮において、犬のセンサス調査により放し飼い犬96頭および寺院で19頭の放し飼い犬を確認した。これらの犬は野生齧歯類や家畜の死体を採食すると考えられ、人への感染源として重要な役割を担っていると考えられた。4)多包条虫のミトコンドリア呼吸鎖をターゲットとした薬剤開発では、低酸素下の培養系では原頭節がフマル酸呼吸を行うため、複合体IIとIIIの両者を薬剤標的とする方が効果的であることが判った。次に培養系で有効であったアスコフラノンや新規化合物Aを用いて、多包条虫の虫卵を感染させたマウスで比較したところ、新規化合物Aでは明らかなシスト形成の低下を認めた。今後、新規化合物Aの臨床応用に期待できる。調査地選定の調整および遊牧地での材料採取にかなりの時間を要することがわかったため、対象集落を増やすことを断念し、昨年度選定した興海県の3集落のみを対象に駆虫試験を開始した。昨年度と今年度の調査結果では、この3集落間に犬のテニア科条虫感染率に有意な差がなく、駆虫試験の対象として適当であることを確認した。人と犬の行動解析および感染リスク解析については、昨年度と同様に中国側でGPSの使用が認められず、手作業によるマッピングに切り替えて実施した。その他の計画についてはおおむね計画通りに進んでいる。

中国青海省におけるエキノコックス症の疫学解析と制御法確立を目的に、以下の調査研究を行った。1)感染源対策における遊牧民への教育の重要性を評価するために、興海県において3つの遊牧民集落を調査した。また、終宿主診断法として、LAMP法を基にしたテニア科条虫5種に対して新たな種同定法を開発した。100頭の犬を検査し、テニア科条虫が11頭(うち、胞状条虫10頭、多頭条虫1頭、単包条虫なし)から検出された。昨年度から開始した駆虫検証プログラム実施後の陽性率の変化を比較したが、3集落とも陽性率は減少し、集落間での陽性率に有意差はなかった。中国政府が本年度から興海県全域を対象に犬の駆虫プログラムを実施するという想定外の事態が起こったため、対照群でも駆虫が行われ、当初の目的を果たすことができない状況となった。2)単包条虫に対する市販キット及びモノクローナル抗体を使用して、羊35頭のスクリーニングを行い、陽性個体8頭に対して超音波検査を行なったが単包虫は検出されなかった。3)2014-16年夏季に青海省で採取した食肉目3種の糞について、分布と糞中未消化物を解析した。キツネ類の糞とナキウサギ巣穴数は遊牧民テントから離れた低草高の場所ほど多く、ナキウサギ巣穴数と草高には負の相関関係が認められた。イヌの糞はテントから500m以上の地域では少なかった。DNAで同定したチベットギツネの糞には小型哺乳類が多く、アカギツネの糞中からは雑多な餌品目が検出され、食性の種間差が認められた。4)多包条虫のミトコンドリア呼吸鎖が薬剤ターゲットとなる事を示し、好気条件下で酸素呼吸を行う一方、低酸素下ではフマル酸呼吸に切り替え、複合体IIとIIIの両者を標的とする事が効果的である事を示した。前年度に引き続き培養系で有効な薬剤を用いてin vivo実験を行い新規化合物Aがシスト形成を低下させ、その効果に再現性がある事が判った。中国青海省におけるエキノコックス症の対策に資するため、チベット遊牧民居住地周辺での疫学調査と飼育犬への駆虫試験を行った。多包条虫の終宿主となるキツネ類の糞はテントから離れた場所に多く、キツネからの直接的な感染リスクは低いと推測された。飼育犬の感染状況を調査し、教育による駆虫効果の検証を試みたが、最終年度に中国政府主導の駆虫プログラムが調査地で実施され、教育効果の検証には繋がらなかった。また、多包条虫のミトコンドリア呼吸鎖を薬剤ターゲットとして、人の治療薬開発を試みた結果、多包条虫のシスト形成を低下させ、その効果に再現性のある有効な新規化合物を見出した調査初年度に計画していた疫学調査については、教育駆虫群、駆虫群、無処置群の3群を各群複数集落で比較する予定であったが、調査地選定の調整に時間がかかり、本年度は興海県の3集落の調査に留まった。また、材料検査についても担当する大学院生の検査技術の習得に時間を要し、検査がやや遅れている。人と犬の行動解析および感染リスク解析については、中国側でGPSの使用が認められず、手作業によるマッピングに切り替えて実施した。その他の計画についてはおおむね計画通りに進んでいる。平成28年度に、興海県の3集落において感染源対策評価を行う予定である。また、現場で行える迅速診断法としてLAMP法を基にしたテニア科条虫種同定法を開発し、野外調査に適用する予定である。また、人と犬の行動解析および感染リスク解析におけるGPSの使用については、引き続き中国側と協議を継続する予定であるが、GPSの使用が認められない場合は、平成27年度と同様に手作業によるマッピングを行う。
溶液化学反応における動的溶媒効果の高圧法による研究

大幅な分子内回転を伴う異性化反応を対象として、化学反応に対する動的な溶媒効果を調べるのが目的である。二つの項目に大別される。(1)「分子内電荷移動を伴う異性化反応jの動的溶媒効果」と(2)「無極性溶媒中での無極性な遷移状態を持つ異性化反応の動的溶媒効果」の研究である。高圧法は、溶媒和構造(あるいは相互作用ポテンシャル)を大きく変えることなく、溶媒粘度を大幅かつ連続的に変化させることができるため、動的溶媒効果の研究の有効な手段となる。(1)分子内電荷移動異性化反応の動的溶媒効果:一連のアルコール溶媒中で、4-(N,N-ジメチルアミノ)トリフェニルフォスフィン(DMATP)のSl状態での"ねじれ電荷移動(TICT)状態"の生成速度定数(kTICT)を、蛍光量子収量と時間分解蛍光スペクトルの測定から、圧力の関数として決定した。kTICTを溶媒粘度の関数として考察した。また、溶媒の縦緩和時間(τL)を溶媒和時間の尺度として使用した。溶媒座標を考慮した励起状態の二次元ポテンシャルエネルギー表面上での、反応経路のシフトとして理解できる。溶媒和効果と分子内運動効果を明確に分離した。このような"Pressure Tuning Effect"は普遍的な現象として実証できた。アルコールの溶媒緩和時時間を見積もるため、クマリン153をプローブとし、高圧下の動的ストークスシフト測定を行った。その結果、τLの長時間成分との良い一致を見出した。(2)無極性溶媒中の無極性異性化反応の動的溶媒効果:対象系は、2-ビニルアントラセン(I)と2,2-プロペニルアントラセン(II)のSl状態での異性化反応である。エタンの超臨界状態から、圧縮液相のn-オクタンに至る広範囲な粘性領域で、異性化反応速度定数(ki)を決定した。(1)空間拡散律速の液相状態の高粘性領域では、緩やかな粘度依存性(i.e.,非クラマース挙動)を示す。(2)エネルギー拡散律速の気相低粘性領域では、粘度増加に伴って単調な増加を示す。また、活性化エネルギーは、全粘度領域でほぼ一定である。これは対象とする反応系の遷移状態が完全に無極性であることを実証する。(3)I,IIについて、明瞭な「クラマース反転」を観測した。(4)反転領域は、IよりIIの方が低粘度領域に出現する。これは、回転原子団の嵩高さの違いを反映している。大幅な分子内回転を伴う異性化反応を対象として、動的な溶媒効果を調べることを目的としている。我々はこれまでに、分子内電荷移動を伴う異性化反応に対する動的溶媒効果について、高圧法の研究から、溶媒座標を考慮した励起状態での二次元のポテンシャルエネルギー表面上での、反応経路のシフトとして理解できることを見い出した。

本研究では、溶媒和の効果と動的溶媒効果を、より明確に分離し、このような"Pressure Tuning Effect"を普遍的な現象として確認することが目的である。I.一連のアルコール溶媒中で、4-(N,N-ジメチルアミノ)トリフェニルフォスフィン(DMATP)の励起状態での"ねじれ電荷移動(TICT)状態の生成について、1)蛍光量子収量と2)時間分解蛍光スペクトルの測定を行い、圧力の関数として決定した。1)定常光による蛍光スペクトルの測定:この化合物は、極性溶媒中で、長波長側にCT状の幅の広い特徴的な蛍光バンドが観測される。TICT状態のLE状態に対する蛍光量子収量の比(Φ_<TICT>/Φ_<LE>)を一連の直鎖アルコール溶媒で測定した。さらに、圧力の関数として測定した。この結果についてΦ_<TICT>/Φ_<LE>を溶媒粘度の関数として考察した。2)ピコ秒パルス光による時間分解蛍光スペクトルの測定:測定は、Ti-sapphireレーザーの倍波あるいは三倍波を励起光源とした、時間相関光量子係数(TCSPC)法(fwhm:30ps)を用いた。これらの測定からTICT状態生成の平均の速度定数(<k_<TICT>>)が決定した。<k_<TICT>>を溶媒粘度の関数として表現した。さらにまた、溶媒の縦緩和時間(τ_L)との比較による考察を行った。II.アルコールの溶媒緩和時時間を見積もるために、クマリン153をプローブ分子として、高圧下での動的ストークスシフトの測定を行った。その結果、縦緩和時間の長時間成分との良い一致を見い出した。大幅な分子内回転を伴う異性化反応を対象として、化学反応に対する動的な溶媒効果を調べるのが目的である。二つの項目に大別される。(1)「分子内電荷移動を伴う異性化反応jの動的溶媒効果」と(2)「無極性溶媒中での無極性な遷移状態を持つ異性化反応の動的溶媒効果」の研究である。高圧法は、溶媒和構造(あるいは相互作用ポテンシャル)を大きく変えることなく、溶媒粘度を大幅かつ連続的に変化させることができるため、動的溶媒効果の研究の有効な手段となる。(1)分子内電荷移動異性化反応の動的溶媒効果:一連のアルコール溶媒中で、4-(N,N-ジメチルアミノ)トリフェニルフォスフィン(DMATP)のS1状態での“ねじれ電荷移動(TICT)状態"の生成速度定数(kTICT)を、蛍光量子収量と時間分解蛍光スペクトルの測定から、圧力の関数として決定した。kTICTを溶媒粘度の関数として考察した。また、溶媒の縦緩和時間(τL)を溶媒和時間の尺度として使用した。溶媒座標を考慮した励起状態の二次元ポテンシャルエネルギー表面上での、反応経路のシフトとして理解できる。溶媒和効果と分子内運動効果を明確に分離した。このような“Pressure Tuning Effect"は普遍的な現象として実証できた。アルコールの溶媒緩和時時間を見積もるため、クマリン153をプローブとし、高圧下の動的ストークスシフト測定を行った。その結果、τLの長時間成分との良い一致を見出した。(2)無極性溶媒中の無極性異性化反応の動的溶媒効果:対象系は、2-ビニルアントラセン(I)と2,2-プロペニルアントラセン(II)のS1状態での異性化反応である。エタンの超臨界状態から、圧縮液相のn-オクタンに至る広範囲な粘性領域で、異性化反応速度定数(ki)を決定した。
遺伝子転写制御のケミカルバイオロジー研究

遺伝子転写機構に関する研究は近年著しい進歩を遂げ、多くの転写因子が同定され、その機能が解明されつつある。重要な生命現象に関与する特定の遺伝子の転写は、個々の核内受容体のリガンドによって特異的に制御されており、その多くが癌、リウマチ、動脈硬化、糖尿病などの生活習慣病および自己免疫疾患や心血管系疾患の発症と治療に関与している。本研究では、核内受容体を分子標的とした創薬開発基盤を確立することを目的に、核内受容体が発揮する多彩な機能を特異的に制御もしくは検出する化合物の創製を行った。本研究では、低分子化合物により活性化されることによって特異的な応答遺伝子の発現を制御する種々の核内受容体の作用制御物質を創製することを目的とする。当面の標的とする核内受容体はレチノイド(RARとRXR)、ビタミンD(VDR)、甲状腺ホルモン(TR)、脂質・糖質・コレステロール代謝等での重要な働きをする核内受容体PPAR、LXR、FXR、そしてリガンド未知のオーファン受容体群である。具体的な研究計画は主に以下の6項目からなる。(1)オーファン核内受容体の内因性および合成リガンドの探索(2)ヘテロダイマーパートナー選択的なレチノイド受容体RXRリガンドの創製(3)リガンド依存的な核内受容体と種々の転写因子との相互作用解析(4)受容体変異解析法によるリガンド依存性の解析(5)核内受容体機能解析のためのバイオプローブの開発と応用(6)疎水性ファーマコフォアとしてのホウ素クラスター研究遺伝子転写機構に関する研究は近年著しい進歩を遂げ、多くの転写因子が同定され、その機能が解明されつつある。核内受容体はリガンド依存的転写因子として重要な生命現象に関与する特定の遺伝子の転写を制御しており、その多くが癌、リウマチ、動脈硬化、糖尿病などの生活習慣病および自己免疫疾患や心血管系疾患の発症と治療に関与している。本研究では、個々の核内受容体が発揮する多彩な機能を特異的に制御もしくは検出する化合物を創製し、それをプローブとしたケミカルバイオロジー研究を展開することにより、核内受容体を分子標的とした創薬開発基盤を確立することを目的とする。本年度は以下の項目を行った。1)レチノイドの構造活性相関を吟味し、新規レチノイド核内受容体リガンドを創製した。In silico法をにより同定されたリガンド候補化合物を構造展開することにより、新規アゴニスト、アンタゴニストを見いだした。2)幾つかの核内受容体が不飽和脂肪酸をリガンドとすることが知られている。不飽和脂肪酸をリード化合物として、cis型二重結合を他の構造に変換した誘導体を合成した。合成した化合物の幾つかが核内受容体LXRのアゴニスト活性を有していた。3)ビタミンDの核内受容体VDRリガンドとして、seco-ステロイド骨格を持たない化合物の創製を行った。seco-ステロイド骨格のCD環のかわりにカルボランを導入した化合物を種々合成した。その結果、、19-nor型の活性型ビタミンDと同程度の活性を持つ化合物をみいだした。4)細胞内情報伝達ネットワーク解析のための蛍光プローブ開発の基礎研究として、クマリンを基本骨格とする蛍光性化合物ライブラリーを構築した。このライブラリーの化合物の蛍光特性を精査した結果、ペプチダーゼやNOを標的とした蛍光センサーへ応用しうる化合物を同定した。重要な生命現象に関与する特定の遺伝子の転写は、個々の核内受容体のリガンドによって特異的に制御されており、その多くが癌、リウマチ、動脈硬化、糖尿病などの生活習慣病および自己免疫疾患や心血管系疾患の発症と治療に関与していることが明らかにされてきた。1)疎水性ファーマコフォアとしてのホウ素クラスター研究:カルボランを脂溶性ファーマコフォアとして用いたアンドロゲン、ビタミンD誘導体を設計、合成した。特に、ビタミンD誘導体については、ビタミンD核内受容体リガンド結合領域との共結晶を得、結晶構造解析に成功した。2)核内受容体機能解析のためのバイオプローブの開発と応用:核内受容体の核内、核外での詳細な機能解析のための蛍光プローブ創製に必要な、環境応答型の蛍光プローブを設計、合成した。Cy7誘導体が目的とする環境応答性を有することを見いだした。

3)天然物を基盤とした核内受容体リガンドの創製:天然物であるRiccardin CがLXRα選択的アゴニストであることに着目し、多様な誘導体合成に有用な全合成経路を確立した。重要な生命現象に関与する特定の遺伝子の転写は、個々の核内受容体のリガンドによって特異的に制御されており、その多くが癌、リウマチ、動脈硬化、糖尿病などの生活習慣病および自己免疫疾患や心血管系疾患の発症と治療に関与している。本研究では、個々の核内受容体が発揮する多彩な機能を特異的に制御もしくは検出する化合物を創製し、それをプローブとしたケミカルバイオロジー研究を展開することにより、核内受容体を分子標的とした創薬開発基盤を確立することを目的とする。本年度は以下の項目を行った。(1)VDRとカルボラン誘導体、胆汁酸誘導体との共結晶のX線結晶構造解析をすすめ、その結果をもとに、より高活性なVDRリガンドの設計、合成を行った。(2)変異受容体にも有効なアンドロゲンアンタゴニストを設計、合成し、T877A ARをもつLNCap細胞に対する増殖抑制効果を確認した。(3)プロゲステロン受容体リガンドとしてクマリン誘導体をみいだした。本化合物は溶媒特性により蛍光強度が異なる環境応答性をもち、PR機能解析もしくはリガンド探索のツールとして有用であることを示した。(4)疎水性置換基として、トリメチルシリル、トリエチルシリル基を有するレチノイド受容体リガンドを合成し、レチノイドシナジスト活性を有する化合物を見いだした。(1)リトコール酸がビタミンD受容体VDRに結合することが報告されているが、その生理的意義は不明である。リトコール酸とVDRとの共結晶のX線結晶構造解析を行った。その結果を詳細に吟味し、より高活性なリトコール酸誘導体の設計、合成を行った。(2)変異受容体にも有効なアンドロゲンアンタゴニストの構造最適化を行った。(3)蛍光性リガンドとして見いだしたプロゲステロンアンタゴニストの構造最適化を行い、より高活性で、蛍光収率の高い化合物を見いだした。(4)脂溶性ファーマコフォアとして用いているカルボランと同程度のかさ高さを持つ球状炭化水素骨格であるビシクロ[2,2,2]オクタンをカルボランの変わりに導入した化合物を合成し、活性を比較した。いずれの場合も、カルボラン誘導体がビシクロ[2,2,2]オクタンよりも高い活性を示したことから、カルボランの脂溶性構造としての有用性が明らかとなった。
古代東アジアにおける大型門に関する建築的研究

古代東アジアでは、寺院や宮殿、山城などにおいて、特徴的な意匠・機能を持った門が多様に存在していた。本研究では、とりわけ桁行五間以上の大型門を対象として、いくつかの代表的な事例をもとに、意匠や技法の特徴について検討した。その結果、古代の大型門では単層・切妻造と考えられるものが多く、寺院や宮殿ではそれぞれが特徴的な柱間配置を持つことなどが指摘された。本研究は、古代東アジアにおける大型門の特徴と系譜を建築的観点から明らかにすることを目的とする。初年度である本年度は、(1)各種報告書・文献などに記載されたデータの収集、(2)大型門に関する遺構の実見・調査、の2点をおもに行った。(1)では、各国の発掘調査報告書を中心に情報収集を行い、一部は平面図などの図面、建物規模、基礎構造、立地などの詳細について、データ化作業を行った。(2)では、広く大型門の遺構を確認する目的から、日本と韓国のそれぞれにおいて門遺構・遺跡を調査した。まず日本では、城柵官衙遺構例として郡山遺跡・多賀城・秋田城・払田柵・志波城・徳丹城の各遺構と、山城例として岡山県鬼ノ城、国分寺例として陸奥・備中国分寺跡などを調査し、遺構の詳細と立地、復元建築などについての知見を得た。城柵官衙遺構における調査では五間門あるいは八脚門を正門とする点が確認されたが、同じ規模の門でも立地や遺構の特徴に違いも多く、各要素をどのように関連づけて検討するかなど、今後に向けての有益な示唆を得た。また、その復元建築には楼造が多いが、防御施設という先行イメージが復元計画に影響を与えた可能性が高いことも推測された。鬼ノ城では八脚門を正門としているが、門の内外で地盤面の高さが大きく異なり(「懸門」構造)、門の利用形態を知る上で注目された。次に韓国では、現存する門建築のうち、江陵客舎門(高麗時代後期)と清平寺廻転門(16世紀中頃)について調査した。前者は韓国で最古とされる八脚門であり、後補材が多いものの、エンタシスの強い柱や木割の太さなど、古代的な要素を多く認めることができる点で重要である。後者は李朝時代における翼工系の小規模な門建築を考える上で重要な遺構といえる。本研究は古代東アジアにおける大型門の特徴と系譜を建築的観点から明らかにすることを目的とする。2年度目となる本年度は、昨年度に引き続き(1)各種報告書・文献などに記載されたデータの収集、(2)大型門に関する遺構の実見・調査、の2点を中心に行った。(1)では日本・中国・朝鮮半島の発掘調査報告書を中心に事例収集を行い、図面や立地、建物規模などの詳細について情報収集に努めた。その過程で、中国の城門例では門道を持つ高い基壇上に門建築が建つ例がほとんどであり、日本との大きな違いをなすこと、朝鮮半島では規模・形式の判明する門の発掘例が少ないこと、日本の宮殿門と寺院門では柱間計画に違いがみられることなどが知られた。(2)では大型門の遺構および古代の建築技法について確認・調査する目的から、日本と中国における建築遺構・遺跡を実見・踏査した。日本では福岡市近郊における官衙・山城・寺院遺構として、鴻臚館跡・太宰府政庁跡・大野城・水城・観世音寺・筑前国分寺などを調査し、遺構の詳細と立地などについての知見を得た。山城には大型門は存在せず、大宰府政庁跡との大きな違いを持つ。これは用途・地形・立地による門の機能の差異を表しているものと思われる。次に、中国では古代の大型門が現存しないが、当時の構法や建築的ディテールを知る上で重要な建築遺構・遺跡が存在する。今回は山西省の大同五台山太原にかけて、雲岡石窟や唐代の南禅寺大殿・仏光寺大殿や遼代の仏宮寺釈迦塔などを踏査し、中国の大型門を復元的に検討するうえで参考となる情報の収集を行った。なお、本年度には昨年度の成果をもとに日本建築学会大会(北陸)にて研究発表を行った。3年度目となる本年度も、昨年度に引き続き(1)各種報告書・文献などに記載されたデータの収集、(2)大型門に関する遺構の実見・調査、の2点を中心に行った。(1)では発掘調査報告書を中心に事例収集を行い、図面や立地、建物規模などの詳細について情報収集に努めた。その過程で、高句麗安鶴宮城南門などの桁行柱間配置に、日本の宮殿門(等間)・寺院門(両端間のみ狭める)とは異なる特徴を認めることができた。それは中央間から両端間にかけて柱間を徐々に狭めるところにあり、このような特徴は、中国朝鮮半島日本間における大型門の技術的・技法的関係を考えるうえで重要といえる。(2)では大型門の遺構について確認調査する目的から、甲府善光寺、増上寺などの近世重層大型門を実見・踏査し、遺構の詳細と立地などについての知見を得た。

日本における近世重層大型門の構造的特徴のひとつは、初層天井と二層床板との間に「懐」を持つところにあると思われる。初層の屋根・垂木(桔木)はその「懐」で処理され、二層との納まりに無理がない。このような特徴は主に禅宗様の建築で認められるが、古代大型門とは異なった技術的手法と考えられる。ただ、中国最大の木造塔である仏宮寺釈迦塔(遼代)では各層の間に暗層(構造的支持層)の存在が知られており、このような技法がどこまで遡るのかはあまり知られていない。大型門を復元的に考えるにおいて、このような暗層(「懐」)の存在をどのように見るかは重要な問題と思われる。なお、本年度も昨年度と同様、研究成果をもとに日本建築学会大会(関東)などにおいて、研究発表を行った。本研究は古代東アジアにおける大型門の特徴と系譜を建築的観点から明らかにすることを目的とする。最終年度となる本年度は、昨年度までの作業である(1)各種報告書・文献などに記載されたデータの収集、(2)大型門に関する遺構の実見・調査、の2点を継続するとともに、最終的なまとめを行った。(1)では発掘調査報告書を中心に事例収集を行い、図面や立地、建物規模などの詳細について情報収集に努めた。また、今年度はこれまでに収集したデータに基づき、場所・用途・平面形式などを相互に比較することで大型門の特徴について検討を行った。(2)では大型門の遺構、および古代建築技法について確認する目的から、日本と中国のそれぞれにおいて門とそれに関連する遺構・遺跡を調査した。日本では長野善光寺、金剛峯寺、般若寺、東大寺などで遺構を実見・踏査し、その詳細と立地などについての知見を得た。近世大型二重門では、下層柱の柱径と柱高に特徴があり、棟通りが太く高い例、柱径・柱高が等しい例、場所によって異なる例、の3種に大きく分類されるようである。なかでも柱径・柱高が等しい例は、法隆寺中門・経蔵などを勘案するなら古式を伝えている可能性も考えられ、その納まりをさらに検討する必要がある。中国では、河北省に所在する正定県隆興寺、定興県義慈恵石柱、趙県安済橋など、古代の大型門およびそのディテールを復元的に考えるうえで重要な現存遺構について調査した。隆興寺は北宋時代の建物を含む古い伽藍全体が残るもので、摩尼殿・転輪蔵殿は北宋時代の建物例として貴重である。義慈恵石柱は、6世紀後半に遡るエンタシスを持つ柱の確実な例で、そのディテールが参考となる。安済橋も隋代に遡る遺構で、欄干などに現れる斗形などは当時の建築を考える上で参考となる。なお、本年度も研究成果をもとに日本建築学会大会(東海)において、研究発表を行った。古代東アジアにおける大型門について、事例の収集や特徴の検討などを順調に行っており、中国、朝鮮半島、日本の代表例については、その成果を順次学会にて発表している。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに行ってきた方法を引き続き継続することで、古代東アジアにおける大型門の集成とその特徴を考察し、ひいてはそれらの間における技術的あるいは意匠的な相互関係などについても一定程度の展望を得ることにしたい。
資源利用変化と気候変動による水・土砂・森林レジーム変化と河川・水辺生態系の応答

河道内の樹林化は1990年代頃から急速に進展したと考えられており、その範囲は全国に及んでいる。樹林化は河道内の高い比高域(概ね堤内地盤高程度)で進む場合とそれより低い比高域で進む場合がある。高比高域における樹林化は、竹林の分布域拡大に見られるように人的圧力によるものと考えられたが、低比高域における樹林化はみお筋部の低下、土砂供給量の減少等自然攪乱の頻度・強度の減少に起因すると考えられた。ダムに流出する流木量を2000年以前、20002009年、2010年以降について、ダム事務所に問い合わせデータを収集した。札内川中流域縦断距離15km区間を対象に、2016年の洪水に伴う河川地形および樹林被覆状態の変化、それに伴う河川および河畔の生物の個体数や群集構造を定量化した。洪水により樹林被覆は約20%減少したが、河川内の底生動物や砂礫堆地表性甲虫の個体数や群集構造は洪水前から大きな変化を示さなかった。一方、飛翔性ハチ目については、砂礫堆を好む種群の個体数は相対的に減少し、これは、洪水による物理的な生息場のかく乱が、生息適地の拡大の影響を上回ったためと考えられた。森林の連結性は概して森林への依存性が高い鳥類の多様性に正の影響を及ぼしていたが、森林への依存性が高くない種の多様性には、時に森林の面積が負に影響していた。これは、こうした種が森林以外の土地利用を利用できるためだと考えられた。また、針葉樹人工林は広葉樹天然林や河畔林と比較すると、繁殖期は低質な生息地として機能していたが、越冬期は逆に個体数が高く、季節を通すと一定の役割を担っていると考えられた。気候変動による影響については、まずは水温への影響を検討することとし、地質の違いと水温との関係を定量化した。樹林化のメカニズムの解明もある程度類型化が進み、自然的および人為的影響に区分することができた。また、流木流出量についても、多くのダム事務所からデータを収集することができ、次年度以降、解析が可能になった。札内川樹林化後の洪水撹乱とその回復過程についても、洪水前との昆虫相や個体数のデータ比較により、そのレジリエンスを評価できた。鳥類についても、季節的変化と森林の連結性について評価できた。魚類に対するダムによる分断化影響については、水文モデルも取り入れて解析することが可能になった。樹林化メカニズムについて水理学的モデル解析を実施しながら明らかにしていく。流木流出量についても、近年増加傾向になっているのかどうかを明らかにする。洪水撹乱後の回復については、樹林化に伴う餌資源の変化の影響を安定同位体比を用いて検証する予定である。砂礫性鳥類の減少について、樹林化影響が全国規模で起きているのかどうかを河川水辺の国勢調査結果を使って検証する。また、水温予測モデルを構築し、魚類に対する温暖化影響を評価する予定である。

魚類に対するダムによる分断化影響については、水文モデルも取り入れて解析することが可能になった。樹林化メカニズムについて水理学的モデル解析を実施しながら明らかにしていく。流木流出量についても、近年増加傾向になっているのかどうかを明らかにする。洪水撹乱後の回復については、樹林化に伴う餌資源の変化の影響を安定同位体比を用いて検証する予定である。砂礫性鳥類の減少について、樹林化影響が全国規模で起きているのかどうかを河川水辺の国勢調査結果を使って検証する。また、水温予測モデルを構築し、魚類に対する温暖化影響を評価する予定である。
生殖腺体細胞形成機構の解明

骨髄間葉系幹細胞は、その幅広い多分化能に加え成人からも容易に採取できることから注目を集めている。私は、この幹細胞を生殖腺体細胞に分化させ、その分化機構解明と再生医療のモデルとすることを試みた。全身性に緑色蛍光蛋白質GFPを発現するラットの間葉系幹細胞を同系の幼若ラットの精巣に移植したところ、この細胞は生着して、3週間後には精巣のステロイド産生細胞であるライディッヒ細胞に分化した。さらに、ステロイドホルモン産生の律速酵素であるCYP11A1のプロモーターを使ったpromoter sorting法により、間葉系幹細胞の一部はin vitroで自発的にライディッヒ細胞様の細胞に分化することが分かった。この分化形質は、オーファン核内レセプターであるAd4BP/SF-1を安定導入し、cAMPを培養液に添加することによって、すべての細胞に浸透させることができた。この細胞は、ライディッヒ細胞と同様にテストステロンを産生していた。ES細胞を初めとするその他の細胞では、同処理でライディッヒ細胞様の細胞を作れなかったことから間葉系幹細胞は、生殖腺体細胞分化機構解明や再生医療の有用なモデルになると考えられる。そこで、この確立した系を用いて、Ad4BP/SF-1とcAMPによって分化前後に発現が誘導・抑制される遺伝子をDNAマイクロアレイによって同定し、ライディッヒ細胞の分化に重要であると考えられる候補遺伝子をピックアップした。私達は生殖腺形成機構を解明するために、幹細胞から生殖腺体細胞を分化誘導するシステムの開発を行ってきた。マウス骨髄由来の間葉系幹細胞にオーファン核内レセプターであるAd4BP/SF-1を安定発現させたところ、いくつかの生殖腺マーカーが発現する事が解った。しかしながら、特定の細胞系譜マーカーは発現しなかったことから、さらなる因子が必要であると考えられた。そこで、培地に成長因子の添加あるいは、細胞にさらなる遺伝子導入を行った。その中で、ゴナドトロピンのセカンドメッセンジャーであるcAMPを培地に加えた時、翌日にステロイドホルモン合成の律速酵素であるP450sccの発現が観察された。よって、cAMP処理によりSF-1を安定発現した間葉系幹細胞はステロイドホルモン合成系列の細胞にする事が解った。さらに、cAMP処理を続けたところプロジェステロン合成に必須の酵素である3β-HSD、アンドロジェン合成に必須の酵素であるP450c17が順次発現した。よって、この細胞はアンドロジェンを産生するライディッヒ細胞あるいは莢膜細胞の系列に分化していると考えられた。どちらの細胞系列に分化しているか、さらにマーカー遺伝子の発現を調べて特定した。すると、この細胞はライディッヒ細胞に発現する諸マーカーを発現しており、ライディッヒ細胞系列に分化しているものと考えられた。これは、細胞が産生する主なステロイドホルモンがテストステロンであることからも支持された。よって、間葉系幹細胞にSF-1を安定発現させ、培地にcAMPを添加することによってライディッヒ細胞系列に分化させられる事が解った。今後は、この分化システムを使ってライディッヒ細胞形成機構の分子メカニズムを調べると共に、他の細胞系列の分化システムを確立したいと考えている。
留学生宿舎設置・運営方針の研究；ＱＯＬと留学目標達成評価の視点から

日本留学の魅力を高める理想的な留学生宿舎とは何か、住人である留学生達が日々の生活の充実度をどのように実感しているのか、留学生QOLと宿舎との関連について、本研究では平成23年以来情報を集めてきた。留学生の「満足度調査」だけに収斂しては、設置者にとっても参考になるような宿舎設置のスキーム開発は難しい。日本各地で行われている意欲的試みについて情報収集(聴き取り)も実施した。大学国際化の諸施策の中で「プログラム」や「カリキュラム」に比べ、留学生宿舎は比較的等閑視されてきた。しかし日本が国際的な高等教育市場で生き残っていくためには宿舎整備の指針が必要である。そこで本研究では大阪大学を中心に複数校の留学生のQuality of Life(以下QOL)の自己評価と入居宿舎タイプとの関連を調査し、留学生宿舎整備の指針を得る。平成23年度および24年度に関しては、分担者・田中を中心として、QOL測定に関する理論面の構築および、アンケート調査に「落とし込む」ための宿舎のタイプ分けやweb上でのQOL測定の方法などについての検討を行っている。調査のためには放送大学機構が運用するREAS (リアルタイム評価支援システム)が適当であるとの結論に達し、現在は当該システムを使って留学生対象アンケートを準備している。なお、設置者の側から見ての宿舎設置の指針を設けることを期して、近藤および田中でweb上の調査を行った上で、意欲的な取組をしている大学等への聞き取りを実施している。昨年までの聞き取り対象大学に加え、秋田国際教養大学、岩手大学、関西大学、大阪大学、琉球大学など。宿舎に関してのそれぞれの状況に応じた設置者の意図などもくみ取るためである。住人である留学生の「満足度」だけに片寄る調査では一面的な結果になることが予想される。設置者にも納得できるような「留学目的を達成する宿舎」のための現実的な指針を得て、本研究の成果を社会に還元する必要がある。また宿舎設置の世界的なトレンドを調査するため、アジア圏の国際教育関係者が集まるAPAIEにお手情報収集をすると共に、代表者・近藤は「留学生教育学会」分担者・田中は「日本教育心理学会」において、それぞれ発表などを行い、また機を捉えて本研究に資する情報を収集している。大学国際化の諸施策の中で「プログラム」や「カリキュラム」に比べ、留学生宿舎は比較的等閑視されてきたといえる。しかし留学生受け入れ30万人を真剣に目指す上では、宿舎整備は大きなファクターであり、日本が国際的な高等教育市場で生き残っていくための指針が必要である。そこで本研究では大阪大学などを中心に複数校の留学生のQuality of Life(以下QOL)の自己評価と入居宿舎タイプとの関連を調査してきた。なかでも分担者・田中を中心として、QOL測定に関する理論面の構築および、アンケート調査に「落とし込む」ための宿舎のタイプ分けやweb上でのQOL測定の方法などについての検討を行った。また複数年にわたって留学生および留学経験者からのアンケートを集め、それぞれの留学生が日本での生活環境(QOL)に対してどのような自己評価を下しているか主観的な評価と、入居宿舎タイプの関連性を探ってきている。なお、設置者の側から見ての宿舎設置の指針を設けることを期して、代表者・近藤および分担者・田中で意欲的な取組をしている大学等への聞き取り等を実施し、その結果を発表している。宿舎に関してのそれぞれの状況に応じた宿舎設置者の意図や学生受入のために割ける資源など、様々な要因が考えられる。住人である留学生の「満足度」だけに片寄る調査では一面的な結果になることが予想されるが、設置者にも納得できるような「留学目的を達成する宿舎」のための現実的な指針をたて、本研究の成果を社会に還元する。しかし実際には日本留学の成果を左右する大きな要因であり、日本が国際的な高等教育市場で生き残っていくためには宿舎整備の指針が必要である。そこで本研究では大阪大学を中心に複数校の(短期)留学生のQuality of Life(以下QOL)の自己評価と入居宿舎タイプとの関連を調査し、同時に留学目標達成に関するフォローアップ調査を実施して留学生宿舎整備の指針を得る。平成23年度に関しては、分担者・田中を中心として、QOL測定に関する理論面の構築および、アンケート調査に「落とし込む」ための宿舎のタイプ分けやweb上でのQOL測定の方法などについての検討を行った。また独自にwebアンケートシステムが構築できる予算規模ではなかったため、代表者・近藤が各種システムなどを調査・照合した結果、コストと機能のバランスから利害得失を判断し、放送大学機構が運用するREAS (リアルタイム評価支援システム)が適当であるとの結論に達し、現在は当該システムを使って留学生対象アンケートを試行しているところである。なお、設置者の側から見ての宿舎設置の指針を設けることを期して、近藤および田中で意欲的な取組をしている大学等への聞き取りを実施している。宿舎に関してのそれぞれの状況に応じた宿舎設置者の意図などもくみ取るためである。

設置者にも納得できるような「留学目的を達成する宿舎」のための現実的な指針を得て、本研究の成果を社会に還元する必要がある。日本留学の魅力を高める理想的な留学生宿舎とは何か、住人である留学生達が日々の生活の充実度をどのように実感しているのか、留学生QOLと宿舎との関連について、本研究では平成23年以来情報を集めてきた。留学生の「満足度調査」だけに収斂しては、設置者にとっても参考になるような宿舎設置のスキーム開発は難しい。日本各地で行われている意欲的試みについて情報収集(聴き取り)も実施した。現在は留学生送り出し国の生活レベルも向上しており、留学生イコール生活弱者という決めつけは出来ないものの、正規生(学位留学)か非正規生(交換留学など)かなど、留学形態の違いによって、短期学生よりも正規生のほうが「家賃」に敏感であるなど、学生たちが宿舎の求めるポイントが多少異なることなどが確認された。また留学生を日本人学生などのグローバル化へのリソースとして利用することにより、多少なりとも留学生宿舎コストを節減していく可能性も考えられる。同時に既存住宅の「借り上げ」等によって、地域に留学生を呼び込むことで、地域の活性化を図ろうとする取り組みなどを紹介することが出来た。留学生教育平成23年度に調査した結果などについてのとりまとめ、発表に注力をしており、留学生宿舎の設置状況およびQOL関連調査そのものについては多少手薄になった感がある。これは平成24年度については年度途中で歳出抑制の方針が出たため、それら調査の一部などについて計画の組み立て直しおよび12月期までの多額の執行を見合わせたため。広く留学生を対象としてweb上でアンケートをとったが、様々な要因を考慮して無記名アンケートとして実施したため、その後のフォローアップについては困難が生じている。その一方、入居宿舎タイプとQOLについては、アンケート中にで細かく問うことでデータの収集につとめ、分担者・田中などを中心に、その関連について分析が進みた。その成果は学会発表や学会誌・紀要での報告などに至っている。また内外の注目するべき取組については実際にその地を訪れて(北大、道教大、ICU、名大、福岡女子大、九大、長崎大、ロンドン大、エセックス大など)、現場における聞き取り調査を実施しており、引き続きその調査を進めている。広く留学生等にアンケートをとる作業が進行中であるが、まだその結果をとりまとめる段階には至っていない。その一方、宿舎施設の設置者を中心とした聞き取り作業は比較的順調に進展しており、内外の注目するべき取組については実際にその地を訪れて(北大、道教大、ICU、名大、福岡女子大、九大、長崎大、ロンドン大、エセックス大など)、現場における聞き取り調査を実施している。またQOLにかんする理論面についても関連発表を行っている。平成23年度の試行アンケートの内容を調整し、留学生を対象として本格的なwebアンケート調査に移行するとともに、内外の注目するべき留学生宿舎施策について、引き続き聞き取りを続ける。
土壌中元素の移動機構と植物供給機構の同時解明；肥料有効化を高める家畜糞堆肥の導出

無機肥料と堆肥の併用条件下では,堆肥施用や堆肥抽出物によってリンなど養分の植物吸収量等が高まることが知られているが,その機構は十分に明らかにされていない.無機肥料と堆肥の併用下における養分の土壌中での移動機構と植物への供給機構を同時に解明することを試みる.平成30年度は,堆肥の酸不溶解性有機物を添加した不飽和土壌と植物根域土壌を区分したポットでの植物栽培試験を行い,根域外に施用した酸不溶性有機物によって植物栽培環境下における土壌中の塩類元素の移動量や植物供給量の定量化を試みた.底部に穴を有するアクリルポットを用い,ポットを2層に分けて不飽和土壌の移動試験と栽培試験を組み合わせた試験を行った.黒ぼく土100 gに堆肥酸不溶性有機物を60 g/kgとなるように添加し,ポット下層に充填,上層でコマツナを35日間栽培した.肥料は,上層黒ボク土50 gのみに計80 mg-N/kgとなるように施肥した.栽培試験後,植物の生育調査,土壌の水溶性塩類量などを評価した.コマツナの乾燥重量は,根域外への酸不溶性有機物の添加により有意に増加した.また,コマツナのCa, Mg吸収量は酸不溶性有機物の有無による有意差はなかった一方で,N・P・K吸収量は堆肥酸不溶性有機物の添加で有意に高くなった.酸不溶性有機物により,土壌中のPが可給化したことでコマツナへのP吸収量が大きくなり,またPとの相助作用によりコマツナへのN吸収が促進されたことで,コマツナの乾物生育が促進されたと考えられた.家畜ふん堆肥(以下,堆肥)に含まれる養分の農業生産への活用は,資源の乏しい日本にとって必要不可欠である.しかし堆肥の単用では,作物が要求する養分すべてを補うことができないため,無機肥料と堆肥を併用した施肥が必要となる.無機肥料と堆肥の併用条件下では,堆肥施用や堆肥抽出物によってリン,カリウムなど養分の植物吸収量等が高まることが知られているが,堆肥の“何"が“どのように機能"して“土壌中で"利用性が高まり,植物の塩類養分吸収が増加するのか未知である.無機肥料と堆肥の併用下における養分の土壌中での移動機構と植物への供給機構を堆肥成分と関連付けながら同時に解明し,養分の利用性を高める堆肥の化学的性質の明確化を目指す.平成28年度は,堆肥中の溶解性有機物による肥料塩類元素の移動量と植物生育や養分吸収量の定量化を試みた.透析膜を用い牛糞堆肥,豚糞堆肥,鶏糞堆肥から溶解性有機物を特異的に回収した.P, K, Ca, Mgを添加した土壌をカラムに詰め,溶解性有機物を含んだ溶液(100mg-C/L)を用いた透水試験を行った.土壌に添加した無機元素量に対する浸透量の割合(浸透率)は,堆肥の種類や元素によって異なった.豚糞堆肥では,いずれの元素の浸透率も対照とした水浸透と大差なかった.牛糞堆肥,鶏糞堆肥では溶解性有機物によってK, Ca, Mg浸透率が15%程度高まったが,Pは逆に浸透率が水浸透よりも低くなった.また根域土壌と根域外土壌を特異的に分離したポット栽培試験を行った.根域外にP, K, Ca, Mgを添加した土壌を準備,溶解性有機物を含んだ溶液を根域外土壌に潅水した.溶解性有機物を潅水することで対照とした水潅水よりもコマツナの乾物重が高まる傾向であった.またコマツナの養分吸収量は,堆肥種や元素種によっては,水潅水よりも高まったが,カラム試験の結果と明確な関連はなかった.平成28年度の研究目的は,堆肥中の溶解性有機物による肥料塩類元素の移動量と植物生育や養分吸収量を堆肥種ごとに明らかにすることであった.溶解性有機物による元素移動量については,透水試験によって定量化することができた.また植物生育や養分吸収量についても特異的なポット栽培試験によって明らかにすることができたため,おおむね順調に進展していると考えた.無機肥料と堆肥の併用条件下では,堆肥施用や堆肥抽出物によってリンなど養分の植物吸収量等が高まることが知られているが,その機構は十分に明らかにされていない.無機肥料と堆肥の併用下における養分の土壌中での移動機構と植物への供給機構を同時に解明することを試みる.平成29年度は,不飽和土壌における堆肥中の溶解性有機物による肥料塩類元素の移動量と植物生育や養分吸収量の定量化を試みた.底部に穴を有するアクリルポットを用い,ポットを2層に分けて不飽和土壌の移動試験と栽培試験を組み合わせた試験を行った.黒ぼく土100 gに各元素200 mg/kgとなるようにK,P,Ca,Mgを添加し,ポット下層に充填,上層でコマツナを35日間栽培した.透析膜を用い牛糞堆肥,豚糞堆肥,鶏糞堆肥から溶解性有機物を特異的に回収し(以下,ウシ,ブタ,トリ),ポット底部より潅水した.対照は純水である.栽培試験後,植物の生育調査,土壌の水溶性塩類量を評価した.トリ区の地上部生重は,対照区よりも高かった.

下層土壌中の水溶性K量は,トリWSOMの灌水により,添加量の8.3%の水溶性Kが対照よりも減少した.同様に,下層土壌中の水溶性Ca,Mg量は,トリWSOMの灌水によりCa, Mg添加量のそれぞれ17.1%,5.3%が対照よりも減少した.したがって,下層土壌中の水溶性陽イオンはトリWSOMとの共存によって移動性が高まり,水溶性元素が低下したと考えられた.またトリ区における上層土壌中の水溶性成分は,純水よりKでは6.2 mg/kgが減少し,Caでは94.5 mg/kg,Mgでは20.5 mg/kg増加した.すなわち,堆肥WSOMの併用によってKの移動促進よりも植物吸収が高まったため上層の水溶性K量が低下した一方で, Ca,Mgでは植物吸収よりも移動促進が高まったため水溶性Ca, Mg量が高まった可能性が示唆された.平成29年度では,溶解性有機物による不飽和土壌中における元素移動量と植物への吸収量を定量化するができた.また堆肥種による元素移動性と植物への供給性を評価できたため,おおむね順調に進展していると考えた.無機肥料と堆肥の併用条件下では,堆肥施用や堆肥抽出物によってリンなど養分の植物吸収量等が高まることが知られているが,その機構は十分に明らかにされていない.無機肥料と堆肥の併用下における養分の土壌中での移動機構と植物への供給機構を同時に解明することを試みる.平成30年度は,堆肥の酸不溶解性有機物を添加した不飽和土壌と植物根域土壌を区分したポットでの植物栽培試験を行い,根域外に施用した酸不溶性有機物によって植物栽培環境下における土壌中の塩類元素の移動量や植物供給量の定量化を試みた.底部に穴を有するアクリルポットを用い,ポットを2層に分けて不飽和土壌の移動試験と栽培試験を組み合わせた試験を行った.黒ぼく土100 gに堆肥酸不溶性有機物を60 g/kgとなるように添加し,ポット下層に充填,上層でコマツナを35日間栽培した.肥料は,上層黒ボク土50 gのみに計80 mg-N/kgとなるように施肥した.栽培試験後,植物の生育調査,土壌の水溶性塩類量などを評価した.コマツナの乾燥重量は,根域外への酸不溶性有機物の添加により有意に増加した.また,コマツナのCa, Mg吸収量は酸不溶性有機物の有無による有意差はなかった一方で,N・P・K吸収量は堆肥酸不溶性有機物の添加で有意に高くなった.酸不溶性有機物により,土壌中のPが可給化したことでコマツナへのP吸収量が大きくなり,またPとの相助作用によりコマツナへのN吸収が促進されたことで,コマツナの乾物生育が促進されたと考えられた.平成28年度の結果から,堆肥溶解性有機物による土壌中での元素移動量と植物吸収量に明確な関連を見出すことはできなかった.このことは,溶解性有機物に含まれる窒素などの養分が影響していると示唆された.そのため,土壌中での溶解性有機物の分解に伴う養分放出も考慮しながら研究を進めていく予定である.平成29年度までの結果から,堆肥溶解性有機物と堆肥不溶性有機物による土壌中での元素移動量と植物吸収量に明確な違いを見出すことができた.平成30年度では,これら個別に得られた成果が,両有機物存在下においても同様に得られるか研究を進めていく予定である.平成29年度は計画よりも消耗品費が約3万円程度下回ったが,およそ計画通り執行できたと考えている.平成30年度では平成29年度に実施できていない分析を進めるため,その分を消耗品費として使用する予定である.