hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
医療被曝線量低減を目的としたディジタル乳房用X線装置の品質管理システムの開発

また、線質が同じで照射線量を変化させた場合、画質は線量の増加に伴って向上したが、メーカが推奨する基準線量の60%から150%の線量範囲では有意差は認められなかった。1.撮影条件下の線質測定が可能なスペクトル測定システムの開発RAMTEC-413X線スペクトルアナライザー、スペクトル測定用ノートパソコン及びカーボン散乱体やアクリル散乱体を組み合わせて、従来、管電流が大きくなると測定が困難であったディジタル乳房用X線装置の各種撮影条件下のX線スペクトルを0.2keV間隔で測定し、測定したスペクトルから計算した照射線量と現有の乳房用線量計で測定した照射線量を比較しながら、撮影条件下の線質測定が可能なスペクトル測定システムを構築した。すなわち、ディジタル乳房用X線装置で、臨床診断に使用している種々の撮影条件下でX線を曝射して、被写体であるカーボン散乱体やアクリル散乱体で90°方向に散乱したX線光子を種々のピンホール径のタングステンコリメータを通して、X線スペクトル検出器で検出した。検出したX線光子数スペクトルを補正・解析して、種々の撮影条件下で使用するのに、カーボン散乱体やアクリル散乱体の大きさ・形状、タングステンコリメータのピンホール径、焦点-被写体間距離、被写体-検出器間距離を見出した。また、コンプトン散乱でのクライン-仁科の微分散乱断面積の式を使って、90°方向の散乱X線から一次X線を逆算する現有のプログラムも改良した。2.患者の被曝線量と乳房診断用X線画像の画質と検出能の関係の究明現有の乳房用線量計で照射線量を測定しながら被写体なしで一様曝射を行い、ディジタル特性曲線とウィナースペクトルを求め、さらに同じ曝射条件で、タングステン板及びC-Dファントムなどを撮像して、タングステン板のエッジ像からMTFを求め、C-Dファントム像から検出能を評価し、ディジタル乳房用X線装置の画像評価法を検討し、患者の被曝線量を低減するために、いろいろなディジタル乳房用X線装置の各種撮影条件下で測定したX線スペクトルと、乳房診断用X線画像(ファントム)の画質と検出能の関係を究明した。3.ディジタル乳房用X線装置の品質管理システムの開発この品質管理システムの適用範囲を明らかにするとともに、患者の被曝線量を低減するために、さらに、散乱X線のスペクトルも測定して、各種撮影条件下の線質の改善方法を検討し、これを使ったディジタル乳房用X線装置の総合的な品質管理システムの開発を行った。
植物病原菌類の分子分類基盤の確立

Rhizoctonia属菌は、形態以外の性質については互いに大きく異なるにもかかわらず、形態的特徴に乏しく類別しにくい菌とされている。そこで、より客観的な指標による分類を試みた。まず、菌体成分の特に細胞質膜を構成する脂肪酸に着目し脂肪酸分析を行った。さらに、28SリボソームDNAのPCR-RFLP解析を行い、より客観的な視点からの系統分類を試みた。菌体から検出される9種類の脂肪酸のうち、5種類の脂肪酸についてその組成比を比較した。最も組成比の高い脂肪酸は、リノール酸かオレイン酸であった。脂肪酸組成比は、種および種内群に特異的であった。2核と多核Rhizoctonia属とはリノール酸およびオレイン酸の組成比によって類別が可能であった。すなわち、多核Rhizoctonia属菌にはリノール酸が多く含まれ、2核Rhizoctonia属菌にはオレイン酸が多く含まれた。脂肪酸組成比に基づくクラスター分析の結果、2核および多核Rhizoctonia属菌はそれぞれ明確に分かれた。一方、R.Solaniでは、生理・生態的特徴に基づく種内群を同じくする菌株間では脂肪酸組成はよく類似していた。種内群間では脂肪酸組成比に違いは見られるものの、種間に見られるような明確な差違は見られなかった。しかしながら、クラスター分析の結果は同じ種内群に属する菌株は近縁な位置関係にあることを示し、異なる種内群に属する菌株は互いに遠縁な位置関係にあることを示していた。菌糸融合群AG-1、AG-2およびAG-4に属する菌株について脂肪酸組成比を調べ、その結果をクラスター分析したところ、これらの融合群には明らかに複数のサブグループが存在していることが判明した。すなわち、AG-1では3グループ、AG-2では5グループ、AG-4では2グループに分かれた。各サブグループはそれぞれ、従来報告されている種内群(ISG)とよく一致した。また、R.solani AG-1 IA(イネ紋枯病系)は本脂肪酸分析の結果からも、他の菌とは明確に異なる独立した系統である可能性が示唆された。リボソームDNA(rDNA)の領域をPCR法を用いて増幅し、増幅産物の制限酵素切断多型性(RFLP)解析からRhizoctonia属およびR.solaniの系統分類学的類縁関係を推測した。その結果、脂肪酸分析の場合と同様に、R.solaniは明らかに系統分類学的に分化した複合種であることが示された。すなわち、PCR-RELP解析の結果から菌糸融合群ごとに特異的な多型性を示し、系統分化が生じていることが推定された。また、AG-1、AG-2およびAG-4では、同一融合群内にもサブグループの存在が推察された。AG-1では3グループ、AG-2では5グループ、AG-4では2グループのサブグループが存在した。また、R.solani AG-1 IAは、系統分類学的には他のR.solaniとは明確に異なる可能性が示唆された。以上のことから、脂肪酸分析およびPCR-RELP解析は、Rhizoctonia属菌の分類に留まらず糸状菌一般の系統分類手法として極めて有用であることが証明された。

その結果、脂肪酸分析の場合と同様に、R.solaniは明らかに系統分類学的に分化した複合種であることが示された。すなわち、PCR-RELP解析の結果から菌糸融合群ごとに特異的な多型性を示し、系統分化が生じていることが推定された。また、AG-1、AG-2およびAG-4では、同一融合群内にもサブグループの存在が推察された。AG-1では3グループ、AG-2では5グループ、AG-4では2グループのサブグループが存在した。また、R.solani AG-1 IAは、系統分類学的には他のR.solaniとは明確に異なる可能性が示唆された。以上のことから、脂肪酸分析およびPCR-RELP解析は、Rhizoctonia属菌の分類に留まらず糸状菌一般の系統分類手法として極めて有用であることが証明された。1.土壌伝染性植物病原糸状菌Rhizoctonia solaniの菌糸融合群,AG-1サブグループについて、17SリボソームDNA遺伝子の多型性による類別を試みた。同グループに属する12菌株についてPCR法により染色体DNAから増幅した17SリボソームDNA断片の長さはいずれも約2.0kbであった。これらの増幅産物を5種類の制限酵素(EcoRI, HaeIII, HinfI, MspI, TaqI)による消化断片として多型性を調べた結果,同一グループ内の菌株間では類似した切断パターンが示された。一方,異なるグループに属する菌株間では切断パターンが異なることが判明した。これらの結果から,分子生物学的手法に基づく本菌のサブグループ間の類別が可能であることが示唆された。本研究は、形態的に乏しい土壌伝染性植物病原菌Rhizoctonia属菌の系統分類学的な位置関係を、化学分類学的および分子遺伝学的手法により検討したものである。まず、化学分類学的手法としてGLCによる菌体脂肪酸分析により、また、分子遺伝学的手法として28S ribosomal RNA(rRNA)のPCR-RFLP解析による検討を行った。脂肪酸分析の結果、菌体から9種類の脂肪酸が検出された。それらの脂肪酸組成比に基ずく主成分分析とクラスター分析を行った結果、Rhizoctonia属の4菌種(R.solani,R.oryzae,R.fumigata,R.oryzae-sativae)および近縁のSclerotium hydorohilium間には脂肪酸組成比に関して顕著な違いがみられた。また、R.solaniの菌糸融合群(anastomosis group,AG)間ではAG-1 IA(イネ紋枯病系)と他のAGとの間に顕著な違いがみられた。またAG-1,AG-2,AG-4には、それぞれ脂肪酸組成比を異にするサブグループが存在した。一方、28S rRNA遺伝子を制限酵素Hha IとMsp Iを用いてPCR-RFLP解析した結果からも、Rhizoctonia属菌種はそれぞれ系統分類学的にかけ離れた位置関係にあり、独立して分化してきた集団であることが示唆された。また、AG-1 IAは、R.solaniから分化してきたと考えられるものの、他のAGとはかなりかけ離れた位置関係にあることが明らかになった。またAG-1,AG-2,AG-4には、脂肪酸分析と同様にサブグループの存在が明確にされた。
タキサン骨格の新規合成法の開発とタキソール及び関連化合物の合成研究

代表的なタキサン型ジテルぺノイド、タキソール(Taxol【○!R】,Paclitaxel)は、化学構造が特異であること、強い抗腫瘍活性を持つこと、天然から大量に得ることが困難なこと、等から天然物合成の分野で最も魅力的な標的化合物の一つである。このため、それらの合成研究が国内外で極めて活発に展開され、これまでに6つのグループにより全合成が達成された。しかし、さらに効果的な合成法の開発に向けた研究は、現在もなお続けられている。本研究はタキサン骨格の新規合成法の開発とタキソール及び関連化合物の合成を目指し行ったものである。現時点ではタキソールの全合成達成には至っていないが、本研究により、フラグメンテーション反応及びニトリルオキシドの分子内環化反応を機軸とするタキサン骨格の新規合成法が開発された。この研究を開始するに先立ち、合成計画の妥当性を確かめる目的でモデル実験を行った。モデル化合物とした4-(5'-ニトロペンチル)シクロヘキセン誘導体とp-クロロフェニルイソシアナートとの反応では、A/B環が構築されたオキシム誘導体が一挙に生成する新知見を見出した。タキソールC環部については次のように合成した。まず、D-マンニトールより合成したビシクロ[2.2.2]オクタン誘導体を橋頭位にメシルオキシ基をもつ化合物に変換し、これにメタノール中水素化ホウ素ナトリウム、ジメチルスルホキシド、カリウムt-ブトキシドの順に加えるとケトンの還元-フラグメンテーション反応-アルデヒドの還元が連続的に起こり5置換シクロヘキサン誘導体ができた。C環部はこの化合物から簡単な官能基変換を行うことにより光学活性体として合成できた。このC環部とA環部を結合後、モデル実験で開発した環化反応を行うと適切な官能基を備えたタキサン骨格が構築できた。本研究はタキサン骨格の新規構築法を開発し、タキソ-ルの全合成を行うとともに各種タキソ-ル関連化合物を合成することを目的としている。合成計画の骨子は、安価な糖よりC環部を合成し、これを単純な構造のA環部と結合後、モデル実験で開発済みのニトリルオキシドによる分子内環化反応を用いてタキサン骨格を形成し、これをタキソ-ルに誘導するものである。この計画に従い検討した結果、つぎの成果を得た。タキソ-ルC環部の合成法が開発できた:3-Methoxymethyloxy-6-methyl-2-cyclohexene-1-oneとD-mannitolより誘導したα,β-不飽和エステルとの連続Michae1反応で合成できるmethyl(1S,2R,3R,4R,4 ́S)-3-(2 ́,2 ́-dimethyl-1 ́,3 ́-dioxolan-4 ́-yl)-1-methoxymethyloxy-4-methyl-5-oxobicyclo[2.2.2]octan-2-ylcarboxylateのエステルをベンジルオキシメチル基に変換し、橋頭位メトキシメチルオキシ基をメシルオキシ基に変換した化合物に、メタノール-DMSO中過剰量の水素化ホウ素ナトリウムとカリウムt-ブトキシドを作用させるとケトンの還元、フラグメンテーション反応、生じたアルデヒドの還元が一挙に起こり、五置換シクロヘキサン誘導体が得られた。この化合物は数工程を経て、C環部となる(1S,2R,3R,6R)-3-benzyloxy-2-benzyloxymethyl-6-methyl-6-trimethylsilylethyloxymethyl-1-cyclohexanecarbaldehydeに誘導できた。

2.適切な官能基を備えたタキサン骨格の合成に成功した:2,2-Dimethyl-1,3-cyclohexadioneより導いた4,6,6-trimethy-1,4-cyclohexadienyllithiuumとC環部を結合後、分子内にニトロ基とオレフィンを有する化合物に誘導し、これにトリエチルアミン存在下p-chlorophenyl isocyanateを反応させると環化反応が進行しタキサン骨格が構築できた。なお、設備備品として購入した投げ込み型冷却器は、連続Michael反応など低温で行う反応に使用した。本研究はタキサン骨格の新規構築法を開発し、タキソールの全合成を行うとともに各種タキソール関連化合物を合成することを目的に行われた。合成計画の骨子は次の4点からなる:1)安価な糖からほぼ完成されたC環部を合成する;2)C環部とA環部を結合し鍵中間体を合成する;3)ニトリルオキシドによる分子内環化反応を用いタキサン骨格を構築する;4)タキソールの全合成を行い、関連化合物を合成する。この計画に従い検討し、以下の13の成果を得た。1.タキソールC環部の合成法が開発できた:まず、D-mannitolより合成したビシクロ[222]オクタン誘導体のエステルをベンジルオキシメチル基に変換し、橋頭位メトキシメチルオキシ基をメシルオキシ基に変換した。次いで、この化合物にメタノール中過剰量のNaBH_4を加えた後、DMSOとt-BuOKを加えるとケトンの還元-フラグメンテーション反応-アルデヒドの還元が連続的に起こり5置換シクロヘキサン誘導体が得られた。この化合物は数工程を経てC環部に誘導できた。2.Cl、C2位に水酸基を持ちA環とC環を有する化合物の合成に成功した:C環部と4,6,6-trimethyl-1,4-cyclohexadizenyllithiumとの反応でA、C環部が結合でき、エポキシ化に続くLiAlH_4還元でC1及びC2位へ水酸基を立体選択的に導入できた。3.タキサン骨格の合成に成功した:分子内にニトロ基とオレフィンを有する鍵中間体を合成し、これにNEt_3存在下p-chlorophenyl isocyanateを反応させると環化反応が進行し適切な官能基を備えたタキサン骨格が構築できた。現在のところ収率面で問題を残す工程がありタキソールの全合成には至っていないが、この点については引き続き検討していく予定である。なお、設備備品として購入した投げ込み型冷却器は低温で行う反応に使用した。
現代美術の教育における「抽象表現」指導の有効性と汎用化

本研究は、現代美術の一つであり、指導者にとって扱いにくいといわれる「抽象表現」の指導方法の構築を目的とし、子どもの表現と感性の育成を関連づけ、発達段階に基づき教材を開発・検討した。4年間に、小学校中学年を対象とした抽象絵画鑑賞教材の開発・検討、小学校低学年を対象とした造形材料分類表の作成、小学校高学年を対象とした海外と日本の児童の相互絵画鑑賞授業実践、中学生を対象としたマルチメディアを用いた抽象表現題材の開発・検討を行った。本研究は、現代美術の一つであり、指導者にとって扱いにくいといわれる「抽象表現」の指導方法を構築することを目的としている。本年度は、小学校1,2年生(低学年)を対象に材料体験を促す材料分類表を作成した。小学校で実際に使われている材料100種類を取り上げ、材料の性質により道具の扱い方や造形活動の広がりに多様なヴァリエーションがあることを教師が理解し、授業づくりに生かせるよう、下記の3つの要素(モホリ=ナジの理論に基づく)から分類した。1構造...それ自体を成り立たせている不変のもの、紙の繊維や金属の結晶など2テクスチャー...自然の持つ表面の表情、人の顔のしわ、表皮など3表面相...外部的な要因によって、素材の表面に生じる変化材料が、製品の部品のように選択されるのではなく、一つの素材がとらえ方によってさまざまな造形の可能性があることを促すべく項目立て、作表を行った。また、抽象表現初級コースにおける材料体験の課題と成果について、活動の広がりをまとめた。これらの分類表を研究室のホームページで公開し、広く図画工作・美術の教育に携わる人が自由に見ることのできるようにした。本研究は、現代美術の一つであり指導者にとって扱いにくいといわれる「抽象表現」の指導方法構築を目的としている。本年度は、小学校3,4年生(中学年)を対象とした抽象絵画鑑賞活動に着目した。まず、フィラデルフィア学区の5つの美術館で作成した小学校4年生向け鑑賞用教材『Art speaks!』のワークシート分析を行い、アート体験について自分の考えを言葉に表現するためのワークシート教材を検討した。教師と美術館が連携し作成した本教材のワークシートには、4年生での言葉能力の発達を考慮したカリキュラムに応じて、1お気に入りの作品から感じ取ったことを自分の言葉で書く活動、2テーマに沿って論理的な文章を書き、自分の考えを整理して伝える活動、の2つの側面があった。そこで、大阪市の小学校教諭の協力を得、抽象絵画作品の鑑賞に用いるべく、1の活動を取り入れたワークシート4パターンのうちの一つを改良し実際の授業で使用した。具体的には、子どもたちが、絵の中に見えたもの感じたことをワークシートの枠内に複数、単語で挙げ、それらの言葉を使ったオリジナルの詩の作成を試みた。最後に、授業実践事例から、ワークシートを用いた抽象絵画鑑賞授業の指導方法の有効性と汎用化を検討した。ワークシートを用いた抽象絵画鑑賞では、中学年の豊かな言語能力の育成と同時に、彼らが作品をよく見、感じ取った経験をもとに自分のお気に入りの作品やテーマを発見する活動を促すことができた。これらの考察から、多様な他者の中で自己を再認識する教育の方法として、抽象絵画鑑賞授業ワークシート教材の有効性を示した。本研究は、現代美術の一つであり指導者にとって扱いにくいといわれる「抽象表現」の指導方法の構築を目的としている。これまでの小学校中学年を対象とした抽象絵画鑑賞活動の教材の検討、小学校低学年を対象とした造形材料分類表の作成に続き、本年度は、小学校高学年(5,6年生)を対象とした抽象表現題材の調査研究を行った。中学校や新たな社会へ一歩踏み出す準備段階であり自己を形作る上でより多様な他者を意識できる学びが期待される高学年の発達段階を考慮し、多様な他者=異なる文化背景を持つ海外の子どもたちとの学びに着想を得、アメリカ(ニューヨーク)の小学校とインド(デリー、グルガゴン)の小学校で授業実践を取材し、日本の小学校でも実践可能な事例を抽出した。特に、造形上の工夫に見られる制作者のコンセプトが理解される教材の開発を検討した。抽象表現題材カリキュラムをふまえ、来年度論文にまとめる計画である。また、抽象表現題材について、水彩絵の具による表現、形、あるいは色からイメージを想像し膨らませる題材を大学生造形初級者を対象とした造形表現テキストとして執筆した。(発行は未定であるが近日発行予定)また、昨年度作成した小学校低学年対象の材料分類表を大阪府の小学校の授業研究会において実際に配布し紹介した。大阪府下の小学校での小中一貫教育図画工作・美術科カリキュラムの研究において、材料表を活用した授業づくりがなされた。これまでの小学校中学年を対象とした抽象絵画鑑賞活動の教材の検討、小学校低学年を対象とした造形材料分類表の作成、小学校高学年を対象とした抽象表現題材の海外調査に続き、本年度は中学生を対象としたマルチメディアを用いた抽象表現題材を検討した。身体的に様々な道具を使いこなすことができる中学生の発達をふまえ、多様なメディア表現への関心から自分の感性を発揮できるようタブレットPCを使用した美術科の題材を大阪府下中学校の教諭の協力のもと実践した。マルチメディアを用い表現素材(色)への関心を高める教材として「色彩ヘルパー」アプリを使用した。コンピュータを介してカメラ機能と色と言語を結びつける体験、光による色の変化をとらえる体験を表現の初歩的な授業実践ととらえ、活動を整理した。

大阪府下公立中学校での実践例二つを研究室のホームページで公開し、広く図画工作・美術の教育に携わる人が自由に見ることのできるようにした。また、高学年児童の発達段階を考慮し、多様な他者を意識した学びとしてインドの6年生と附属小の6年生とが同じテーマで絵を描き、テレビ通話システムを用いて鑑賞し合うという授業を実践した。授業実践報告を昨年度のインドの授業報告成果とともに雑誌に掲載した。本研究は、現代美術の一つであり、指導者にとって扱いにくいといわれる「抽象表現」の指導方法の構築を目的とし、子どもの表現と感性の育成を関連づけ、発達段階に基づき教材を開発・検討した。4年間に、小学校中学年を対象とした抽象絵画鑑賞教材の開発・検討、小学校低学年を対象とした造形材料分類表の作成、小学校高学年を対象とした海外と日本の児童の相互絵画鑑賞授業実践、中学生を対象としたマルチメディアを用いた抽象表現題材の開発・検討を行った。本研究は学校教育現場で扱いやすい「抽象表現」の指導方法の構築を目的としており、1学校現場の実態調査をもとに、学校で準備可能な道具材料に応じた「抽象表現」の指導方法の検討2「抽象表現」の扱い方に関する理論初級コースの内容に基づき、子どもの成長に応じた造形理解を深める指導方法モデルの作成と自己を再認識する表現教育の可能性についての検証3小学校、中学校でアート教育授業実践を行い、汎用性のある指導方法の検討・開発を4年間に実施する計画である。学校教育での「抽象表現」指導方法を検討するうえで小学校低学年、中学年、高学年、中学校での指導内容についてそれぞれ1年間を当てて調査研究を行う方向で進め、3年目である本年度は小学校高学年を対象に海外の教育機関で行われている抽象表現指導の題材を調査した。題材に関する検証について、附属学校、公立小学校の教師を交え検討する時間が持てなかったことから、来年度以降に実施する。美術教育次年度は、中学生を対象に現場教師の助言を受けながら、「抽象表現」指導内容・指導方法を検討し、教材開発を行う。さまざまな道具を使いこなすことができ、表現に対し挑戦する意欲を持てる中学生に対し、現代の多様なメディア表現への関心から、自分の感性を発揮できるようマルチメディア表現題材を検討する。ものを変容させ、感性に応じて意味ある造形に作り上げていく「抽象表現」の指導方法は、コンピュータをはじめとするマルチメディア表現においても、他の題材と大きく変わるものではない。造形の「動き」や「インタラクティヴ性(鑑賞者が動きを発動させること)」など総合的な表現指導のために、使用ソフト及び表現環境を吟味し、題材開発を行う。本研究は学校教育現場で扱いやすい「抽象表現」の指導方法の構築を目的としており、1学校現場の実態調査をもとに、学校で準備可能な道具材料に応じた「抽象表現」の指導方法の検討2「抽象表現」の扱い方に関する理論の初級コースの内容に基づき、子どもの成長に応じた造形理解を深める指導方法モデルの作成と自己を再認識する表現教育の可能性についての検証3小学校、中学校でアート教育授業実践を行い、汎用性のある指導方法の検討・開発、を4年間に実施する計画である。
基礎・臨床の融合による遺伝性腎炎アルポート症候群の遺伝子型・表現型連関の基盤構築

本研究では、難治性遺伝性腎疾患であるアルポート症候群(AS)の基礎・臨床のトランスレーショナルリサーチにより、「変異ごとの病態予後・治療効果の予測」を可能にする基盤の構築を目指す。国内外の臨床研究機関の有するAS患者の遺伝子・病態情報と、独自に構築したAS基礎研究ツール(原因タンパク質IV型コラーゲンの三量体形成評価系,iPS細胞系,患者変異挿入モデルマウス)を活用し、変異ごとの詳細な病態の解析と分類により、新たなASプロファイルの構築を行う。
線虫を用いたMAPキナーゼカスケードによる寿命制御機構の解析

MAPキナーゼカスケードは、生物種を超えて保存されており、様々な生理学的現象を制御しているシグナル伝達経路である。これまでに申請者は、線虫を用いた研究により、寿命を負に制御するMAPキナーゼカスケードの遺伝子があることを明らかにしていた。一方、細胞増殖や個体発生などを制御しているERKカスケードが寿命の制御にも関与しており、寿命を延長するように機能することを初めて明らかにしていた。さらなる解析により、ERKの上流のキナーゼであるMEK1/2の阻害剤であるU0126を与えたとき、線虫の寿命が短縮されることを見出していた。また、線虫MPK-1を不活性化する脱リン酸化酵素LIP-1についてのRNAiによる発現抑制を行うことで寿命が延長されることを見出していたが、さらにLIP-1の欠失変異体が野生型の線虫より長寿であることを見出し、LIP-1は寿命を短縮するように機能することが分かった。これらのことから線虫ERK(MPK-1)の活性化によって寿命が延長されると考えられる。また線虫ERK(MPK-1)カスケードによる寿命制御は、インスリン/IGFシグナル伝達経路の重要な因子である転写因子DAF-16および酸化ストレス防御に必要な転写因子SKN-1に依存することを明らかにしており、さらなる遺伝学的解析から線虫ERK(MPK-1)カスケードはSKN-1を介しDAF-16の制御を通じて線虫の寿命制御に関与することを明らかにしていた。さらに生化学的解析により、線虫ERK(MPK-1)は活性化されたときSKN-1の核内移行の促進に重要なリン酸化サイトを直接リン酸化できることが分かった。本研究の成果は、平成21年に開催された第82回日本生化学会大会にて発表した。さらなる解析により、申請者は、ERKの上流のキナーゼであるMEK1/2の阻害剤であるU0126を用いた解析や、線虫MPK-1を不活性化する脱リン酸化酵素LIP-1についての発現抑制を行った実験により、線虫ERK(MPK-1)の活性化によって寿命が延長されることが分かった。また線虫ERK(MPK-1)カスケードによる寿命制御はインスリン/IGFシグナル伝達経路の最終的な標的である転写因子DAF-16および酸化ストレス防御に必要な転写因子SKN-1に依存することを明らかにしていた。さらに申請者によって、遺伝学的解析から線虫ERK(MPK-1)カスケード、DAF-16およびSKN-1の寿命制御における関係性が分かった。また哺乳類培養細胞の系を用いて、線虫ERKであるMPK-1を活性化することができる条件の検討を行っている。今後、生化学的解析により線虫ERK(MPK-1)カスケードによる寿命制御に関与する因子の関係を明らかにする予定である。
加工制御のためのオンマシン非球面形状測定システムの開発

超精密旋盤によって加工された直後の非球面(球面を含む)を,加工機から取り外すことなく,1nmオーダの精度で測定可能なシステムの開発を行うことを目的とし、以下の研究を行った。1)シアリング干渉計の製作加工機に搭載可能なシアリング干渉計の製作を行った。製作した干渉計では、加工ツールなどによって、測定面の一部のみしか観測できない場合に対応するため、ライン状CCDカメラで干渉縞を取得する方式を採用した。また、非球面のミラーの測定に対応するため、測定面を照明する光学系に同心円状の回折格子であるゾーンプレートを用いた。2)解析ソフトウエアの開発測定対象を回転させることによって複数のラインを取得し、複数のライン上での形状情報を複合して、全面の形状を再構成することが可能なソフトウエアの開発を行った。また、測定結果に曲線をあてはめるアルゴリズムの開発を行った。3)システムの評価試作した計測システムを用いて、ミラー中央にへそのある球面ミラーの測定実験を行った。提案する手法によって取得した中心を含む放射状の位置の形状データから解析を行った結果と従来法であるフィゾー干渉計での測定結果を比較したところ、その差は、PV値で1%程度であった。現在のシステムでは、取得した干渉縞画像の解析に必要な時間は4分程度であった。4)新原理の提案「曲率の異なる多数の球面波を用いた非球面計測法」に関する原理の提案を行った。基本原理は、非球面に曲率の異なる球面波を照射すると、部分的に曲率の一致する部分が生じるため、その部分では干渉縞の周波数が低下する。この位置を定量的に分析し、曲率毎の情報を総合することで、非球面形状を球面波によって計測することが可能となる。試作したシステムを利用した実験とシミュレーションによって、その有効性を確認した。ラテラルシアリングでは、形状が回転対称でなければ測定が困難であったが、本手法では、回転対称でない形状にも応用の可能性がある。本研究では,超精密旋盤によって加工された直後の非球面(球面を含む)を,加工機から取り外すことなく,1nmオーダの精度で測定可能なシステムの開発を行うことを目的としている。本年度は、はじめに、加工機に搭載可能なシアリング干渉計の製作を行った。つぎに、測定対象を回転させることによって複数のラインを取得し、複数のライン上での形状情報を複合して、全面の形状を再構成することが可能なソフトウエアの開発を行った。最後に、試作した計測システムを用いて、ミラー中央にへそのある球面ミラーの測定実験を行った。測定対象が取り付けられたスピンドルのエンコーダパルスに同期しながら5度おきにライン状干渉縞画像を取り込んだ。干渉縞の位相解析を行うため、測定波面をシアさせるプレートをわずかに回転させることで干渉縞の初期位相を変化させ、それぞれの角度で複数枚の画像を取得した。

本研究では,超精密旋盤によって加工された直後の非球面(球面を含む)を,加工機から取り外すことなく,1nmオーダの精度で測定可能なシステムの開発を行うことを目的としている。本年度は、昨年度製作した干渉計のサイズをより小型化し、さまざまな加工機に取り付けられるように改良を行う目的で、これまでに製作した干渉計の問題点を検討し、その結果をもとに干渉計の光学設計を行った。また、測定における空間分解能を向上させ、解析誤差を低減させる目的から、画素数の多いラインCCDカメラを採用することとした。現在、干渉計の組み立て・調整を行っている段階である。そのため、当初予定していた加工制御実験は、次年度に実施する予定である。本研究では、超精密旋盤によって加工された直後の非球面(球面を含む)を,加工機から取り外すことなく,1nmオーダの精度で測定可能なシステムの開発を行うことを目的としている。昨年度までに、ライン状CCDカメラを用いたラテラルシアリング干渉計の製作を行ったが、光源の出力、光学系、および、ラインCCDの感度による制限からライン状CCDの全域を利用することができず、解像度の点で問題が残った。そこで、本年度は、光源の変更、光学系の改良を行うことで、解像度の向上を図った。その結果、空間分解能が従来と比較して、約2倍に向上した。しかしながら、光学系を変更したことで、干渉縞にノイズが生じるようになり、干渉縞の解析時に新たな問題が生じた。現在、ノイズについては調査中である。一方、今年度は新たに、「曲率の異なる多数の球面波を用いた非球面計測法」に関する原理の提案を行った。基本原理は、非球面に曲率の異なる球面波を照射すると、部分的に曲率の一致する部分が生じるため、その部分では干渉縞の周波数が低下する。この位置を定量的に分析し、曲率毎の情報を総合することで、非球面形状を球面波によって計測することが可能となる。提案した理論の正当性を確認する実験を行い、また、得られた複数の干渉縞を解析するために、新たな干渉縞解析手法の提案も行った。試作したシステムを利用した実験とシミュレーションによって、その有効性を確認した。ラテラルシアリングでは、形状が回転対称でなければ測定が困難であったが、本手法では、回転対称でない形状にも応用の可能性がある。オンマシン加工計測実験は、現在実験中である。
有機結晶の蛍光サーモクロミズム

温度の変化にともなって物質の色が可逆的に変化する現象はサーモクロミズムとよばれ,古くから化学者の関心を集めてきた.多くの場合,温度の上昇とともに着色が起こり,温度の低下とともに退色が起こる.この色変化は,通常,淡色体と濃色体との間に化学平衡が存在し,それが温度変化にともなってどちらか一方に片寄ることに起因すると考えられている.つまり,サーモクロミズムは,一般に,物質による光吸収が温度によって変化する現象であって,紫外可視吸収スペクトルの温度変化に対応するものと理解されてきた.しかし,物質が可視光を発し,発光強度が温度によって変化する場合には,それによっても色変化が起こるはずである.その発光が蛍光であれば,蛍光によるサーモクロミズム,すなわち,蛍光サーモクロミズムが発現することになる.しかしながら,有機結晶についての蛍光サーモクロミズムはほとんど報告例がない.本研究では,代表的な有機サーモクロミック結晶であるサリチリデンアニリンのサーモクロミズムを検討した.そのサーモクロミズムは,これまでエノール形とケト形の互変異性平衡の移動に起因するとされてきた.今回,温度変化拡散反射スペクトル,蛍光スペクトルを測定し,さらに蛍光量子収率の温度依存性を調べることによって,この結晶中では互変異性平衡は常に存在するものの,色変化は主として蛍光に支配されていることを見出した.すなわち,サリチリデンアニリン類のサーモクロミズムは,蛍光サーモクロミズムであることが明らかになった.温度の変化にともなって物質の色が可逆的に変化する現象はサーモクロミズムとよばれ,古くから化学者の関心を集めてきた.多くの場合,温度の上昇とともに着色が起こり,温度の低下とともに退色が起こる.この色変化は,通常,淡色体と濃色体との間に化学平衡が存在し,それが温度変化にともなってどちらか一方に片寄ることに起因すると考えられている.つまり,サーモクロミズムは,一般に,物質による光吸収が温度によって変化する現象であって,紫外可視吸収スペクトルの温度変化に対応するものと理解されてきた.しかし,物質が可視光を発し,発光強度が温度によって変化する場合には,それによっても色変化が起こるはずである.その発光が蛍光であれば,蛍光によるサーモクロミズム,すなわち,蛍光サーモクロミズムが発現することになる.しかしながら,有機結晶についての蛍光サーモクロミズムはほとんど報告例がない.本研究では,代表的な有機サーモクロミック結晶であるサリチリデンアニリンのサーモクロミズムを検討した.そのサーモクロミズムは,これまでエノール形とケト形の互変異性平衡の移動に起因するとされてきた.今回,温度変化拡散反射スペクトル,蛍光スペクトルを測定し,さらに蛍光量子収率の温度依存性を調べることによって,この結晶中では互変異性平衡は常に存在するものの,色変化は主として蛍光に支配されていることを見出した.すなわち,サリチリデンアニリン類のサーモクロミズムは,蛍光サーモクロミズムであることが明らかになった.温度の変化にともなって物質の色が可逆的に変化する現象はサーモクロミズムとよばれ,古くから化学者の関心を集めてきた.サーモクロミズムは,一般に,物質による光吸収が温度によって変化する現象であって,紫外可視吸収スペクトルの温度変化に対応するものと理解されてきた.しかし,物質が可視光を発し,発光強度が温度によって変化する場合には,それによっても色変化が起こるはずである.その発光が蛍光であれば,蛍光によるサーモクロミズムが発現することになる.しかし,有機結晶についての蛍光サーモクロミズムはほとんど報告例がない.私たちは最近,サリチリデンアニリン(SA)類結晶のサーモクロミズムが,蛍光サーモクロミズムであることを示唆する結果を得た.SA類は固体状態でサーモクロミズムを示す代表的な有機化合物であり,そのサーモクロミズムの原因は,淡色体であるOH形と濃色体であるNH形の間の平衡が温度によって移動することにあるとされてきた.本研究は,SA類のサーモクロミズムは,両異性体間の平衡移動ではなく,蛍光強度の温度変化に由来することを示すとともに,有機結晶における蛍光サーモクロミズムの一般性を明らかにしようとするものである.そのために,サーモクロミズムを示すいくつかのサリチリデンアニリン類を合成し,それらの微結晶粉末について,異なる温度における蛍光スペクトルを測定した.その結果,結晶の色変化は,主として蛍光強度の温度変化によるものとして説明できることが分かった.温度の変化にともなって物質の色が可逆的に変化する現象はサーモクロミズムとよばれ,古くから化学者の関心を集めてきた.サーモクロミズムは,一般に,物質による光吸収が温度によって変化する現象であって,、紫外可視吸収スペクトルの温度変化に対応するものと理解されてきた.しかし,物質が可視光を発し,発光強度が温度によって変化する場合には,それによっても色変化が起こるはずである.その発光が蛍光であれば,蛍光によるサーモクロミズムが発現することになる.しかし,有機結晶についての蛍光サーモクロミズムはほとんど報告例がない.私たちは最近,サリチリデンアニリン(SA)類結晶のサーモクロミズムが,蛍光サーモクロミズムであることを示唆する結果を得た.SA類は固体状態でサーモクロミズムを示す代表的な有機化合物であり,そのサーモクロミズムの原因は,淡色体であるOH形と濃色体であるNH形の間の平衡が温度によって移動することにあるとされてきた.

本研究は,SA類のサーモクロミズムは,両異性体間の平衡移動ではなく,蛍光強度の温度変化に由来することを示すとともに,有機結晶における蛍光サーモクロミズムの一般性を明らかにしようとするものである.そのために,本年度は,いくつかのサリチリデンアニリン類の微結晶粉末について,室温以下における温度変化拡散反射スペクトルおよび蛍光スペクトルの測定を行った.その結果,微結晶の色変化は,主として蛍光強度の温度変化によるものとして説明できることが分かった.温度の変化にともなって物質の色が可逆的に変化する現象はサーモクロミズムとよばれ,古くから化学者の関心を集めてきた.多くの場合,温度の上昇とともに着色が起こり,温度の低下とともに退色が起こる.この色変化は,通常,淡色体と濃色体との間に化学平衡が存在し,それが温度変化にともなってどちらか一方に片寄ることに起因すると考えられている.つまり,サーモクロミズムは,一般に,物質による光吸収が温度によって変化する現象であって,紫外可視吸収スペクトルの温度変化に対応するものと理解されてきた.しかし,物質が可視光を発し,発光強度が温度によって変化する場合には,それによっても色変化が起こるはずである.その発光が蛍光であれば,蛍光によるサーモクロミズム,すなわち,蛍光サーモクロミズムが発現することになる.しかしながら,有機結晶についての蛍光サーモクロミズムはほとんど報告例がない.本研究では,代表的な有機サーモクロミック結晶であるサリチリデンアニリンのサーモクロミズムを検討した.そのサーモクロミズムは,これまでエノール形とケト形の互変異性平衡の移動に起因するとされてきた.今回,温度変化拡散反射スペクトル,蛍光スペクトルを測定し,さらに蛍光量子収率の温度依存性を調べることによって,この結晶中では互変異性平衡は常に存在するものの,色変化は主として蛍光に支配されていることを見出した.すなわち,サリチリデンアニリン類のサーモクロミズムは,蛍光サーモクロミズムであることが明らかになった.
カナマイシン耐性結核菌の遺伝子変異の検出と迅速検出法の開発

本研究は結核菌のカナマイシン感受性試験を迅速に行うため、遺伝子診断法の開発を行った。得られた研究成果の概要を以下に示した。1、カナマイシン耐性菌における16S rRNA遺伝子(rrs遺伝子)の変異の検出。Mycobacterium smegmatisの遺伝学的接合実験において確認されているカナマイシン耐性とrrs遺伝子の変異の相関性に注目し、結核菌のrrs遺伝子の1250番目の塩基からintervening sequenceの38番目の塩基までの領域(300bp)をPCRで増幅し、ダイレクトシークエンス法により塩基配列の決定を行い、カナマイシン感受性結核菌標準株と比較した。その結果、43株のカナマイシン耐性結核菌のうち29株(67.4%)にrrs遺伝子の塩基置換が認められた(position 1400:A→G26株、position 1401:C→T1株、position 1401:C→A+position 1483:G→T2株)。これに対して、カナマイシン感受性菌71株では変異は認められなかった。耐性菌に認められたこれらの変異はEscherichia cohおよびMycobacterium smegmatisで確認されているアミノ配糖体耐性に関与する遺伝子変異と位置的に合致することから、結核菌においてもカナマイシン耐性の形質発現に関与していることが示唆された。2、遺伝子診断法の開発rra遺伝子の1250番目からintervening sequence(ITS)の38番目までの領域の塩基配列の解析により、感受性株では13971401にTsp45I、14001403にTai Iの制限酵素切断配列があるが、position 1400:A→Gの変異株ではTsp451およびTai Iの切断配列が消失し、代わりに13991402にBst U Iの切断配列が現れ、position 1401:C→Tおよびposition 1401:C→Aの変異株ではTsp45IおよびTai Iの切断配列が消失していた。またposition 1483:G→Tの変異株では14821486にDde Iの切断配列が現れていた。この結果より、rrs遺伝子の1250番目からITSの38番目の塩基までの領域(300bp)をPCRで増幅し、その増幅産物を4種の制限酵素Tsp 45I、Tai I BstUIおよびDdeIでそれぞれ切断し、切断されたフラグメントの長さの違いを電気泳動により確認すること(PCR-RFLP法:Polymerase Chain Reaction- Restriction Fragment Length Polymorphism)によって、rrs遺伝子の変異の有無および変異の位置の推測が行え、カナマイシン耐性菌の迅速検出が行えることが証明できた。

1、臨床分離結核菌の収集および薬剤感受性検査結核患者より分離した結核菌を201株収集し、普通法(中試斜面培地使用)およびマイクロタイタ-法(スペクトル培地使用)により抗結核剤10薬剤(RFP,INH,SM,EB,KM,TH,EVM,CPM,PAS,CS)について感受性検査を行い、40株のカナマイシン耐性結核菌を得た。2、結核菌のefg遺伝子のクローニングSalmonella Typhimuriumにおいてカナマイシン耐性とelongation factor G(efg)遺伝子の変異に相関性があることが判明しており、結核菌においてもefg遺伝子を調べることによりカナマイシン耐性との関連を探ることを目的として、結核菌のefg遺伝子のクローニングを行った。Mycobacterium lepraeではefg遺伝子がすでにクローニングされており、rpsL、rpsG、efg、tufの順に遺伝子が並んでいることが判明している。結核菌についても同様の順に遺伝子が並んでいることが推測され、結核菌ではrpsLおよびtuf遺伝子がクローニングされている。そこでrpsL遺伝子の終末部分とtuf遺伝子の最初の部分について結核菌とM.lepraeに共通な領域をプライマーとしてPCR法により遺伝子の増幅を行い、rpsGおよびefg遺伝子を含むと推定される領域の増幅を試みた。1、カナマイシン耐性菌に16SrRNA遺伝子(rrs遺伝子)の変異の検出。Mycobacterium smegmatisの遺伝学的接合実験において確認されているカナマイシン耐性とrrs遺伝子の変異の相関性に注目し、結核菌のrrs遺伝子の1250番目の塩基からintervening sequenceの38番目の塩基までの領域(300bp)をPCRで増幅し、ダイレクトシークエンス法により塩基配列の決定を行い、カナマイシン感受性結核菌標準株と比較した。その結果、43株のカナマイシン耐性結核菌のうち29株(67.4%)にrrs遺伝子の塩基置換が認められた(position1400:A→G26株、position1401:C→T1株、position1401:C→A+position1483:G→T2株、)。これに対して、カナマイシン感受性菌71株では変異は認められなかった。耐性菌に認められたこれらの変異はEscherichia coliおよびMycobacterium smegmatisで確認されているアミノ酸糖体耐性に関与する遺伝子変異と位置的に合致することから、結核菌においてもカナマイシン耐性の形質発現に関与していることが示唆された。今後この変異を簡便にまた迅速に検出する検出系を確立することによりカナマイシン耐性の迅速診断が可能になると考えられる。2、カナマイシン耐性結核菌のefg遺伝子の塩基配列の決定。カナマイシン耐性結核菌のうちrrs遺伝子に変異の認められない菌株が30%程度存在することから、他の耐性メカニズムの存在も考えられた。そこで、Salmonella Typhimuriumにおいてカナマイシン耐性と関連があるとされるelongation factor G(efg)遺伝子について注目し、結核菌のefg遺伝子の全塩基配列を決定した。
フリーラジカル、アポトーシスの制御による内耳感覚細胞障害の再生の分子生物学的研究

研究計画に従い内耳障害の基本的機序にはフリーラジカルとアポトーシスが関係していること、耳毒性薬剤による障害が、抗酸化剤、NOS抑制剤、ニューロトロフィン、アポトーシス抑制剤により軽減されることを、in vitroの実験系を用いて明らかにした。さらに、これらの感覚細胞障害軽減作用には各種薬剤によりフリーラジカルの産生が制御され、それによりアポトーシスが抑制されたことが強く関わっていることが明らかとなった。続いて、各種薬剤の併用効果を検討した結果、抗酸化剤+ニューロトロフィンというような作用機序の異なる薬剤の組み合わせで相乗効果が得られることが確認された。また、感覚細胞障害予防の観点から、HSPに注目しその内耳での働きを検討した結果、テプレノンの投与により、内耳に安全にHSPが誘導され、それにより感覚細胞障害の予防効果が発現することが明らかとなった。また、ラット感染モデルを用いた実験で抗酸化剤が聴力障害を予防する効果があること、抗酸化剤は鼓室内投与、全身投与のいずれでも有効であることが明らかとなった。一方、内耳障害の機序の一つとして中耳からLPSが効率に内耳に移行すること、移行経路には様々な経路があることを明らかにした。さらに、実際の臨床レベルでメニエール病のめまい、難聴に関して抗酸化剤を投与して治療効果を検討した結果良好な成績が得られた。加えて老人性難聴に対しても抗酸化剤による治療が有効であることを臨床的に確認した。本年度は研究計画に従い内耳障害の基本的機序にはフリーラジカルとアポトーシスが関係していること、耳毒性薬剤による障害が、抗酸化剤、NOS抑制剤、ニューロトロフィン、アポトーシス抑制剤により軽減されることを、in vitroの実験系を用いて明らかにした。また、感覚細胞障害予防の観点から、HSPに注目しその内耳での働きを検討した結果、teprenoneの投与により、内耳に安全にHSPが誘導され、それにより感覚細胞障害の予防効果が発現することが明らかとなった。

加えて老人性難聴に対しても抗酸化剤による治療が有効であることを臨床的に確認した。一方、内耳障害の機序の一つとして中耳からLPSが効率に内耳に移行すること、移行経路には様々な経路があることを明らかにした。これらの成果は第14回日本耳科学会、第63回日本めまい平衡医学会で発表されると共に6編の論文にまとめられた。
根の生長と地上部生長との相互関係に関する研究

1.根の諸形質(長さ・表面積・体積・平均直径)を、画像解析によって5%以内の誤差で測定する方法を確立した。2.圃場における根系の発達は、イネ・バレイショで浅く、コムギ・トウモロコシで深かった。単位土壌容積当り根の密度および土壌上層における分布割合ともにイネ・コムギで大きく、トウモロコシ・バレイショで小さかった。3.単位圃場面積当り根の総根長は20ー90km/m^2であり、イネ・コムギで長く、バレイショで短かった。総表面積はイネ・コムギ・ダイズで80ー110m^2/m^2と大きくバレイショでは20m^2/m^2と小さかった。総体積は1.4ー51/m^2であり、トウモロコシで大きく、バレイショで小さかった。これら根の諸形質は窒素施与により、イネ・コムギ・トウモロコシでは減少し、バレイショでは増加した。4.単位土壌容積当り最大根密度の作物種間差は、乾物重で0.3ー1.9mg/cm^3、長さで10ー57cm/cm^3、表面積で1ー5cm^2/cm^3、体積で7ー64mm^3/cm^3であり、イネで大きく、バレイショで小さかった。また、これらは窒素施与によりイネでは減少し、テンサイでは増加した。5.養・水分の供給が充分なとき、例えば、流動水耕では125cm^3、良い気象条件の土耕栽培では400cm^3と、根圏容量が極めて小さくても作物の生長は制限されない。しかし、不良気象条件下での土耕栽培では、根圏容量が小さいと施肥管理が重要な問題となる。なお、根圏における施肥を分画することによって、根系の発達が促進される可能性がある。6.ロックウール・ポリエステル素材では、水分供給が充分であっても、根圏容量が小さいと作物の生長は制限された。従って、これら素材中では養分と水との移動に差異があると考えられる。1.根圏容量制限下におけるイネの生長(1).容量の異なるポット(125,250,500,1000,2000ml)を用いてイネを循還式流動水耕栽培し、器官別根長および根長を測定した。(2).最小ポットで生育させた個体では穂ばらみ期項に根容量は見掛け上ポット容量と等しくなり、根長はポット容量が小さいときに短かくなる傾向にあった。完熟期における穂・茎葉・根乾物重はそれぞれ61.1,69.0,6.7g/個体であり、地上部/根重比ともに、これらはポット容量による差は認められなかった。(3).以上の実験結果から、養・水分供給が充分な条件下においては、根圏容量は作物生育の制限要因とはならないと結論できる。なお根の生育を制限することによって地上部生長が大きくなる現象は認められなかった。2.各種作物の根系発達と土壌・肥料窯素吸収能との関係各種作物(イネ・コムギ・トウモロコシ・ダイズ・バレイショ・テンサイ)を窯素施与量を変えて(0200kgN/ha)栽培し、栄養生長盛期および茎葉最大期に部位別乾物重および根系を、完熟期に収量調査をした。現在化学分析を実施中であり、根系発達と窯素吸収能との相互関係の作物種間差を解析する。

窒素肥料施与が各種作物の根張りに及ぼす影響1.単位圃場面積当り全根長は,イネ・コムギでは約80kmm^<-2>に達し,最も短いバレイショでも24kmm^<-2>であった.表面積はイネ・コムギで80100m^2m^<-2>と単位圃場面積の約100倍にも達しており,ダイズ・バレイショにおいても3050倍であった.体積はコムギ・トウモロコシで約91m^<-2>と最も大きく,バレイショでは2.55.31m^<-2>と最も小さかった.2.イネにおける単位圃場面積当り根の乾物重・長さ・表面積・体積およびダイズの長さ・表面積は窒素施与により小さくなった.コムギ・トウモロコシでは窒素処理区間でいずれの形質とも大差なく,バレイショ・テンサイでは全形質において窒素施与により大きくなった.3.イネでは上層10cmでの根の分布が他作物種より極めて大きく,コムギでは上層での分布が大きい一方, 70cm以下までかなりの根が分布し,トウモロコシでは上層における分布は小さく,約20cm層位でやや大きく, 60cm以下でコムギ以上の分布が認められ,ダイズでは上層でトウモロコシより大きかったが, 50cm以下への分布は僅かで,バレイショでは上層でトウモロコシと類似であったが, 40cm以下にはほとんど分布せず,テンサイでは表層で大きいが,下層に向かうに伴って急減し,その後再び増大した.4.根の分布割合は,イネでは窒素施与による差がほとんど認められず,コムギでは窒素施与により上層での分布割合は増加,下層で減少,トウモロコシでは窒素施与により上層ではほとんど差がなく,中層(2040cm)で減少,下層でやや増加,ダイズでは窒素施与により上層で増加,中増で減少,バレイショでは窒素施与により極く上層では減少,中層(1020cm)で増加,下層で差はなく,テンサイでは窒素施与により上・下層で増加したが,中層(1530cm)で減少した.実験1.根圏容量制限下における根部と地上部生長との相互関係直径が131mmで、土壌深を37-297mm(根圏容量は500-4,000cm3)としたポットでイネを湛水条件下で栽培した。収穫期における全乾物生産量は30-72g/plantと根圏容量が小さくなるとともに小さくなった。これは62年度の実験結果と異なり、63年度では生育旺盛期において低温であったためであり、不良な気象条件下では、根圏容量が小さいと施肥管理が重要な問題となる。実験2.個体としての根量と地上部生長との関係全根圏容量を、400-3,200cm3としたポットを縦に4分割し、その1,2,4分画に施肥し、充分に給水しつつイネを土耕栽培した。収穫期における全乾物生産量は48-68g/plantであり、根圏容量が小さくなるとともに小さかった。施肥分画による統計的有意差は認められなかったが、局所施肥によって乾物生産量は大きくなる傾向にあり、また、根の乾物重・長さ・表面積・体積ともに施肥分画部位において大きかった。従って、根圏容量制限下においては、施肥位置を工夫することによって個体としての根系の発達および乾物生産を制御できる可能性がある。実験3.ロックウール・ポリエステル素材による根圏容量と地上部生長大きさの異なるロックウール(125-1,000cm3)およびポリエステル(125-700cm3)ブロックを栽培床として用い、水耕培養液を下面から吸収させつつイネを栽培した。収穫期における全乾物生産量はロックウールおよびポリエステルでそれぞれ12-30および14-25g/plantであり、栽培床の小さいときに著しく小さかった。水分供給は充分であったので、これら素材中では養分と水との移動に差異があると考えられる。