hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
安定同位体を利用した土壌中の可給態カドミウム量測定法の開発

同位体交換法による可給態Cd量(E値)測定法を確立し,以下の成果が得られた.1.113Cdの混合に要する時間の決定;土壌に水を加え2日以上かきまぜた後,113Cdスパイク液添加後1分,4分,10分,40分,100分,400分,1日,4日,7日,15日後に土壌懸濁液を採取して液相を分離し,ICP-MSで測定した113Cd/114Cd比からE値を算出した.E値の実測値はスパイク液添加後1分から400分までの間に急激に上昇し,それ以降は緩やかに増加した.1100分の実測値を同位体交換速度式に適用してE値を計算したところ,実測値とよく一致したことから,100分程度の実測値から土壌E値を推定できる.2.113Cd/114Cd比の測定精度;Cd濃度を異にする土壌懸濁液中のCd分析を行い,113Cd/114Cd比の測定精度を調べた.土壌液相中のCd濃度が0.5ng mL^<-1>,ならびに0.1ng mL^<-1>(非汚染土壌レベル)のときの113Cd/114Cd比の実測値は自然界値と概ね一致した.スパイク液添加後の土壌液相中の113Cd/114Cd比は10.6(1分後)3.9(15日後)の範囲にあり,それぞれの測定精度はRSDで5%以内(n=12)であり,E値を計算する上で十分な精度が得られた.3.同位体比測定のための前処理法の検討;モリブデン(Mo)とズズ(Sn)の分光干渉の有無と程度を調べた.114Cdに対するSnの干渉は比較的小さく,計算で十分補正できたが,Moの干渉はpHの高い(6.5を越える)土壌で顕著であった.この問題を解決するために,「土壌懸濁液に共存する元素を利用した共沈分離法」を適用して,Cdに対する干渉がほとんど認められない程度までMoを除去することに成功した.4.E値の測定;農業資材の施用が土壌のE値に及ぼす影響を調べた.下水汚泥を5年間連用した土壌のE値は対象区土壌のE値とほぼ一致し,5年間の汚泥連用は土壌の可給態Cd量の総量に影響しないことが示された.また,Cd汚染土壌に炭酸カルシウムを添加し,土壌pHの上昇がE値に及ぼす影響を調べた.土壌pHを中性付近まで上昇させても土壌のE値は変化しなかったが,スパイク液添加直後のE_<(t)>値が低くなったことから,同位体交換速度は作物のCd吸収を予測するための指標として利用可能である.同位体交換法による可給態Cd量(E値)測定法を確立し,以下の成果が得られた.1.113Cdの混合に要する時間の決定;土壌に水を加え2日以上かきまぜた後,113Cdスパイク液添加後1分,4分,10分,40分,100分,400分,1日,4日,7日,15日後に土壌懸濁液を採取して液相を分離し,ICP-MSで測定した113Cd/114Cd比からE値を算出した.E値の実測値はスパイク液添加後1分から400分までの間に急激に上昇し,それ以降は緩やかに増加した.1100分の実測値を同位体交換速度式に適用してE値を計算したところ,実測値とよく一致したことから,100分程度の実測値から土壌E値を推定できる.2.113Cd/114Cd比の測定精度;Cd濃度を異にする土壌懸濁液中のCd分析を行い,113Cd/114Cd比の測定精度を調べた.土壌液相中のCd濃度が0.5ng mL^<-1>,ならびに0.1ng mL^<-1>(非汚染土壌レベル)のときの113Cd/114Cd比の実測値は自然界値と概ね一致した.スパイク液添加後の土壌液相中の113Cd/114Cd比は10.6(1分後)3.9(15日後)の範囲にあり,それぞれの測定精度はRSDで5%以内(n=12)であり,E値を計算する上で十分な精度が得られた.3.同位体比測定のための前処理法の検討;モリブデン(Mo)とズズ(Sn)の分光干渉の有無と程度を調べた.114Cdに対するSnの干渉は比較的小さく,計算で十分補正できたが,Moの干渉はpHの高い(6.5を越える)土壌で顕著であった.この問題を解決するために,「土壌懸濁液に共存する元素を利用した共沈分離法」を適用して,Cdに対する干渉がほとんど認められない程度までMoを除去することに成功した.4.E値の測定;農業資材の施用が土壌のE値に及ぼす影響を調べた.下水汚泥を5年間連用した土壌のE値は対象区土壌のE値とほぼ一致し,5年間の汚泥連用は土壌の可給態Cd量の総量に影響しないことが示された.また,Cd汚染土壌に炭酸カルシウムを添加し,土壌pHの上昇がE値に及ぼす影響を調べた.土壌pHを中性付近まで上昇させても土壌のE値は変化しなかったが,スパイク液添加直後のE_<(t)
世界の高温水田調査に基づいたイネの高温不稔発生に対する耐性形質の効果と限界の提示

中国,インド,フィリピン,ミャンマーにおいて,最も暑い時期に開花するように12以上の現地イネ品種を栽培し,高温不稔発生・高温耐性の仕組みと,高温不稔耐性形質と不稔発生との関係を調べた.受粉の安定性と稔実との関係を調べた結果,受粉不良とそれによる柱頭上の発芽花粉の減少が高温不稔の主な原因のひとつであると考えられた.回帰分析の結果から,葯基部の裂開長を100μm拡大することで,49%,穂を10cm浅くすることで10%程度受粉不良の花の割合や不稔の発生を減らせると考えられた.また,稔実に必要な発芽花粉の数は品種により異なると考えられ,必要な花粉数は高温耐性にかかわる形質と考えられた.開花時刻に及ぼす気象の影響およびその関係に品種間差異があるのかどうかを明らかにするために,国際イネ研究所(フィリピン)において,雨季と乾季に多数の品種を栽培して開花時刻を調査した.McCouchによるGermplasm collection for field observation( 300品種以上,実際に調査できたのは200品種以上)を供試品種とした.2014年8月18日2014年9月10日(雨季)と2015年2月26日2015年3月19日(乾季)にデジタルカメラによるインターバル撮影によってイネの穂を10分間隔で撮影した.この連続写真から開花盛期の時刻を測定した.気温,日射量を15分間隔で,IRRIに設置された気象計で測定した.標準品種であるIR64では,雨季,乾季ともに開花当日の最高気温と開花時刻の間に強い負の相関関係が認められた( r=-0.523,p=0.006).一方、開花1日前の最低気温との相関は低かった( r=0.126,p=0.126).最高気温になるのは主に午後であり,最高気温に達するまでには開花盛期が終わっている.このことから,開花は当日の高温を回避するために早まると考え,最高気温と関係のある気象要因(開花3日前までの最高気温、最低気温、平均気温、気温上昇速度、日射量など)と開花時刻の関係を重回帰分析(ステップワイズ法による共変量の絞り込み)を行った結果,開花3日前の平均気温,開花当日の気温上昇開始から1時間の気温上昇,気温上昇開始から2時間後の気温でもっとも高い調整寄与率( R2=0.567)の重回帰式を得た.IR64では雨季と乾季で開花時刻の違いがみられなかったが, LLANERO501のように雨季では1時間以上開花時刻が遅くなる品種もあり,雨季と乾季の開花の違いに品種間差異が認められた.当初計画したアフリカ・セネガルでの実験を中止したが,開花時刻関連の実験についてはフィリピン中部とミャンマー東部において,雨季を含めて実施することでおおむね当初予定したデータを蓄積することができた.また,高温耐性に関する実験についてはインド南西部,フィリピン北部において代替地を準備し,2015年度より作付けを開始した.このことからおおむね順調に進展していると判断した.水稲の高温不稔が発生しやすい中国長江の中流域において,2014年および2015年に中国のイネのコアコレクションより,葯の裂開,群落の構造に関する変異を広くカバーする12品種を群落状態で栽培し,高温による不稔の発生と受粉の動態に関するデータを収集し,解析を行った.2015年は気温が十分に上昇しなかった.2014年には8月上中旬に最高気温36°Cに達し,不稔率は,開花中の品種の平均値で32%,最大値で64%に達した.この年の日々の不稔の発生率の変化は,開花期間の最高気温でよく表されたが,受粉動態との関連は認められなかった.一方,不稔発生率の品種間差異は,柱頭上で発芽した花粉が5粒未満の穎花の割合でよく説明された.これらの結果から,圃場における高温不稔の発生は,従来の制御環境下で指摘されてきたような受粉や花粉の発芽の不具合によるものではなく,花粉発芽の後のプロセスに現れる不具合によるものであると考えられた.しかし,安定した受粉や花粉発芽が高温不稔耐性に貢献することは確認された.両年とも,柱頭上での発芽花粉が5粒未満の穎花の割合の日々の変化は,風速によりよく説明でき,気温との関係は明らかでなかった.2014年については,発芽花粉が5粒未満の穎花の割合の品種間差異の分散の72%が群落内の穂の深さと葯基部の裂開により説明できた.また,期間中に出穂した穂の不稔率の分散の55%が,穂の深さ,葯基部の裂開,開花期間3日間の最高気温の平均値で説明できた.これらの結果から,深い穂や,葯基部の大きな裂開は,受粉・柱頭上の花粉発芽の安定を通じて高温条件での稔実に貢献していることが示された.2015年のデータの詳細な解析は現在進行中である.さらに,制御環境下で開花させたBILsおよびCSSLsのイネの高温不稔耐性,葯の裂開特性についてQTL解析を行い,いくつかのQTLを同定した.中国では2ヵ年にわたり現地コアコレクションを用いた栽培試験を実施でき,解析が進みつつある.

ミャンマーでは,2014ー2015年乾期作に準備した現地品種の種子の純度が低く,質の高い十分なデータを蓄積することができなかったが,2015ー2016年乾期作については,十分な純度の種子を入手し,順調に準備が進んでいる.以上のことからおおむね順調に進展していると判断した.中国湖北省では,2014年,2015年に引き続き,中国のイネのコアコレクションより,葯の裂開,群落の構造に関する変異を広くカバーする12品種を群落状態で栽培し,高温による不稔の発生と受粉の動態に関するデータを収集した.さらに,同様の実験圃場をネピドー(ミャンマー),カガヤン(フィリピン),ネロール(インド)に設け,1年の内最も暑い時期に花が咲くように乾季に栽培を行い,気象条件,イネの葯の裂開状況,受粉,稔実の調査を開始した.湖北省の実験では,イネの受粉の安定性は,開花時の花の高さ,開花時の穂の傾き,葯基部の裂開の長さ,といった品種の特性と,開花時の風速により良く表された.また,柱頭上の発芽花粉数は受粉数でよく表された.しかし,稔実率と受粉の安定性の品種間差異の間の相関関係は明確でなく,高温条件化において受精に必要な花粉の数には品種間差異があることが示唆された.さらに圃場における花粉の動態を説明するためのモデル実験をポット栽培したイネを用いて行った.屋外条件でポット栽培した開花期のイネを40°傾け,穂(稲体)の傾きの方向と受粉の安定性との関係を調べた.穂が風下に傾いている場合に柱頭に受粉される花粉の数が減り,受粉がより不安定であった.このことから,穂が傾くことでイネの受粉が不安定になるのは,葯と柱頭の位置関係が直立している状態に比べて不利となるためであり,柱頭から見て風下に葯が位置することが,より受粉を不安定にすると考えられた.風が弱いときに傾きの影響が強くなる傾向が認められた.中国では2015年度に引き続き圃場における受粉と高温不稔の発生に関するデータを収集することができており,さらに,同様の実験をミャンマー,フィリピン,インドに拡張しつつあるため.中国湖北省では,2014年2016年に引き続き,中国のイネのコアコレクションより,葯の裂開,群落の構造に関する変異を広くカバーする12品種を群落状態で栽培し,高温による不稔の発生と受粉の動態に関するデータを収集した.また,2016年に続き,同様の実験圃場をネピドー(ミャンマー),カガヤン(フィリピン),ネロール(インド)に設け,1年の内最も暑い時期に花が咲くように乾季に栽培を行い,気象条件,イネの葯の裂開状況,受粉,稔実の調査を継続した.インド・ネロールでの実験では,調査期間中の品種や日によるイネの受粉の安定性の違いはは,開花時の花の高さ(P<0.0001),開花時の花の深さ(P<0.0001),葯基部の裂開の長さ(P<0.05),葯の基部の不裂開率(P<0.0001)といった品種の特性と,日最高気温(P<0.0001)を独立変数とする重回帰により良く説明された(R2=0.493).イネの受精には510粒の花粉の発芽が必要とされているが,柱頭上で5粒以上発芽している花の割合の品種間,日間の違いは,柱頭に10粒付着した花の割合でよく説明できた(R2 = 0.706).稔実率と受粉の安定性の品種間差異の間の相関関係は明確な品種間差異が認められ,高温条件化において受精に必要な花粉の数には10粒程度,25粒程度,不稔の発生と発芽花粉に相関が認められないなど品種間差異があることが示唆された.昨年度のポットを用いたモデル実験により,孤立個体では穂が風下に傾いている場合に柱頭に受粉される花粉の数が減り,受粉がより不安定となることが確認された.本年度は,さらにポットを群落条件において,穂の傾きと受粉の安定性との関係を確認したところ,群落条件でも穂の傾きが受粉を不安定にすることが確認された.中国,インド,フィリピン,ミャンマーにおいて,最も暑い時期に開花するように12以上の現地イネ品種を栽培し,高温不稔発生・高温耐性の仕組みと,高温不稔耐性形質と不稔発生との関係を調べた.
偏微分方程式の解の接続と一意性に関する研究

本研究の目的は偏微分方程式の解の接続と意性に対して,ポテンシャル論的手法を用いた解析を行うことである.以下の研究成果を得た.1.熱方程式の解の持つ平均値の性質が熱球を特徴付けることを2001年にProc. Amer. Math. Soc.に発表したが,それを一般化した形で環状領域の特徴付けを行いその結果を数理解析研究所の講究録に発表した.これらの結果を踏まえて,平均値の性質を満たす密度関数の存在する領域についての考察を始めた.特にディリクレ正則性との関係や有界な密度を持つ領域,下限が正の密度を持つ領域についての若干の結果を得,それらを発展させることは今後の具体的な課題となった.2.容量を使った調和関数の一意接続に関する特徴付けを行った.2次元の場合は複素関数論によって完全に特徴付けられたが,3次元以上の場合はまだ課題も多い.3.熱方程式のディリクレ境界値問題において,境界値として多項式を与えたときに,多項式の解を持つ領域はどんなものかについて考察した.特に,境界が多項式の零点集合で与えられているとき,多項式の次数が3以下の場合についての結果をBull. Aichi Inst. Tech.に発表するとともに,次数が4以上の場合にはエルミート多項式の零点に関する性質がこの問題と関わっていることを示した.4.α次の放物型作用素の解の一意性の問題と関連して,この解の作るベルグマン空間の要素が持つホイヘンス性や双対空間の構造についての研究を始めた.まだ基礎的段階であるが,α=1/2のときはラプラス方程式が,α=1の時は熱方程式が対応しており,それらを統一的にとり扱うことが可能と思われる.本研究の目的は偏微分方程式の解の接続と意性に対して,ポテンシャル論的手法を用いた解析を行うことである.以下の研究成果を得た.1.熱方程式の解の持つ平均値の性質が熱球を特徴付けることを2001年にProc. Amer. Math. Soc.に発表したが,それを一般化した形で環状領域の特徴付けを行いその結果を数理解析研究所の講究録に発表した.これらの結果を踏まえて,平均値の性質を満たす密度関数の存在する領域についての考察を始めた.特にディリクレ正則性との関係や有界な密度を持つ領域,下限が正の密度を持つ領域についての若干の結果を得,それらを発展させることは今後の具体的な課題となった.2.容量を使った調和関数の一意接続に関する特徴付けを行った.2次元の場合は複素関数論によって完全に特徴付けられたが,3次元以上の場合はまだ課題も多い.3.熱方程式のディリクレ境界値問題において,境界値として多項式を与えたときに,多項式の解を持つ領域はどんなものかについて考察した.特に,境界が多項式の零点集合で与えられているとき,多項式の次数が3以下の場合についての結果をBull. Aichi Inst. Tech.に発表するとともに,次数が4以上の場合にはエルミート多項式の零点に関する性質がこの問題と関わっていることを示した.4.α次の放物型作用素の解の一意性の問題と関連して,この解の作るベルグマン空間の要素が持つホイヘンス性や双対空間の構造についての研究を始めた.まだ基礎的段階であるが,α=1/2のときはラプラス方程式が,α=1の時は熱方程式が対応しており,それらを統一的にとり扱うことが可能と思われる.本研究の目的は偏微分方程式の解の接続と一意性の問題に対して,ポテンシャル論的手法からの解析を行うことである.旅費を使っての研究連絡および分担者との勉強会(購入文献の購読など)を通して以下の研究成果を得た.1.熱方程式の解の持つ平均値の性質が熱球や帯領域を特徴付けることに関する結果を前年までに得ていたが,これらをより一般のした形で円柱領域や環状領域の特徴付けを行った.この結果は11月28日から30日に京都産業大学で行われたポテンシャル論シンポジウムで講演発表した.2.領域で定義された調和関数が勾配とともに容量正の集合上で零になれば,その領域全体に調和接続でき,結果的には恒等的に零になる事実を証明した.この結果を8月26日から31日にルーマニアのブラショフで行われた複素解析の国際研究集会(The 9th Roumanian-Funnish Seminar)で発表した.なお,会議出席のために外国旅費を使用した.3.ディリクレ境界値問題の境界値に多項式を与えたときに,いつ解がまた多項式として得られるか?,あるいは,いつ解は外部にまで拡張できるか?についての研究を始めた.特に,1次元の熱方程式について,境界が多項式の零点で与えられているとき,その境界を定める多項式の次数に応じて,多項式の解の存在と一意性および非存在についてのいくつかの結果を得た.本研究の目的は偏微分方程式の解の接続と一意性に対して,ポテンシャル論的手法を用いた解析を行うことである.以下の研究成果を得た.1.熱方程式の解の持つ平均値の性質が熱球を特徴付けることを2001年にProc. Amer. Math. Soc.に発表したが,それを一般化した形で環状領域の特徴付けを行いその結果を数理解析研究所の講究録に発表した.これらの結果を踏まえて,平均値の性質を満たす密度関数の存在する領域についての考察を始めた.特にディリクレ正則性との関係や有界な密度を持つ領域,下限が正の密度を持つ領域についての若干の結果を得,それらを発展させることは今後の具体的な課題となった.2.容量を使った調和関数の一意接続に関する特徴付けを行った.

2次元の場合は複素関数論によって完全に特徴付けられたが,3次元以上の場合はまだ課題も多い.3.熱方程式のディリクレ境界値問題において,境界値として多項式を与えたときに,多項式の解を持つ領域はどんなものかについて考察した.特に,境界が多項式の零点集合で与えられているとき,多項式の次数が3以下の場合についての結果をBull. Aichi Inst. Tech.に発表するとともに,次数が4以上の場合にはエルミート多項式の零点に関する性質がこの問題と関わっていることを示した.4.α次の放物型作用素の解の一意性の問題と関連して,この解の作るベルグマン空間の要素が持つホイヘンス性や双対空間の構造についての研究を始めた.まだ基礎的段階であるが,α=1/2のときはラプラス方程式が,α=1の時は熱方程式が対応しており,それらを統一的にとり扱うことが可能と思われる.
脊椎動物視細胞から放出される伝達物質の検索

脊椎動物網膜に入射した光は視細胞の視物質にとらえられ、数段階の化学反応を介して視細胞に過分極性の光応答を引き起こす。現在、視細胞は二次ニュ-ロンに対して暗時に伝達物質を放出し、明時(光応答時)にその放出を停止すると考えられている。視細胞の伝達物質としてグルタミン酸またはアスパラギン酸が挙げられているが、その何れが真の伝達物質であるのかまだ明らかでない。本研究は、網膜から視細胞を単離した後灌流し、灌流液中に放出された物質を高速液体クロマトグラフィ-によって直接分析し、上記伝達物質放出機構の真否を検討し、さらに、両アミノ酸の何れが真の伝達物質であるのかを明らかにすることを目的とした。昭和63年度は先ず、1.見かけ上健全な神経終末を保持している視細胞の単離方法について検討するとともに、2.視細胞から放出されるアミノ酸を回収・分析するためのセルの作成、3.灌流液内のアミノ酸の分析方法の検討を行い、高速液体クロマトグラフィ-による灌流液中のアミノ酸の分析を可能にするための条件を探索した。平成元年度はこのような実験条件のもとで、1.アミノ酸放出に対する光の作用、2.光照射終了時にみられたアミノ酸放出、3.いわゆる“Chemical depolarization"によるアミノ酸放出の特徴について、4.脱分極由来のアミノ酸放出におけるカルシウムの要求性などについて検討した。研究の結果、視細胞の脱分極にともなって、アミノ酸が放出される、つまり過分極すればアミノ酸の放出が停止することが示唆された。しかしこのようなアミノ酸放出は、アスパラギン酸やグルタミン酸に特異的な現象ではなく、測定したすべての酸性アミノ酸に共通して認められる現象であった。以上の結果から、本研究によって視細胞から放出される伝達物質を特定することはできなかったが、単に一種類のアミノ酸に注目してこれが視細胞から放出されることから、それが伝達物質として作用していると結論する事は危険であることが示された。本年度は、健全な視細胞を多数、高い確率で単離できる条件を探すことを目的とした。実験動物としてコイを使用し、暗赤色光照射下、眼盃標本を作成し、メンブランフィルター上に、視細胞層が上になるように網膜を単離した。大量のリンゲル液中でしばらく放置してのち、同液中で網膜を軽く振盪してガラス体をできるだけ除いた。このような網膜を予め、12mlのリンゲル液を満たした小さなシャーレに移し、鋭利なピンセットを用いて、静かに何度も引き裂いた。一例を挙げれば、コイ3匹より、10^7個の視細胞が単離され、うち67%が軸索を有し、そのうちの11%(全体の7%)の細胞に、終末様ふくらみを確認できた。終末様の構造を有する細胞は7×10^5個と計算される。動物材料としてコイを使用したのは、この動物を使用すると軸索を有する標本が得易かったからである。カエルでは同様の操作によっても、軸索を有する視細胞が得られることは極めて希であった。効率良く健全な視細胞を得るには、リンゲル液中に11.5mgのウシ血清アルブミンを加える必要があった。特製のセルに装着したガラスフィルター上に、上記のようにして得られた視細胞を保持し、リンゲル液で灌流し、その液に含まれているアミノ酸を高速液体クロマトグラフにより分析した。灌流液には殆ど全てのアミノ酸が含まれており、中でもタウリンは他の5ー10倍量存在したが何れのアミノ酸も時間経過に伴って灌流液中の含量は低下した。

現在のところ、光の点滅に同期して灌流液に放出されるパターンの変化するアミノ酸について、再現性のあるデータを得るに至っていない。現状ではまだガラス体が完全には除けていないのでガラスフィルターが目づまりし、視細胞をフィルター上に保持し軽く洗滌するのに約1時間を要している。この間に細胞内アミノ酸が流失している可能性も高い。そこで、迅速に灌流にとりかかることができるよう、方法を検討中である。昨年度の成果に基づき、膨らんだ視細胞神経終末を有している単離視細胞を任意の溶液で灌流することが可能になったので、視細胞から放出されるアミノ酸を分析した。その結果以下のことが明らかになった。1.暗時においては、ほとんどすべてのアミノ酸が検出されること、つまり、実験に用いた標本では、暗時における特異的アミノ酸の放出は観察されなかった。2.さらにその放出は光による影響を殆ど受けなかった。視細胞を低カルシウム処理やホスホジエステラ-ゼ阻害剤で処理すると脱分極することが知られているが、このような条件下では伝達物質の放出も盛んであると予想される。従って、この条件のもとで光照射すれば伝達物質の放出量の変化を観察できるのではないかと考えた。しかし、分析の結果光の効果は観察できなかった。3.化学物質や外液のイオン組成を変えることによって視細胞を脱分極させるとアミノ酸の放出量が著名に増加すること。この増加もある特定のアミノ酸にみられるのではなく、分析した酸性アミノ酸すべてに共通して観察された。4.脱分極にともなうアミノ酸放出量の増加にはカルシウムイオンは関与せず、カルシウムを加えずに、逆にコバルトを添加した際にも脱分極によってアミノ酸の放出量は増加した。以上の結果から、1.視細胞神経終末から放出される伝達物質は一種類ではなく、多種類のアミノ酸が同時に放出され、二次ニュ-ロン側に特定の受容体が存在することによって伝達が可能になっている可能性、2.本実験で使用した単離視細胞標本には真の神経終末が含まれておらず、伝達物質の放出が行なわれていない可能性、3.伝達物質の放出を行なっている視細胞の全体に対する比率が小さいため、放出は行なわれているものの、ノイズの中に埋もれてしまい検出が難しい可能性、等が考えられる。何れの可能性が高いのかは、本実験では明らかでなく、視細胞の伝達物質を特定するためには更に詳細な注意深い研究が必要であるといえる。
分担者・浦山及び研究代表者らは、独自の網羅的RNAウイルス検出技術FLDS法(fragmented and loop primer ligated dsRNA sequencing)を確立し、初めて実用レベルで非顕在感染を含む『不特定の(非レトロ)RNAウイルス』を一挙に検出することを可能にした(Urayama et al. 2016 & 2018)。本手法は、RNAウイルス感染の指標とし知られている"dsRNA" (dsRNAウイルスのゲノム・ssRNAウイルスの複製中間体)を高純度に精製・断片化し、末端からの逆転写により得た完全長cDNAを次世代シーケンサーで解読するものであり、既存のシーケンスに基づくRNAウイルス検出法よりも、遙かに網羅性や効率で上回る。本研究では、RNAウイルスゲノムの網羅的検出法の多様な試料への最適化、病原ウイルスの自然環境での動態解明、環境ウイルスゲノムを使った新しい生物制御技術の開発に挑む。本研究初年度である平成30年度においては、これまで真菌、海洋環境微生物群集や昆虫組織に留まっていた適用範囲を、研究協力者らと連携し、植物組織、動物組織、糞便試料、海洋性プランクトン等、できる限り多様な試料へFLDS法を適用し、RNAウイルスゲノム探索を実施した。更に高等動物組織に対し、FLDS法の最適化を試みた。一連の研究の結果、これまでに試験したほぼ全ての試料からRNAウイルス由来のゲノム配列を回収することが出来、また、高等動物に由来する試料についてはdsRNA精製後にrRNAを追加で除去する過程を追加することにより、dsRNA由来配列の回収効率を上げることが確認された。概要に記した通り、平成30年度においては、研究協力者らと連携し、植物組織、動物組織、糞便試料、海洋性プランクトン等の多様な生物試料へFLDS法を適用し、RNAウイルスゲノムの探索を行った。更に、既にシーケンスデータ中のrRNA由来配列の過剰な混入が明らかとなっていた高等動物組織由来の試料に対する適用の最適化を実施した。これまでに試験したほぼ全ての試料からRNAウイルス由来のゲノム配列を回収することが出来、特に糞便試料については、ヒト、野生動物等、由来生物を問わず、試みた全ての試料からRNAウイルス由来の配列の検出に成功した。現在、試行したそれぞれの試料について、研究協力者と共に論文執筆を進めている。また、高等動物に由来する試料についてはdsRNA精製後にrRNAを追加で除去する過程を追加することにより、dsRNA由来配列の回収効率を上げることが出来ることが明らかとなった。高等動物組織についても、試料により検出出来ないことはあるものの、RNAウイルス探索に十分に利用できることが明らかになりつつある。一方、これまで多様性解析が十分に行われてこなかったRNAウイルスにおいては、公共データベース上のデータが乏しく、独自のデータベース構築が必要である。平成30年度において、既存のデータベースを統合した解析を実施している海外の研究グループとデータ整理、データベース構築において協力関係を結ぶことで合意した。今後、海外のグループとの連携によってデータベース構築を進める。令和元年度においては平成30年度に引き続き、研究協力者の支援を受けつつ、植物組織、動物組織、糞便試料、海洋や陸域由来の環境微生物群集等、できる限りFLDS法の適用対象を拡大し、RNAウイルスゲノム解析を進め、また、海外グループとの連携を通し、当初最終年度の主要課題としてきたRNAウイルスデータベースの構築について前倒しで取り組み、最終年度での完成に繋げる。その他、「機能遺伝子としての未知RNAウイルス配列のリソース化」を開始する。これまでの研究により、本研究開始当初より、技術的課題が明らかとなっていた高等動物組織に対する解析手法の改善について大凡の道筋をつけることが出来た。本年度は、適用対象を拡大するだけでなく、高等動物に対しては、組織毎の最適化の可能性について検証を進める。また、研究協力者とも協同で、これまでに実施したRNAウイルス(メタ)ゲノム解析から得られたデータの論文執筆、公表を進める。更に次年度においては「機能遺伝子としての未知RNAウイルス配列のリソース化」も開始する。特に次年度は、RNAウイルス遺伝子からの機能スクリーニングシステムのパン酵母をホストとした試験系の構築と、温度、紫外線、飢餓等に対するストレス耐性付与遺伝子の単離を試みる。
一連の研究の結果、これまでに試験したほぼ全ての試料からRNAウイルス由来のゲノム配列を回収することが出来、また、高等動物に由来する試料についてはdsRNA精製後にrRNAを追加で除去する過程を追加することにより、dsRNA由来配列の回収効率を上げることが確認された。概要に記した通り、平成30年度においては、研究協力者らと連携し、植物組織、動物組織、糞便試料、海洋性プランクトン等の多様な生物試料へFLDS法を適用し、RNAウイルスゲノムの探索を行った。更に、既にシーケンスデータ中のrRNA由来配列の過剰な混入が明らかとなっていた高等動物組織由来の試料に対する適用の最適化を実施した。これまでに試験したほぼ全ての試料からRNAウイルス由来のゲノム配列を回収することが出来、特に糞便試料については、ヒト、野生動物等、由来生物を問わず、試みた全ての試料からRNAウイルス由来の配列の検出に成功した。現在、試行したそれぞれの試料について、研究協力者と共に論文執筆を進めている。また、高等動物に由来する試料についてはdsRNA精製後にrRNAを追加で除去する過程を追加することにより、dsRNA由来配列の回収効率を上げることが出来ることが明らかとなった。高等動物組織についても、試料により検出出来ないことはあるものの、RNAウイルス探索に十分に利用できることが明らかになりつつある。一方、これまで多様性解析が十分に行われてこなかったRNAウイルスにおいては、公共データベース上のデータが乏しく、独自のデータベース構築が必要である。平成30年度において、既存のデータベースを統合した解析を実施している海外の研究グループとデータ整理、データベース構築において協力関係を結ぶことで合意した。今後、海外のグループとの連携によってデータベース構築を進める。令和元年度においては平成30年度に引き続き、研究協力者の支援を受けつつ、植物組織、動物組織、糞便試料、海洋や陸域由来の環境微生物群集等、できる限りFLDS法の適用対象を拡大し、RNAウイルスゲノム解析を進め、また、海外グループとの連携を通し、当初最終年度の主要課題としてきたRNAウイルスデータベースの構築について前倒しで取り組み、最終年度での完成に繋げる。その他、「機能遺伝子としての未知RNAウイルス配列のリソース化」を開始する。これまでの研究により、本研究開始当初より、技術的課題が明らかとなっていた高等動物組織に対する解析手法の改善について大凡の道筋をつけることが出来た。本年度は、適用対象を拡大するだけでなく、高等動物に対しては、組織毎の最適化の可能性について検証を進める。また、研究協力者とも協同で、これまでに実施したRNAウイルス(メタ)ゲノム解析から得られたデータの論文執筆、公表を進める。更に次年度においては「機能遺伝子としての未知RNAウイルス配列のリソース化」も開始する。
トラス構造の熱変形による高精度形状制御

主構造に固定された細長いトラス構造に対して,人工的な熱変形による高精度ポインティング制御を実施した.具体的には,トラスの下端(固定側)の部材に熱を加えることで,長さを制御し,トラス向きの制御を制御した.トラス部材のジョイントを弾性ヒンジとすることで,ガタを無くしヒステリシスを小さくした.4mスケールのトラスに対して,制御機構を実装し,50秒角以上の可動域を1秒角RMSでの制御精度を実現した."使える技術"として,トラス構造の高精度形状制御システム構築を行うことが本研究の目的である.本年度は,1.9メートルののトラス構造を対象に,トラス下端に対する上端の位置制御を行った.トラスの各部材にヒーターを取り付け,ヒーターの出力制御によって各部材の熱膨張を制御した.構造物の軌道上での形状変化として,熱変形といった周期外乱を想定し,モデル予測制御を用いて形状制御を試み,数ミクロンメートルのオーダーで形状制御が可能であることを確かめた.ただし,可動域の拡大を試みたところ,熱応力による部材の損傷が確認され,弾性ヒンジの適切な設計開発が重要であることが判明した.本研究では,人工的な部材の熱膨張をアクチュエータとして利用し,摺動部がない高い信頼性を有するシステムとしている.一方で,モデル予測制御を用いるためには,このアクチュエータを含めたシステム同定精度が重要である.部材内部の予期せぬ温度ムラは,制御精度を著しく悪化させることが判明したため,部材の温度一様性の改善を試みた.具体的にはヒートパイプを部材として採用し,従来のアルミパイプを用いた場合と比較して,温度一様性が改善されることを確かめた(温度ムラが,10%→4%へ低減).更に,軌道上での変位計測を想定し,対象構造システムに固定できる内界センサを開発した.レザー光源とPositionig Sensing Deviceを用いたシステム構成である.各種条件下での精度評価を行い,10mの測定距離において,計測誤差の標準偏差が10ミクロンメートル以下であることを確かめた.次年度以降は,高精度構造制御システムの実現を目指し,上述の個別技術を統合する.トラス構造の高精度形状制御システムの実現に向け,真空環境下での熱膨張アクチュエータの性能向上に向けたハードウェア改良及び軌道上における性能のフィージビリティスタディを実施した.まず,熱膨張アクチュエータについては,昨年度までは部材内温度の一様性向上を目指して,ヒートパイプを利用していた.本年度は,真空環境下での放熱性能の向上のために,ラジエータを付与した.一方で,このラジエーション機能は,放熱時には有効であるが,加熱時にはむしろ逆効果である.そのため,加熱時の応答速度維持のために,ラジエーション部とまでの熱コンダクタンスを可変とする可変コンダクタンスヒートパイプの利用を行った.その結果,系全体に与える熱量が一定でも,コンダクタンスを変えることで,1040%程度の温度上昇量の改善が実現できることが確かめられた.一方で,放熱に関しては,ヒートパイプの潜熱の影響が大きいことが判明し,次年度以降の改善課題となった.次に,軌道上における性能のフィージビリティスタディについては,可動域,必要電力,応答速度の3つの観点での評価を行った.軌道上での高温・低温ワーストの条件下で,当初想定である10m規模のトラス構造先端での1mmの可動域に対して,数十ワットの電力で実現できる見通しを得た.さらに,応答速度に関しては,ヒートパイプではないアルミ合金製の熱膨張アクチュエータであれば,適切に基準温度を設定することで,軌道周期に対して,5%以下の十分短い時間での応答が可能である見通しを得た.真空環境下での性能評価について,解析予測及び要素試験の実施を行い,当初予定通りの成果を得ている.トラス構造を含めた制御システム全体の性能評価に向けた準備は,想定よりも早く進めることができており,次年度には円滑に評価を行えると予測している.一方で,真空チャンバーを用いた試験は,各種調整がうまくいかず,次年度へ持ち越した.トラス構造の熱変形による高精度形状制御を実施した.制御はトラス下端に配置した制御機構による.制御機構の構造としては,スチュワートプラットフォームをベースとした.通常,球ジョイントやユニバーサルジョイントによる関節部を弾性ヒンジとし,摺動部を廃した.これによりガタが無くなり高精度な制御精度の実現が狙える.ただし,大きな可動域を塑性に至ること無く実現する事が課題となる.可動域と発生応力を評価指標とした弾性ヒンジを含めた制御機構の構造設計を行った.4mスケールの伸展トラスに対して,上記の制御機構を適用し,大気中での形状制御性能の実証を試みた.制御におけるセンサは,軌道上での利用を念頭に,外界センサでは無く,トラス構造体そのものに固定できる高精度変位計測装置を適用した.制御機構のトラス部材をヒーターによる熱膨張制御を行うことで,トラス構造のポインティング制御した.4mスケールの伸展トラスのポインティングを50秒角以上の可動域を実現し,解析予測値と十分な精度で整合する実験結果を得た.応答速度としては,3分間@50秒角より速い応答速度を実現した.加えて追従性の評価を行い,ポインティングを1秒角RMSの精度を実現することができた.さらに熱真空環境下での熱光学特性を評価し,数学モデルとの比較を行い,熱真空環境下での温度維持のための電力や応答速度がフィージブルであることが確かめられた.

また,弾性ヒンジ部およびトラス部材の接触部の熱伝導特性が不定性が高く,これらの詳細なモデル化が今後の課題であることが判明した.主構造に固定された細長いトラス構造に対して,人工的な熱変形による高精度ポインティング制御を実施した.具体的には,トラスの下端(固定側)の部材に熱を加えることで,長さを制御し,トラス向きの制御を制御した.トラス部材のジョイントを弾性ヒンジとすることで,ガタを無くしヒステリシスを小さくした.4mスケールのトラスに対して,制御機構を実装し,50秒角以上の可動域を1秒角RMSでの制御精度を実現した.研究遂行に対して見通しが明るかった構造及び制御系の研究については,順調に進捗している.一方で,今回,申請者にとって新たな学術分野であった熱制御に関する研究課題においては,申請者の所属する宇宙科学研究所における熱システムのエンジニアの助言を得ることができ,円滑な研究遂行が実現できたためだと考えられる.要素技術として開発していたシステムを全系くみ上げ,全体としてのシステム性能を評価する.一方で,昨年度からの持ち越しである真空環境下での性能試験は,チャンバーによる評価を前提としつつも,困難であれば,断熱及びチラーによる強制冷却などの模擬環境を適切に設定することで,当初の予定通りの性能評価を行える方策も視野に入れる.宇宙構造物次年度は真空環境下での性能評価を計画していたが,本年度新たに明らかになった可動域の拡大に向けた弾性ヒンジの適切な設計開発を優先的に行い,真空環境下での性能評価は,部材レベルでの断熱環境での性能評価によって実施することも視野に入れる.当初予定していた真空槽試験を次年度に繰り越したため,治具製作費も次年度繰越となった.実験機器製造費が下がったことと,学会発表及び研究動向調査の出張旅費が想定よりも安価で済んだため.次年度に,治具製作のために利用する予定である.本年度新たに判明した課題に対する実験機器の改良費として使用する予定である.
標的移動に追従する物理フィルターを使用した強度変調治療放射線治療

我々の考案したタングステン粒によるIMRT照射野一体形成法およびこれを利用した呼吸追従照射装置について、従来法と比較した利点を解明し、呼吸追従IMRTを実用化することを目的とする。固体フィルターを電動アクチュエータでXY方向に移動する装置を作成した。駆動試験では、4D-CTから求めた呼吸移動に同期して駆動データ作成、駆動まで順調に動作し、正しく動作することを確認できた。我々の考案したタングステン粒によるIMRT照射野一体形成について、従来法と比較した利点を解明し、呼吸追従IMRTを実用化することを目的とした研究を実施した。固体IMRTフィルタの作製法の確立:発泡スチロールにコンピュータコントロール掘削機で任意形状の穴をあけるシステムの動作を確認した。小タングステン球(2mm)を詰め、アクリル板で挟む装置を作成した。発泡スチロールはX線吸収がないので小タングステン球部分が減衰フィルタとなる。IMRT照射野フィルタは、治療装置のアダプターと同寸法であり、現行の治療システムに取り付けられる。治療計画装置と3次元掘削器は、現在保有しているものを使用し、良好な連携動作を確認した。シミュレーション:EGS4およびBEAMnrcモンテカルロシミュレーションシステムを使用して、開発した照射法による線量分布を求め、従来法と比較検討した。その結果はよく一致した。またビームハードニング減少についても確認したが、影響は少なかった。ファントム作製:呼吸移動を模擬できる移動台およびファントムを作製した。移動台はリニアーモータを用い、コントローラにより任意の周期で移動できる。移動範囲は4cm程度2秒周期程度が可能なものとした。またプログラムにより移動パターンも任意に変更できるものである。設定と実際の動きを比較し、追従性を確認した。2次元線量分布測定;線量分布はEDR2測定用フィルムにより求めた。照射後フィルムをスキャナで計測し、線量計等での測定結果と対比し、線量分布を得た。腫瘍の形に線量分布を一致させる強度変調治療(IMRT)は、前立腺や頭頚部腫瘍などで高い治療効果と周辺臓器への障害を防止する上で非常に有効である。しかし、肝臓や肺などの呼吸移動のある臓器では実施困難が指摘されている。すなわち、マルチリーフIMRTでは、ビーム内の線量パターンをリーフ移動により実現しているため、サブフィールドの照射中、あるいはリーフ移動中の短い時間にも呼吸による標的体積の移動があり、想定した線量パターンが実現できないおそれがある。マルチリーフを使わず、物理的固体フィルタにより照射野強度パターンを一度に作れば、照射時間が短縮され、標的体積内ビーム強度は平均化され治療計画で想定した線量が投与できる。さらに、4次元CTで撮像し、腫瘍の動きを解析して呼吸に同期して固体フィルタを移動することで呼吸追従照射が可能となり線量分布を改善できる。我々の考案したタングステン粒によるIMRT照射野一体形成法について、従来法と比較した利点を解明し、呼吸追従IMRTを実用化することを目的とする。研究の個々の要素として、固体IMRTフィルタの作製法の確立、呼吸移動を実現する実験用ファントムを作製し、実用化試験システムを開発、シミュレーションによりDose-Volume Histogram解析をおこない、従来法との比較解析、固体IMRTフィルタ駆動装置の開発、呼吸検出装置の検証と実験などがある。固体フィルタを電動アクチュエータでXY方向に移動する装置を作成し、呼吸移動に同期して移動することを確認した。呼吸同期用ソフトウェアを開発し、評価した。ソフトウェアとハードウェアの整合性を調査、確認した。呼吸同期照射システムを数名に対して試行し、動作状況について確認し、4次元的な腫瘍移動を胸部外輪郭の変化と供に記録し、呼吸同期データとして利用できるものとした。本研究では、呼吸による腫瘍の移動に合わせて固体物理フィルターを動かし照射する腫瘍追従照射を目的としている。腫瘍を常に捕捉するために,物理フィルターが腫瘍に追従するようガントリーに取り付ける駆動装置(XYステージ)と制御ソフトウェアの開発をした。肺腫瘍において4次元CT画像より、腫瘍の動きを検出し、規定されたシーケンスで駆動装置コントローラに動きを転送する部分を開発した。呼吸による、胸郭の動きを検出するために、赤外線カメラ技術を用いて、リアルタイムに生体の位置情報を把握するものとした。呼吸追従装置の駆動部分の性能評価を行なった。4次元的な腫瘍移動を胸部外輪郭の変化と供に記録し、呼吸同期データとして利用した。赤外線カメラによって呼吸の動きを検知しながら撮影した肺早期癌のCTから、6相程度の呼吸相に対応して3次元CT画像のセットを得た。専用のソフトウェアを開発し、呼吸追従装置制御部に3次元の座標として各点の情報を入力した。肺腫瘍の動きを再現して、実際の呼吸追従装置動きをビデオ撮影して、追従性について解析ソフトウェアにて測定、評価した。同システムを用いて照射実験をおこなった。実際の照射に即してガントリーの角度などの情報を入力して、呼吸追従装置を2次元的に駆動した順調に稼働した。X線シミュレータを用いた駆動試験では、4D-CTから駆動データ作成、駆動まで順調に、正しく動作することを確認できた。
セキュリティ・センサあるいは警備員の最適配置に関する研究

社会システム工学の重要な一分野であるセキュリティ工学分野にシステム工学的あるいは数理工学的な接近法の導入をはかり、いわば「セキュリティ・システム工学」ともいうべき応用分野を確立することを目標として、本研究ではセンサあるいは警備員の、より現実的な条件を加味した適用範囲の広い最適配置問題の構築と、高速かつ複雑なシステムに適用可能な解法アルゴリズムの追求を目的としている。研究実施第3年度である本年度は初年度及び第2年度に引き続き、セキュリティ・センサあるいは警備員の最適配置に直接関連する「多重カットセット」を与えられたグラフから求めるための全く原理の異なる新しいアルゴリズム、特に組み合わせ最適化法の一つであるタブサーチ法の調査とその適用可能性に焦点を合わせて研究を進めた。1980年代にGloverによって考案されたタブサーチ法は確定論的なメタヒューリステイックな手法である。タブサーチ法は、適用するに当たって決定しなければならないパラメータの数は少なく、解を得るための反復回数も少なくてすみ、数学的証明は未だなされていないが、最適に近い良い解を簡単に発見できる手法として注目されている。まず、「多重カットセット」問題に適用する前段階として、最適レギュレータ問題に本夕ブサーチ法の適用を試みたところ、非常に簡単な手続きによってよい解を求めうろことを確認した。ただし、問題の次元が大きいとかなりの計算時間が必要となり、この点への対処が重要であることが明らかとなった。本格的な「多重力ットセット」問題への適用は今後の研究の課題として残された。研究実施初年度である本年度は、セキュリティ・センサあるいは警備員の最適配置に直接関連する「多重カットセット」を与えられたグラフから求めるための全く原理の異なる新しいアルゴリズムの開発に焦点を合わせて研究を進めた。対象となる手法としてニューラルネットワークを用いる手法および遺伝的アルゴリズムの適用について検討を行った結果、まず最初に可能性の高いと思われる遺伝的アルゴリズムの適用について更に深く検討した。その結果「多重カットセット」を求めるアルゴリズムとして遺伝的アルゴリズムを適用することが可能であることが判明し、実際に小規模な例に対して「多重カットセット」を求めることが出来た。ただし、本アルゴリズムはまだ計算の効率は高くなく、従来研究代表者らが開発してきた確定論的アルゴリズムに及ばないが、適用方法の改良、アルゴリズムのチューニングなどを行えば、大規模システムに適用可能なアルゴリズムとなると信ずる。研究実施第2年度である本年度は初年度に引き続き、セキュリティ・センサあるいは警備員の最適配置に直接関連する「多重カットセット」を与えられたグラフから求めるための全く原理の異なる新しいアルゴリズム、特に遺伝的アルゴリズムの開発に焦点を合わせて研究を進めた。まず、遺伝的アルゴリズムを特徴づける遺伝操作は交叉であるという立場から、一般的な問題における交叉の役割について考察し、交叉には形質保存性と多様性とが必要であることを明らかにした。次いで、遺伝的アルゴリズムのの持つ並列化の容易さという点に着目し、対象となる問題の最適化を遺伝的アルゴリズムで行うことと並行して、そこで用いられる交叉を遺伝的アルゴリズムにより改良する新しい方法を提案した。提案した方法では、交叉の改良に遺伝的アルゴリズムを用いることにより交叉には多様性が確保されるので、目標関数として形質保存性のみを考えればよいことになる。また、問題の最適化と並列に交叉の改良のための計算を行うことが出来るため、最適化全体にかかる計算時間が増加しないという特色がある。提案したアルゴリズムをいくつかの「多重カットセット」を求める大規模な例題に適用し、従来からの交叉方法によるアルゴリズムより良い性能を示すことを数値実験により示した。

ただし、問題の次元が大きいとかなりの計算時間が必要となり、この点への対処が重要であることが明らかとなった。本格的な「多重力ットセット」問題への適用は今後の研究の課題として残された。
東南アジア海域における有毒渦鞭毛藻の発生と広域化に関する研究

フィリピン、ヴェトナムなど東南アジアの研究者とのネットワークを構築することができ、共同研究により様々な成果を上げることができた。1.赤潮原因種の発生域広域化東南アジアに発生する赤潮原因種としては、Noctiluca scintillansや麻痺性毒生産種でもあるPyrodinium bahamenseのほか、近年Ceratium furca、Prorocentrum minimum、Cochlodinium polykrikoidesなどいままで見られなかった種が広い海域で発生し、天然魚や養殖魚の斃死も起こっていることがわかった。これらの種は遺伝子的には温帯域で発生している種とほとんど差がなかった。また、人に中毒を引き起こすP. bahamenseによる有毒赤潮と、人には無害な種による赤潮との早期識別が、安全管理上、および沿岸資源管理上重要な課題となってきていた。2.魚貝類を毒化させる微細藻類麻痺性貝毒原因種については、P. bahamenseが広い海域で知られていたが、近年これに加え、Gymnodinium catenatumとAlexandirum minutumなど数種が発見され、これらによる貝類毒化や中毒事件発生も確認された。下痢性貝毒原因種は毒生産をすると思われるDinophysis caudateなど数種のDinophysis属の種が発見されたが、毒の確認には至らなかった。記憶喪失性貝毒原因種についても、ヴェトナムやフィリピン沿岸域で分離した底生珪藻Nitzschia navis-varingicaにドウモイ酸の生産能を認めたほか、同種がアジアに広く分布することを明らかにした。3.今後の研究の方向性各種の毒を簡易に分析できるELISAキットが開発され、生物分析と化学分析を同一研究者が同時に行うようになって、毒生産種の発見が容易になると考えられる。東南アジアに発生している有毒・有害微細藻類に起因する問題について、海外共同研究者と連絡を密にして情報収集を行い、今後の研究材料採集の可能性もあわせて検討した。東南アジアで発生している有毒渦鞭毛藻のうち、最も広い範囲で発生しているPyrodinium Bahamense var.compressumが、従来より発生していた海域に加え、インドネシアのスマトラ島ランプン湾に大量に発生していることが確認でき、生態調査を行うとともに培養株確立に努めた。発生期間はほぼ周年であり、株の確立も容易なことがわかり、研究代表者の福代が現地に赴いて現地研究機関と研究を開始した。また、有害渦鞭毛藻のCochlodiniumがマレーシアで赤潮状態になって発生し、その株をわが国に発生している複数種と比較したところ、わが国に大発生している種とは形態的差異が見られ、形態だけでなく遺伝子解析を行う必要がある判断された。東南アジア各地の海底堆積物中のPyrodiniumのシスト堆積様態比較に関する研究は、まずフィリピン・パラワン島北部のマランパヤサウンドで実施した。同湾の奥部と湾口部において堆積物を採取して堆積速度を鉛同位体を用いて分析したところ、湾奥部では台風等による土砂流流入量が多くて分析が不可能であったが、湾口部では0.75cm/yと判定された。この値は熱帯域では多く見られる値であった。シスト量は現在詳細な解析を行っているが、表層からかなり深部に渡って少量ずつ観測された。南シナ海で発生するPyrodinium bahamenseのシストが沿岸部以外から南シナ海中央部に移送される可能性について、既往文献による調査も行ったが、いままでは中央部では発見されていないことがわかり、同種のシストが移送される歴史は浅い、すなわち南シナ海では発生の歴史が短いことが推定された。

昨年に引き続き、東南アジアに発生している有毒・有害渦鞭毛藻に起因する問題について、情報収集を行うとともに、広域化の時期あるいは機構を探る目的で、マレーシアのサバ州のコタキナバル周辺4ヶ所で海底堆積物の試料採集を行った。平成16年度に東南アジアを含む西太平洋海域では、従来から発生していたPyrodinium bahamenseに加えて、同じ渦鞭毛藻のCochlodinium polykrikoidesが広い海域で発生したことが確認されたため、同種の分類と生態について検討を加えた。その結果、わが国の九州など西日本海域、韓国、中国には10年以上にわたって同種の発生記録があるほか、ここ数年の間にフィリピンおよびマレーシアのサバ州、インドネシアのスマトラ島、さらにインドの西海岸で発生し、その一部海域では魚類斃死現象を引き起こしていることもわかった。この一部の地域から培養株を作成し、形態を比較したが区別はできなかった。しかし、遺伝子塩基配列ではインドネシアの株が、マレーシアや日本のものと異なることがわかり、少なくとも2系統以上のC.polykrikoidesがあることがわかった。有毒底生性渦鞭毛藻のProrocentrumについても、フィリピン,インドネシア、ベトナムで採集されたP.limaをわが国で採集された同種と比較したが、形態と遺伝子塩基配列に大きな差は見られなかった。しかし、ヨーロッパ、あるいはカリブ海の同種とは形態的には区別つかなかったが遺伝子塩基配列が一部異なっており、分化していることが推測された。また、昨年のフィリピンにおける調査に続き、マレーシアのサバ州沿岸域で平成17年2月に海底堆積物を柱状に採取した。現在その中に堆積している有毒渦鞭毛藻のPyrodiniumbahamenseのシストを分析中である。平成16年度に引き続き、東南アジアに発生している有毒・有害渦鞭毛藻に起因する問題について、情報収集を行うとともに、広域化の時期あるいは機構を探る目的で、マレーシアのサバ州のコタキナバル周辺4ヶ所で採取した海底堆積物中のシスト分析、およびフィリピンのパラワン島とサマール島で試料採集を行った。西太平洋海域に発生する麻痺性貝毒原因種は、従来から広い海域で認められていたPyrodinium bahamenseに加えて、渦鞭毛藻のGymnodinium catenatumとAlexandrium minutumやA.tamiyavanichiiなどAlexandrium属の数種が認められた。また、ベトナム沿岸から有毒と報告されているA.leeiの培養株を確立することができた。マレーシアのサバ州沿岸域で、平成17年2月に採集した海底堆積物中の渦鞭毛藻のシストは、ペリディニウム目12種、ゴニオラックス目11種、ギムノディニウム目1種など20種余りが確認されたが、その中に堆積している有毒種Pyrodiniumbahamenseのシストの占める割合は少なく、場所による差はあるものの3.6%から6.0%であった。同海域ではP.bahamenseの赤潮がしばしば報告されているので、同種のシストが少ない原因は、海流による移送など海洋の物理的特性から検討する必要が認められた。なお、同海域の海底泥の堆積速度は毎年約1.5cmとかなり大きく、これもシストが少ない原因の一つと考えられた。