hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チベット高地における超高エネルギー宇宙線の研究

中国と共同で中国チベット自治区羊八井(標高4.300m)に空気シャワー装置を設置し、白鳥座X-3等宇宙天体からの超高エネルギー・ガンマー線源の探索実験を行っている。高エネルギー宇宙線の起源・加速の問題を追求するのが主な目的である。昭和63年度から3カ年にわたる科学研究費補助金等により、65chのシンチレーション検出器からなる空気シャワー観測装置を設置した。65chの内49台(面積0.5m^2)は15m間隔の碁盤目状に配置され、シャワー粒子の到来時間及び粒子数の大きさを高精度で測定できるようになっている。残り16台は面積0.25m^2の検出器でこの周辺に配置してある。装置のシステムをCAMACとTKOで構成しマイコンで制御している。デ-タ-は容量2GBの8mmビデオテープに記録・保存している。窒素ガスレーザー発生装置で疑似光パルスを発生させ、これを検出器に随時送り、装置の稼働状況を常時監視している。この共同研究では日本側は主として観測装置を、中国側は土地、実験室、電源、測定器用架台等を準備し、平成2年1月から観測を行っている。平成3年度は時間の精度を上げるためGPSを導入し衛星による絶対時間の較正ができるようにした。Rb時計と組み合わせて精度は10μ秒/日である。また、気圧、温度、湿度等環境モニターの整備を行った。また、太陽フレアーに伴う宇宙線増加を検出するために45台の検出器にスケーラーを取り付け頻度をモニター出来るようにした。チベットは高地であるため他に比べて太陽中性子の観測には有利であり。データは現在約20Hzの高頻度で取得されている。モンテカルロ計算との詳しい比較から、観測しているシャワーの平均エネルギーは約20TeVで、10TeVまたはそれ以下のシャワーの観測も可能である。また、シャワーの到来方向の角度分解能は約1度である。現在、このエネルギー領域のガンマー線を観測できる装置は我々の装置だけであり、昨年8月ダブリンで開催された宇宙線国際会議でも非常に注目を溶びた。このエネルギー領域はシャワー粒子数が少ないため低い高度にある他の装置では観測が難しく、羊八井での実験はチェレンコフ光によるTeV領域の観測と数100TeV以上のPeV領域の間のデ-タを結ぶ非常に重要な実験と認識されているからである。約1年間のデータを用いて月の宇宙線による遮蔽効果を調べ、約4.2σの減衰を観測した。これにより、装置の角度分解能は初めて直接的に確認されたことにある。月の影を観測出来る装置は世界に他に3つしかなく我々の装置の統計量が最も良い。中性子星を含むX線点源である白鳥座X-3,ヘラクレスX-1及びかに星雲/パルサーからの高エネルギーガンマー線を調べた。昨年12月までのデータの解析からは、これら点源からは高エネルギー宇宙線は観測されていない。これから95%CLでの上限値は約1×10^<-12>/cm^2・秒と求められている。これは非常に厳しい上限値であり、他の実験の追随を許さない。特にかに星雲については1TeV近辺で有限のフラックス値が得られているが、我々の装置でそれが10TeVまでスムースに延びているかどうかを確認するにはあと一年位観測を継続させる必要がある。昨年1月21日の白鳥座X-3で大きな電波バ-ストが観測された。これに伴って超高エネルギーガンマー線の増加が記録されたという報告が米国スーダンG、日本の明野G等からあった。しかし、統計量の良い我々の装置では観測されなかった。米国シカゴ大、ロスアラモスの大型装置でも観測されていない。最近はガンマー線点源はガンマー線を定常的にではなく、バースト的に放出していると考えられている。この意味でもこの装置を常に定常的に稼働させておくことは非常に重要なことである。現在の装置は当初予定の約4分の1であり、厳しい国際競争に勝ち抜くためには早急に有効面積を3x10^4m^2規模に拡大する必要がある。

また、気圧、温度、湿度等環境モニターの整備を行った。また、太陽フレアーに伴う宇宙線増加を検出するために45台の検出器にスケーラーを取り付け頻度をモニター出来るようにした。チベットは高地であるため他に比べて太陽中性子の観測には有利であり。データは現在約20Hzの高頻度で取得されている。モンテカルロ計算との詳しい比較から、観測しているシャワーの平均エネルギーは約20TeVで、10TeVまたはそれ以下のシャワーの観測も可能である。また、シャワーの到来方向の角度分解能は約1度である。現在、このエネルギー領域のガンマー線を観測できる装置は我々の装置だけであり、昨年8月ダブリンで開催された宇宙線国際会議でも非常に注目を溶びた。このエネルギー領域はシャワー粒子数が少ないため低い高度にある他の装置では観測が難しく、羊八井での実験はチェレンコフ光によるTeV領域の観測と数100TeV以上のPeV領域の間のデ-タを結ぶ非常に重要な実験と認識されているからである。約1年間のデータを用いて月の宇宙線による遮蔽効果を調べ、約4.2σの減衰を観測した。これにより、装置の角度分解能は初めて直接的に確認されたことにある。月の影を観測出来る装置は世界に他に3つしかなく我々の装置の統計量が最も良い。中性子星を含むX線点源である白鳥座X-3,ヘラクレスX-1及びかに星雲/パルサーからの高エネルギーガンマー線を調べた。昨年12月までのデータの解析からは、これら点源からは高エネルギー宇宙線は観測されていない。これから95%CLでの上限値は約1×10^<-12>/cm^2・秒と求められている。これは非常に厳しい上限値であり、他の実験の追随を許さない。特にかに星雲については1TeV近辺で有限のフラックス値が得られているが、我々の装置でそれが10TeVまでスムースに延びているかどうかを確認するにはあと一年位観測を継続させる必要がある。昨年1月21日の白鳥座X-3で大きな電波バ-ストが観測された。これに伴って超高エネルギーガンマー線の増加が記録されたという報告が米国スーダンG、日本の明野G等からあった。しかし、統計量の良い我々の装置では観測されなかった。米国シカゴ大、ロスアラモスの大型装置でも観測されていない。最近はガンマー線点源はガンマー線を定常的にではなく、バースト的に放出していると考えられている。この意味でもこの装置を常に定常的に稼働させておくことは非常に重要なことである。現在の装置は当初予定の約4分の1であり、厳しい国際競争に勝ち抜くためには早急に有効面積を3x10^4m^2規模に拡大する必要がある。
非線形偏微分方程式における自己相似構造の数学解析

調和写像熱流方程式や非圧縮性流体を記述する偏微分方程式等の研究を行った.調和写像熱流方程式においてはエネルギー超臨界次元においてn次元ユークリッド空間からn次元球面に値をとる同変写像について研究し,特定の初期データに対しては,共に安定となる異なる二つの前方自己相似解が存在しうることを示した.また解の一意性が成立するための値域の最良条件を特定した.非圧縮性流体の研究においては,非有界領域におけるHelmholtz分解定理や非圧縮性条件を満たすベクトル場の構造定理など様々な結果を得ることができた.東北大学の前川泰則氏と,ある種の楕円型境界値問題及びその応用を研究した.我々はこれまでの研究で全空間,または半空間で定義されたある種の発散形の楕円型作用素を考察し,係数に対する正則性について弱い仮定の下で対応するDirichlet-Neumann写像またはPoisson作用素による分解公式を導出し,半空間におけるDirichletおよびNeumann境界値問題に対する(Poisson作用素が生成する半群を用いた)解公式を得た.また,これを用いて境界の接方向に対し2乗可積分となるような非等方型の関数空間において可解性の考察を行った.今年度はその応用として,非圧縮流体の解析において基本的な概念であるHelmholtz分解を研究し,ある種の非コンパクト境界を持つ領域においても,上述の非等方型の関数空間においては,その分解が可能であることを示した.このようなタイプの領域でのHelmholtz分解は通常のLebesgue空間では必ずしも成り立たないことが知られており解析は困難であった.今回導入した手法および関数空間は,非コンパクト境界を持つ領域における(Navier-)Stokes方程式の解の評価にも応用できると思われる.証明においてはHelmholtz分解と同値な,あるNeumann問題を考察し,上述の解公式を用いて評価を行う.従来の研究において用いられている局所化・摂動法とは異なる手法であり,また,一様Lipschitz境界の場合も扱うことが出来る点で興味深いと思われる.昨年度に引き続き前川泰則氏と共同で境界がグラフで表されるn次元領域上における非圧縮性流体の研究を行った.適当なノルム位相においてn次元ソレノイダルベクトル場全体のなす空間からR^{n-1}値関数全体のなす空間への同型写像を構成した.この同型写像はある種の勾配ベクトル場を消去する作用があり,非圧縮性流体の解析に有用である.その応用の一つとして(非定常)Stokes方程式の新しい解析法を考案した.これは上記の同型写像を用いることによりStokes作用素をラプラシアンの低階摂動と見なして解析するものである.これは半空間におけるStokes方程式に対する鵜飼氏によるアプローチの一つの一般化と考えられる.また伊藤翼氏,米田剛氏と共同で2次元非圧縮性Euler方程式の時間大域挙動の研究を行った.no flow境界条件の下では大域解の渦度勾配の最大ノルムは時間について高々重指数増大しかしないことが知られていたが,重指数増大するような解が実際に存在するかという問題が残されていた.最近この問題について進展があり,A.KiselevとV.Sverak(2014)により2次元円盤において境界の近傍で重指数増大する解が存在することが示された.我々はこれに関連し正方形内におけるEuler流を考察し,ある種の対称流については頂点の近傍で高々指数増大しかしないことを証明した.これは境界の形状により解の挙動が異なることを示している.昨年度に引き続き,伊藤翼氏,米田剛氏と共同で2次元領域上の非圧縮Euler流の渦度およびその勾配の時間大域挙動の研究を行った.特に有界な領域で境界が角をもつ場合に考察を行い,角の大きさに応じてその増大度に違いが生じることを示した.角度が90度より小さい場合は,角付近での渦度勾配は高々単指数増大しかしないことを示し,実際に単指数増大する解の例も与えることが出来た.また角度が90度を超える場合については,連続な初期渦度場に対しても瞬時に連続性を失う解を構成することができた.これらは前年度得られた正方形領域における結果を一般化するものである.また,Pierre Germain氏, Tej-Eddine, Ghoul氏とエネルギー超臨界次元における調和写像熱流方程式について共同研究を行った.d次元ユークリッド空間からd次元球面への同変調和写像熱流については,前方自己相似解(expanders)が存在するものの,6次元以下の場合,初期値によってはそれが一意に定まらないことが知られていた.そこで,その自己相似解の安定性および一意性を回復するための判定条件の研究を行った.その結果,初期値によっては同じ初期値から出発する自己相似解でも局所的に安定となるものが複数存在することがわかった.また6次元以下の場合,写像の空間原点付近の挙動に適切な条件を課すことで一意性が成り立つことも証明できた.調和写像熱流については目標の一つである前方自己相似解の安定性を示すことができた.また,応用として一意性に関する結果も得ることが出来た.また2次元Euler流の渦度の研究については,前年度の研究を基に対称性等を仮定しない一般の領域の考察が出来たので,研究は順調に進展しているといえる.前川泰則氏およびChristophe Prange氏と共同で,境界がグラフで表されるn次元領域におけるStokes方程式の研究を行った.

これまでの前川氏との研究では非等方的な関数空間での解析を行っていたが,解に対し境界に沿った方向で無限遠方での速い減衰の仮定をしていた.本研究では,より一般の速度場のクラスに対してレゾルベント問題の考察を行い,Stokes半群に関する評価を導出した.これは非圧縮性Navier-Stokes方程式の時間局所解の構成において重要な役割を果たすと期待できる.前川氏と共同でn次元半空間における非圧縮性Navier-Stokes方程式の研究を行った.以前の研究でn次元ソレノイダルベクトル場全体のなす空間からn-1次元ユークリッド空間に値を取る関数全体のなす空間への同型写像を構成しているが,この写像を用いた解析により,非圧縮性Navier-Stokes方程式の速度場のエネルギーが時間変数に関して多項式減衰するための初期値の必要十分条件を与えた.これはLorenzo Brandolese氏による全空間における同方程式のエネルギー減衰の結果の拡張になっている.またDong Li氏および米田剛氏と3次元全空間における非圧縮性Navier-Stokes方程式の解の爆発速度の研究を行った.特に解の微分に対する空間p乗可積分ノルムの爆発時刻付近での下からの評価を得た.証明は交換子評価等を用いない初等的で簡明な手法によって行われるが,David McCormick氏らの近年の結果の改良になっており,今後,より解の詳細な挙動を調べる上での基礎になると期待できる.非圧縮性Navier-Stokes方程式の研究については,境界が非コンパクトな領域での線形問題の解析が進展している.また非線形問題の解の性質についても調べることができた.一方全空間で定義された問題に対しては爆発時刻近傍での解の下からの評価について新しい知見を得ることができたので,おおむね順調に進展していると考えている.非圧縮性Navier-Stokes方程式の初期値問題に関する研究を行い,一様局所型Lebesgue空間に属す初期速度場に対して時間局所的な可解性の結果を得た(前川泰則氏およびChristophe Prange氏との共同研究).一様局所型Lebesgueノルムは関数の局所的な正則性の情報を調べる際に有用であり,また空間無限遠で減衰しない解を考える上でも重要となる.一様局所型空間でのNavier-Stokes方程式の研究は全空間における初期値問題に関しては,Lemarie-Rieusset(1999)および前川-寺澤(2006)による先行研究があるが,境界をもつ領域においてはこれまでほとんど研究が行われてこなかった.本研究では特に領域が半空間の場合の問題を考察し, mild solutionと呼ばれるクラスの解の時間局所的な一意存在を証明した.証明においてはStokes半群の解析および積分方程式のDuhamel項に現れる積分作用素の解析が鍵となる.半空間においてはSolonnikov等により線形Stokes方程式の解公式が得られているが全空間の場合と比べて解表示は複雑であり,非線形項および圧力項の評価にも困難が生じる.そこで有界関数の空間でのStokes半群の研究を行ったDesch-Hieber-Pruess(2001)の研究を参考に,resolvent問題に現れる積分核の各点評価から半群の解析性等の性質を導いた.また主結果の応用として,解の爆発時刻付近における局所Lebesgueノルムの集中現象を調べることができた.
微生物酵素による糖の高選択的脱水素

微生物の酵素による高選択的脱水素(酸化)と天然、非天然型糖質のもつ分子構造的特徴と酸化反応における酵素のもつ分子識別能及び選択性との間の相関に対し、基礎的知見を集積するとともに、化学の側から見た酵素反応について一段階反応から多段階反応まで含めて考察を行った。はじめにグルコースオキシダーゼ及びガラクトースオキシダーゼの基質特異性について検討を行い、生成物の分析を行った。その結果ガラクトース、マンノース及びキシロースはグルコースオキシダーゼにより相当するラクトンに高収率で酸化された。メチルD-ガラクトシドのC-6ヒドロキシメチルはガラクトースオキシダーゼによりアルデヒド中間体を経て相当するウロン酸に酸化された。分子中にガラクトピラノシル残基を有するオリゴ糖もガラクトースオキシダーゼにより酸化された。これとは対照的に、ガラクチトールやヤシリトールのようなある種の糖アルコールはガラクトースオキシダーゼにより酸化されてL-ガラクトースやL-キシロースのようなL-糖が選択的に得られた。この場合、生成したL-ガラクトース及びL-キシロースはピラノース環を形成することにより安定化し、これ以上の酸化が進行しないものと考えられる。もし糖質が好気的条件下で資化されるとすれば、全反応は酸化反応(多段階的脱水素)とみなせるであろう。特定の菌体を用いて高選択的資化を、従来の化学的手法では困難な炭水化物の選択的分離に適用した。D-アロース資化菌、Rhodotorla rubra KM603、Trichosporoncutaneum KM609及びAcremonium sp.KM608を活性汚泥より集積培養法により得、糖質のC-2エピマー、α、β-アノマー及びDL-混合物の分離を行った。さらに他の特定の微生物について選択的資化性の検討を行った。ガラクトースオキシダーゼによるメチルD-ガラクトピラノシド(1__)及びキシリトール(2__)の脱水素反応について詳細な検討を行い, 1__よりメチルD-ガラクトピラノシドウロン酸(3__)が,又2__よりL-キシロース(4__)かほぼ100%の転化率で生成することを見い出した.ガラクトースオキシダーゼとしてDactylium dendroides起源のものを用い,酵素反応は試験管に50mMリン酸緩衝液(pH=7)3ml,基質0.15mmol,カタラーゼ6000ユニット及びガラクトースオキシダーゼ25ユニットをはかり取り,酸素雰囲気中又は空気中で30°C,暗所にて振とうした.生成物の分析及び転化率の測定はHPLCにより行い,分子構造の確認は^<13>C NMRによった.1__にガラクトースオキシダーゼを作用させた場合,約8時間で100%相当するアルデヒド体に変換され,この時点よりウロン酸(3__)の生成が認められ,ついでアルデヒド体の減少とともに3__が増加し, α体では約2週間で100%3__に変換された. α体とβ体を比較すると,アルデヒド体生成には両者の差異は認められなかったが, 3__への変換過程ではα体の方がβ体る比べて早かった. 2__の場合は,生成した直鎖状アルデヒド体は直ちに閉環することにより4__となり,さらに反応を続けても1__の場合の様なウロン酸の生成は認められなかった.

酸素雰囲気中の方が空気中よりも転化率の向上が見られ,かつ反応速度の増加が認められた.又,フエリシアン化カリウムの極数量(5μmcl/l)の添加によりさらに反応速度は増加し,酸素雰囲気中の場合には約6日間で添加率100%で4__が得られた.さらにラクトース,メリビオース,ラフィノース,ガラクタンなどの多糖に本酵素を作用させた場合も同様に,ガラクトース残基の5位のヒドロキシメチル基が担当するカルボン酸に変換された.グルコースオキシダーゼの基質特異性について検討を行った結果、基質選択性は天然糖の範囲に限られてはいたが、やはりその範囲はそれ程狭くなく、事実グルコースのかわりにガラクトースを作用させた場合収率64%でDーガラクトノー1,4ーラクトンが得られた。微生物によって糖質が二酸化炭素と水にまで分解されるとすれば、この反応は全体として酸化(多段階的脱水素)とみなせるであろう。特定の微生物の分解資化に対する基質選択性のスペクトラムを利用すれば従来の化学的手法では考えられなかったような糖質の高選択的分離が可能となるものと思われる。ここでは活性汚泥より集積培養法により得たDーアロース資化菌の一菌株であるRhodotorula rubra KM-603について各種糖質に対する資化性の検討を行った。本菌株はDーアルドヘキソースではDーアロースを資化した以外は基質となったのは天然多産糖に限られていた。本菌株の基質選択性のスペクトラムを利用して、Dーアロース及びDーアルトロースのCー2エピマー混合物に作用させた所、Dーアロースのみが資化され、ほぼ定量的にDーアルトロースを純枠に得ることが出来た。又、これとは逆にDーアルトロース資化菌として得られたPseudomonas sp.KM-705により、Cー2エピマー混合物からDーアロースのみを単離することが可能であった。次にRhodotorula rubra KMー603を用いてメチルグルコシドのα,βーアノマーの分離を試みた所、βー体のみが代謝され、αー体のみが純枠に得られた。これに対して、メチルαーDーグルコシド資化菌として得られたTrichosporoncutaneum KHー704によりα,βーアノマーの分離を試みた所、今度はα体のみが資化され、アノマー混合物よりメチルβーDーグルコシドを単離することが出来た。なお本手法はメチル基以外にプロピル、ブチル、オクチル基などでも適用が可能であった。
イネ科植物葉枯病菌の植物毒産生の遺伝学的研究

植物病原菌のもつ遺伝情報を明らかにするためには、突然変異株を用いた交雑実験が欠かせない。本研究では、イネ科植物葉枯病菌について、子のう胞子分析を突然変異株を供試して行う基礎を確立した。以下に主要な成果をとりまとめる。1.植物病原糸状菌のアナモルフ-テレオモルフ関係の解明とその利用;イネ科植物葉枯病菌を中心にアナモルフ-テレオモルフ関係を考察した。子のう胞子及び分生子の室内形成法とその要因について明らかにした。また、コショウ樹ネクトリア病の圃場伝染における子のう胞子飛散について実証した。2.トウモロコシごま葉枯病菌の突然変異誘発条件;ニトロソグアニジン(MNNG)、メタンスルホン酸エチル、UV光及びγー線を変異源として、分生子に対する致死及び突然変異誘発効果を調べた。この結果、化学変異源がより高い突然変異誘発能をもつことが明らかとなった。MNNGでは生存率5%前後、メタンスルホン酸エチルでは、生存率1.4%の処理が最適であった。3.突然変異株を用いたトウモロコシごま葉枯病菌遺伝子の解析;突然変異剤処理によって得られた5種類の色素合成欠損株の遺伝的閉鎖部位を調べた。これらは、メラニン生合成系の欠損株であった。同定した遺伝子は次の通りである。Alb1;ペンタケタイドのサイクリゼーション、Alb2;閉鎖部位不明、Scy;サイタロンの変換、Brn;1,3,6-THNの変換、Pgr;1,8-DHNの酸化、以上の各過程に欠損があると考えられた。子のう胞子分析を行った結果、Alb1,Alb2及びBrnは密に連鎖していた。また、Scy,Pgr間にも連鎖が認められた。しかし、両群の間には連鎖関係が認められなかった。ポリオキシン耐性株を得て、上記メラニン合成経路欠損遺伝子をもつ株と交雑実験を行った結果、連鎖関係にないことが明らかとなった。1.イネごま葉枯病菌をイネ科イネ亜科植物以外のタイヌビエ,アワ,エノコログサなどから分離した。また、トウモロコシごま葉枯病菌をチガヤ,チヂミザサ,モロコシ,ジュズダマ,ハトムギ,アワなどから分離した。これらの植物が、野外において、それぞれ宿主となっていることが確認された。2.従来、両ごま葉枯病菌の病原性には、オフィオボリンが関与するとされてきた。しかし、オフィオボリン水溶液を、イネ及びトウモロコシの葉に点滴接種したが、10ppm以下の濃度では、病斑病斑類似の反応は認められなかった。3.トウモロコシごま葉枯病菌の突然変異株の作出条件を明らかにするため、分生子をニトロソグアニジン,メタンスルホン酸エチル,γ-線などの変異源で処理した。色素合成欠損株の出現率でみると、ニトロソグアニジンの場合、分生子生存率5%前後で最も高かった。また、γ-線の場合300KR以上の照射が必要であった。現在のところ、オフィオボリン産生に関する変異株、病源性に関する変異株は得ていない。しかし、ジヒドロキシナフタレン系のメラニン合成系の変異株が多数得られた。このうちには、サイタロン蓄積変異株,トリシクラゾールなどのメラニン合成阻害剤の作用点における変異株などが含まれている。現在、その遺伝子解析を行っている。

1.トウモロコシごま葉枯病菌の突然変異株作出条件:UV, γ-線,ニトロソグアニジン(MNNG),及びメタンスルホン酸エチル(EMS)を変異源として,本菌分生子に対する致死効果,突然変異誘発効果を調べた.分生子生存率は, UV及びMNNG処理によって直線的に減少した.しかし, γ-線及びEMS処理では,多撃説に従う生存曲線が得られた.色素合成欠損株をマーカーとして,各変異源処理での突然変異株の最大出現率を求めた.この結果, UV0.05%(生存率13.2%), γ-線0.07%(2.6%), MNNG0.51%(5.5%), EMS0.43%(1.4%)であった.以上の結果から,本菌の突然変異誘発には, MNNG及びEMSが効果的であることが判明した.2.トウモロコシごま葉枯病菌のメラニン生合成経路の遺伝子支配:色素合成欠損株の遺伝的閉鎖部位を調べた結果,メラニン生合成経路の欠損株5種類が含まれていた.同定した各遺伝子は次の通りである.Alb1;ペンタケタイドから1, 3, 8-THNに至る間に閉鎖部位をもつ,表現型白色. Alb2;閉鎖部位は不明であるが,表現型白色. Scy;サイタロンから1, 3, 6-THNへの変換が行えずサイタロンを蓄積する,表現型サーモン色. Brn;1, 3, 8-THNからバーメロンに至る過程に欠損のある,表現型茶色. Pgr;1, 8-DHNの酸化能を持たない.菌そう周辺にpale greenのハローを生ずる.子のう胞子分析の結果, Alb1, Alb2及びBrnとScy, Pgrとの間には連鎖関係が認められなかった.また,本菌のメラニン合成経路には,従来自動酸化と考えられていた1, 8-DHNの酸化に関与する酵素の存在が明らかとなった.3.メラニン生合成経路欠損遺伝子と病原性:遺伝子Pgrは病原性に関与するとされるフェノール酸化能を支配している.予備実験の結果, Pgr保有株は,野生型株と比較し,病斑形成が劣っていることが明らかであり,現在,検討中である.1.植物病原糸状菌のアナモルフ-テレオモルフ関係の解明とその利用:イネ科植物葉枯病菌を含む植物病原菌のアナモルフ-テレオモルフ関係を整理・考察した。培地上における子のう胞子形成条件と分生子形成条件を比較し、その問題点を指摘した。コショウ樹ネクトリア病の伝搬が子のう胞子飛散によることを示した。2.ポリオキシン耐性トウモロコシごま葉枯病菌の作出とその遺伝子解析:突然変異誘内剤処理を行ってポリオキシン耐性株を得た。野生型感受性株との交雑子孫子のう胞子には、耐性株と感性株が1:1に出現した。従って、本耐性は染色体上の一主動遺伝子に支配されているものと考えられた。既に遺伝子座を同定した各メラニン生合成糸欠損遺伝子保有株と交雑して、子のう胞子分析を行った。この結果、遺伝子PolはAlb1、Scy、Brn、Pgrとの間に明確な連鎖関係をもっていないと考えられた。3.遺伝子Pgrの支配する酸素:野生型株とPgr遺伝子をもつ変異株の可溶性蛋白質画分を用いて検討中である。4.本プロジェクトの取りまとめを行った。
スピントンネル再生磁気ヘッドの開発

スピントンネル素子は高感度再生磁気ヘッドとして実用化されることが期待されている.しかし,実用化にあたっては,高い素子抵抗に起因する高ノイズ,低転送速度の問題を解決しなければならない.また,ヘッド作製プロセスの面では現在実用化されているGMRヘッドのデザイン,バイアス磁界印加法を直接適用できない問題がある.本研究ではこれら実用化にあたって解決すべき課題に対して東北大学のグループとソニー(株)のグループが協力して研究をすすめた.東北大学のグループは低抵抗化のアプローチとして絶縁層の薄膜化を目指した.絶縁層表面を伝導性原子間力顕微鏡(c-AFM)を用いて局所的伝導特性を調べ,Al膜厚8Å下では絶縁層にピンホール欠陥があることを明らかにした.ピンホールを低減するため,種々のバッファー層の材料を検討し,Cuバッファーを用いAl膜厚が6.6Åのとき最も抵抗化(80Ω・μm^2)かつ高TMR比(30%)の接合を得た.Fe-Niバッファーの場合,更に絶縁層を薄膜化できる可能性を示した.また,c-AFMを用いた電流分布の解析により,熱処理時に絶縁層面内の均質化がおこりTMR比が増加すること,及び,抵抗値の減少に伴い低絶縁障壁部分が増加しTMRが減少することを示した.ソニーグループはヘッドのデザインの検討を行った.フラックスガイドを用いて絶縁層を記録媒体に直接接触しないデザインを考案し,かつ,接合面積の増加による低抵抗化を図った.現行のGMRヘッドで用いられている永久磁石によるバイアス磁界印加方法はトンネル素子の電気的ショートを招く可能性が高い.そこで,フラックスガイド部のFe-Ni上にCu/Ir-Mnを積層し,Cuを介した長距離交換相互作用によりFe-Niにバイアス磁界を印加することを考案した.以上のデザインに基づきAl膜厚8Åの絶縁層を持つスピントンネル再生磁気ヘッドを試作した.試作したヘッドをヘリカルスキャン方式の磁気テープ再生システムに組み込み,再生波形を得た.長さ0.1μmのフラックスガイドを持つヘッドの出力は1.75mVp-pであり,従来方式のヘッドにくらべ2.4dB高い出力電圧を得た.この結果より,長距離交換相互作用およびフラックスガイドを組み合わせた用いたヘッド構造がスピントンネル再生磁気ヘッドに非常に適していることを実証した.本研究ではスピントンネル素子をヘッドに用いることを想定し,最適な(1)素子構成,及び(2)作製プロセスを構築し,これらをもとに磁気抵抗ヘッドの設計および試作を行うことを目標としている.本年度はトンネル抵抗及びトンネル磁気抵抗(TMR)変化率を再生磁気ヘッドに適用可能な範囲内に制御できるように,積層厚,積層プロセスの検討を中心に行った.伝導性原子間力顕微鏡を用いて酸化アルミニウム薄膜のラフネス及び局所的伝導特性を調べた結果,アルミニウム膜厚0.8nm以下では酸化アルミニウム薄膜にピンホール欠陥があることが分かった.そのため,下部電極に種々の金属薄膜をバッファー層として用い,酸化アルミニウム薄膜の直下の磁性層表面のラフネスの低減及び結晶配向性の向上をはかった.バッファー層にはアルミニウム,パーマロイ,銅及び白金を用いた.その結果,表面ラフネスはアルミニウム>パーマロイ>銅>白金の順に減少した.平均粗さは銅,及び白金の場合,それぞれ0.4nm及び0.3nmであった.結晶配向はそれぞれの元素のfcc(111)面ピークのロッキングカーブの半値幅で評価したところ,アルミニウム>銅>パーマロイの順に減少した.半値幅は銅,及びパーマロイの場合,それぞれ6.5°及び3.5°であった.これらのデータをもとに銅及び白金をバッファー層として用い,0.8nmのアルミニウム薄膜を用いて接合を作製したところ,トンネル抵抗値及び磁気抵抗比がそれぞれ,1kΩ-μm,49%及び300Ω-μm,31%のデータを得た.これらの接合は従来のそれよりも優れた特性を示し,スピントンネル再生磁気ヘッドとして要求される特性に近づいた.今後,酸化方法・条件の最適化をはかり,抵抗値を更に低減する必要がある.昨年度に引き続き本年度はスピントンネル素子の低抵抗化と再生磁気ヘッドの試作を行った.1.スピントンネル素子の低抵抗化接合の下部層について前年度に検討した結果に基づいてスピンバルブタイプ素子としてSi/SiO_2/30ÅTa/30ÅPy/200ÅCu/30ÅPy/100Ir-Mn/40ÅCo_<75>Fe_<25>/dÅAl-oxide/40ÅCo_<75>Fe_<25>/200Åy/50ÅTaを選び,Alの厚さ6.613Å変えた接合を作製しトンネル抵抗(RA,A:接合面積)とトンネル磁気抵抗(TMR)変化率を調べた.その結果,RAが1kΩ・μm^2以下ではRAの減少とともにTMR比も減少した.現在のところ,Al膜厚が6.6Åとき最も抵抗化かつ高TMR比の接合が得られ,RA=80kΩ・μm^2,TMR比=30%であった.また,コンタクト原子力間顕微鏡(AFM)を用いて接合の電流像をとり,これを解析してRAとTMR比の関係を計算した.その結果,RAの減少に伴うTMR比の減少はRAの減少(Al厚の減少)により障壁の低い部分が増加することで説明できることが分かった.2.再生磁気ヘッドの試作スピントンネル素子は高感度再生磁気ヘッドとして実用化されることが期待されている.

しかし,実用化にあたっては,高い素子抵抗に起因する高ノイズ,低転送速度の問題を解決しなければならない.また,ヘッド作製プロセスの面では現在実用化されているGMRヘッドのデザイン,バイアス磁界印加法を直接適用できない問題がある.本研究ではこれら実用化にあたって解決すべき課題に対して東北大学のグループとソニー(株)のグループが協力して研究をすすめた.東北大学のグループは低抵抗化のアプローチとして絶縁層の薄膜化を目指した.絶縁層表面を伝導性原子間力顕微鏡(c-AFM)を用いて局所的伝導特性を調べ,Al膜厚8Å下では絶縁層にピンホール欠陥があることを明らかにした.ピンホールを低減するため,種々のバッファー層の材料を検討し,Cuバッファーを用いAl膜厚が6.6Åのとき最も抵抗化(80Ω・μm^2)かつ高TMR比(30%)の接合を得た.Fe-Niバッファーの場合,更に絶縁層を薄膜化できる可能性を示した.また,c-AFMを用いた電流分布の解析により,熱処理時に絶縁層面内の均質化がおこりTMR比が増加すること,及び,抵抗値の減少に伴い低絶縁障壁部分が増加しTMRが減少することを示した.ソニーグループはヘッドのデザインの検討を行った.フラックスガイドを用いて絶縁層を記録媒体に直接接触しないデザインを考案し,かつ,接合面積の増加による低抵抗化を図った.現行のGMRヘッドで用いられている永久磁石によるバイアス磁界印加方法はトンネル素子の電気的ショートを招く可能性が高い.そこで,フラックスガイド部のFe-Ni上にCu/Ir-Mnを積層し,Cuを介した長距離交換相互作用によりFe-Niにバイアス磁界を印加することを考案した.以上のデザインに基づきAl膜厚8Åの絶縁層を持つスピントンネル再生磁気ヘッドを試作した.試作したヘッドをヘリカルスキャン方式の磁気テープ再生システムに組み込み,再生波形を得た.長さ0.1μmのフラックスガイドを持つヘッドの出力は1.75mVp-pであり,従来方式のヘッドにくらべ2.4dB高い出力電圧を得た.この結果より,長距離交換相互作用およびフラックスガイドを組み合わせた用いたヘッド構造がスピントンネル再生磁気ヘッドに非常に適していることを実証した.計画の最終年度である本年は素子の低抵抗化に対するアプローチを東北大学のグループですすめ,ヘッドの試作をソニーグループで行った.1.スピントンネル素子の低抵抗化昨年度までに絶縁層の薄膜化に伴い絶縁層に欠陥が生じやすくなり,抵抗の減少とともに,磁気抵抗変化率も減少してしまうことがわかった.そこで,本年度は下部磁性層表面のラフネスを抑制し,その上に均一な絶縁層を作製することを図った.具体的には下部電極中のバッファー層材料をCuからNi-Feに変更した接合,および,下部電極中にあったIr-Mn層を取り除き上部電極中に設けた接合を作製した.その結果,Ni-Feバッファー層とした接合において結晶性が高く周期の長い凹凸が得られた.この構成の接合において0.66nmのAlを酸化した絶縁層の障壁高さは1.9eVの比較的高い値が得られた.従って,欠陥の少ない極薄絶縁層の作製に関する指針が得られた.2.再生磁気ヘッドの試作0.8nmのAlを酸化した絶縁層を持つトンネル接合をベースとして微細加工プロセスによりフラックスガイド方式の再生ヘッドを試作した.
糸状菌におけるプログラム細胞死機構の統合的理解　－特に病原性への関与について－

いもち病菌は、根からハイフォポディア(HY)やPre infection hyphae(Pre-IH)を介して感染するが、この感染戦略におけるオートファジー(ATG)の重要性については明らかとされていない。根感染過程におけるATGの重要性を明らかとするため、Atg8:GFP-H1:RFPを用いてATGと核の挙動を経時的観察を行った結果、顕著なATGの誘導や核の分解は認められなかった。また、ATG欠損株を根に接種し、病徴観察と透過型電子顕微鏡解析を行った結果、ATG機構が欠損していても病原性を有することが明らかとなった。これらの結果から、ATG機構は、根感染を成立させる上で、必須でないことが明なった。また、VeneaultらによってATG誘導は、細胞周期と関連性があることが示唆されてきた。そこで、細胞周期のどのチェックポイントが根感染に重要であるかを、各チェックポイントを阻害した変異体やS期阻害Hydroxy urea(HU)処理によって、調査した。まず、感染器官の分化を形態学的に解析した結果、G1期やS期を制御すると、Pre-IHの分化が著しく抑制されていた。さらに、S期を制御すると、核分裂は阻害され、隔壁が次々と形成されるため、核の無い細胞が形成されることが明らかとなった。また、HYとPre-IHの間には隔壁を伴うくびれが生じるという特徴があることから、S期制御による細胞骨格の局在性をアクチン結合性Gelsolin:GFP標識株を用いて調査した。その結果、HU無処理区ではHYとPre-IHの間にアクチンが集積するが、処理区では、特定の部位での集積は認められなかった。さらに、接種実験を行った結果、G1期やS期を阻害すると、病原性の著しい抑制が観察されたことから、根感染には、G1/S期のチェックポイントが重要であると考えられた。26年度が最終年度であるため、記入しない。いもち病菌は、感染器官分化過程において胞子および付着器でオートファジー機構が誘導され、葉面上からの宿主侵入に必須であることが分子生物学的解析結果から示唆されてきた(Claire et al, Science 2006)。一方、我々の研究成果より、根からハイフォボディウム(未成熟付着器)を介して感染する場合や親水面上で付着器未形成の胞子ではオートファジーの誘導は認められないことが明らかとなったことから、オートファジー誘導と付着器形成には密接な関連性があると考えられた。オートファジー標識蛍光酸性プローブであるMono-dancylcadaverineを用いて、親水膜上で培養した付着器未形成胞子と疎水膜上で培養した付着器形成胞子のオートファジー誘導部位や時期を経時的に蛍光顕微鏡下で調査した。経時的観察を行った結果、付着器未形成胞子の感染器官ではいずれの時間帯でも陽性反応は認められなかった。これに対し、付着器形成胞子の感染過程では、接種12時間後の胞子内で強い陽性反応が確認された。これらの結果から、いもち病菌において胞子のオートファゴソーム誘導は接種12時間後に最も活発になることが示唆された。また、化学的固定法による透過型電子顕微鏡観察の結果でも接種12時間後の胞子でオートファゴソームの形成が活発になることが示唆された。これにより、我々は蛍光顕微鏡及び透過型電子顕微鏡によるオートファジー検出法を確立するとともに、形態学、細胞学的にオートファゴソームの経時的誘導パターンを捉えることに成功した。

形態学的・細胞学的視点からオートファジーの実体を捉えることに成功したため。オートファジー関連遺伝子群として、いもち病菌において24個のオートファジー関連遺伝子が見つかっており、その中で病原性に関連する遺伝子の殆どがマクロオートファジー関連遺伝子であることが明らかとされてきた。その中でもコアとなるAtg8 (MGG_01062.5)に焦点を絞り、ΔAtg8破壊株を作成している。一方、ミトコンドリアの選択的オートファジーであるミトファジー関連遺伝子Atg24も病原性関連因子であることが近年の研究成果から明らかとされてきたので、このAtg24 (MGG_03638)に着目してΔAtg24破壊株を作成する。
解像度から深さへ：銀塩写真メディアの構造を応用したデジタル画像表現の質的転換

本研究では、銀塩写真メディアの構造と色彩情報の関連性に着目する。完全な2次元のデータであるデジタル写真とは異なり、銀塩写真メディアによる写真には感光層の厚みがあり、この厚みの中にも情報があると仮定。銀塩カラーフィルムをデジタル化する際に、この情報「色彩の厚み」を取得し、デジタル写真表現に組み込む方法の研究開発がこの研究の目的である。また、基本的なシステムはフィルムをデジタルカメラによってシンプルに撮影する方式とし、そこに補器を加えていく形を想定している。初年度は、銀塩カラーフィルムをデジタル化する基本的なシステムの完成を目指した。まずシステムの中核となるデジタルカメラおよびレンズのテストをチャートの撮影によって行った。テストには中判デジタルカメラ1台(C1)、35ミリフルサイズデジタルカメラ2台(C2,C3)およびマクロレンズを使用した。本研究では、レンズの開放に近い絞りでの撮影を想定しており、その部分を中心に確認した。結果として、中判デジタルカメラ(C1)とその専用レンズの組み合わせで最も高品質なデータを得られることを確認した。(C2,C3)では、レンズによって開放絞りでは周辺部のシャープネスがやや不足。2段絞り込むことで実用範囲となった。本研究には(C1)が最適と思われるが、適合は今後さらに検討する。次に、(C1)を中核としつつ汎用性のあるフィルム撮影システムを試作。当初は水平に保持したフィルムを上方から撮影する方法を計画したが、光原、フィルム、撮像面の距離調整の柔軟性などを考慮し、フィルムを垂直に保持し水平方向から撮影するシステムとした。類似の構造を持つ既製品も存在するが、今後の周辺装置組み込みを考慮し、一般材料による試作を行い全体像を確認、検討することができた。また、静電気によるフィルム保持の実験を含め、フィルムを撮影・デジタル化する基本的な構成を確認した。本研究におけるシステムの主要部分である、フィルムを撮影しデジタル化するシステムの基本部分については予定どおり確認できた。ステップフォーカス装置の関連情報のリサーチを行う予定であったが、撮影システムの試作、導入予定機器の到着タイミングによりこの部分への着手が遅れている。撮影システムの試作に時間がかかった理由には、研究開始前には垂直方向に撮影するシステムを想定していたが、今後の研究進展を考慮し水平方向に変更したということがある。関連して、静電気によるフィルム保持を安定して行うための調整にもやや時間を有した。また、銀塩写真フィルムのデジタル化の先行関連研究に関する現地調査を予定していたが、次年度以降に延期した。これは、この調査によって得られるであろう情報が必要なのは主として次年度以降であるということを考慮したためである。やや遅れている部分はあるが、研究の基本となるシステムといった主要な部分においては予定どおり確認できており、またより柔軟性のあるシステムとすることができているため、次年度以降問題なく研究を推進できると考えている。関連情報のリサーチについては、フィルム撮影システムへのステップフォーカス装置実装を行いながら、必要部分を見極めつつ同時に進行することを予定している。ステップフォーカスシステムの実装を含め、撮影システムの完成においては、必要に応じて既製品を採用し組み合わせていくことを検討する。このことでシステム構築のための時間を短縮しつつ研究に必要な機能を充実させ、その運用、画像データのハンドリングに関わる情報をより有効に収集することを狙う。

関連して、静電気によるフィルム保持を安定して行うための調整にもやや時間を有した。また、銀塩写真フィルムのデジタル化の先行関連研究に関する現地調査を予定していたが、次年度以降に延期した。これは、この調査によって得られるであろう情報が必要なのは主として次年度以降であるということを考慮したためである。やや遅れている部分はあるが、研究の基本となるシステムといった主要な部分においては予定どおり確認できており、またより柔軟性のあるシステムとすることができているため、次年度以降問題なく研究を推進できると考えている。関連情報のリサーチについては、フィルム撮影システムへのステップフォーカス装置実装を行いながら、必要部分を見極めつつ同時に進行することを予定している。ステップフォーカスシステムの実装を含め、撮影システムの完成においては、必要に応じて既製品を採用し組み合わせていくことを検討する。このことでシステム構築のための時間を短縮しつつ研究に必要な機能を充実させ、その運用、画像データのハンドリングに関わる情報をより有効に収集することを狙う。本年度は物品費のみの使用となった。基本システムの試作にかかる費用を抑制しつつ研究を進行したこと、またリサーチ関連旅費の使用がなかったことが、未使用額が生じた主な理由である。未使用額に関しては、初年度に予定していたリサーチを次年度以降に行うこと、そして基本システムのブラッシュアップに関わる物品購入費、加工費として使用させていただくことを計画している。
アミメアリにおける複数レベル淘汰と社会構造:利己者と利他者の拮抗的共存

2008年度は主として集団遺伝学的側面からの研究を行った.2001年,2005年にサンプリングした個体を,核・ミトコンドリアの遺伝マーカー4個を用いて解析し,cheater(利己的社会寄生系統)の存在を証明した.この論文は,Nature誌のResearch highlightsにて紹介された.また,2007年2008年に三重県の調査集団,および全国各地でアミメアリ個体を追加サンプリングし,マグネティックビーズ法を用いた単離によってあらたに得た11個の核マイクロサテライトマーカーを既存の遺伝マーカーと組み合わせることで,より詳細な集団遺伝構造の把握が可能になった.具体的な成果としては,(1)cheaterの調査集団内での存続年数の推定(約30180年)や,(2)地理的距離に応じたコロニー間の遺伝的分化(isolation bydistance;個体の移動制約を意味する)の検出,さらに(3)調査集団以外にも複数の独立したcheater系統が存在することの確認,などである.計15個の遺伝マーカーを用いた研究は,アリ研究においても非常に稀有であり,本研究で得られた高精度の遺伝構造データの解析によって,今後も多くの興味深い知見が得られるであろう.遺伝子解析に供した個体は,同時に体サイズ(頭幅)の測定も行った.Cheaterの体サイズの分布パターン,同属他種の女王・ワーカーのサイズ比,さらに,cheaterの持つ微細外部形態の検討により,cheaterの進化的起源は祖先の持っていた女王形質であるという仮説を提唱した.近年,アリ社会の遺伝構造の研究が進むにつれ,従来知られていなかったタイプの特異な遺伝構造・遺伝的カースト決定システムを持つアリがいくつか知られるようになってきた.アミメアリもそのひとつである.過去10年間に蓄積されたそれらの知見を日本語総説としてまとめた.また,遺伝的カースト決定システムのひとつであるSocialhybridogenesis(同系交配の娘が新女王に,異系交配の娘がワーカーになる現象)に,利己的遺伝子戦略のひとつであるゲノムインプリンティング(遺伝子刷り込み)が関与している可能性を考え,数理モデルによる検討を行った.本年度は,おおむね順調に計画を遂行することができた.特に,理論面の展開は予想以上のものがあり,次年度以降の実証研究の指針を与えるものとなった.調査個体群は,先行研究でも用いられている三重県紀北町のものを主として用いた.本年度は共同研究者とともに,利己的社会寄生系統(以下,利己者)の分布範囲の調査を行い,利己者が従来知られていたよりも広い範囲に分布することを発見した.また,新たな遺伝マーカーを開発して,採集したサンプルの遺伝子解析を行った結果,先行研究で示唆されていたとおり利己者が遺伝的に異なる系統であることを確証できた.さらに,室内での飼育実験も行ったが,本年度は予備的なデータを得るにとどまった.飼育法の改善点が明らかになったため,次のシーズンに本格的な飼育実験を行う予定である.理論研究については,格子モデルを用いて利己者と利他者の共存条件を解析した結果,利己者のもつ「極端な」利己性が,実は両者の共存に重要な要因であることが明らかになった.これは,純粋に理論的な観点からも興味深い知見である.シミュレーションにおいては,可能な限り実証的に得られたデータを用いているので,結果の野外への適用にも相応の信頼性があるものと考えている.さらに,シミュレーションに突然変異を導入した進化モデルについても解析を行った.その結果,現在観察されるような極端な利己者が進化するためには,一度の突然変異によって表現型が大きく変わるような遺伝学的・発生学的背景が必須であることが明らかになった[日本生態学会第54回大会ポスター発表「進化」部門にて最優秀賞を受賞].アミメアリにおいてこれがどのように実現されたかを実証することが今後の大きな課題である.昨年度からの懸案であった,利己的系統のコロニー内頻度と増殖率の関係を明らかにする飼育実験が,飼育方法の改善と飼育期間の延長(20日→2ケ月とした)によって成功した.予測どおり,利己的系統のコロニー内頻度が増加するほど,コロニー全体としての増殖率(産出された大型幼虫,踊,新成虫の合計として測定)は有意に低下した.また,産出された子世代個体の遺伝解析(新たに開発したマイクロサテライトマーカーを用いた)によって,コロニー内では常に,利己的系統のほうが高い増殖率を実現していることも明らかになった.これは,進化ゲーム理論における「公共財ゲーム」の状況と一致する.人間以外の生物において実証的に「公共財ゲーム」を実現した研究例は,いくつかの社会性微生物でのみ知られており,全く異なる系であるアミメアリにおいても実現できたことは意義深いと思われる.また,遺伝マーカーの精度を高めるべく,新たな核マイクロサテライトマーカーの開発も,引き続き行っている.今年度は,新たにマグネティックビーズ法を用いたマーカー単離を行い,現在までに,多型の見られるマーカーを6つ得ている.他にも10数個のマーカー候補があり,現在,サンプル集団を他地域にも広げつつ,多型解析を行っているところである.論文の投稿については,データがそろっているものから順次投稿していく予定であるが,遅れていることが反省点である,昨年度までにデータはそろっていた,利己的遺伝子型の存在を示す論文を,Proc.Roy.Soc.Lond.Bに投稿したが,残念ながらリジェクトとなった.ただ,レフェリーのコメントは概ね好意的であり,現在,指摘のあった箇所を訂正して,再度同誌に投稿するべく準備中である.2008年度は主として集団遺伝学的側面からの研究を行った.

2001年,2005年にサンプリングした個体を,核・ミトコンドリアの遺伝マーカー4個を用いて解析し,cheater(利己的社会寄生系統)の存在を証明した.この論文は,Nature誌のResearch highlightsにて紹介された.また,2007年2008年に三重県の調査集団,および全国各地でアミメアリ個体を追加サンプリングし,マグネティックビーズ法を用いた単離によってあらたに得た11個の核マイクロサテライトマーカーを既存の遺伝マーカーと組み合わせることで,より詳細な集団遺伝構造の把握が可能になった.具体的な成果としては,(1)cheaterの調査集団内での存続年数の推定(約30180年)や,(2)地理的距離に応じたコロニー間の遺伝的分化(isolation bydistance;個体の移動制約を意味する)の検出,さらに(3)調査集団以外にも複数の独立したcheater系統が存在することの確認,などである.計15個の遺伝マーカーを用いた研究は,アリ研究においても非常に稀有であり,本研究で得られた高精度の遺伝構造データの解析によって,今後も多くの興味深い知見が得られるであろう.遺伝子解析に供した個体は,同時に体サイズ(頭幅)の測定も行った.Cheaterの体サイズの分布パターン,同属他種の女王・ワーカーのサイズ比,さらに,cheaterの持つ微細外部形態の検討により,cheaterの進化的起源は祖先の持っていた女王形質であるという仮説を提唱した.近年,アリ社会の遺伝構造の研究が進むにつれ,従来知られていなかったタイプの特異な遺伝構造・遺伝的カースト決定システムを持つアリがいくつか知られるようになってきた.アミメアリもそのひとつである.過去10年間に蓄積されたそれらの知見を日本語総説としてまとめた.また,遺伝的カースト決定システムのひとつであるSocialhybridogenesis(同系交配の娘が新女王に,異系交配の娘がワーカーになる現象)に,利己的遺伝子戦略のひとつであるゲノムインプリンティング(遺伝子刷り込み)が関与している可能性を考え,数理モデルによる検討を行った.