hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己組織化により運動形態を自律的に選択可能な多重動吸振器の開発

本研究は,歩行動物の歩容変化アルゴリズムに着目し,受動機構に依存した多重動吸振器の運動モード切替えを,専用にデザインされた神経系によって行うことで,自ら運動形態を選択可能な多重動吸振器の開発を目指すものである.初年度は,二つの運動モードを持つバネ連結二重振り子式の動吸振器の製作し,その動特性の調査を行った.次年度は,動吸振器の持つ二つの運動モードの切り替えを司る神経系をデザインするという課題に取り込むとともに,制振対象である二層構造物の製作と動特性調査を実施した.動吸振器の制御に適した神経ネットワークを設計するために,ネットワーク構造や結合係数などの構成要素が神経系の出力に及ぼす影響を調査する必要があった.そのため,ネットワーク構造として,まず,階層型ネットワークを選択し,振動子集団の平均場と集団を構成する振動子の個体差のばらつき度合いとの関係を調査した.具体的に,振動子集団のばらつきを確率分布関数で表現し,逆関数法を用いて疑似乱数を発生させることで振動子に個体差を持たせた.結果として,振動子集団の平均場は,その集団を構成する振動子のばらつき度合いによって変化し,一様分布で個体差を与えた場合に平均場の応答が最も小さくなることが明らかになった.この成果は,国内会議で発表している.また,二階建て構造物を模擬した検証実験用構造物縮小モデルの実験モード解析を行い,振動特性(固有振動数,バネ定数,減衰係数)を同定した.これらの研究結果を用いて,最終年度では,新しい動吸振器の設計製作および制振実験を行う予定である.研究計画の次年度に挙げた神経ネットワークの設計に関する基礎知識および技術が蓄積されており,予定通り,最終年度の研究計画へと移行できるため.今後は,本格的に自己組織化をデザインするという課題に取り組み,神経細胞が作り出す動的秩序に対して,ネットワーク理論を適宜引用し,その設計手法を明らかにしていく.具体には,ネットワーク理論を用いて次数分布の異なる数種類のネットワーク構造を与えておき,遷移状態を表す関数とネットワーク構造の次数分布との間の相関を明らかにすることで,設計プロセスを確立していく.本研究は,歩行動物の歩容変化アルゴリズムに着目し,受動機構に依存した多重動吸振器の運動モード切替えを,専用にデザインされた神経系によって行うことで,自ら運動形態を選択可能な多重動吸振器の開発を目指すものである.また,初年度の計画は,理論に関する情報収集をするとともに実験装置の設計・製作に取り掛かり実験環境を整えることであった.そして,当該年度中,複数の運動形態を持つ動吸振器の一例として,振り子式動吸振器を製作しその動特性調査を行った.この試験機は2つの振り子をバネ連結した構造をしており,片方の振り子が駆動系に結合されており,モータへの入力電圧を周期的に変化させることで,振り子に強制振動を与える.このとき,両振り子の回転角度をロータリエンコーダによって測定する.この動吸振器の特徴は,遅い周期では振り子の運動モードが,早い周期では結合バネの運動モードがそれぞれ生成されるように設計されていることである.製作した実験装置について,運動形態の変化,時系列波形,周波数応答の調査を行った結果,低い周波数から順に同相,反共振,逆位相のモードが生じていることが明らかになった.また,振り子の腕の長さや連結バネの取り付け位置を適切に変化させることで,任意の周波数で任意の運動モードを生成できるようチューニングできることも同時に明らかになった.これらの結果は,運動形態の切り替えを司る神経系のデザインに必要不可欠な情報であり,次年度の研究に対して大変有益な結果を得られた.研究計画の初年度に挙げた実験装置作製とその動特性調査という課題がおおむね順調に進展しており,予定通り,次年度の研究計画へと移行できるため.本研究は,歩行動物の歩容変化アルゴリズムに着目し,受動機構に依存した多重動吸振器の運動モード切替えを,専用にデザインされた神経系によって行うことで,自ら運動形態を選択可能な多重動吸振器の開発を目指すものである.初年度は,二つの運動モードを持つバネ連結二重振り子式の動吸振器の製作し,その動特性の調査を行った.次年度は,動吸振器の持つ二つの運動モードの切り替えを司る神経系をデザインするという課題に取り込むとともに,制振対象である二層構造物の製作と動特性調査を実施した.動吸振器の制御に適した神経ネットワークを設計するために,ネットワーク構造や結合係数などの構成要素が神経系の出力に及ぼす影響を調査する必要があった.そのため,ネットワーク構造として,まず,階層型ネットワークを選択し,振動子集団の平均場と集団を構成する振動子の個体差のばらつき度合いとの関係を調査した.具体的に,振動子集団のばらつきを確率分布関数で表現し,逆関数法を用いて疑似乱数を発生させることで振動子に個体差を持たせた.結果として,振動子集団の平均場は,その集団を構成する振動子のばらつき度合いによって変化し,一様分布で個体差を与えた場合に平均場の応答が最も小さくなることが明らかになった.この成果は,国内会議で発表している.

また,二階建て構造物を模擬した検証実験用構造物縮小モデルの実験モード解析を行い,振動特性(固有振動数,バネ定数,減衰係数)を同定した.これらの研究結果を用いて,最終年度では,新しい動吸振器の設計製作および制振実験を行う予定である.研究計画の次年度に挙げた神経ネットワークの設計に関する基礎知識および技術が蓄積されており,予定通り,最終年度の研究計画へと移行できるため.今後は,本格的に自己組織化をデザインするという課題に取り組み,神経細胞が作り出す動的秩序に対して,相転移理論やネットワーク理論を適宜引用し,その設計手法を明らかにしていく.具体には,ネットワーク理論を用いて次数分布の異なる数種類のネットワーク構造を与えておき,遷移状態を表す関数とネットワーク構造の次数分布との間の相関を明らかにすることで,設計プロセスを確立していく.今後は,本格的に自己組織化をデザインするという課題に取り組み,神経細胞が作り出す動的秩序に対して,ネットワーク理論を適宜引用し,その設計手法を明らかにしていく.具体には,ネットワーク理論を用いて次数分布の異なる数種類のネットワーク構造を与えておき,遷移状態を表す関数とネットワーク構造の次数分布との間の相関を明らかにすることで,設計プロセスを確立していく.交付決定額が満額では無かったため,予算都合上,当初申請書に計上していた振動台の購入を取り止めた結果,次年度使用額が生じた.この次年度使用額を含めた翌年度分予算は,当初申請書に計上した金額とほぼ一致するため,その計画通り,ソフトウェアの購入,出張旅費および出版費として使用する計画である.交付決定額が満額では無かったため,予算都合上,初年度に計上していた振動台(\1,000,000)の購入を取り止めた.その結果,累積で次年度にも使用額に差が生じた.最終年度では,計画通り,解析PCの購入費,出張旅費および出版費として使用する予定である.
鎖長識別能を有する人工核酸プローブを利用したmiRNA検出法の開発

本研究ではmiRNAの機能を解明しそれらの情報を疾患の診断や治療に応用するために、細胞内の成熟RNAを迅速かつ網羅的に検出する人工オリゴヌクレオチドプローブの開発を目指し研究を行った。その結果、microarrayや蛍光プローブに有用な、成熟miRNAの鎖長と配列を精密に認識する人工核酸や蛍光核酸を計算化学的手法を用いた合理的な設計と有機合成を組合わせて開発することに成功した。今年度は、鎖長識別能を有する人工核酸プローブのための修飾ヌクレオシドの合成とオリゴヌクレオチド合成およびそのハイブリダイゼーション能評価を実施した。新規ヌクレオシドの合成としては、修飾デオキシアデノシンdA^<ChcmP>ならびに修飾デオキシグアノシンdG^<CmcmP>の合成を達成した。さらにこれらを2′-0-メチルRNAの5′末端に導入したオリゴヌクレオチドプローブの合成も達成した。合成したオリゴヌクレオチドプローブを用いて、短鎖RNAおよび長鎖RNAへのハイブリダイゼーション能をUV-融解曲線を測定することにより評価した。その結果、合成したオリゴヌクレオチドプローブはいずれも短鎖RNAに対しより高い親和性を有することが分かった。また、この短鎖選択的結合能はdG^<CmcmP>よりもdA^<ChcmP>でより顕著であることが分った。これにより、鎖長識別能を有する人工核酸プローブの末端構造の最適化をデオキシアデノシンを用いて行なうことの妥当性が確認された。本年度はさらに、上記人工核酸プローブを補足する技術として高精度な塩基識別能を有するcmGおよび、a^2C^3Gに関する合成化学的および計算化学的研究と蛍光核酸dA^<pymcm>に関する分光学的研究も併せて行い、それぞれの性質を明らかにした。これらの研究は鎖長識別能を有する人工核酸と組み合わせて用いることで、microRNAなどの生体内RNAの高精度・高感度検出への利用が期待される。今年度は、鎖長識別能を有する人工核酸プローブのための修飾ヌクレオシドの合成とオリゴヌクレオチド合成およびそのハイブリダイゼーション能評価をさらに高めるための検討を実施した。新規ヌクレオシドの合成としては、修飾デオキシアデノシンdA^<ChcmP>の5'水酸基をさらにリン酸化したpdA^<ChcmP>を開発し、それを末端に含むオリゴヌクレオチドプローブを合成した。また、この短鎖選択的結合能はこれまでに検討してきた、dA^<ChcmP>およびdG^<CmcmP>のいずれと比較しても高く、実用化のための目標であるΔTm=10°Cをクリヤーしていることが明らかとなった。これにより、鎖長識別能を有する実用的な人工核酸プローブを開発するための、基本骨格を確立することができた。本年度はさらに、上記人工核酸プローブをRT-PCRに適用すべく、DNAプローブの開発も行い、その性質をあきらかにした。次年度以降にむけて、microRNAなどの生体内RNAの高精度・高感度検出への利用が期待される。今年度は、昨年度見出したたpdA^<ChcmP>を開発し、それを末端に含む2'-0-メチルプローブおよびDNAプローブを合成した。また、DNAプローブに関しては様々な配列を有するプローブの合成と性質評価を行い、本研究で開発したプローブが特定の配列だけでなく、様々な配列を有する短鎖RNAに対し、選択的に結合することが明らかとなった。本年度はさらに、上記人工核酸プローブを用いたRT-PCRを開発するため、microRNAから逆転写された短いRNAを増幅するための新たなPCR法のスキームを考案し、DNAポリメラーゼ反応などのモデル反応を行った。この新しいRT-PCR法を用いることで今後新たな、microRNAなどの生体内RNAの高精度・高感度検出の開発が期待される。さらにこれらの技術をより優れたものにするために、新たな末端修飾基として、ヌクレオシド糖部およびバックボーンを固定化した新たな修飾残基についてもその合成法を確立した。
カイラル反強磁性、フェリ磁性におけるスピン流・磁化制御機構の確立とデバイス展開

昨年度得られた研究成果を論文化した。スピンホール効果は物質に不純物をドープし、電子の散乱頻度を大きくすることでより大きなスピンホール効果が発現することが知られており、このような機構で発現するスピンホール効果は外因性スピンホールと呼ぶ。一方、物質のバンド構造(ベリー位相)に起因した内因性スピンホール効果については、これまで主に単体の元素についてその大きさが評価されてきた。本研究では、スピン軌道相互作用が比較的小さいCoとGaの合金を作製してスピンホール効果を調べたところ、スピン軌道相互作用が大きい5d遷移金属並みのスピンホール角(0.05程度)を有していることがわかった。第一原理計算を用いて解析した結果、Co-Ga合金におけるスピンホール効果はベリー位相に起因する内因性スピンホール効果で説明でき、またCoのd軌道とGaのp軌道の軌道混成効果により、大きなスピンホール角が得られることがわかった。今後、より大きなスピンホール角を有する物質を設計するにあたり、重要な指針を与える結果があると考えられる(Lau et al., PRB, 2019)。また今年度は、カイラル磁気構造が伝導特性に与える影響や、ヘテロ構造においてカイラル磁性を誘起するジャロシンスキー守谷相互作用の評価を行い、論文を発表した。さらにスピン流を生成できる新たな物質の候補として、BiやSbなどのトポロジカル物質を使った合金系を調査した。今後、スピン流生成効率などの指標を報告する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
近代日本中等教員に期待された教科専門知識並びに教職教養に関する史的研究―「文検」主要教科およびその受験者等の調査分析―

平成10年から平成13年度にわたる共同研究の最終成果として、『「文検」試験問題の研究-戦前中等教員に期待された専門・教職教養と学習-』(全540頁)にまとめ、2003年2月25日に刊行した。目次構成は以下の通りである。【研究編】序章/第1章「文検」論史/第2章「英語」の試験問題とその分析/第3章「数学」の試験問題とその分析/第4章「歴史」の試験問題とその分析/第5章「家事及裁縫」の試験問題とその分析/第6章「公民」の試験問題とその分析/第7章教職教養の試験問題とその分析/第8章受験記にあらわれた文検受験者・合格者/結章【資料編】1.試験問題例(英語・数学・歴史・家事・公民・国民道徳要領)2.試験委員略歴(英語・数学・歴史・家事・裁縫・公民)3.文検受験用参考書(手引き書・問題集)一覧4.文検出願者数・合格者数・合格率(18911939年)以上の成果によってこれまでの研究を超え、新たなる知見を学会に提供できた点を集約すると以下のように要約できる。(1)限られた科目ではあるが、その試験問題の収集と分析により、中等教員に求められた各教科における専門学識を明らかにすることができた。(2)文検受験者の合格体験を出来る限り収集し、その分析を通じて受験者たちの学習の状況、受験の動機、合格後の教職経歴、文検出身者が中等教員現場において占めた比重や役割を実証的に明らかにすることができた。(3)試験検定による中等教員の教職教養、「教育ノ大意」と「国民道徳要領」の内容分析を通じて、求められた教師の教養の質と内容を明らかにすることがきた。(4)文検が明治期以降、どのような論議が行われたかを整理・展望し、どのような経緯を経て教員検定国家試験が整備され、また姿を消したかを明らかにすることが出来た。本研究は第一年次であるため、次の活動を行い分担者による研究情報の報告及び研究課題の共有化を大いに進めることができた。(1)共同研究会の開催(年4回)第1回は(1)5月23日、中村による「文検」国語科参考書に関する報告他4名の報告。第2回は9月56日、竹中による「公民科」の研究視点についての報告他4名の報告。第3回121213日、茂住による『英語青年』に現れた「文検」試験問題と試験委員の報告他4名の報告。第4回は3月2628日、寺崎による「文検」習字科の報告他4名の報告を行った。(2)受験体験者の聞き取り調査及び合格者に関する調査9月18から19にかけて長野県立図書館の調査の後、中村一雄・富沢恒雄各氏に聞き取り調査10月20日、長野県立歴史館の調査。11月1315日高知県立図書館の調査及び「文検」学習サークル「土佐梁山泊」とその泊友岩村東陽・浜田清次各氏に聞き取り調査を行った。(3)基礎的資料の収集「文検」各教科の試験問題及び受験参考書を収集し文献目録を作成。文検専門雑誌『文検世界』の受験記・試験委員等をデーターベースを行った。

本年度は、研究第二年次に当たるため、テーマの積極的な展開をすると共にその一部を学会において発表する事などに努め、大いに研究課題を推進することが出来た。(1)共同研究会の開催各教科の試験問題の収集、試験委員の経歴調査、各学科目年表の作成に基づき試験問題の分析を行った。第一回は、7月30日8月1日英語科、家事及び裁縫、数学科に関する学会報告に向けての報告とその検討を行った。第二回は、12月4日12月5日公民科、歴史科の報告と合格体験者のその後のライフヒストリーに関する研究をどのように行うかの検討を行った。第三回は、平成12年3月20日21日公民科、歴史科、国語科の検討を行い本年の学会発表においては歴史科は東洋史に限って報告することにした。ライフヒストリー研究の方法と分担を検討した。(2)受験記に関する調査を精力的に行い各学科ごとの受験生の手記の収集に努めデーターベース化を進めることができた。(3)学会発表、日本教育学会第58回大会(於)玉川大学9月3日「文検」の研究(1)-数学・英語・家事及裁縫各学科目試験問題の分析-」として発表した。報告者は「初めに」寺崎昌男、「数学科」佐藤英二、「家事及裁縫」井上恵美子が行った。報告に際し、数学、英語、家事及裁縫に関する資料集を作成した。資料集には学科略年表、試験委員一覧、試験委員の経歴、試験問題、問題分析表、合格率などを収めた。本共同研究は3年目に入り、以下の四点を中心に研究活動を行った。各研究分担者による報告を研究合宿において暫時行い、各自の報告を全員で検討を加えつつ、研究内容の水準の向上に努めた。一方、これまでの研究の成果の一部をまとめ、中間報告書を刊行した。また、次年度での学会発表のための準備と、研究の最終的なまとめを収める著書の刊行についての計画、検討を行った。(1)共同研究会の開催第一回7月29日30日/第二回1月13日14日/第三回3月28日30日各研究報告は、「公民科」、「東洋史」、「日本史」、「世界史」「国語」、「国民道徳要領」、「教育ノ大意」などの各教科及び「受験者に関する研究」や「文検の社会的機能」などであった。(2)中間報告書の刊行『「文検」諸学科目の試験問題とその分析-数学・英語・家事・公民・国民道徳要領・歴史-(中間報告)』全208ページ平成13年3月刊行(3)次年度の学会発表の計画1)国語・歴史の試験問題の分析と受験期の分析2)戦前中等教員に求められた教職教養-「教育大意」の場合3)中等教員試験検定制度論の系譜(4)資料集の刊行と『「文検」試験問題の研究-中等教員に問われた専門教養と学習-』(仮称の具体的な立案の作成)(1)共同研究会の開催第1回は7月2122日、奈須恵子(「文検『歴史』試験問題の分析-『支那史』・『東洋史』を中心に-」)、寺崎昌男(「<序論>構成について」、佐藤英二(「文検数学科学問志向の教師の養成」)の個別報告を行った。また、8月の日本教育学会での報告に向けての打ち合わせ、出版に関する確認があった。第2回は、9月1213日に行った。刊行について検討、文部科学省への研究成果公開促進費の助成の申請書類についての検討、各自執筆分についての報告をした。(2)日本教育学会での報告(8月2829日、横浜国立大学)を以下のように行った。28日、船寄俊雄「中等教員試験検定制度論の系譜」29日、榑松かほる「戦前中等教員に求められた教職教養-文検『教育ノ大意』の場合-」竹中暉雄・榑松かほる・茂住實男・菅原亮芳・船寄俊雄・井上恵美子・奈須恵子・佐藤英二・寺崎昌男「『文検』の研究
スペクトル拡散通信における統計的同期法とその応用に関する研究

スペクトル拡散通信における同期法とその応用に関して、最尤推定法を応用した同期法、通信容量と同期法の関係、実装を目指した簡素な同期法の研究を行った。一般化線形モデルの研究ではエントロピー相関係数および決定係数の提唱を行い、統計的性質の研究を行ったスペクトル拡散通信システムに関する統計モデルの説明を通して研究計画を述べる。無作為抽出ベルヌイコード( X_0, X_1,..., X_(N-1))が利用者に与えられるとする。Tで1データdを送信する時間とすると、データは拡散データベクトル(dX_0, dX_1,..., dX_(N-1))として拡散された形で送信される。いま、T_cは1コード成分X_iを送信する時間(chip time)でT= NT_cを満たす。また、受信時での伝達遅延時間はmT_c + τで表現され、ここにmは自然数である。一般性を失わず、0 ≦m ≦N-1かつ0 ≦τ< T_cとする。このように拡散されたデジタル信号は正弦波に掛けられて搬送される。このシステムは同一周波数での複数ユーザーの同時通信を可能にし、携帯電話、地上デジタル放送および測距技術に応用されている。このとき、問題となるのは受信信号に同期する方法であり、本研究では統計的同期判定法と相関効率である。一般化線形モデルの研究ではエントロピー相関係数および決定係数の提唱を行い、統計的性質の研究を行った本研究の目的はスペクトル拡散通信での送信と受信の間に生じる遅延時間の推定に統計学を応用し、搬送波位相、信号パワーの推定とその制御へと研究を進展させることである。コード長(拡散比)Nの複数ユーザー信号の和は、中心極限定理により受信信号の正規性が誘導され、同期点探索はこの性質を持つ時系列データに基づく遅延時間推定の問題として捉えられ、本研究ではリアルタイムに送られてくるデータによる統計的同期点探索法の研究を展開してきた。基本的な同期点探索法は最尤推定法に基づき、同期判定成功確率の下限を指定することにより停止規則を設定した。発表の論文(Eshima & Kohda,2006,IMA Journal of Mathematical Control and Information,23,149-163)で提唱した方法は受信装置としての実行が容易であり、従来の方法に比べて判定までの時間を短縮し、かつ同期判定の確度を制御できる利点をもつ。本研究の同期点探索法は、N個のコードチップに対する受信出力が設定の閾値を越える場合の回数による判定法で、計数法(counting method)と命名した。計算上の複雑性は回路としての実行に関係し、計数法は計数データ(整数値)を用いるので、計算上の複雑性の軽減を実現している。この方法を用いると、5dBの環境において平均約7データ時間で高精度の同期判定ができる。原受信信号(実数値)を用いた場合に対する効率は約0.6である。この研究を基礎にして、遠近環境下での同期法の研究を展開中である。本年度は信号の相関に基づく復号では、受信信号から送信信号を予測する必要がある。受信信号が非正規分布に従う場合は、信号予測に一般化線形モデルを用いる必要があり、その予測精度の評価が必要である。一般化線形モデルがエントロピーの変化を表現することを示し、モデルにより説明された割合として解釈できるエントロピー相関係数の提唱を行った(Eshima & Tabata, Statistics and Probability Letters,77,588-593,2007)。この相関係数のスペクトル拡散信号処理への応用は、継続的な研究課題である。スペクトル拡散信号の同期法では、同期判定の迅速性、精度、および装置としての実行上での複雑性の観点から議論される。本年度は同期判定法の複雑性の軽減を目標に研究を行った。直接の受信信号は実数値であり、実数値は基本的に記憶と相関処理だけでも、相当な記憶素子が必要になり、処理回路は複雑になる。例えば、1つの実数値を記憶するだけで16ビット以上は必要である。相関処理は符号との積と和が行われるので、装置に対する複雑性は大きい。この複雑性を軽減するために、受信信号を正負の2値信号に変えて処理する同期法を提唱した。このことにより、実数を16ビットで表現すると仮定すれば複雑性は16分の1に出来ることになる。実数信号を用いた場合の情報量から見た効率はおよそ0.6であり、装置の軽量化に対するトレードオフは良好といえる(Eshima, Kohda,& Tabata, IMA Journal of Mathematical Control and Information,24,289-297)。スペクトル拡散通信(Direct-Sequence Spread-Spectrum(DS/SS)Communication System)は複数の利用者が同一の周波数を用いて同時通信ができ、かつ外部雑音に対する耐性がある点が特徴である。DS/SS通信では、1ビットのデータをコード(Nビット)で拡散させて送信するために、コードの先頭に同期させることが必要になる。同期法は、(i)コード取得(code acquisition)と(ii)追跡または同期保持(tracking)の2つの段階がある。利用者コード{X_i}はベルヌイ試行を用いて生成される。こごに、系列{X_i}は-1または+1を取る。

いま、コードを(X_0, X_1,...,X_<N-1>)とするとき、データd∈{-1,+1}は(dX_0, dX_1,...,dX_<N-1>)のようにN(拡散因子)ビットに拡散され、通信が行われる。その復号は内積を用いて行うが、同期が取れない場合は、内積は小さくなり受信ができない。通常のコード取得法は系列探索法(serial-search method)であり、受信した信号の強さを事前に設定した閾値と比較し、その閾値を越える信号が得られれば、そのタイミングでコード取得の判定をする(Sage,1964,Elhakeem, et al.1980;Polydoros&Weber,1984A, B; Madhow&Pursley,1993etc)。この方法はより精度高い同期判定のために、探索段階(detection stage)と検証段階(verification stage)をもつ同期法に改良された(Madhow&Pursley,1995)。従来のコード取得法は得られた情報を完全に用いる方法でなく、また判定の誤りを制御できない、すなわち事前に設定した確率以下にすることができない。本研究では統計学的な観点からコード取得に対する複雑性の低い有効な方法を提唱した。スペクトル拡散通信の相関機の構造から、信号が正規分布に従わない場合について、一般的な観点から予測力測度の研究を行った。従来の予測力測度は線形回帰モデルや多変量正規分布での重相関係数または決定係数が用いられた。しかし、誤差分布が正規分布に従わない信号や現象では、これらの測度が使用できない。一般化線形モデルではランドム成分に指数分布族を仮定し、質的応答変量のモデルも取り扱う音が出来る。このモデルは線形回帰モデルを含むもので、一般化線形モデルは情報量を説明するモデルと捉えることが可能である。予測力測度に要求される条件として、(1)解釈可能性、(2)正規分布モデルに適用するときは重相関係数または通常の決定係数になること、(3)エントロピーの性質に基づくこと、(4)全ての一般化線形モデルに適用できること、(5)モデルの複雑性に関して単調性を有すること、(6)正準結合モデルに適用するとき因子や説明変数の成分に分解されること、の6条件を提唱した。この条件を満たすものとして、エントロピー決定係数(Entropy Coefficient of Determination)を提唱した。この測度はエントロピーにおける説明された応答変数の変動の全変動に対する比としての解釈ができる。この測度はカルバック情報から導出され、その推定量の漸近的性質がカイ自乗分布に関連することを示した。
新規金属ナノ細孔体の創製と機能解明

テンプレート法により、PtやPd等の金属ナノ細孔体の合成法を確立し、得られた物質の基礎的特性を把握し、触媒や電極機能を評価するとともに、ナノ物質特有の量子効果を解明することを目的とした。テンプレートとして直径約20nmのシリカ微粒子を用い、塩化白金酸のアセトン溶液に浸し、その後還元することで、20nmの殻構造を有するナノ細孔性Ptを合成した。加熱還元過程で溶媒から炭素分が生成するが、真空加熱処理により除去し、Ptナノ細孔体を得た。このようにして得たPtナノ細孔体のメタノールの電気化学酸化特性を調べた。市販の白金黒と同程度の活性が認められ、CO被毒に対してはより高い耐性を有し、優位な点を示した。さらに、異なる構造のシリカテンプレートを用いた場合、得られる細孔体の構造が異なることを明らかにした。ポリビニルアルコール(PVA)フィルムをテンプレートとして、Pd金属ナノ細孔体の合成法を検討し、得られた物質の基礎特性を調べた。10wt%のPVA水溶液を383Kで室温乾燥し、フィルムを作製し、Pd(NO_3)_2の硝酸溶液に入れ超音波処理した。これによりPdをフィルムの網目構造に含浸させ、洗浄後室温で乾燥させた。さらにこれを窒素雰囲気下で773Kで焼成することにより、ポリマーを除去し、Pdナノ細孔体を得た。粉末X線回折(XRD)測定の結果、硝酸パラジウムをフィルムに含浸した段階で、金属パラジウムに還元されていることがわかった。これはPVAの側鎖のヒドロキシル基が還元作用を有するためで、1段階で金属パラジウムを生成させるという、有利な反応系であることを示した。XRDピークの半値幅から、結晶子の大きさとして10nmと見積もられたが、その周りにカーボンが存在し、触媒作用を低くする原因となることがわかった。このように均一な10nm程度の金属パラジウム粒子を得る方法が得られ、一定の成果は上がったが、今後、ナノ細孔性パラジウムを得るために、脱炭素処理をする必要があることがわかった。シリカナノ物質をテンブレートとして用いる鋳型法により、白金等の金属ナノ細孔体の合成法を確立し、得られたナノ細孔体の基礎的特性を把握し、触媒や電極機能を評価するとともに、ナノ物質特有の量子効果を解明することを目的としており、平成15年度は以下の研究を進めた。テンプレートとしてシリカ微粒子を用い、異なる溶媒を用いて白金ナノ細孔体の合成を試みた。得られた試料を電子顕微鏡やX線回折法、X線光電子分光法、窒素吸着法により、形状や細孔構造などナノ細孔体特有の性質を評価した。その結果、エタノールでは白金金属の結晶子が大きくなりすぎ、細孔性が悪いことがわかった。金属ナノ細孔体の合成にはアセトンが最適な溶媒であると結論した。これはアセトンが、親水疎水性のバランスよい溶媒であるためと考えられた。さらに、異なる構造のシリカテンプレートを用いて、得られる白金ナノ細孔体の構造との関係を調べた。シリカ微粒子に加え、シリカメソ細孔体としてよく知られるMCM-41とMCM-48を用い、上記と同様の方法で白金ナノ細孔体を合成した結果、テンプレートの構造に依存した形状の白金ナノ細孔体を得た。しかしながら、細孔体の細孔壁が厚くなるなど、凝結が進行した結果金属部分の構造がテンプレートの大きさよりも大きくなった。

このようにメソ細孔体テンプレートそのままの構造を保つことは困難であったが、非常に高い細孔性を有する白金ナノ構造体が得られた。シリカ微粒子をテンプレートとして得た白金ナノ細孔体の燃料電池用電極材料としての特性を、サイクリックボルタンメトリーなど電気化学測定により評価した。グラッシーカーボンを基板とした白金ナノ細孔体物質の電極を作製し、メタノールの電気化学酸化性を調べた。市販の白金黒と同程度の活性が認められ、CO被毒に対してはより高い耐性を示し、優位な点を示した。ポリビニルアルコール(PVA)フィルムをテンプレートとして用いる鋳型法により、パラジウム金属ナノ細孔体の合成法を検討し、得られたナノ細孔性金属の基礎特性を把握し、触媒機能を評価した。10wt%のPVA水溶液を383Kで室温乾燥し、厚さ1mm程度のフィルムを作製した。このフィルムを硝酸パラジウムの硝酸溶液に入れ超音波処理し、パラジウムをフィルムの網目構造に含浸させた後洗浄し、室温で乾燥させた。さらに窒素雰囲気下で乾燥したフィルムを773Kで焼成することにより、ポリマーを除去し、ナノ細孔性金属パラジウムを得た。粉末X線回折(XRD)測定の結果、硝酸パラジウムをフィルムに含浸した段階で、金属パラジウムに還元されていることがわかった。これはPVAの側鎖のヒドロキシル基が還元作用を有するために、特別な還元処理を施さずとも、1段階で金属パラジウムを生成させるという、有利な反応系である。XRDピークの半値幅から、結晶子の大きさとして10nmと見積もられた。また、焼成後のパラジウムの熱分析から、67.5wt%のパラジウムを含むことがわかった。FE-SEM観察からも10nm程度の比較的均一な粒子が観察されたが、その周りに別の物質が存在することがわかった。X線光電子分光測定から周りの物質はアモルファスカーボンであると推定された。元素分析からも30wt%の炭素分が確認された。得られた物質の溶液内における酸化還元触媒作用は市販のパラジウム黒に比べ悪いものであった。77Kにおける窒素吸着等温線からBET比表面積は28m^2/gと低く、炭素分がパラジウムナノ粒子の周りにあるために細孔がつぶされ、触媒活性も低いと推定された。このように均一な10nm程度の金属パラジウム粒子を得る方法は得られ、一定の成果は上がったが、今後、ナノ細孔性金属パラジウムを得るために、脱炭素処理をする必要があることがわかった。
bHLH型転写因子DEC2の機能および軟骨分化における役割の解明

DEC2は構造的にhairy, Hes, Heyに近縁の塩基性ドメイン-ヘリックス-ループ-ヘリックス(bHLH)型転写因子である。DEC2は他のbHLH型転写因子と同様に組織分化の制御に関わっていると考えられる。また、視交叉上核およびその他の組織において、DEC2 mRNAの発現は日内リズムを示すことからDEC2は時計遺伝子としても機能していると考えられる。1.DEC2の機能解析DEC2はCACGTGのE-box配列に直接結合し、転写抑制因子として機能する。また、DEC2はMyoDと結合しMyoD/E47のE-boxへの結合を阻害することで、MyoDの転写活性化作用を抑制した。2.DEC2遺伝子の発現調節分子時計のマスター因子であるClock/BmalはDEC2 mRNAの発現量を増加させた。一方、Clock変異マウスの腎臓におけるDEC2 mRNA発現量は野生型と比べ著しく減少しており、DEC2 mRNAの日内リズムも消失していた。マウスDEC2遺伝子の上流領域を用いたプロモーター解析によりDEC2遺伝子上流領域に存在する2つのE-BoxがClock/Bmalによる誘導に関係していると考えられた。また、DEC2はDEC2自身のプロモーター活性を抑制した。これらの結果から、DEC2の発現はClock/Bmalにより正に調節され、DEC2自身により負に調節されていると考えられた。DEC2は構造的にhairy, HES, HEYに近縁のBasic helix loop helix型転写因子で、軟骨を含む多くの組織に発現している。DEC2の発現は視交叉上核およびその他の組織において日内リズムを示した。そこで、DEC2の発現調節機構を明らかにするために、mouse DEC2の遺伝子をクローニングし、その遺伝子構造とプロモーター構造を明らかにした。ルシフェラーゼアッセイの結果、DEC2のプロモーター活性は時計遺伝子であるClOCK/BMALによって増加し、DEC2自身によって抑制された。この作用にはDEC2プロモーター上の2箇所のE-box(CACGTG)が関与していた。このような、正と負の調節機構がDEC2の生体リズムの形成に重要であると考えられる。今回、DEC2とMyoDとの相互作用について、また、DEC2遺伝子の発現調節について解析を行った。1)DEC2とMyoDとの相互作用DEC2と相互作用する蛋白を探索したところMyoDがDEC2と結合することがGST pull down法により確認された。MyoDはE12またはE47とヘテロダイマーを形成してE-boxに結合し、転写活性化因子として機能する。DEC2はMyoDと結合しMyoD/E47のE-boxへの結合を阻害することで、MyoDの転写活性化作用を抑制することを明らかにした。2)DEC2遺伝子の発現調節分子時計のマスター因子であるClock/BmalはDEC2 mRNAの発現量を増加させた。
クレオールとしてのアイルランド英語の文法記述

(1)平成18年度4月には、アイルランド英語の主要な特徴の一つであるdo be形式の形成とその現代的諸相の観察についての考察をまとめ、論文The `do be'form in contemporary Hiberno-English : An implication for grammatical transformationsとしてTRANS 16にて公表した。(2)5月の日本英文学会に於いて、「アイルランド英語の形態・統語法的諸特徴-John B.Keane(1928-2002)の言語をもとに-」という題目で口頭発表し、その内容は本年度9月大会プロシーディングスに掲載された。(3)平成18年度7月にはリムリック大学に於ける学会Sociolinguistic Symposium 16にてAwareness of `Standard' and`Irishness':Motives for change in contemporaryHiberno-Englishという題目のもとで口頭発表を行った。当該言語話者がもっている言語意識について、これまでに行った言語調査とアンケート調査を踏まえた例証を行った。(4)本年度秋期には、言語と民族言語的アイデンティティの観点からアイルランド英語の役割を論じ、語彙および文法特徴についてアイルランド英語の混成性に関する考察をまとめた論文"Irishness" in Hiberno-English : Linguistic hybridism and ethnolinguistic identityをEric A.Anchimbe編Linguistic identity in postcolonialspaces(近刊)に寄稿した。(5)本年度冬期には、アイルランド英語のテンス・アスペクトに関する現地での言語調査を踏まえた記述をまとめた。さらにその諸特徴について言語話者の意識との関連を明らかにし、文法の可変性と不変性に関する考察の一助としている。この内容は平成19年度6月キプロス大学に於けるThe International Conference on Language Variation in Europe 4にて口頭発表の予定である。上記の内容はアイルランド南西部におけるフィールドワークに基づくものであり、平成18年度はとくにアイルランド英語のクレオール的特質の追究と文法変化における当該言語話者の意識の役割に重点を置いた研究を行った。本年度の研究内容は、(1)アイルランド英語(Hiberno-English)の文法諸特徴の把握と自らのテキスト・コーパスの作成、(2)一文法特徴であるDO BE形式についてのフィールド調査および当該文法記述の着手、(3)現代アイルランド英語の変化に関する考察、(4)昨年度までに分析を行ったIt is 'Tis...構文についての記述のまとめとクレオール的性質の観点からの考察、(5)言語と民族的アイデンティティについての考察に概ねまとめられる。上記(5)に関しては、本年度2月、米国ジョージタウン大学における学会The Language and Identity Tapestry : Linguistic Re/presentations and Identities in Social Interactionにて、Ethnic identityas vitality in language : A study of `Irishness'in Hiberno-Englishの題目のもとで研究発表を行った。言語意識に関するアンケート調査とフィールド調査に基づくアイルランドの事例研究から、アイルランド語が日常言語として話されていない現代にあっても民族的アイデンティティは衰退しているとは言えないことを指摘した。アイルランド英語が民族的独自性を表出する機能(identifier of ethnicity)を果たしうる可能性を言語学的分析によって示し、当該言語コミュニティの話者にアイルランド的であると意識(awareness of `Irishness')される言語特徴の使用を通してアイデンティティが言語に働きかけることを示唆しつつ、言語とアイデンティティの双方向的な関係性について述べた。研究実績について、平成17年度に行なった研究発表を中心に以下に概要を記す。上記の内容はアイルランド南西部におけるフィールドワークに基づくものであり、本年度はとくにクレオールとしてのアイルランド英語の特質と当該言語話者の意識に重点を置いた研究を行なった。(1)平成18年度4月には、アイルランド英語の主要な特徴の一つであるdo be形式の形成とその現代的諸相の観察についての考察をまとめ、論文The `do be'form in contemporary Hiberno-English : Animplication for grammatical transformationsとしてTRANS 16にて公表した。
アモルファス金属超微粒子の生成と物性に関する研究

本年度は、アモルファス金属超微粒子の生成法としてスパッタ法の他に水素又は酸素ガスの吸収法について研究を行なうと共に、アモルファス中に超微粒子Pb,Pb-Biを分散させる方法についても研究を行なった。昭和61年度の研究実績は次の通りである。1スパッタ法によるFeCoアモルファス超微粒子の磁性(増本)ポリイミド板上に微細な突起を形成させた後スパッタすることにより1000【A!°】径、アスペクト比4の柱状微粒子を形成させた。Co量の増加とともに磁気異方性が増大し、約1200エルステッドの保磁力を有する垂直磁化膜の作製に成功した。2スパッタ法による超伝導膜の生成と特性(井上)ガラス基板上に【Al_2】【O_3】,slN,MgNなどと共にPb,Pb-Biをスパッタさせることにより、約500【A!°】の超微細Pb,Pb-Bi粒子の分散したアモルファス薄膜を得た。この薄膜は高抵抗体であり、高いTcと高い【Hc_2】を有する特異な特性を示す超伝導材料であることを見出した。3ガス吸収法によるアモルファス超微粒子の生成と特性(青木,木村)Ib族元素のCu,Ag,AuとZrとの合金を液体急冷してアモルファス化した後、【O_2】又は【H_2】中で加熱することによって超微粒子化すること、また希土類元素とNiとの金属間化合物を【H_2】中加熱することによって超微粒子化することを見出し、これら合金の触媒性を研究した。例えばAu-Zr微粒子はCOガスの水素化反応に対し高活性を示すことを見出した。以上の本研究により、アモルファス金属超微粒子の生成法,構造,安定性超伝導性,磁性,触媒能などの詳細が明らかにされた。この研究は世界で初めて行われたもので、大きな注目をあつめており、今後も経続して行なう予定である。本研究はミクロン以下のアモルファス金属超微粒子をスパッタ技術を用いて作製し、その微粒子の物性を明らかにすることを目的とし、昭和60年の研究実績は次の通りである。1)超微粒子の生成方法と機構59年度に購入したRFスパッタ装置(ANELVA SPF-332)を用い、主としてFe-B(20at%)合金ターゲットを用いてアモルファスFe-B超微粒子の生成実験を行なった。サブストレートとして有機ポリマー板を用い、逆スパッタにより表面に微細な凹凸を形成させた後、RFスパッタを行なった結果、一平方センチ当り約【(10)^8】個の超微粒子を2次元的に生成させることに成功した。微粒子は柱状晶に形成され、直径を約50500Å、長さを1002000Åの範囲でコントロールされた。この超微粒子の生成機構はターゲットから飛来するスパッタ原子の多方向性により樹氷の成長と同様な過程によると推論した。2)超微粒子の性状と熱的性質Fe-B超微粒子についてX線回折を行なった結果、アモルファスであることが確認された。また、DSC分析により明暸な構造緩和と結晶化が検出された。結晶化温度はFe-B(20at%)バルク材の460°Cより非常に低くなり、約310°Cであり、粒子寸法が小さい程低下した。これは表面効果によると考えられる。3)超微粒子の磁性Fe-BおよびCo-B超微粒子の磁化、キュリー温度、保磁力などを測定した結果、著しい粒子効果が認められた。超微粒子の磁化とキュリー温度はバルク材より著しく低く、一方保磁力は著しく増大した。また、低温焼なましにより、保磁力はさらに増加し、バルク材の0.2エルステッドから1200エルステッドまで増大した。

例えばAu-Zr微粒子はCOガスの水素化反応に対し高活性を示すことを見出した。以上の本研究により、アモルファス金属超微粒子の生成法,構造,安定性超伝導性,磁性,触媒能などの詳細が明らかにされた。この研究は世界で初めて行われたもので、大きな注目をあつめており、今後も経続して行なう予定である。
ペプチドグリカン認識蛋白質(PGRP)-LEによる細胞内寄生細菌の認識と排除機構

ショウジョウバエが有する病原体センサーであるPGRP-LEが、リステリア菌の細胞内感染を認知し、細胞内分解系であるオートファジーを誘導する機構を分子レベルで明らかにするために、今年度は、オートファジーの誘導に必要なPGRP-LE内の機能ドメインの同定を試みた。そのために、様々な領域を欠失した変異体型PGRP-LEをショウジョウバエS2細胞に発現した際に、変異体型PGRP-LEが、リステリア菌の細胞内感染を認知し、オートファジーを誘導するのかどうか調べた。その際、野生型のリステリア菌と共に、細胞質中に侵入できないリステリア変異株(ファゴソーム膜を傷害するリステリオリシン0を有していないために細胞質に侵入できない)を用いた場合と比較した。また、昨年度までの解析により、PGRP-LEは、オートファジーの誘導とは独立して抗菌ペプチド誘導のimd経路を活性化することが明らかとなっているので(Nature Immunol. 2008)、同様の解析をimd経路の活性化を指標に行い、オートファジーの誘導に特異的に必要とされるドメインの同定を試みた。その結果、N末端側に両者の免疫応答に必要な領域と、それぞれの免疫応答に必要な領域があることが示唆された。
青果物の貯蔵環境要因の変化による呼吸応答特性に関する研究

本研究では、貯蔵環境要因中の特に温度に注目し、温度を変化させたときの呼吸応答を検討し、温度変化が呼吸に与える影響について明らかにすることを目的として実験を行つた。実験試料には、比較的流通期間が短く呼吸の激しい野菜としてホウレンソウを用いた。試作した気密チャンバ内に試料を入れ、このチャンバを現有する冷蔵庫内に収納し、チャンバ内に設けたヒ-タにより温度制御を行つた。温度変化はパソコンから温度コントローラを通じて、ステップ状や矩形状に変化させた。呼吸速度は、二酸化炭素放出速度として計測した。実際には、密閉したチャンバ内の二酸化炭素濃度をガスクロマトグラフィにより測定し計算により求めた。呼吸は、雰囲気のガス環境に大きな影響を受けるため、CA効果が現れないようなチャンバ内二酸化炭素濃度が約1%の範囲内で実験を行つた。結果をまとめると、以下のとおりである。1.矩形状の温度変化を与えたところ、呼吸速度には時間遅れやオーバーシュートがほとんどみられず温度変化に追従して変化しており、2回目に温度を上げた際にも呼吸速度は、1回目と同じ水準まで上昇し、外観は萎れていたにもかかわらず、呼吸作用の低下は認められなかつた。しかしながら、温度の変動幅が大きい実験区では、一旦温度を上げて、再び温度を下げても最初の水準まで呼吸が低下せず、一度高温にさらしたホウレンソウは、温度を下げた場合でも呼吸抑制が成されにくいことが分かつた。2.大きな温度変動幅を与えなかつた実験区において、呼吸速度と温度の関係はアレニウス式によく一致し、ホウレンソウの呼吸の活性化エネルギが求められ、それを用いて呼吸の温度係数を求めた。
窒化炭素薄膜を用いた低コスト白色発光素子に関する研究

本研究は窒化炭素薄膜のpn接合を実現し、それにより演色性の高い白色発光ダイオードを作製して、将来の低コスト白色照明の基礎技術を確立することである。そのために、平成22年度は次に述べる3項目の実現を目指した。(1)高演色性を有する白色発光素子実現のための成長条件検討とその解析、(2)n型水素化窒化炭素薄膜を実現するためのS(硫黄)ドーピングの検討、(3)p型水素化窒化炭素薄膜を実現するためのB(ボロン)ドーピングの検討。以下各項目の進捗を述べる。(1)昨年の結果より、Si基板上に先ずRFスパッタ法で赤色発光の強い水素化窒化炭素薄膜を成長し、その上にECRプラズマCVD法で緑色から青色発光の強い水素化窒化炭素薄膜を成長した2層成長膜の演色性向上のための最適条件を検討した。また2層成長による発光はECRプラズマCVD法のみによる発光より青色発光が強くなる原因を解析した。その結果ECRプラズマCVD法の成長時間制御を行うと、成長膜表面における窒素と炭素の比N/CおよびC-N結合のsp3/sp2比を向上させることが出来、これが原因で演色性が大幅に向上したことが判明した(IEEE HISSで発表。優秀研究賞を受賞)。(2)ECRプラズマCVD法で水素化窒化炭素薄膜を成長するに際し、H_2S(硫化水素)ガスを流し、n型ドーパントとなりうるかを検討した。成長膜のホール測定の結果、膜はn型になっていることが確認された。今後はドーパンとの濃度制御を検討する。(3)RFスパッタ法で水素化窒化炭素薄膜を成長するに際し、Cターゲット以外にBNターゲットも使用して、スパッタ成長を行った。成長膜中にはBが入っていることが確認された。ただ今回はBの量が多くて成長膜はBCN:Hとなっていた。Bの量をドーパント程度になるまで減らす成長法の検討を続行中である。本研究は窒化炭素薄膜のPN接合を実現し、それにより演色性の高い白色発光ダイオードを作って、将来の低コスト白色照明の基礎技術を確立することである。そのために平成21年度は次にのべる3項目の実現を目指した。(1)薄膜成長装置による窒化炭素成長膜中への水素添加量の制御、(2)高演色性を有する白色発光素子実現のための成長条件検討、(3)シリコン基板上に窒化炭素薄膜単結晶成長条件の基礎検討。以下、各項目の進捗結果を述べる。(1)成長方法としてはECRプラズマCVD法およびRFスパッタ法の2種類を検討した。どちらも主ガスとしてアルゴン、窒素およびメタンガスを用いた。水素添加量はメタンガス量により制御した。ECRプラズマCVD法ではメタンガスの増加とともにフォトルミ発光ピーク波長は514nmから574nmへと長波長側へシフトした。一方RFスパッタ法ではメタンガスの増減にかかわらずピーク波長は650nmであり、出力の変化のみが見られた。(2)上記の結果より青色から緑色の発光が強いプラズマCVD膜と、赤色の強いスパッタ膜の2層成長により、青色から赤色に渡り均一な発光出力が得られる可能性があることを見出し、シリコン基板上に先ずスパッタ法で薄膜成長を行い、その上にプラズマCVD法で膜の成長を行って熱処理を施し、フォトルミ測定を行った。その結果演色評価指数Raは、単一成長膜では40程度であったのが、2層成長によりRaは82にまで向上できた(国際論文投稿中)。(3)p型窒化炭素単結晶成長に必要なドーパントとしてホウ素を考えており先ずSi(100)面を基板としてスパッタ法で窒化ホウ素膜の成長条件を検討中である。優秀研究賞を受賞)。

成長膜中にはBが入っていることが確認された。ただ今回はBの量が多くて成長膜はBCN:Hとなっていた。Bの量をドーパント程度になるまで減らす成長法の検討を続行中である。
殺生性イネごま葉枯病菌に対するイネの光誘導抵抗性の分子生物学的解析

イネ葉にごま葉枯病菌接種後、赤色光区及び自然光区に保つと、赤色光区での病斑形成は自然光区に比べて著しく抑制された。この病斑形成の抑制は、ごま葉枯病菌接種後にイネ葉に照射された赤色光の照射時間に依存して強くなった。しかし、セルロース膜上での病原菌の侵入行動、とくに侵入菌糸形成は赤色光区においても阻害されなかった。この結果は、赤色光区における病斑形成抑制が病原菌の侵入行動に対する赤色光による直積的抑制作用によるものではなく、イネに誘導された抵抗性が病斑形成の抑制に繋がったものであることを示した。イネのフェニルアラニンアンモニアリアーゼ及びトリプトファン脱炭酸酵素の阻害剤であるα-アミノオキシ酢酸及びs-α-fluoromethyltryptophanをそれぞれ前処理したイネ葉では赤色光処理により見られた病斑形成抑制は見られなくなった。この結果は、イネのごま葉枯病菌に対する光誘導抵抗性にはフェニールプロパノイド経路とトリプトファン経路が関与していることが示唆された。イネ葉を含む蒸留中でごま葉枯病菌胞子を発芽させて作成した発芽液の処理イネ葉を赤色光区に保った場合は自然光区に保ったそれに比べて病斑形成は著しく抑制された。このことは、赤色光区におけるイネのごま葉枯病菌に対する抵抗性の誘導にはごま葉枯病菌胞子が侵入前の胞子発芽時に分泌する2次代謝産物が深く関係していることが示唆された。植物の誘導抵抗性は活物性病原菌か殺生性病原菌かのいずれか一方にのみ有効で、両タイプの病原菌に対して有効な抵抗性が同一条件下の植物に発現するということは知られていない。本研究成果は、光照射が両タイプの病原菌に有効な抵抗性を植物に同時に誘導できることを示しており、自然界では前述の2つのタイプの病原菌の攻撃を同時に受けている植物の防除を可能にする技術開発の可能性を示している。26年度が最終年度であるため、記入しない。イネの光誘導抵抗性については、赤色光照射が半活物性病原菌Magnaportheoryzaeに対する抵抗性を誘導することをこれまで報告してきたが、殺生性病原菌に対する抵抗性については明らかとなっていない。本研究では、イネの代表的な殺生性病原菌として知られるBipoiaris oryzaeに対する抵抗性を明らかにしようとした。切り取りイネ葉にB. oryzaeの胞子懸濁液を噴霧接種後、赤色光下、自然光下及び暗黒に保つと、赤色光下での病斑形成は自然光下や暗黒に比べて著しく抑制された。これら3条件下での病原菌の侵入行動に違いは見られなかった。また、熱処理により抵抗性発現を一時的に抑制したイネ葉に病原菌を接種した場合には、赤色光下でさえ病斑形成抑制は観察されなくなった。これらの結果は、赤色光下における病斑形成抑制が病原菌の侵入行動の抑制によるものではなく、イネの抵抗性誘導によるものであることを示した。赤色光誘導抵抗性は、照射時間に依存して強くなった。抵抗性発現に関与するイネの代謝系を明らかにする目的でフェニルアラニンアンモニアリアーゼ及びトリプトファン脱炭酸酵素の阻害剤であるα-アミノオキシ酢酸及びs-α-fiuoromethyltryptOphanをそれぞれ前処理したイネ葉に病原機を接種し、赤色光下に保った。その結果、両薬剤処理イネでは赤色光下でさえ病斑形成は抑制されなかった。この結果は、イネのB. oryzaeに対する光誘導抵抗性にはフェニールプロパノイド経路(PAL)とトリプトファン経路(TRP)が関与していることが示唆された。

このことは、赤色光区におけるイネのごま葉枯病菌に対する抵抗性の誘導にはごま葉枯病菌胞子が侵入前の胞子発芽時に分泌する2次代謝産物が深く関係していることが示唆された。植物の誘導抵抗性は活物性病原菌か殺生性病原菌かのいずれか一方にのみ有効で、両タイプの病原菌に対して有効な抵抗性が同一条件下の植物に発現するということは知られていない。本研究成果は、光照射が両タイプの病原菌に有効な抵抗性を植物に同時に誘導できることを示しており、自然界では前述の2つのタイプの病原菌の攻撃を同時に受けている植物の防除を可能にする技術開発の可能性を示している。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度計画した1)赤色光照射によるごま葉枯病菌に有効な抵抗性がイネに誘導できること、また2)抵抗性にイネのPALおよびTRYの両経路が深く関与していることを明らかにした。しかし、当初計画した遺伝子発現までには進まなかったことより、達成度を概ね順調とした平成26年度は、抵抗性発現に関連のある遺伝子発現の解析を進める。また、病斑形成の抑制に関与するファイトァレキシンの発現や活性酸素生成など申請時の計画を推進する。また、赤色光の防除技術への応用を目指し、罹病種子を用い育苗時のごま葉枯病発生に及ぼす赤色光の影響も新たに調査する。