hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生理耐性実験に基づく大型有孔虫の生態分布を規制する環境因子の特定

1.大型有孔虫の生活史と亜熱帯サンゴ礁の季節変動との関係亜熱帯のサンゴ礁に棲息する大型底生有孔虫5種の種組成・棲息密度・サイズ組成について、慶良間列島阿嘉島で2005年9月2006年11月のほぼ1ヶ月おきに採取された試料を用いて検討した.その結果、生体群集の棲息密度の季節変動は、秋から冬にかけてはCalcarina hispidaの個体数の増加に、春から夏にかけてはNeorotalia calcarの個体数の増加に影響されることや、遺骸群集の密度は、秋と春に大きく増加し、特に1-0.5mm径の個体の増減に影響されることが明らかとなった.また、各有孔虫種の寿命は半年から1年前後であると推定された.以上の結果から、(1)棲息密度の変動には生殖や死亡の時期と頻度が大きく影響する、(2)春と秋には大規模な世代交代があると考えられる、(3)分裂で産まれた個体のほとんどが0.5mm径まで成長した後に死亡する、(4)25°C付近の海水温が春と秋に大規模な世代交代(無性生殖)が起こる要因であると考えられる.2.マイクロセンサーを用いた大型有孔虫-微細藻共生系の代謝測定本年度は微小酸素電極装置を用いて大型有孔虫-微細藻共生系の代謝の測定方法を確立するとともに、安定した測定結果が得られるようになった.まだ公表できる十分なデータが得られていないため、今後測定結果を蓄積し、(1)生理耐性限界付近での大型有孔虫の挙動(特に高水温による大型有孔虫の白化現象の有無との関連)、(2)同種内の生理耐性の地理的・水深的変異、(3)同属種間の代謝や生理耐性の違いなどについて検討したい.1.野外における物理・化学環境因子の連続観測琉球列島のサンゴ礁海域における既存の物理・化学環境因子の地理的勾配・鉛直分布に関する文献を整理した。また、慶良間列島阿嘉島の礁原に観測定点を設置し、水温の測定を開始した。さらに定点の光量を測定するための装置を購入し、来年度から観測を開始する予定である。2.生理耐性実験(予備実験)(1)環境因子を正確に制御する方法の検討:物理環境因子(水温・光量・水流)を制御可能な装置を購入し、それらを高精度に制御する方法を検討した。化学環境因子(塩分・pH・炭酸塩飽和度・栄養塩濃度)については、来年度も引き続き検討する。(2)活性度の確立:本研究では、個体・個体群レベルの両面から大型有孔虫の生理耐性を検討し、それらの結果を総合することにより、生理耐性範囲を推定することにした。個体レベルでは、飼育観察による殻成長率と、本年度購入した微小酸素電極装置を用いた有孔虫の代謝量(溶存酸素変化量)を活性度の指標にする。個体群レベルでは溶存酸素法とpH-アルカリ度法による有機・無機炭素生産量を活性度の指標にする。(3)単一の環境因子を制御した予備実験:Baculogypsina, Calcarina gaudichaudii, Marginoporaについて、光量と有機・無機炭素生産量との関係を個体群レベルで測定した。その結果、大型有孔虫3種の有機炭素生産量は,明条件下では共生藻の光合成により光量が増加するとともに増加し,暗条件下では有孔虫と共生藻の呼吸によりマイナスとなった.この結果は、光量がこれら3種の代謝に大きな影響を与えることを示し、水深分布を規制する主要因であることを示唆する。また、水温と炭素生産量との関係についても予察的に検討したが、まだ明瞭な結果が得られていない。実験方法の再検討とともに来年度詳細に検討する予定である。1.野外定点観測慶良間列島阿嘉島の礁原での定点観測を継続し、大型有孔虫の棲息密度を調べるための定期的な試料採取と水温・光量データの連続槻測を行った。その結果、大型有孔虫は、春から夏にかけて個体群密度が増加するとともにサイズ組成が小さくなり、秋から冬にかけて減少するとともにサイズ組成が大きくなっていくことが明らかとなった。また、大型有孔虫の成長率・死亡率・生殖率と季節的な環境因子(水温・光量)の変化との関係を探るために、自作のケージを用いた野外成長実験を行った。2.水温耐性実験水温を一定に調節させる装置と有孔虫及び海水を密閉させる培養容器を用いて、5-45°Cに対する培養前後の海水中の溶存酸素量の変化を測定する方法により,沖縄周辺の礁原に多く棲息する大型有孔虫3種(Baculogypsina,Calcarina,Marginopora)の水温耐性を調べた.実験の結果,大型有孔虫の最適水温は3種とも30°Cであり,純光合成量が負になる上限水温は35-37.5°Cである.純光合成量が0に近くなる下限水温はBaculogypsinaとCalcarinaでは17.5-20°C,Marginoporaでは10-12.5°Cである.

また,高水温の測定後に25°Cに戻した測定では純光合成量の回復はみられないが,低水温の測定後では回復がみられる.また,呼吸量は純光合成量と比べて水温に対する変化に乏しい.3種の純光合成量を比較すると,BaculogypsinaとCalcarinaは水温に対してほぼ同じような応答を示すが,Marginoporaは他の2種よりも一次生産力が高く,かつ低水温に対して広い耐性を示す.これら3種の水温応答及び耐性の差は,共生する微細藻の種類が異なるためと考えられる,本研究の結果に基づくと,水温は生息分布に大きな影響を及ぼさず,水温以外の環境因子(光,底質)に分布が制限されると考えられる.また,生活史や季節性に対しては,海水温が大型有孔虫-微細藻共生系にとって最適な水温範囲内になるのを引き金に生殖が開始されたりするが,死亡には海水温の低下が直接的な要因になっていないと考えられる.更に大型有孔虫は高水温(37°C)でも白化しない.これは殻が不適な水温環境を緩和するシェルターの役割を果たすためと考えられる.1.大型有孔虫の生活史と亜熱帯サンゴ礁の季節変動との関係亜熱帯のサンゴ礁に棲息する大型底生有孔虫5種の種組成・棲息密度・サイズ組成について、慶良間列島阿嘉島で2005年9月2006年11月のほぼ1ヶ月おきに採取された試料を用いて検討した.その結果、生体群集の棲息密度の季節変動は、秋から冬にかけてはCalcarina hispidaの個体数の増加に、春から夏にかけてはNeorotalia calcarの個体数の増加に影響されることや、遺骸群集の密度は、秋と春に大きく増加し、特に1-0.5mm径の個体の増減に影響されることが明らかとなった.また、各有孔虫種の寿命は半年から1年前後であると推定された.以上の結果から、(1)棲息密度の変動には生殖や死亡の時期と頻度が大きく影響する、(2)春と秋には大規模な世代交代があると考えられる、(3)分裂で産まれた個体のほとんどが0.5mm径まで成長した後に死亡する、(4)25°C付近の海水温が春と秋に大規模な世代交代(無性生殖)が起こる要因であると考えられる.2.マイクロセンサーを用いた大型有孔虫-微細藻共生系の代謝測定本年度は微小酸素電極装置を用いて大型有孔虫-微細藻共生系の代謝の測定方法を確立するとともに、安定した測定結果が得られるようになった.まだ公表できる十分なデータが得られていないため、今後測定結果を蓄積し、(1)生理耐性限界付近での大型有孔虫の挙動(特に高水温による大型有孔虫の白化現象の有無との関連)、(2)同種内の生理耐性の地理的・水深的変異、(3)同属種間の代謝や生理耐性の違いなどについて検討したい.
光モード変換器用透明ガ-ネット型フェライトと強誘電性のタンタルの積層膜の作製

ビスマス置換ガ-ネット薄膜の結晶性の向上および優れた誘電特性・高屈折率の五酸化タンタル膜との積層膜の作製を目的としたが、高屈折率層は格子整合に優れたフッ化バリウム層を用いることとした。対向ターゲット式スパッタ装置に酸素ガス導入口を増設し、アルゴン・酸素流量をマスフローコントローラで、基板温度をヒ-タに流す電流値をフィードバックすることで、それぞれ自動制御が行なえるようにした。ターゲットは99.99%以上の高純度のgamma-Fe_2O_3、Y_2O_3、Bi_2O_3の各粉末を50:27:3の割合で混合し、ハンドミル・ボールミル・仮焼結・プレス成形後、790°C、4時間の本焼結を行った後に水素雰囲気中700°Cで2時間還元処理を行ったものを用いた。各種作製条件を変えてGGG単結晶基板上で堆積したところ、基板温度の上昇と共にBiが抜けて格子定数が小さくなること、酸化剤N_2Oガスの基板への吹付けは効果が見られないこと、プラズマにさらされると結晶性が劣化すること等の知見を得た。酸素分圧比10%、投入電力50W、プラズマ中心から基板までの距離7cmとすると450°Cという低基板温度で、結晶軸分散角度が0.045°と結晶性が極めて優れた膜の作製に成功し、RHEED観察により、ほぼ単結晶と見なせることを確認できた。次にSi基板に蒸着したフッ化バリウム層上にガ-ネット層を堆積したが、エピタキシャル成長は見られなかった。これは、フッ化バリウムが蒸着膜であるため、基板温度を上げたときに剥離してしまったこと等が理由と考えられ、フッ化バリウム層のスパッタ法による作製技術の確立およびフッ化バリウム層上でのガ-ネット膜作製条件の最適化が必要であることが分かった。いずれにしても本研究では、450°Cという極めて低い基板温度で、光集積回路光モード変換器の実現に大きく寄与できるプロセスを達成できた。
表情の分析・合成システムを用いた感性コミュニケーションに関する心理学的研究

本研究の目的は、これまでわれわれが東大工学部の原島研究室と開発を進めてきた表情分析合成システム(MASC)を、認知のみならず情動もやりとりする人間の感性コミュニケーションに関する心理学的研究に活用し、具体的な実験心理学的な研究や社会心理学的研究をすすめることにあり、なかでも、表情の表出と認知にかんする心理学的メカニズムに関する研究はその中核をなす。本年度は本格的なMASCによる表情研究の第一歩として、MASCによる表情のコンピュータ合成や、さらに、表情の分析、データベース化を進めていくための基盤となる基礎的、準備的作業を精力的に遂行するとともに、MASCによる心理学研究の紹介や表情認識のモデルに関する理論的考察について、論文としてまとめ、国際学会や国内の諸学会で講演を行うなど、様々な普及・啓蒙活動にもつとめた。以下、今年度におこなった、実質的な研究に関する作業の内容を報告する。1)表情の定量的研究の材料となる顔の動作及び表情のVTR撮影を、モデルの表情訓練や撮影テストを含め数回行い、新たなデータを増やした。2)これまでの表情の定量的研究を総括し、表情認知に関する記述的モデルを構築し、論文にまとめた。これはこれまでのSchlosbergの意味論的な要因解釈を用いずに記述的なラベリングを行ったものであり、それをもとに表情生成が可能となるものである。3)MASCによる合成画像を用いて表情認知に関する実験を行い、表情認知の静的、動的モデルの検討を進めた。4)MASCによる合成画像を用いた表情認識訓練のデータを整理するとともに、訓練マニュアルを作成し、そのマニュアルをもとに、大学生の被訓練者に大学生が訓練者となって表情認識訓練を試みる実験を実施し、マニュアルの問題点を検討するとともに、大学生用の初心者向けマニュアル作成の作業を進めた。
メディアクローン攻撃を防御するための聴覚メディア信号処理基盤の構築

実世界の真正データから限りなく本物に近いものとして人工的に作られたメディアは「メディアクローン」と呼ばれる.近年,このメディアクローンが実世界やサイバー空間で流通され,社会的脅威となりつつある.特に,音声合成技術を駆使して産み出された本物そっくりな音声は,「なりすまし」や「改ざん」に悪用され,音声認証システムを突破するなど重大な社会問題を巻き起こしつつある.本研究の目的は,音信号のメディアクローン攻撃に対して,適切な防御策(なりすましや改ざんの検出)を実現するための聴覚メディア信号処理の基盤技術を確立することである.本年度は,音声のメディアクローン生成・認識法を深く理解し,具体的な攻撃方法を模擬検討した.まず,音声に対し,発話内容を保存したまま音声の非言語情報(感情や話者性)を自然な形で変換する仕組みと,音声の話者性を保存したまま発話内容を変換する仕組みをそれぞれ深層学習モデルで実現した.原信号と変換処理後の音声との間の自然さの向上が今後の検討課題である.次に,線形予測法(LP)をベースとした音声分析合成系における音声改ざん等を防ぐための情報ハイディング法を検討した.ここでは, LP残差を利用したスペクトル拡散型音声情報ハイディング法とロバスト主成分分析法(RPCA)とフォルマント強調法を組み合わせた音声情報ハイディング法を実現した.また,特異スペクトル分析に基づく方法を利用した音声改ざん検出法を実現し,典型的な改ざん攻撃に対して耐性があることを確認した.最後に,メディアクローンで利用される重要な音響的特徴を検討した.ここではスパース符号化の一つであり,聴覚マスキング特性を加味したSpikegramを利用した音声電子指紋を検討した.この方法により,聴覚メディア情報に含まれる人工的な情報を,音響電子指紋を検出することで,メディアクローン化の手がかりを探ることができる.研究期間では,音声のメディアクローンの生成・認識法を深く理解した上で,次の三つの課題に取り組むことを計画していた.1.音声のメディアクローンを作成する際,何が最も重要な音響的特徴であるか明らかにする.2.ヒトが発する音と機械が発する音の音響的特徴の差異を明らかにする.3.音響特徴に知覚不可能で頑健な秘匿情報を埋め込む仕組みをつくる.当該年度では,課題1に関して,まずどのようにメディアクローンを作成することができるかを検討した.ここでは機械学習(Variational Autoencoder)を利用した音声の声質変換法を実現し,なりすましの一つとして音声変換が可能であることを確認した.次に課題2に関しては昨年度に引き続き,音質評価指標などを利用した音源情報の分析を行った.最後に課題3に関しては,音声情報で重要な特徴(音源や声道フィルタ特性)や聴覚的特徴(マスキング特性や知覚的スペクトル形状)に秘匿情報を埋め込む仕組みを検討した.また課題2の特徴への埋め込みのため,聴覚特性の一つである蝸牛遅延を活用した秘匿情報の埋め込みも検討した.以上から,当初の計画通りに実施できていると判断できる.今年度の取り組みから,ヒトが発する声(音声だけでなく口唇や舌,鼻腔からでる人体雑音)と機械が発する音(例えば,AD/DA変換から生じる微小な定常的雑音やジッター・シマーのようなヒトには知覚できない位相変化をもつ音)の音響的特徴の検討も行うことで音声のメディアクローン攻撃を防ぐ方略を考えていく.また,今年度までに提案した音声情報ハイディング法を含め,音響的特徴に知覚不可能で頑健な秘匿情報の埋め込み・検出を可能とする聴覚的な情報ハイディング法を確立する.最後に,最終年度に向け,メディアクローンの検出のための,図(目的音)の秘匿情報と地(背景音)の音響電子指紋の検出方法について検討していくことで,研究の大きな前進を目指す.実世界の真正データから限りなく本物に近いものとして人工的に作られたメディアは「メディアクローン」と呼ばれる.近年,このメディアクローンが実世界やサイバー空間で流通され,社会的脅威となりつつある.特に,音声合成技術を駆使して産み出された本物そっくりな音声は,「なりすまし」や「改ざん」に悪用され,音声認証システムを突破するなど重大な社会問題を巻き起こしつつある.本研究の目的は,音信号のメディアクローン攻撃に対して,適切な防御策(なりすましや改ざんの検出)を実現するための聴覚メディア信号処理の基盤技術を確立することである.本年度は,音声のメディアクローン生成・認識法を深く理解し,具体的な攻撃方法を模擬検討した.まず,音声(原信号)に対し,発話内容を保存したままロンバード効果のように音声の明瞭性を強調処理する仕組みや,音声の話者性を保存したまま発話内容の変換,明瞭性の変換を可能とする音声処理法を検討した.まだ原信号と変換処理信号の間に自然さの違いが若干みられるため,今後の検討課題とした.次に,線形予測法(LP)をベースとした音声分析合成系における音声改ざん等を防ぐための情報ハイディング法を検討した.ここでは,直接型のスペクトル拡散法で利用される疑似雑音系列信号とLP残差の類似性に着目して,スペクトル拡散型音声情報ハイディング法を発案した.最後に,主課題である聴覚的な電子指紋技術を確立するために,メディアクローンで利用される重要な音響的特徴を検討した.ここではスパース符号化の一つであり,聴覚特性を加味したSpikegramを利用した音声電子指紋を検討した.この方法により,聴覚メディア情報に含まれる人工的な情報を,音響電子指紋を検出することで,メディアクローン化の手がかりを探ることができる.研究期間では,音声のメディアクローンの生成・認識法を深く理解した上で,次の2つの課題に取り組むことを計画していた.

1音声のメディアクローンを作成する際,何が最も重要な音響的特徴であるか明らかにする.2ヒトが発する音と機械が発する音の音響的特徴の差異を明らかにする.当該年度では,課題1に関して,まずどのようにメディアクローンを作成することができるかを検討した.一つは高度な音声分析合成系(STRAIGHT)を利用した音声の明瞭性・強弱変化が可能であること,もう一つは機械学習(Variational Autoencoder)を利用した音声の声質変換が可能であることを確認した.次に課題2に関して,心理音響解析システムを利用して,様々な音質評価指標(変動強度,ラフネス,シャープネス)を調査することで音響的特徴の差異を検討した.最後に,音声のメディアクローンの生成・認識のために重要な特徴として,聴覚特性を加味したSpikegramが有効であることがわかった.以上から,当初の計画通りに実施できていると判断できる.実世界の真正データから限りなく本物に近いものとして人工的に作られたメディアは「メディアクローン」と呼ばれる.近年,このメディアクローンが実世界やサイバー空間で流通され,社会的脅威となりつつある.特に,音声合成技術を駆使して産み出された本物そっくりな音声は,「なりすまし」や「改ざん」に悪用され,音声認証システムを突破するなど重大な社会問題を巻き起こしつつある.本研究の目的は,音信号のメディアクローン攻撃に対して,適切な防御策(なりすましや改ざんの検出)を実現するための聴覚メディア信号処理の基盤技術を確立することである.本年度は,音声のメディアクローン生成・認識法を深く理解し,具体的な攻撃方法を模擬検討した.まず,音声に対し,発話内容を保存したまま音声の非言語情報(感情や話者性)を自然な形で変換する仕組みと,音声の話者性を保存したまま発話内容を変換する仕組みをそれぞれ深層学習モデルで実現した.原信号と変換処理後の音声との間の自然さの向上が今後の検討課題である.次に,線形予測法(LP)をベースとした音声分析合成系における音声改ざん等を防ぐための情報ハイディング法を検討した.ここでは, LP残差を利用したスペクトル拡散型音声情報ハイディング法とロバスト主成分分析法(RPCA)とフォルマント強調法を組み合わせた音声情報ハイディング法を実現した.また,特異スペクトル分析に基づく方法を利用した音声改ざん検出法を実現し,典型的な改ざん攻撃に対して耐性があることを確認した.最後に,メディアクローンで利用される重要な音響的特徴を検討した.ここではスパース符号化の一つであり,聴覚マスキング特性を加味したSpikegramを利用した音声電子指紋を検討した.この方法により,聴覚メディア情報に含まれる人工的な情報を,音響電子指紋を検出することで,メディアクローン化の手がかりを探ることができる.研究期間では,音声のメディアクローンの生成・認識法を深く理解した上で,次の三つの課題に取り組むことを計画していた.1.音声のメディアクローンを作成する際,何が最も重要な音響的特徴であるか明らかにする.2.ヒトが発する音と機械が発する音の音響的特徴の差異を明らかにする.
NTM症の予防に向けた環境中における非結核性抗酸菌のホットスポットの解明

非結核性抗酸菌症の感染源として考えられている、土壌環境における非結核性抗酸菌について、昨年度の研究成果として得られた非結核性抗酸菌の網羅解析(群集構造解析)の結果を踏まえて、今年度は他の細菌や真核生物も含めた解析を進めるとともに、環境中に存在する非結核性抗酸菌の分子疫学的解析を行った。試料は環境の異なる複数の土壌表面とし、西日本の2地点から合計30試料を採取した。アンプリコンシーケンスには非結核性抗酸菌を種レベルで分類可能であるhsp65遺伝子を、細菌の解析には16S rRNA遺伝子を、真核生物の解析には18S rRNA遺伝子をそれぞれ標的とした。その結果、(1)Mycobacterium属菌の群集構造をアンプリコンシーケンスにより解析したところ、土壌環境には多様な種のNTMが存在し、M. avium、M. gordnaeは今回対象とした土壌には普遍的に存在していること、(2)M. aviumやM. gordnaeの存在割合と今回測定した物理化学的因子それぞれとの間には関連は見られないこと、(3)Mycobacterium属菌の群集構造と関連する細菌グループは見られなかったこと、(4)Mycobacterium属菌の群集構造にはサンプリングサイトとの関係が示唆されること、(5)M. aviumやM. gordnaeはある種の真核生物の存在と関係が示唆されること、を見出すことができた。今年度は概ね計画通りに研究を遂行し、解析を終えている。しかしながら、成果公表の観点では、投稿論文としてまとめる作業を残しているため「やや遅れている」とした。補助期間中に得られた成果の論文化に注力する。非結核性抗酸菌症の感染源として考えられている、土壌環境における非結核性抗酸菌について、存在する非結核性抗酸菌の網羅解析(群集構造解析)、現存量測定を進めた。アンプリコンシーケンスには非結核性抗酸菌を種レベルで分類可能であるhsp65遺伝子を、定量的PCR法による抗酸菌の現存量測定はatpE遺伝子を標的とした。対象とした土壌において細菌、抗酸菌の現存量はそれぞれ107109 cells/g、105107 cells/gであり、乾燥している試料を除き、抗酸菌は全細菌に対し0.110%の比率で存在していることがわかった。また、群集構造解析により多様な種の非結核性抗酸菌が存在していることが明らかとなった。これらのうち、臨床上重要なMycobacterium aviumに着目したところ、今回対象とした土壌には幅広く存在することを見出し、また複数の試料からはM. aviumが培養法による分離された。また、得られた非結核性抗酸菌の群集に関するデータを詳細に解析したところ、真核生物内での生残に必要とされる遺伝子を保有する種類の非結核性抗酸菌が、ある特定の環境において優占していた。このことは、環境中の非結核性抗酸菌の全体像を理解するためには、非結核性抗酸菌のみ標的とするのではなく、真核生物も含め解析する必要性を提示するものである。現在は、真核生物の解析にむけた系の構築に向けた予備検討を進めている。平成29年度の研究実施計画として、エアロゾルを発生しうる環境における非結核性抗酸菌の実像を、先行研究により構築した分子微生物生態学的手法を駆使して解明し、増殖しやすい環境について考察することとしていた。非結核性抗酸菌の生理活性については継続的に解析を進める必要があるが、当初計画のとおり土壌試料を対象として非結核性抗酸菌の実像が理解できつつあり、真核生物との関係の重要性を示唆するデータも得られている。以上のように着実に実験データを蓄積しており、本研究は概ね順調に進展していると考える。

今後は上記の研究を継続し、環境と真核生物、非結核性抗酸菌との関係を詳細に検討し、非結核性抗酸菌のホットスポット、ニッチェの解明、さらにはその背景となる環境要因を統合的に理解しする。具体的には、非結核性抗酸菌叢、真核生物叢、真正細菌叢、生理活性を超並列シーケンサーを用い、解析を進める。補助期間中に得られた成果の論文化に注力する。概ね計画通りに研究は遂行し、現在2年間の補助事業期間中に得られた成果をもとに、国際誌に投稿すべく論文を執筆中である。論文投稿に関係する費用に未使用が生じた。重要な意義を持つ成果が得られていることから、国際誌への論文投稿また必要に応じた追加実験の実施のために補助事業期間を延長する。
わが國の「家」制度における周辺成員の研究

日本の伝統的家族は、「家」の世代的永続性を理念として形成され、長男による継承がその中心部を占めていたが、女子および次男以下の男子も、継承線のなかに組み入れられることもあった。継承線から外れた親族成員(特に二、三男以下の男子)がどのような形で生活の道を見出したかは、「家」制度、ひいては日本社会の構造と変質の理解にとって重要な問題であるにもかかわらず、その本格的な究明が行われたことはなかった。本研究計画においては、江戸中期以降を対象として、系譜資料などを手がかりに、「家」の周辺成員の動向を計量的に捉えながら、この問題への接近を試みた。従来の「家」研究は、法制や理念にかかわるものが多かったが、申請者は、「家」から疎外される立場にある二、三男以下のものが、いかに扱われ、いかに自分のおかれた状況に対処してきたかを実証的に検討した。この観点から日本社会の変動の契機を探るとともに、近年その進展が著しいわが国における社会経済史や歴史人口学の分野との関係づけを試みた。実際には、二、三男が養子または婿養子として他家の継承に組み入れられることがきわめて多く、このことが、高死亡傾向および少子によって特徴づけられるわが国の伝統的家族の人口学的特性に相関していることが明らかになった。具体的な分析作業は、盛岡南部藩を中心に行い、前家督者の弟、甥、婿養子、養子などによる相続の事情を明らかにし、あわせて二、三男の身の振り方を追跡した。このほかに、秋田佐竹藩、加賀前田藩、会津藩、萩藩等に関しても資料の収集整理を試み、比較検討の体制を確保した。1)申請者が家系継承の実態について、これまでに資料を集めて分析を行なった実績がある東北地方について、盛岡南部藩に加えて、秋田の佐竹藩や仙台の伊達藩等の系譜資料の利用可能性に関する検討を行なった。また、西日本については、鹿児島薩摩藩の系譜資料に加えて、金沢藩、和歌山藩、岡山藩、鳥取藩、萩藩などに関する系譜資料の利用可能性を探った。この結果、系譜資料に関しては、佐竹藩、薩摩藩、萩藩、金沢藩において、それぞれ若干の制約条件があるものの、分析に耐えるものが入手できることがわかった。このうち佐竹藩の諸氏系譜および金沢藩の諸氏系譜に関しては、秋田県公文書館保管資料、および金沢市立玉川図書館保管資料の閲覧と必要部分の複写作業を行なった。2)上記の系譜資料のうち、金沢藩および佐竹藩に関して、人口学的な側面を考慮に入れた家督相続に関するデータシート作製のための基礎的作業を行なった。3)上述の地域の歴史や環境に関して、関連する参考資料を収集した。4)以上の作業を通して、系譜資料を利用したわが国の武士階層における家系継承、養子、分知などの分析を、地方差をも考慮に入れて行なうことに対する見通しが得られた。今後は、資料および関連情報の収集をさらに進めるとともに、収集された資料の分析を進めることになる。それぞれの地域に関して、統一的、あるいは画一的な分析方法を採用することは困難であり、それぞれの資料群の特性に応じた対応が必要であることが確認され、個別的な分析を開始しようとしている。1)家系継承の実態について、申請者がこれまでに資料を集めて分析を行なった実績がある東北地方について、盛岡南部藩に加えて、秋田佐竹藩の系譜資料の入手を一応終了し、資料のデータベース化を行なうともに、会津若松市立図書館に所蔵されている会津藩諸士系譜360巻のコピーの入手を図った。2)既に一応入手完了した加賀前田藩の諸士系譜について、人口学的な側面を考慮にいれたデータベース化を終了し、家督相続の実態を明きらかにするべく分析を行なった。3)西日本について、既に得られた鹿児島島津藩の家系継承の知見に加えるべく、萩藩と徳島藩の系譜資料の入手を図った。4)以上の作業を通して、系譜資料を利用したわが国の武士階層における家系継承、養子、分知分系などの実態解明作業を、地方差をも考慮に入れて行なうことに対する見通しが得られた。今後は、資料および関連情報の収集をさらに進めるとともに、収集された資料の分析を行なうことになる。それぞれの地域に関して、統一的、あるいは画一的な分析方法を採用することは困難であり、それぞれの資料の特性に応じた対応が必要であることが確認されているが、個別的な分析とともに、なお、地域差、時代差などについて比較可能なように配慮しながら分析を進めている。

実際には、二、三男が養子または婿養子として他家の継承に組み入れられることがきわめて多く、このことが、高死亡傾向および少子によって特徴づけられるわが国の伝統的家族の人口学的特性に相関していることが明らかになった。具体的な分析作業は、盛岡南部藩を中心に行い、前家督者の弟、甥、婿養子、養子などによる相続の事情を明らかにし、あわせて二、三男の身の振り方を追跡した。このほかに、秋田佐竹藩、加賀前田藩、会津藩、萩藩等に関しても資料の収集整理を試み、比較検討の体制を確保した。
ヒト口蓋扁桃機能における細胞接着分子の役割に関する研究

口蓋扁桃は,気道と消化管の入口部に位置しており,外来抗原に対しての局所防御を行うとともに,その情報を全身に伝えるという重要な役割を果たしていると考えられている。今までの研究で我々は,おもにヒト口蓋扁桃における細胞接着因子の役割として,リンパ球上に発現される受容体とそのリガンドである細胞外マトリクスとの関わりから,これらの因子がリンパ球の活性化や分化に影響を与えていることを見いだすとともに年齢により接着受容体の数が増加することがわかった.次に扁桃の中でも上皮部分に着目すると,中でも外来抗原に対しての第一番目の反応を行っていると考えられているリンパ上皮共生部位では,浸潤したリンパ球のみならず,上皮にも各種の接着因子が発現されていた.さらに上皮とリンパ球との関わりを知るために,最近注目されている上皮系細胞の免疫組織としての役割について検討した.上皮も培養上清中に含まれる各種サイトカインをELISA法を用いて測定したところIL-1α,IL-6,IL-8,TNF-αの存在が証明され,これらの炎症性のサイトカインが口蓋扁桃での局所免疫に関与していることが推定された.これについては第7回日本口腔・咽頭科学会において発表した.今後,上皮とリンパ球の混合培養を行いそれによって生じるリンパ球の活性化や分化,,またPCR法を用いることにより上皮細胞での各種サイトカインの存在の証明を検索していく予定である.口蓋扁桃は,気道と消化管の入口部に位置しており,外来抗原に対しての局所防御を行うとともに,その情報を全身に伝えるという重要な役割を果たしていると考えられている。今までの研究で我々は,おもにヒト口蓋扁桃における細胞接着因子の役割として,リンパ球上に発現される受容体とそのリガンドである細胞外マトリクスとの関わりから,これらの因子がリンパ球の活性化や分化に影響を与えていることを見いだすとともに年齢により接着受容体の数が増加することがわかった.次に扁桃の中でも上皮部分に着目すると,中でも外来抗原に対しての第一番目の反応を行っていると考えられているリンパ上皮共生部位では,浸潤したリンパ球のみならず,上皮にも各種の接着因子が発現されていた.さらに上皮とリンパ球との関わりを知るために,最近注目されている上皮系細胞の免疫組織としての役割について検討した.上皮も培養上清中に含まれる各種サイトカインをELISA法を用いて測定したところIL-1α,IL-6,IL-8,TNF-αの存在が証明され,これらの炎症性のサイトカインが口蓋扁桃での局所免疫に関与していることが推定された.これについては第7回日本口腔・咽頭科学会において発表した.今後,上皮とリンパ球の混合培養を行いそれによって生じるリンパ球の活性化や分化,,またPCR法を用いることにより上皮細胞での各種サイトカインの存在の証明を検索していく予定である.
エノキグサ亜科の種子(胚珠)の比較形態学-トウダイグサ科の分類の再構築をめざして

1.外群の一つであるコミカンソウ亜科の種子と胚珠の解剖学とその分類学的意義についてまとめた。トウダイグサ科のなかで最も原始的なコミカンソウ亜科に分類されている8連50属112種の胚珠および種子の構造を観察、報告した。観察した全てのコミカンソウ亜科において珠皮が二枚でパキカラザが無い胚珠が見られ、内珠皮に維管束は無く、種子には仮種衣が無かった。しかし、内珠皮の厚さ、外珠皮の維管束の有無、最も機械的強度をもつ細胞層に基づいて分類した種皮のタイプ、内種皮外層を構成する細胞の形状で属間及び属内に重要な変異が見られた。種皮のタイプについては内種皮外層型、外珠皮内層型、内種皮内層型が見られた。内種皮外層を構成する細胞にはその細胞の形により6つのタイプが見られた。これらの胚珠及び種子の特徴を比較した結果コミカンソウ亜科は単系統ではない可能性が示唆された。以上の結果をまとめ日本植物学会誌(J.Plant Res.1114:(impress))に投稿、受理された。2.外群の一つであるトウダイグサ亜科の種子と胚珠の解剖学とその分類学的意義についてまとめた。その結果、トウダイグサ亜科は全てパキカラザがない、内種皮外層が柵状になる。内珠皮に維管束がない点で非常に均質なまとまりを作っていることが明らかになった。しかし、内珠皮の厚さ、外種皮の厚さと、外珠皮の雌管束の有無、仮種衣の有無で亜科内に変異が見られた。この特徴からトウダイグサ亜科内の分類システムについての考察を行った。この結果をまとめ日本植物学会誌(J.Plant Res.)に投稿、審査中である。3.エノキグサ亜科の種子と胚珠の切片約5000枚を作成し観察を行った。その結果、エノキグサ亜科には内珠皮及び外珠皮の厚さ、外珠皮の維管束の有無、仮種衣の有無に変異が見られた。この結果からエノキグサ亜科の分類システムについての考察を行い日本植物学会で報告した(於静岡大学)。またこの結果をBot.J.Linn.Soc.に投稿準備中である。その結果、コミカンソウ亜科は全て内珠皮が薄い、内珠皮に維管束がない、仮種衣がない、パキカラザはない、という点で共通していた。しかし、内種皮外層の構造に変異が見られ、内種皮外層の構造に6つのタイプが見られることがわかった。以上の結果をまとめ、日本植物学会誌に投稿した(審査中)。2.コミカンソウ亜科、ポランセラ属の生殖器官の解剖学とその分類学的意義についてまとめた。コミカンソウ亜科の胚珠と種子の解剖学から、コミカンソウ亜科の中で特異な種皮の構造を持つポランセラ属について更に詳細に生殖器官の解剖学特徴について調査した。その結果、オブチュレータがないこと、ヌセラービークができないこと、の特徴から他のコミカンソウ亜科とは大きく異なっていることが明らかになった。以上の結果をまとめ、日本植物学会誌へ投稿準備中である。3.外群の一つであるトウダイグサ亜科の種子と胚珠の解剖学とその分類学的意義についてまとめた。その結果、トウダイグサ亜科はすべて内珠皮は厚い、パキカラザはない、内種皮外層が柵状になる点で非常に均質なまとまりを作っていることが明らかになった。しかし、内珠皮に維管束の有無、仮種衣の有無で亜科内に変異が見られた。この特徴から亜科内に3つのグループを見いだすこができた。4.エノキグサ亜科の種子と胚珠の切片約5千枚を作成し、観察を行った。その結果、エノキグサ亜科には内珠皮の厚さ、内珠皮の維管束の有無、内珠皮外層の構造に変異が見られた。この結果からこれらの形質の分類学的意義について考察を行っている。この結果は来年度に行われる植物学会で報告し、日本植物学会誌に投稿する予定である。

以上の結果をまとめ日本植物学会誌(J.Plant Res.1114:(impress))に投稿、受理された。2.外群の一つであるトウダイグサ亜科の種子と胚珠の解剖学とその分類学的意義についてまとめた。その結果、トウダイグサ亜科は全てパキカラザがない、内種皮外層が柵状になる。内珠皮に維管束がない点で非常に均質なまとまりを作っていることが明らかになった。しかし、内珠皮の厚さ、外種皮の厚さと、外珠皮の雌管束の有無、仮種衣の有無で亜科内に変異が見られた。この特徴からトウダイグサ亜科内の分類システムについての考察を行った。この結果をまとめ日本植物学会誌(J.Plant Res.)に投稿、審査中である。3.エノキグサ亜科の種子と胚珠の切片約5000枚を作成し観察を行った。その結果、エノキグサ亜科には内珠皮及び外珠皮の厚さ、外珠皮の維管束の有無、仮種衣の有無に変異が見られた。この結果からエノキグサ亜科の分類システムについての考察を行い日本植物学会で報告した(於静岡大学)。またこの結果をBot.J.Linn.Soc.に投稿準備中である。
生体組織特性情報の融合による医用超音波診断における新たな診断基準の探索

医用診断を行うべき生体組織とその超音波による観測像について、医師の正常(健常)組織および異常組織(患部)という判定をもとに、注目する線形および非線形パラメータの分布の分類を行う上で、所与のモデルに依存しないニューラルネットワーク分類器の構築方法である"Model Switching"を提案した。このModel Switching学習法については、超音波エコー画像を含む画像テクスチャの分類や、半導体の欠陥画像の自動分類系などに応用し、その成果を関連学会に報告した。実験およびデータ収集協力関係にある医療機関より,摘出した子宮筋腫,胎盤梗塞などのサンプルの提供を受け,既に構成している摂動波併用超音波診断装置のプロトタイプ(現有)および低周波加振併用観測系(現有)を用いた観測を行い,データの収集を行った.比較のため,全ての組織は従来の超音波診断エコー装置(現有)でも同時に観測し,反射強度像を記録した.データ解析それぞれの組織とその観測像についての医師の正常(健常)組織および異常組織(患部)という判定をもとに,注目する線形および非線形パラメータの分布より,帰納的に特徴空間内の分類境界を獲得する必要がある.それを実現するだめのパターン分類法として,学習によるモデルとパラメータの同時探索により適切な分類境界のタイプと位置を決定することを可能とする学習アルゴリズムを,異種の中間層素子が混在するニューラルネットワーク上に実現した.提案するアルゴリズムを1次および2次の分類境界を必要とする疑似クラスタリング問題に適用し,ネットワークのモデルによって決定される分類境界のタイプを適切に学習できることを確認した.次年度は実際に得た生体組織についてのパラメータ分類を提案アルゴリズムにて実現し,新たな診断基準の提案を目指す.報告研究の進行状況を,電子情報通信学会研究会にて報告した[1].医用診断を行うべき生体組織とその超音波による観測像について、医師の正常(健常)組織および異常組織(患部)という判定をもとに、注目する線形および非線形パラメータの分布の分類を行う上で、所与のモデルに依存しないニューラルネットワーク分類器の構築方法である"Model Switching"を提案した。
脳血管疾患患者の早期在宅移行を支える包括的継続的シームレス支援に関する研究

本研究は、脳血管疾患患者の急性期から在宅移行期まで連続する多職種連携在宅移行支援プログラムの開発を目指すため、今年度は、経験10年以上の看護師を対象に脳血管疾患患者の在宅移行支援の実態を明らかにする全国質問紙調査を行なった。質問紙を1607施設に依頼し282名から回収された(所属区分:一般病棟57.5%、回リハ病棟17.1%、救急・ICU・SCU22.2%)。在宅移行支援経験者は約半数で、9割が部署間連携があると回答し、MSW・リハスタッフ・退院調整看護師・訪問看護師との連携を報告した。一方、約4割が在宅移行支援に看護師に関する課題があるとし、在宅移行支援への関心や意識の低さ・経験や知識のなさ、自宅での生活に関するイメージ化の不足を挙げた。他にも、在院期間の短さ、家族の協力の不足、患者の状態に対する家族の認識不足が在宅移行支援の課題とされた。調査した9援助実施度の4段階自己評価の平均点は、患者の身体状態を安定させる(3.54)が最も高く、患者のADL自立を促進する(3.41)・患者の自宅退院の希望を確認する(3.41)・患者の自宅退院可能性を検討する(3.39)・家族の在宅介護の希望を確認する(3.39)・家族の在宅介護の受け入れを確認する(3.33)・家族の心理状態を安定させる(3.13)・患者の機能障害の現実認知を促進する(3.07)と続き、家族に介護に必要な技術を指導する(2.97)が最も低かった。援助実施度は所属による違いはあったものの有意差はなかった。この結果から、経験10年以上の看護師はどの病期においても関係する職種と連携しながら在宅移行支援を実施していることが明らかとなり、その援助内容には病期ごとの特徴があること、在宅移行支援に関する関心や知識や経験の不足・自宅での生活のイメージ不足など看護師の要因が効果的な在宅移行支援を阻害することが示唆された。1年目は、協力依頼書発送が予定より多少遅れたが、計画どおり質問紙調査を終了し、この調査結果を踏まえて次年度の面接調査の研究計画書を作成し、研究者所属施設の倫理審査委員会に提出した。また、今年度の調査結果を学会で発表するため、抄録を作成しているところである。今年度の質問紙調査で明らかとなった臨床10年以上の看護師の在宅移行支援の量的実態から、今後よりスムーズかつ効果的・効率的に在宅移行支援を継続できるプログラム開発のためには、臨床経験10年を超える熟練看護師の行う質の高い看護実践、それを可能にするために活用している知識や技術、そしてそれらを獲得してきたプロセスを詳細に明らかにする必要性が示唆された。そこで、次年度は、脳血管疾患患者の在宅移行に向けた看護を実践する熟練看護師のExpertiseとその熟達プロセスを質的に明らかにし、今年度の質問紙調査を含め、量的・質的な実態から質の高い看護師による急性期から在宅移行期まで連続する在宅看護支援の検討を目指す。

今年度の質問紙調査で明らかとなった臨床10年以上の看護師の在宅移行支援の量的実態から、今後よりスムーズかつ効果的・効率的に在宅移行支援を継続できるプログラム開発のためには、臨床経験10年を超える熟練看護師の行う質の高い看護実践、それを可能にするために活用している知識や技術、そしてそれらを獲得してきたプロセスを詳細に明らかにする必要性が示唆された。そこで、次年度は、脳血管疾患患者の在宅移行に向けた看護を実践する熟練看護師のExpertiseとその熟達プロセスを質的に明らかにし、今年度の質問紙調査を含め、量的・質的な実態から質の高い看護師による急性期から在宅移行期まで連続する在宅看護支援の検討を目指す。質問紙調査の対象者数と回答者が少なかったために調査実施にかかる費用が計画より安価であった。また、調査開始が遅れてデータ分析が遅れたために予定していた国際学会での発表を次年度に見送ったこと、今まで使用してきたPCで対応し新規購入を次年度に見送ったことによって、計画した金額を下回った。次年度は、今年度行なった調査結果を国際学会で発表する予定で準備を進めていること、研究を円滑に進める上ではやはりPC1台の購入が必要であることから、今年度の計画分を次年度使用する。
年金資金運用のための革新的インデックスファンド最適化ソフトウェアの実用化研究

大規模な分離可能型非線形整数計画問題を解くための改良代理制約法(ISC)が2003年に仲川によって提案された。我々はISC法をもとにしてインデックスファンド最適化ソフトウェアを開発した。さらに、インデックスファンド最適化ソフトウェアを効果的な年金資金運用のために、東京株式市場(日経225)に適用した。その結果、日経225に関して高品質なポートフォリオを見つけることができた。他のインデックスファンド最適化ソフトウェアとの比較を行うために、日経225を用いたシミュレーション実験を行った結果、我々のインデックスファンド最適化ソフトウェアが他のインデックスファンド最適化ソフトウェアよりも効果的であることが分かった。本研究の目的は、現在公的年金資金運用等のために広く利用され、世界最高性能とされているインデックスファンド最適化ソフトウェア(バーラーモデル(米国))よりも経済指標追従精度面及び運用コスト面で勝る革新的なインデックスファンド最適化ソフトウェアの開発とその実用化を行うことである。本研究によって、実用化の目途が立てば、インデックスファンド運用技術で世界をリードし、この分野での国際競争力を高めることができる。さらには従来よりも安全性に優れかつ効果的な公的年金資金運用への道を切り拓き、日本の年金保障の質向上に寄与することができる。本研究の目的を達成するために、平成22年度は、(1)インデックスファンド最適化ソフトウェアの改良及び(2)大規模なシミュレーション実験の準備と検証方法の検討を行い、成果を上げることができた。具体的には、(1)に関してはインデックスファンド最適化ソフトウェアのプロトタイプを基盤として、経済指標追従精度と操作性を高めるための改良及び動作実験を行い、その有効性を明らかにすることができた。(2)に関しては日本で販売・運用されているインデックスファンドの運用実績と運用手法の調査及び実験に使用する日経225の過去20年間の株価データの入手を行い、そこで得られた知見と株価データをもとにして、23年度に実施する予定の大規模なシミュレーション実験の計画立案と環境整備及び検証方法を具体的に確立することができた。本年度の成果をまとめた論文がオペレーションズリサーチ誌「離散最適化解法の金融工学への応用-年金等の長期運用に役立つ最適化技術の開発を目指して-)」(平成23年5月号)に掲載された。本研究の目的を達成するために、平成23年度は、前年度で完成させたインデックスファンド最適化ソフトウェアに対して、大規模なシミュレーション実験を行うことによって、その有効性と革新性を検証することができた。具体的には、日本における過去の株式市場(日経225)において運用されてきた既存の日経225追従型インデックスファンドの運用実績(追従精度)と本最適化ソフトウェアにより編成されたインデックスファンドの運用実績を比較することにより、本最適化ソフトウェアの有効性と革新性を明らかにすることができた。また、本最適化ソフトウェアを多目的にも対応できるように改良することができた。改良した最適化ソフトウェアについての基本思想をまとめた論文が電子情報通信学会論文誌(A)「二目的多次元ナップザック問題の全有効解列挙のための標的解法,J94-A」(平成23年8月)に掲載された。本研究の目的は、現在公的年金資金運用等のために広く利用され、世界最高性能とされている商用のインデックスファンド最適化ソフトウェア(バーラーモデル:米国バーラー社)よりも経済指標追従性度面及び運用コスト面で勝る革新的なインデックスファンド最適化ソフトウェアの開発とその実用化を行うことである。本研究によって実用化の目途が立てば、インデックスファンドの運用技術で世界をリードし、この分野での国際競争力を飛躍的に高めることができる。前年度までの研究で、本インデックスファンド最適化ソフトウェアは商用のインデックスファンド最適化ソフトウェア(バーラーモデル)よりも経済指標追従性度面及び運用コスト面で優れていることを明らかにすることができた。本年度は本インデックスファンド最適化ソフトウェアの実用化への道筋をつけるため、実用化のための課題の洗い出しと、証券会社等におけるインデックスファンド編成及び運用の現場のニーズの調査を行った。その結果、実用化のための様々な課題と現場のニーズを明らかにすることができた。ここで明らかになった課題は本最適化ソフトウェアの特徴である「対話性に優れている」点を有効に活用することで解決できる。今後は本ソフトウェアのさらなる改良を行い実用化を実現したい。

研究計画通りに実施され、目標通りの成果を上げることができている。その成果が関連の学会誌に採録されている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も研究計画通りに本研究を推進する。22年度23年度で開発した本最適化ソフトウェアは一目的の最適化問題(年金資金運用のためのポートフォリオ編成問題)を対象としたものであり、ほぼ本研究の目的を達成する目処がついた。本年度は、本最適化ソフトウェアを多目的に拡張することで、より質の高いポートフォリオ編成に挑戦したい。
マメ科植物の分布域拡大に伴う共生根粒菌ゲノムの伝播と進化

マメ科植物は根粒菌と共生することで、窒素栄養を効率よく得ることが出来る。そのためマメ科植物は高山帯崩壊地など貧栄養土壌におけるパイオニア植物として、土壌の栄養化を担っている。このマメ科植物ー根粒菌共生系はある程度厳格な宿主特異性を有しているため、日本のマメ科高山植物が周極地域から日本に侵入した際に、共生根粒菌も一緒に日本に入ってきたと考えられるが、その実態は未解明であった。本研究では、日本のマメ科高山植物とその共生根粒菌の系統解析を行い、共生根粒菌のゲノムがマメ科高山植物と共に移動していることを示唆した。マメ科植物ー根粒菌共生系の宿主特異性の変遷を調べるために、マメ科高山植物の共生根粒菌のゲノム解析を行った。今年度はまず、これまでに単離した日本国内の山域5地点に由来するオヤマノエンドウ(Oxytropis japonica)およびイワオウギ(Hedysarum vicioides)の共生根粒菌から、それぞれの宿主と共生する代表根粒菌を1株ずつ選抜し、PacBio RS IIによるゲノム配列の取得を行った。これまでにMiSeqによるシークエンシングで得られていたコンティグも用いてアセンブリした結果、両宿主に共生する根粒菌は共生遺伝子群を染色体上ではなくプラスミドに有していることが明らかとなった。また、染色体は宿主ごとではなく採取地域ごとに配列類似性を有していることが明らかとなった。続いて、カナダ北極圏で単離されたOxytropisarctobiaの共生根粒菌のゲノム配列をPacBio RS IIで取得した。nodクラスターおよび、nif/fixクラスターの相同性は、日本の根粒菌と高い相同性を有していたが、その他の共生プラスミドの領域に関しては低い相同性を示した。オヤマノエンドウ属は中央アジアに起原し、ロシア東部に生育するO. nigresenceがベーリング海峡を横断したものがO.arctobia、カムチャッカから日本に南下したものがO. japonicaとそれぞれ推測されている。そのため、O. arctobiaとO. japonicaの共生根粒菌の共生プラスミドの保存性は高いと推測していたが、必ずしもそうではないことが確認された。オヤマノエンドウおよびイワオウギのゲノム配列もMiSeqを用いて取得し、Simple Sequence Repeat (SSR)マーカーの探索を行ったが、まだ系統地理学的解析に用いるマーカーを絞り込めていない。マーカーの整備を急いで行う。それ以外に関しては概ね当初の計画を達成できている。マメ科植物ー根粒菌共生系の宿主特異性の変遷を調べるために、マメ科高山植物の共生根粒菌のゲノム解析を行っている。昨年度までに、オヤマノエンドウ(Oxytropis japonica)およびイワオウギ(Hedysarum vicioides)の共生根粒菌は共生遺伝子群を染色体上ではなくプラスミドに有していること、日本の山域5か所で宿主植物種ごとに共生プラスミドが保存されていること、カナダ北極圏で単離されたOxytropisarctobiaと日本のオヤマノエンドウの共生根粒菌の共生プラスミドは一部しか相同性が無いことを明らかにした。今年度は、同属宿主植物間における共生根粒菌の共生プラスミドの保存性を調べるために、北海道でOxytropis属3種およびHedysarum属1種を新たに採取した。宿主植物の系統および根粒菌の系統をそれぞれのバーコード遺伝子で調べた後、それぞれの宿主と共生する代表根粒菌を1株ずつ選抜し、PacBio RS IIによるゲノム配列の取得を行った。共生プラスミドの保存性を調べたところ、同属宿主植物間でかつ宿主植物の生育地が近い菌間で高い相同性を有することが認められた。この結果は根粒菌共生プラスミドが宿主マメ科植物の移動分散に同調することを示唆している。さらに宿主植物の生育地が離れるほど共生プラスミドの保存性が低くなることは、共生プラスミドの一部の領域のみが同属宿主植物と共生関係を築くことに必要であることを示唆する。今後は保存領域がコードしている遺伝子の機能を詳細に調べる予定である。大きな遅れはないため、当初の計画通りに研究を進める予定である。特に注力するのは、国内のオヤマノエンドウ属の系統分類と、それらの共生根粒菌のゲノム解析である。平成27年度に観察された、共生に関するゲノム構造の種特異性が保存されている範囲を調べる。植物分子生物学
閉鎖海域におけるクロダイ浮性卵をモデルとした資源生態学的研究

魚類の資源量を推定する上で、初期生活史における壮絶な減耗の実態を把握することは非常に重要である。しかし、最も生物量の多い卵期の減耗については、サンプル確保や種同定の困難さから、自然界における知見がほとんど無い。本研究では、これらの障壁を克服している広島湾のクロダイをモデル生物として用いることで、魚類卵期の減耗実態を解明することを目的とした。また近年、広島湾クロダイの資源水準は低下している可能性があるため、減耗実態調査と同時に、資源管理に必要な産卵生態に関する知見の蓄積を図った。まず、魚卵の減耗調査の基礎として、DNA分析から魚卵の発生段階を推定する手法の確立を目指した。初年度の平成30年度は、クロダイ飼育親魚から17発生段階に区分した受精卵を入手し、魚卵からDNAを高効率で抽出する方法を検討した。フェノールクロロホルム法、キレックス法、市販のDNA抽出キットを試行した結果、キレックス法が最適であることがわかった。また、広島湾における本種の産卵時間の解明にも着手した。クロダイ卵の採集は産卵盛期の夕方から早朝にかけて行い、採集後直ちに発生段階の観察を行った。その結果、1細胞期卵は日没から深夜0時にかけて採集され、その卵密度は21時に最大となった。今後は、キレックス法でクロダイ卵からDNA抽出を行い、DNA量と卵の各発生段階との検量線を作成することで、自然界における分離浮性卵の減耗実態を解明できると期待している。また本種の産卵生態調査は、卵調査に加えて超音波バイオテレメトリ手法を採用することで、産卵親魚の遊泳水深や経験水温もモニタリングする予定である。1初年度はまず、クロダイ飼育親魚に産卵させ、受精卵を入手する。この際、受精卵を培養しながら観察・エタノール固定することで、異なる発生段階の受精卵を得る。これら発生段階の異なる受精卵を用いて、細胞数の少ない魚卵からより高効率でDNAを抽出する手法を検討する。DNA抽出法はフェノールクロロホルム法、キレックス法、市販のDNA抽出キットを試行する。2フィールド調査として、広島湾クロダイの産卵時間の解明を目指す。卵の採集は夜間にプランクトンネットの曵網もしくは水中ポンプを用いることで行い、直ちに発生段階を観察する。これらを抗クロダイ卵モノクローナル抗体による抗原抗体反応で種同定し、1細胞期のクロダイ卵が多く採集できる時間を探索する。現在のところ、1、2ともに概ね申請時通りの成果が得られているため、本評価を与えた。次年度以降も計画に従い研究を遂行する予定である。現在のところ、研究計画は概ね申請時通りであり、次年度以降も計画に従い研究を遂行する予定である。平成31年度および令和元年度は、DNA量とクロダイ卵の各発生段階との検量線を作成する。また、実際に広島湾でクロダイ卵を採集し、作成した検量線を用いて卵の発生段階の推定を試みる。検量線の作成において不具合が生じた場合に備え、広島湾で採集する卵の一部は顕微鏡にて発生段階を観察する。また、平成30年度と同様に本種の産卵時間調査も行う。平成30年度は得られた1細胞期卵が少なかったことから、次年度は調査時間・地点を微調整する。加えて、本種のカキ養殖筏周辺における産卵行動を明らかにするため、超音波バイオテレメトリ手法を用いた追跡調査を行う。テレメトリで用いる発信器には水温、深度、位置情報がわかるものを使用し、産卵親魚の経験水温や産卵水深、行動範囲を明らかにする。