hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アンジオポエチンを介する血管新生の分子機構の解明とその喘息治療への応用

血管新生調節因子としてangiopoietinfamily (Ang)が注目されており、喘息病態下での機能解析を進めた。今回の検討において、Ang-1は平滑筋細胞を含む血管の成熟・安定化に、Ang-2は内皮細胞の遊走や血管の不安定化・リモデリングに作用することを示した。さらに喘息気道におけるAng-2の産生亢進を明らかにし、血管の不安定化や透過性の亢進および血管リモデリングの進展への関与を示した。本年度の研究において、喘息患者の気道壁における微小循環系の量的異常を非侵襲的に定量化する方法を確立した。我々は既に、肺血管内皮細胞の恒常性が種々の血管新生促進因子(vascular endothelial growth factor,hepatocyte growthfactor,basicfibroblast growthfactor等)と抑制因子(endostatin,angiostatin等)のバランスにて規定されていることを明らかにしてきたが、今回はさらに、VEGFの作用を修飾する因子としてAng-1、Ang-2の気道内での定量化を試みた。即ち、肺摘出標本・肺生検標本を用いて、気道壁の新生血管の量的な程度(血管の発芽の定量化も合わせて行う)とVEGF、Ang-1、Ang-2の蛋白量・mRNA量との相関関係を明らかにした。この結果を基に、喘息患者の誘発喀痰中のAng-1、Ang-2の蛋白量を測定し、肺生検標本中のこれら因子の発現量や新生血管の量的な程度との関連性も明らかなものとしたのである。そして、誘発喀痰・マイクロサンプリング法から得られた検体の解析により、非侵襲的な血管新生の定量化法を確立した。さらに、喘息患者の生理学的・臨床的指標とこれらの臨床検体中のAng-1、Ang-2の蛋白量との関連性についても示したのである。次に、VEGFの作用を調節する因子として、Ang-1,Ang-2,Tie-2の肺内局在、及びその生理作用について検討した。肺内の局在については、肺摘出標本・肺生検標本を用いて免疫組織学的に解析し、さらにVEGFとの共存下でのAng-1,Ang-2の生理作用を明らかにしたのである。さらに、喘息患者の気道壁における微小循環系の機能的異常に及ぼすAng-1、Ang-2の生理的役割を明確なものとした。特に、我々が考案したairway vascularpermeability indexが気道壁のAng-1、Ang-2量と有意な関連性をもつことを明快に示したのである。本年度の研究において、喘息患者の運動負荷後の気道微小血管透過性の亢進がもたらす気道収縮反応の強度と気道壁のAng-1、Ang-2量との関連性について検討した。次いで従来の喘息治療薬が、Ang-1、Ang-2の蛋白量・mRNA量に与える薬理作用、及び気道壁の新生血管の量的な程度や気道の微小血管透過性能に与える作用を検討した。さらに、喘息気道における新生血管の内皮細胞機能障害の評価の可能性についても検討した。我々は、喘息患者に対する運動負荷により肺循環動態がダイナミックに変動し、肺血管内皮細胞に対するshear stressが有意に増加することを確認し、新生血管の内皮細胞にこのような過度のshear stress負荷が加わった際の内皮細胞の反応応答も明らかにした。特に、血管内皮細胞表面マーカ「については網羅的に評価し、正常肺組織の血管内皮細胞との細胞生化学的特性の差異を明確にした。このような結果を背景に運動負荷試験を行い、shear stressに対しての細胞応答の差異を、血管内皮細胞障害により誘導される末梢血中の内皮細胞表面マーカーの濃度変化として捉えることにより、微小循環の内皮細胞機能障害の非侵襲的定量化法として確立した。次いで、shear stress負荷に対する気道内でのトロンビン活性化現象が、喘息気道のみにおいて確認されることを示し、さらに活性化トロンビンがbasicfibroblast growthfactor(bFGF)の誘導を介して、気道リモデリングの形成・進展に関与していることを明らかにした。さらに、気道壁のAng-1、Ang-2量と血管内皮細胞機能障害の程度との強い相関関係の存在を初めて明らかなものとした。過去2年間の研究を通じて得られた成果をもとに計画された本年度の研究において、気道内の血管リモデリングの形成・進展に及ぼすAng-1、Ang-2の病態生理学的役割を明確なものとした。特に、様々な重症度を有する喘息患者の気道壁における微小循環系の量的及び機能的異常とAng-1、Ang-2の発現量との関連性を明らかにした。すなわち、喘息の難治化要因とされている喫煙、肥満、鼻炎合併症例におけるAng-1、Ang-2の病態生理学的役割を世界に先駆けて明らかにし、当領域の研究の活性化を促した。

さらに、VEGF、Ang-1、Ang-2の定量化された結果と個々の喘息患者の生理学的・病理学的検査から得られた所見とを詳細に比較検討することにより、VEGFとAng-1、Ang-2の相互関係を一層明らかなものとした。このように、VEGF過剰発現下におけるAng-1、Ang-2を基盤とする気管支喘息の新規病態生理を確立し、従来の喘息治療薬では到底制御困難であると思われる微小循環系の関与の重要性を明らかにした。また、Ang-1、Ang-2の発現に及ぼすVEGFの役割やVEGFとAng-1、Ang-2の相互関係を介する新生血管の形成過程を、分子生化学的手法を用いて、詳細なメカニズムまで解明したのである。こうして、気管支壁における活発な血管新生と新たに形成された未熟な新生血管の内皮細胞機能異常・過剰な血管透過性亢進能に注目し、気管支喘息の新たな病態メカニズムを構築した。そして、これらの結果を基に、気道壁の血管新生の制御をターゲットとする気管支喘息の新しい治療法の開拓や新規薬剤の開発に結びつく理論モデルを構築した。
後期ローマ帝国における内乱と皇帝権力の変容の研究

今年度は昨年度に引き続きオックスフォード大学古典学部客員研究員として英国に滞在し、同大学ボドリアン図書館所蔵の史資料を利用しつつ主に二つの作業に重点的に取り組んだ。(2)4世紀後半5世紀都市ローマおよびローマ元老院に関する近年の政治史研究の進展の把握:前年度までの研究で明らかとなった、内乱における都市ローマおよびローマ元老院の政治的意義の解明のために、ローマ元老院の政治的動向・権力、都市ローマの政治的地位に関する先行研究の把握に努めた。それらの作業を通じて、特に1990年代以降の英米学界においてそれらの政治的意義を見直す潮流があることが判明した。(3)ローマ元老院議員のプロソポグラフィ(人物誌・人物同定法)研究:(2)の研究成果から、4世紀ローマ帝国の内乱におけるローマ元老院の政治的活動を解明するには元老院という政治的組織を集団的ではなく、個々の構成員に注目して分析する必要性が浮かび上がってきたため、個々の元老院議員の経歴・人間関係をプロソポグラフィ研究の成果に基づき網羅的に把握することを試みた。ここでは本科研研究計画の主史料の一つであるアンミアヌス=マルケリヌスのラテン語歴史叙述作品に言及される人物に対象を限定し、そのリストアップと人間関係の再構成に努めた。今年度はテオドシウス朝期(379430年代)までの帝国の政治・行政史に関する先行研究の把握と読解、プロソポグラフィ研究に基づく同時代人の経歴・政治活動の全般的把握、称賛演説の史料的性格の解明といった点で研究の進展を見た。特に「研究実績の概要」で記述したように、A. Omissi氏の研究成果から称賛演説史料の解釈方法と帝政後期における内乱後の政治プロパガンダに関する知見を得られたことは、本研究課題の進展において重要な成果であった。他方で、当初の計画では今年度までにテオドシウス朝期後半から西ローマ皇帝権の消失(424476年)までの時期を対象に文学・法令史料の分析を実施するはずであったが、その着手には至っていない。今年度の研究実績において記載した作業行程より、以下のような研究の推進方策を執ることで研究の進展が見込まれる。(1)Omissi氏の研究成果は本科研研究計画に対し極めて有益な情報を提供しており、同書の到達点に対し補足すべき事柄の発見・考察が研究の進展にとって有益である。具体的には同書が試みた事実関係の挑戦的再構成が妥当か否かの検証、また同書の考察範囲外に置かれた戦後処理の事実関係の再構成である。(2)近年の研究史における4世紀後半5世紀都市ローマおよびローマ元老院の政治的意義の見直しを受けて、帝国政治史を主たるトピックとする本科研研究計画においても、ローマ元老院の政治的動向および都市ローマの政治史的意義に注意することで、従来説とは異なる解釈の可能性が予想される。(3)次年度が本科研研究計画の最終年度となるため、これまでの進捗状況の遅れを少しでも取り戻し早期に研究成果を公にできるよう、考察すべき時期・対象とする内乱を限定する。さらに上述の称賛演説の成果を利用しつつそれを補うべく、分析対象史料を歴史叙述・法令・碑文・書簡史料とし、内乱の戦後処理の事実関係の把握・再構成に改めて努める。より具体的には、テオドシウス帝支配期(379年395年)に帝国西部にて生じた二つの内乱を昨年度に引き続き対象として、皇帝権力によるその戦後処理を歴史叙述・法令・碑文史料から、それらに対するローマ元老院議員および地方名望家等の帝国支配層の対応を書簡史料から解明することを試みる。本研究は、紀元後45世紀のローマ帝国における内乱とその戦後処理に注目し、皇帝権力がどのようにして帝国支配の秩序を回復しようとしたのかを解明し、個別事例の分析から得られた成果を通時的に比較考察することによって、皇帝権力の変容過程を解明しようとするものである。今年度はまず、4世紀半ばの皇帝であり、自らが上位の皇帝に反乱を起こしたのち、単独支配者となったユリアヌス(正帝在位360363年)の政治的活動およびそれに対する同時代人の認識を明らかにすることに努めた。特に、歴史家アンミアヌス・マルケリヌスの著作『歴史』を中心に、弁論家・修辞学教師リバニオスの『ユリアヌス帝追悼演説』、ナジアンゾス司教グレゴリオスの『ユリアヌス駁論』との比較を通じて、『歴史』の史料的特質を探ると共に、ユリアヌスの政治的業績を明らかにするべく努めた。この作業の結果、ユリアヌス帝に関する評価において、従来はアンミアヌスとリバニオスは好意的、グレゴリオスは否定的と捉えられていたのに対し、アンミアヌスとリバニオスの相違点、アンミアヌスとグレゴリオスとの共通点を見出し、単純な二項対立ではない複雑な様相が確認された。これらの成果をまずは国際学会にて報告し、そこで質疑応答を踏まえて内容を批判的に発展させた成果を国内学会で報告した。2017年3月にはオックスフォード大学ウェストン図書館・サックラー図書館にて資料調査を実施し、R. S. O. Tomlinの未公刊の博士論文"The Emperor Valentinian I"を閲覧することができた。本博士論文は様々な研究書において重要な基礎研究として紹介されており、ウァレンティニアヌス朝期の政治史研究においてその参照は必須である。この閲覧作業により、本博士論文の研究史上の重要性、およびウァレンティニアヌス1世治世に関する基礎的事実とその典拠とを確認することができた。

当初の研究計画では、今年度はコンスタンティヌス朝・ウァレンティニアヌス朝期(337382年)の研究を実施する予定であった。このうち、ユリアヌス帝治世に関する史料の読解を中心に研究を進めるとともに、ウァレンティニアヌス朝期をも含めた先行研究の調査を進めた点では、今年度の研究計画を達成することができた。加えて、次年度に実施する予定であったテオドシウス朝期前半(383年423年)のうち、ホノリウス帝治世(395423年)関連史料および先行研究の読解をも進めることができた。これは、4世紀半ばから5世紀後半にかけての政治史的展開および分析対象とする各史料の特質を、研究計画初期段階で把握するのが今後の研究実施のために得策であると判断したためである。しかしながら、分析対象史料にナジアンゾスのグレゴリオス『ユリアヌス駁論』を追加し、それを含めたコンスタンティヌス朝期関連史料のテクスト読解および分析に予定していた以上の時間を費やした結果、ウァレンティニアヌス朝期関連史料の読解に着手することができなかった。またその結果、研究成果の公表が学会発表に留まり、文章化するに至っていない。従って、今年度の進捗状況を「やや遅れている」と自己評価する。平成29年度の研究実績の概要は以下の3点に分類される。1.史料読解および分析、国際学会における成果発表。平成28年度の研究成果のうち、4世紀のラテン語歴史叙述作品であるアンミアヌス=マルケリヌス著『歴史』1525巻の分析に基づき、物語の進展に伴う皇帝の側近の顔ぶれの変化が、皇帝の人物描写の変化と同時並行的に進むことを解明した部分を国際学会で報告した(4月、カリフォルニア大学サンディエゴ校)。その成果を踏まえ、同様の傾向を『歴史』26巻以降でも確認できるかどうかを確かめるべく、史料読解と分析を行なった。これらの成果をもとに、アンミアヌスが皇帝の側近をどのような存在とみなしていたのかという問いを設定し、論文の作成に取り組んだ。2.書評の執筆。『歴史』を分析対象とする研究書の書評を執筆し、9月下旬に雑誌『西洋古典学研究』に投稿した(平成30年3月公刊)。当該研究書は『歴史』を物語論的手法で分析し、アンミアヌスの語り手としての優れた技巧を明らかにしている。書評では内容紹介に加え、分析対象記述の選定に関わる問題点を指摘した。3.古代世界研究会主催の国際学会、日韓中西洋古代史シンポジウム(平成29年9月、早稲田大学)におけるKee-Hyun Ban氏報告へのコメントを担当した。当該報告は後3世紀ローマ帝国の政治史研究であり、その点で本研究計画と深く関わるものであった。コメントでは3世紀後半の各皇帝治世の歴史的意義、後期ローマ軍制における重装歩兵の重要さの程度、後代のアルメニア語史書におけるローマ帝国観の三論点を提起し、報告者およびフロアと議論を交わした。こうした意見交換を通じ、帝国の外交政策という視角を得られた点が本研究計画にとって特に有益な成果であった。当初の計画では、平成29年度前半にウァレンティニアヌス朝期(364392年)関連史料、具体的にはアンミアヌス・マルケリヌス著『歴史』2631巻、『テオドシウス法典』所収の法令史料、弁論家リバニオスおよび同じく弁論家であり政治家でもあったテミスティオスの弁論・書簡集の読解および分析に基づき、当該時期の政治史再構成の作業を進める予定であった。
自然雑種オオササエビモにおける交配の方向性は生理・生態的特性の違いに相関するか？

水生植物オオササエビモは,ヒルムシロ属のヒロハノエビモとササバモを両親種とする主にF1から構成される自然雑種で琵琶湖に多産する.本研究では高温耐性が対照的な両親種からF1雑種や自然雑種が,どのように形質を受け継いでいるかを検討した.馴化条件下で,高温耐性をクロロフィル・バイオアッセイ法により測定したところ,自然雑種はF1雑種と同様であり,高温耐性は両親種の中間的か,いずれか一方の親種と同程度だった.この雑種の母系統は,高温耐性と相関しなかったが,高温ストレス時に現れる障害の程度と関連していた.本研究は,琵琶湖に多産する自然雑種オオササエビモの高温耐性とその多様化状態を解明した点で意義がある.水生植物オオササエビモは,ヒルムシロ属のヒロハノエビモとササバモを両親種とする主にF1から構成される自然雑種で琵琶湖に多産する.本研究では高温耐性が対照的な両親種からF1雑種や自然雑種が,どのように形質を受け継いでいるかを検討した.馴化条件下で,高温耐性をクロロフィル・バイオアッセイ法により測定したところ,自然雑種はF1雑種と同様であり,高温耐性は両親種の中間的か,いずれか一方の親種と同程度だった.この雑種の母系統は,高温耐性と相関しなかったが,高温ストレス時に現れる障害の程度と関連していた.本研究は,琵琶湖に多産する自然雑種オオササエビモの高温耐性とその多様化状態を解明した点で意義がある.琵琶湖に多産する水生植物オオササエビモは,ヒロハノエビモとササバモ間に生じた自然雑種である.本研究ではオオササエビモを解析し,高温耐性が対照的な両親種からどのように形質を受け継いでいるかを検討した.本雑種では,交配の方向性による母系効果の存在が予想されていたため,特に高温耐性における母系効果を検証した.人工的に交配し作成した雑種と琵琶湖にて採集した自然雑種の高温耐性を測定した結果,人工雑種と自然雑種にはともに高温耐性の高い個体と低い個体が存在した.人工雑種では,高温耐性は母系との対応がみられなかったが,自然雑種では,ササバモを母親とする個体が多く,それらはみな高温耐性が高いものであった.また少数存在するヒロハノエビモを母親とする個体では,高温耐性が高いものと低いものが存在した.これらのことから,野外条件ではササバモを母親とし高温耐性をもたない雑種が淘汰されている可能性が示唆された。本研究は高温耐性とあわせて,熱ショック転写因子と葉緑体に局在する低分子熱ショックタンパク質の熱応答についても解析を行った.その結果,両親で発現が確認されている遺伝子(HSFA2とHSP21)はすべての雑種で熱誘導された.高温耐性の高い個体はどちらの母親のタイプでも,ササバモでみられた長期熱ストレスにおける熱ショック応答の維持が起こっており,これらの遺伝子の熱応答に関しては,母系効果の存在は認められなかった.自然雑種は環境適応能をもつ種の分化に重要であるが,従来,初期過程の解析は初期の雑種が致死あるいは不稔であるために研究がほとんど行われていない.水生植物の自然雑種オオササエビモは,稔性のある種子や花粉はできないが,切れ藻で旺盛に栄養繁殖し,雑種から種への分化の初期過程を研究することができる.本研究は,雑種形成を経た種分化の初期過程において,母系効果と高温ストレスの役割を検討した点で意義がある。水生植物オオササエビモは,ヒルムシロ属のヒロハノエビモとササバモを両親種とする自然雑種で琵琶湖に多産する.これまでの研究で,オオササエビモの両親種のうち,ササバモは夏の高水温への馴化により,高温耐性を増大させるが,ヒロハノエビモはそのような能力を示さないことが明らかになった.本研究ではオオササエビモを解析し,高温耐性が対照的な両親種からどのように形質を受け継いでいるかを検討した.はじめにクロロフィル・バイオアッセイ法により高温耐性を測定した.人口雑種の高温耐性は,馴化処理を行う前は両親種に比べ低かったが,馴化処理を行うと両親の中間か,ヒロハノエビモと同じ程度まで耐性は増大した.同様の馴化条件下で,自然雑種の高温耐性を測定したところ,両親種の中間的か,いずれか一方の親種と同程度だった.自然雑種では高温耐性が低いヒロハノエビモと同程度の耐性を示す個体の割合が多い.琵琶湖の水温分布は一年を通して低いことから,オオササエビモの比較的低い高温耐性は,琵琶湖での生育に適していると考えられた.本雑種では,交配の方向性による母系効果の存在が予想されていたため,研究では特に高温耐性の程度と母系統の関係について検討した.オオササエビモの母系との間の対応は高温耐性については認められなかったが,高温ストレス時に現れる障害の程度(高温ストレスで葉色が褐変する)について関連がみつかった.自然雑種の環境ストレスへの応答性を明らかにすることは,その生態的特性を理解する上で重要であるが,従来,自然雑種のストレス耐性は研究されていない.

本研究は,琵琶湖に多産する自然雑種オオササエビモの高温耐性とその多様化状態を解明した点で意義がある.植物生態学本研究は琵琶湖に生育する自然雑種オオササエビモにおいて,母系の異なる個体群間での環境適応性の違いを主に生理生態学的特性の観点から検証することを目的としている.平成25年度に行った高温耐性の解析から,自然雑種では母系が高温耐性と関わる傾向が明らかになった.当初の計画では,高温耐性以外の特性として,平成26年度に,光合成の光応答やABA処理による気孔形成の誘導能を検討する予定であったが,これらについては,既にある程度解析がすすんでおり,関わりが低いことが明らかになりつつある.このように現時点で,予定していた研究計画の大部分は遂行されているが,高温耐性と母系との相関は完全ではなくむしろオーバーラップが大きいことから,より母系効果との関わりがより密接な形質を解析していく必要が生じている.オオササエビモの両親種,ヒロハノエビモとササバモにおいて,高温応答の差異と連関する転写因子HSFA2は,高温耐性だけでなく強光ストレス応答においても鍵となる因子であることが,他の植物の研究で報告されている.またオオササエビモの両親種間では,同じく強光ストレスに関与するアブシシン酸の生合成を律速する酵素のストレス応答にも差異があることも明らかになってきた.これらのことから,平成26年度に,強光ストレスへの応答を解析すれば,母系の異なる雑種間での違いが明確になり,本研究の目的を達成できる可能性が高いと考えている.以上のことから,現時点では本研究の研究達成度を「おおむね順調に進展している」と判断している.オオササエビモの高温耐性に着目した平成25年度の研究では,母系の異なる個体間では,高温耐性も異なる傾向があった.しかし同時に,母系と高温耐性との相関は完全ではなく,むしろオーバーラップしていることも明らかになった.自然界では,高温ストレスが単独で作用することは稀で,普通は強光ストレスも同時に作用している.そこで,強光ストレスに対して母系の異なる個体がどのように応答するのかを解析することで,オオササエビモにおける母系効果のさらなる検証を行う.具体的には,光条件を変化させ母系が異なる個体について培養実験を行い,生長や光傷害の程度を評価する.なお強光ストレスへの応答性は,これまでオオササエビモの両親種間での比較解析を行っていないことから,本実験では両親種を含めた解析を行う.オオササエビモは琵琶湖では幅広い水深に分布している.一方,温度や光といった環境条件は水深に沿って段階的に変化する.従って,高温耐性における母系効果はオオササエビモの野外での分布にも影響していると予想される.これまでオオササエビモの野外での採集調査は,比較的採集が容易な水深1.5mまでの水域が主であり,2メートル以深の個体についての情報が不足している.そこで今年度は,調査船やスキューバを用いる等,2メートル以深の個体を調査する体制を整える.それにより深水域の個体の特性を明らかにし,それらを含めて母系が異なる個体間での環境適応性の違いについて検証を行う予定である.また平成25年度に行ったオオササエビモの高温耐性に関する研究は,母系効果の背景にある生理的特性と環境要因に関する新規性の高い研究であることから,論文として公表を行う.また本年度計画している強光ストレスの解析や深水域に分布する個体の解析については,結果が得られた段階で随時,学会や投稿論文等で成果を発表する.
比抵抗高密度探査による定量的地山評価に関する研究

本研究は,新しい地盤調査技術として地下情報可視化に適した比抵抗高密度探査法を主に取上げ,地盤比抵抗と弾性波速度,コアの物性値などを用いて地盤の定量的評価システムを開発した。高精度の岩石比抵抗測定システムを構築し,花崗岩や砂岩,礫岩,頁岩及び凝灰岩となる堆積岩の供試体の間隙を純水及びNaCl濃度が異なる8種類の電解質溶液によって飽和させて比抵抗測定を行い,岩石の比抵抗へ及ぼす間隙水の比抵抗,岩石構成物質の比抵抗及び膠結係数の影響を調べるとともに岩石物性と比抵抗の関係式について検討を行った。その結果,岩石供試体の比抵抗は一般の地層水の比抵抗領域(20140Ω・m)では間隙水の比抵抗変化に大きく依存せず,岩石の比抵抗変化はあまり見られなかった。また,新鮮な岩石や風化・変質した岩石でも岩石の比抵抗は間隙水のみ依存せず,岩石構成物質の比抵抗を考慮したBUSSIANの式が適用可能であった。これらの結果より岩石物性と比抵抗の関係式としては,既存のARCHIEの式が適用できず,BUSSIANの式が適用可能であることを明らかにした。この結果に基づいて,岩石の比抵抗と弾性波速度がそれぞれ間隙率と一義的な関係にあることを用いて,岩石の比抵抗を弾性波速度に換算する手法を提案し,花崗岩及び堆積岩地層における比抵抗検層データから換算した弾性波速度を求めて速度検層データと比較することによって提案する手法を検証した。さらに,提案した手法をもとに,実際の鉄道や道路トンネルにおける比抵抗高密度探査結果の定量的評価による地山区分を行い,実績支保パターンと比較した結果,両者がほぼ一致したことからその適用性を確認した。
自己吸引的ランダムウォークの漸近挙動の研究

自己吸引的ランダムウォークの再帰性についての研究を行った。二次元のモデルの中で最も吸引性の弱いタイプのonce reinforced random walkのシミュレーションを行った。一時限の理論的結果では通常のランダムウォークよりも再帰性が強いのだが、二次元のシミュレーションでは大きな差異は見つけることが出来なかった。一方、一次元のモγルでDavisによる一般的な枠組の中で、再帰性について調べたとき、研究協力者である大学院生の竹島が初期重みの逆数の和の収束が非再帰性の十分条件になることを示した。この条件は後に付け加えるreinforcementの強さに関わらない条件と言うことが出来る。逆にある種の条件の下ではこの初期重みの逆数の和の発散が再帰性の十分条件となるものと見られるが、初期重みの逆数の和自身は発散するが、自乗の和が収束して非再帰的になるようなモデルが知られており、精密な解析が必要なように思われる。この点については未解決のまま残った。
Klothoを介したFGF23の機能発現に重要な新規糖鎖に関する研究

αKlothoは主に腎臓で発現し、カルシウムやリン、ビタミンDの調節に重要なタンパク質であり、その欠損により骨粗鬆症や動脈硬化などの人の老化症状と類似した症状を示すことが知られている。またαKlothoはFGF23が腎臓で作用を発揮する際の共受容体として働くことが知られている。本研究ではαKlothoやFGF23の機能発現におけるHNK-1糖鎖とそれに関連する糖鎖の役割について解析を行なった。αKlothoタンパク質はカルシウムやリン、ビタミンDの調節に関与し、生体の恒常性維持に重要な役割を担っている。αKlothoは1回膜貫通型のタンパク質であり細胞外領域にグルコシダーゼと相同性を持つ領域を2つ有している。αKlothoはFGF23と相互作用し、FGF23が腎臓で機能するために必須の分子である。本研究では、αKlothoとFGF23の機能的相関の分子機構を糖鎖の観点から明らかにすることを目的としている。本年度はまず、FGF23に発現するHNK-1糖鎖様構造の合成酵素を同定するために、様々な糖転移酵素(グルクロン酸転移酵素およびそれと構造的に類似する糖転移酵素)とFGF23とを細胞に共発現させ、HNK-1糖鎖を認識する抗体との反応性を指標にして解析を行った。しかし、使用した糖転移酵素ではFGF23上にHNK-1様糖鎖の発現が確認できなかった。次にαKlothoはFGF23上の糖鎖だけでなくその機能発現の場である腎臓に存在する非硫酸化型HNK-1糖鎖も認識する。α-Klotho遺伝子欠損マウスでは、腎臓における非硫酸化型HNK-1糖鎖の発現が増加すること、また、自然老化マウスにおいても同様に非硫酸化型HNK-1糖鎖の発現が増加することがわかった。そこで、積極的に腎臓の機能障害を引き起こす処理(ストレプトゾトシン誘導性腎機能障害)を行ったところ、腎臓における非硫酸化型HNK-1糖鎖の発現が増加することがわかった。また、免疫染色により非硫酸化型HNK-1糖鎖の腎臓における発現を解析したところ、発現量が上昇しているだけでなく、局在の変化も認められた。本研究の全体構想としてはαKlothoとFGF23/FGF受容体の機能的相関の分子機構を糖鎖の観点から明らかにすることを目的としている。本年度の結果から、α-Klotho遺伝子欠損による早期の老化において、また、野生型マウスの自然老化過程において、さらにαKlothoの発現低下を引き起こすことが知られているストレプトゾトシン誘導性腎機能障害において、いずれも非硫酸化型HNK-1糖鎖の発現増加を確認した。したがって、αKlothoの機能低下との腎蔵に存在する非硫酸化型HNK-1糖鎖発現変化には大きな相関が認められるが明らかとなった。一方で、平成28年度に当初予定していたFGF23上に発現するHNK-1様糖鎖の生合成酵素については、同定に至っていないが、その検出感度を上げるためにFGF23のO型糖鎖付加に必須のppGalNAc転移酵素であるGALNT3の発現ベクターの作成に成功した。さらに、α-Klothoの分子内のグルコシダーゼに相同性を持つ2つのドメインの中で、糖鎖との結合に関与する可能性のあるアミノ酸を選択し、その変異体の作成にも一部成功している。以上のことから、概ね順調に計画が進行しているものと考えた。αKlothoは主に腎臓で発現し、カルシウムやリン、ビタミンDの調節に重要なタンパク質であり、また、その欠損により骨粗鬆症や動脈硬化などの人の老化症状と類似した症状を示すことが知られている。αKlothoはC末側に膜貫通領域と短い細胞質領域をもつ分子量約130 kDaのI型膜タンパク質で、βグルコシダーゼに相同性を持つKL1, KL2のドメインを持つ。しかし、糖分解活性に必要とされるグルタミン酸が保存されていないことから、糖認識レクチンとして機能する可能性が示されている。そこで本研究ではαKlothoの機能発現機構について、腎臓やFGF23に見られる特徴的な糖鎖との関係を中心に解析を行い、以下の結果を得た。1)αKlothoの機能発現の場である腎臓には、非硫酸化型HNK-1糖鎖(糖鎖末端にグルクロン酸を持つ)が発現している。α-Klothoマウスでは、腎臓における非硫酸化型HNK-1糖鎖の発現が増加すること、また、自然老化マウスにおいても同様に非硫酸化型HNK-1糖鎖の発現が増加することがわかった。さらに腎臓の機能障害を引き起こす処理(ストレプトゾトシン誘導性腎機能障害)を行ったところ、腎臓における非硫酸化型HNK-1糖鎖の発現が増加することがわかった。2)αKlothoのレクチン活性を確かめるためにαKlothoの膜貫通領域を免疫グロブリンのFc領域で置換した分泌型αKlotho (sKL-Fc)を培養細胞に発現させ、その培養上清から精製し、マウスの腎臓切片に反応させた。その結果、野生型マウス腎臓切片において強い反応性が見られた。一方、腎臓での非硫酸化型HNK-1糖鎖を欠損するマウス(GlcAT-S遺伝子欠損マウス)では、その反応性が著しく減少することが明らかとなった。

αKlothoは主に腎臓で発現し、カルシウムやリン、ビタミンDの調節に重要なタンパク質であり、その欠損により骨粗鬆症や動脈硬化などの人の老化症状と類似した症状を示すことが知られている。またαKlothoはFGF23が腎臓で作用を発揮する際の共受容体として働くことが知られている。本研究ではαKlothoやFGF23の機能発現におけるHNK-1糖鎖とそれに関連する糖鎖の役割について解析を行なった。平成28年度に当初予定していたFGF23上に発現するHNK-1様糖鎖の生合成酵素については同定に至っていないが、FGF23のO型糖鎖の付加に影響を与えるGALNT3やゴルジ体に存在するリン酸化酵素FAM20Cの発現コンストラクトの作成に成功している。今後は、これらとの共発現によりFGF23上のHNK-1様糖鎖糖鎖生合成酵素の同定を試みる。しかし、昨年度の結果からこの解析には困難が予想されることから、同定が進まない場合は以下の実験に力を注ぐ。申請者らはαKlothoがFGF23上のHNK-1様糖鎖と結合するとともに、腎臓に存在する非硫酸化型HNK-1糖鎖とも結合することを示す結果を得ている。そこで今年度は予定どおり、αKlothoの糖認識機構を詳細に解析し、FGF23/FGFRシグナルの制御におけるαKlothoレクチン活性の生物学的意義を明らかにする。そのためにα-Klothoの分子内のグルコシダーゼに相同性を持つ2つのドメインの中で腎臓に存在する非硫酸化型HNK-1糖鎖と結合に関与するドメイン同定するとともに、その結合に関与するアミノ酸を明確にする。さらに昨年度見出したαKlothoの発現低下に伴う腎臓の非硫酸化型HNK-1糖鎖の増加が起こる現象が、αKlothoの機能とどのように関連しているのかについて、腎蔵の非硫酸化型HNK-1糖鎖の生合成酵素であるGlcAT-S遺伝子欠損マウスを用いて解析を行う。研究室ホームページ生化学糖鎖生物学物品費については実験の効率化を図ったことと、生合成酵素同定後の実験を次年度に行うことになったため当初予定した金額より下回った。旅費については研究打ち合わせなどをメールやネット回線を用いることにより削減した。次年度の使用額は当初予定していた研究計画の遂行に使用するとともに、研究成果の発表を積極的に行うこと、また、追加の実験計画として腎臓の機能不全とHNK-1糖鎖の関係を明らかにする実験(主にGlcAT-S遺伝子欠損マウスの解析)に使用する。岡研究室ホームページ
SNS利用のリスク認知に関する教育社会心理学的解明と教材開発への応用

本研究は、SNS利用リスクに関わるユーザの社会的認知特性およびその背景メカニズムを解明するとともに、その知見を応用したリスクリテラシー教材を開発することを目的としたものである。研究課題最終年度である平成30年度は、リスク認知や感性評価に影響を及ぼす個人の認知特性の解明に関する基礎的検討を継続するとともに、それらを踏まえたSNSリスクリテラシー教材の開発・改良、さらに中高生を対象とした講座の実施、学術論文や学会発表を通じた成果発表を行った。たとえばリスク認知の個人差特性に関しては、認知熟慮性という認知特性によりSNS利用者を直観群と熟考群に分類してSNSに関するリスク認知やトラブル経験を比較したところ、熟考群は直観群と比較してリテラシーが高い一方で、自己リスク楽観視の度合いも強く、トラブル経験も多いことを統計的に明らかにした。この成果の一部を日本教育工学会論文誌に査読付論文として年度内に速報した。また、中高生を対象とした講座を実施し、その受講者評価を分析したことろ、当教材を用いた講座は中学1年生から高校3年生まで全学年において高評価であり、理解度も高かった。さらに、講座受講後は自己リスクの楽観視が消失し、自他共にSNS利用リスクを高く推定した。以上の結果から、本研究の目標であるSNS利用リスクの楽観視を低減させる情報モラル教材の開発が達成されたといえよう。なお、教材の効果検証や楽観視の低減プロセスに関しては、調査や分析を継続し、今後も成果発表を進めたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度(平成28年度)は,当初の計画通り「SNS利用リスクに対するユーザの社会的認知の解明」について調査研究を遂行した。研究開始後ただちに研究分担者との打合せや研究補助スタッフの雇用など研究体制整備に取り組み,年度内の調査実施を実現した。具体的には,大学生100名程度を対象としたSNS利用でトラブルの当時者となる人物に対するステレオタイプ的認知に関する調査を代表者が,高校生300名程度を対象としたSNS利用トラブルの意識と実態に関するWEB調査を分担者がそれぞれ実施した。これらの調査結果を分析することで, SNS利用に関わるユーザのリスク認知,ステレオタイプ的認知,トラブル実態などの一端が明らかとなった。なお,これらの調査結果については平成29年度に日本心理学会第81回全国大会等で発表予定である。また,ステレオタイプについては,その特性や測定法に関する基礎的研究を蓄積し,論文等の成果として公表した。その他, SNS利用リスクの教育手法開発に向けての準備にも取り組んだ。具体的には,中学生・高校生を対象としたリスク教育を実践する上でピアエデュケーション効果が期待できる学生講師を研究分担者の所属機関内で養成するとともに,講座の初案を作成した。また,講座で使用するARS (audience response system)装置を購入し,講座内で使用できるように設定した。H29年度はこれら講座の実践と効果検証も行う予定である。また研究代表者,研究分担者ともに, SNS利用者間トラブルのメカニズムと密接に関わる集団行動や集合行動について先行研究を幅広く調査・整理した。その成果は学術図書にそれぞれ原稿執筆を行っている。このように,当初の計画からみても順調に研究が推進されているといえる。上述のように,研究開始後速やかに研究体制を構築し,当研究の基礎となるステレオタイプや集団・集合行動についての文献調査や基礎研究を遂行しつつ,研究課題に関連する調査を2件実施するなど,当初の計画通りに調査を実施できている。さらに,当初の計画では平成29年度の課題であったSNSリスクリテラシー講座に関する準備についても,学生講師スタッフの募集を行い,参画したスタッフとともに定期的なミーティング実施,教材作成,データ分析を進めていることから,当初の計画以上に順調に進展しているといえる。平成29年度は,まず平成28年度に実施した2件の調査について分析を行い, SNS利用リスクの楽観視と関わる認知要因を検討した。定量的なSNS利用リスクの楽観視の指標として第三者知覚量(他者リスク推定値と自己リスク推定値の差分)を採用し, SNSトラブル被害者に対するステレオタイプや,認知熟慮性といった個人の認知特性が第三者知覚に及ぼす影響を明らかにした。これらの調査結果を日本心理学会第81回大会や日本教育工学会第33回全国大会などで速報するとともに,分析や考察を深化させ学術論文として投稿を行っている。また,ステレオタイプなど社会的認知の特性や,教育の効果や効率を高める工夫,教材評価・感性評価に影響を及ぼす個人要因など,本研究に関わる基礎的な知見を蓄積するために,継続的に資料収集を行うとともに,これら基礎的研究についての研究発表や論説発表を行った。たとえば,地域連携教育において質の高いSNS市民講座を実現するにあたり現実的な問題となる準備時間確保の問題について,科目間連携の活用の有効性を考察した論説を発表した。さらに,ピアエデュケーションを用いたSNS教育の有効性を検証するために, SNSリスクに関する講座を学生講師と教員とでそれぞれ実施した。今後,効果検証結果を比較することでピア効果を定量的に明らかにし,その成果を日本教育工学会第34回全国学会等で発表する予定である。また,年度当初の予定通り,研究代表者,研究分担者ともに, SNS利用者間トラブルのメカニズムと密接に関わる集団行動や集合行動について先行研究を幅広く調査・整理し,その成果を学術図書として公表すべく原稿執筆を行った。以上のように,平成29年度も順調に研究が推進されたといえる。年度当初に示した計画通りに研究が進んでおり,講座もこれまで3回実施することができた。

関連する研究成果も査読付き論文誌や国内外の学会発表を中心に年度当初の予定以上に発表されていることから,順調に進展しているといえる。。本研究は、SNS利用リスクに関わるユーザの社会的認知特性およびその背景メカニズムを解明するとともに、その知見を応用したリスクリテラシー教材を開発することを目的としたものである。研究課題最終年度である平成30年度は、リスク認知や感性評価に影響を及ぼす個人の認知特性の解明に関する基礎的検討を継続するとともに、それらを踏まえたSNSリスクリテラシー教材の開発・改良、さらに中高生を対象とした講座の実施、学術論文や学会発表を通じた成果発表を行った。たとえばリスク認知の個人差特性に関しては、認知熟慮性という認知特性によりSNS利用者を直観群と熟考群に分類してSNSに関するリスク認知やトラブル経験を比較したところ、熟考群は直観群と比較してリテラシーが高い一方で、自己リスク楽観視の度合いも強く、トラブル経験も多いことを統計的に明らかにした。この成果の一部を日本教育工学会論文誌に査読付論文として年度内に速報した。また、中高生を対象とした講座を実施し、その受講者評価を分析したことろ、当教材を用いた講座は中学1年生から高校3年生まで全学年において高評価であり、理解度も高かった。さらに、講座受講後は自己リスクの楽観視が消失し、自他共にSNS利用リスクを高く推定した。以上の結果から、本研究の目標であるSNS利用リスクの楽観視を低減させる情報モラル教材の開発が達成されたといえよう。なお、教材の効果検証や楽観視の低減プロセスに関しては、調査や分析を継続し、今後も成果発表を進めたい。研究計画に基づき,平成29年度は前年度に実施した調査結果を踏まえ,楽観的認知の軽減に関わる教育心理学的要因を調査や実験により検討する.具体的には, SNS安全利用に関する教材を作成するとともに,教員や学生講師,独学教材による学習がSNS利用リスクの認知に及ぼす影響を明らかにする。なお,平成28年度に実施した高校生向け調査については,比較のため高校生以外の対象者に再度実施し,高校生に特有の楽観的認知があるかどうかを定量的に検討する。また,前年度までの調査結果について学会発表や論文投稿等を通じて成果を公表する。なお,成果発表のフィールドとしては,日本心理学会,日本社会心理学会,日本教育心理学会,日本教育工学会,情報コミュニケーション学会など,心理学や情報教育に関する領域を想定している。平成30年度は,平成28年度29年度までに得られたSNS利用リスクの楽観視に関する基礎的知見やこれまで実施した講座の効果検証結果を踏まえ, SNS安全利用に関する教材を改訂するとともに,教材を用いた学習がSNS利用リスクの楽観視に及ぼす影響を検討する。講座改訂に際しては,これまで調査したFD研究の知見も参照して講座の到達目標(一般目標,個別行動目標)から再検討を行い,講座の目的に即した効果を検証できるよう準備する予定である。
多元的電子顕微鏡分光と非弾性散乱計算による熱電材料結晶の局所原子・電子構造解析

透過電子顕微鏡(TEM)の入射ビーム方位を変えて得た電子線エネルギー損失分光(EELS)/特性X線分光(EDX)データの電子チャネリング効果により結晶サイトごとに分けて結晶中の原子・電子構造を本研究において調べた.フェライトの鉄サイトに存在するCoのサイト占有率を定量した.第一原理計算での形成エネルギーの序列とこれは概ね対応した.また,Li電池負極材の遷移金属の結晶サイト分布および価数状態を分析した.さらに,格子振動の理論的取扱いとして,第一原理計算での力定数を用いたフォノン状態の計算を進めた.派生研究として,窒化珪素多形の格子熱伝導度の微視的調査を行った.本研究の目的は,透過電子顕微鏡(TEM)において,2次元入射ビームロッキングして同時計測した電子線エネルギー損失分光(EELS)/特性X線分光(EDX)データを用い,1電子チャネリング効果による結晶サイトごとの電子状態2原子位置の統計ゆらぎの2点について堅牢な定量解析法を開発することである.カゴ状構造をもつ熱電材料候補結晶を総合的に分析し,マクロな熱・電子輸送を担う電子・原子論的要因を究明し合理的な材料設計指針を得る.その鍵となるのは,原子振動励起および弾性散乱を動力学的に取り入れたEELS/EDX計算の共通プラットフォームの確立である.多元的非弾性散乱計算と実験による,結晶電子/原子構造を階層的に結びつけた新たな熱電材料分析を開拓する.2次元ビームロッキングでEDXのみならずEELSもロッキングパターンが測定できることを実験的に確認した.EDXを用いた結晶サイトごとの占有率の定量の応用として,M型フェライトにドープされたCoのサイト占有率を分析した.実験ロッキングパターンにシミュレーションをフィッテイングすることでCoのサイト占有率を算出した.その占有の傾向は,第一原理計算での固溶エネルギーでの安定性の序列と概ね対応した.また,2次元のビーム傾斜ではなく,特定方向の1次元傾斜において,EELSとEDXを同時計測し,Li2次電池正極候補材のMnの電子状態・占有状態をサイトごとに分析した.EDXにおいて,2次元ビームロッキングパターンからサイト占有率を決める分析法は,EDXのピークが重畳するなど,特定の例外を除いて,高精度に動作できており,いくつかの応用例を今後も示すことが期待される.一方,EELSにおいては,EDXに比べて非弾性散乱のエネルギーが小さいため,ビームロッキングパターンがデフューズになることが実験的に示された.このため,EELSのロッキングパターンは,測定限界を把握して有効に活用する必要がある.電子チャネリングを用いたロッキングパターンによる材料分析としては,2件の成果を挙げており,熱振動の分析にまで進展していないものの,概ね順調であると言える.本研究の目的は,透過電子顕微鏡(TEM)において,2次元入射ビームロッキングして同時計測した電子線エネルギー損失分光(EELS)/特性X線分光(EDX)データを用い,1電子チャネリング効果による結晶サイトごとの電子状態2原子位置の統計ゆらぎの2点について堅牢な定量解析法を開発することである.ビームロッキングEDXにおいては,軟磁性材料であるフェライトの複数の結晶サイトにまたがって存在するCoのサイト占有率を定量し,第一原理計算で得られる形成エネルギーの序列と概ね対応が見られた.その基盤となる入射角をスキャンしながらEDXを取得するビームロッキングモードは日本電子製ソフトウェアで問題なく動作しさまざまな材料の分析に応用できる段階である.EDXカウント数の解析には動力学的回折をブロッホ波法で考慮したEDX断面積計算コードが整備され,実験データにおける占有率を精密に規定できる段階に達した.ビームロッキングEELSにおいては,Li電池負極活物質(スピネル型結晶構造を有するMn系酸化物)の遷移金属の結晶サイト分布および価数状態を分析した.これは従来の多変量解析を実用材料分析に応用した例である.さらに,格子振動の理論的取扱いを進めるため,第一原理計算で算出できる力定数を用いたフォノン状態および格子熱伝導度の計算を進めた.派生したケーススタディとして,窒化珪素多形の格子熱伝導度の微視的調査を行った.フォノンに基づいた原子位置の揺らぎを,電子分光分析に連携させる具体的方策を検討した.透過電子顕微鏡(TEM)の入射ビーム方位を変えて得た電子線エネルギー損失分光(EELS)/特性X線分光(EDX)データの電子チャネリング効果により結晶サイトごとに分けて結晶中の原子・電子構造を本研究において調べた.フェライトの鉄サイトに存在するCoのサイト占有率を定量した.第一原理計算での形成エネルギーの序列とこれは概ね対応した.また,Li電池負極材の遷移金属の結晶サイト分布および価数状態を分析した.さらに,格子振動の理論的取扱いとして,第一原理計算での力定数を用いたフォノン状態の計算を進めた.派生研究として,窒化珪素多形の格子熱伝導度の微視的調査を行った.これまでの応用と基礎が錯そうした進展を一旦リセットし,主として理論計算を拡充することを優先し,熱的物性について2次元ロッキングパターンから実験的情報を得ることを目的として仕切りなおす.具体的には,以下の方策で進める:1)フローズンフォノンによる非弾性散乱ロッキングパターンの理論計算.2)第一原理フォノン計算と高速電子波の非弾性散乱の組み合わせによるロッキングパターンの提案3)新奇な熱的物性を示す化合物におけるロッキングパターン予想の網羅的取得(スクリーニング)4)有意な信号パターンの獲得が期待できる材料において実験を実施
穀物の旱魃応答指数の生理・遺伝・生態学的解明

イネの多様な品種群、遺伝集団、準同質遺伝子系統を用いて、旱魃応答指数(DRI)を定量し、その生態生理・遺伝学的機構を解明した。品種試験では、DRIは旱魃下の収穫指数、稔実性や乾物生産と正の相関が強く、不稔穂の割合、出穂遅延、草丈減少と負の相関が強かった。遺伝集団試験では、第2染色体のRM6911-RM6379の領域、第4染色体RM5953近傍、第8染色体に2か所、DRIの量的遺伝子座が推定されたが、エピスタシスやQTL・環境交互作用も検出された。準同質遺伝子系統試験では、DEEPER ROOTING 1とStele Transversal Area 1を導入した系統では、DRIが向上した。イネ、トウモロコシやパールミレットなどの雑穀、ソバの3つの作物グループについて、給水量の異なる畑条件で乾物生産量を測定した。イネの生産量は、最も乾燥し生産レベルの低い条件では、他の作物グループよりも著しく低下し、全般的に乾燥に弱いことが分かった。イネについては、オトメモチ/ゆめのはたもちの自殖組み換え系統と、アキヒカリ/IRAT109の自殖組み換え系統を、灌水区と旱魃区(約2か月無給水)の畑状態で試験を行った。収量は、再灌水後の成長と生産がよい系統で高かった。旱魃区での収量は、フェノロジーや、灌漑区での収量によって影響されるよりも、旱魃応答指数により強く影響を受けていた。旱魃応答指数などの量的遺伝子座を推定した。開発途上国の天水農業での旱魃が起こりやすい地域に適した作物の特徴を明らかにするために、イネなどの穀物の「旱魃応答指数」(drought response index; DRI)の生理・遺伝・生態学的解明を行うプロジェクトの3年目の実績である。DRIは伝統的な育種法の中でトウジンビエやイネなどの耐乾性の選抜指標として着目されてきたもので、最大収量を達成する能力や生育時期の違いでは説明できない旱魃抵抗性の指標とされているが、そのメカニズムを研究した例は少ない。本年度は、主に様々なイネを実験材料として(遺伝集団、準同質遺伝子系統)、コントロール区と旱魃区を設けて圃場試験を行い、解析を進めた。イネの3つの遺伝集団の根の形質を簡易測定し、顕著な遺伝的変異を見出し、遺伝子座を推定した。また集団の親品種の旱魃応答指数の測定のための試験を播種日を移動して行った。さらに、コシヒカリとIR64の準同質遺伝系統を用いて、旱魃応答指数を算出するための試験を行った。IR64の準同質系統の根系調査を行い、深根的な特徴を確認した。また、光合成や蒸散などの葉レベルでの特性や同位体比も調べ、旱魃に対する適応性を掘り下げて理解できるようにデータを取得した。膨大なデータを解析を進め、学会発表を準備している。開発途上国の天水農業での旱魃が起こりやすい地域での、適応品種や遺伝子型を明らかにするために、イネなどの穀物の「旱魃応答指数」(drought response index; DRI)の生理・遺伝・生態学的解明を行うプロジェクトの2年目の実績である。DRIは伝統的な育種法の中でトウジンビエやイネなどの耐乾性の選抜指標として着目されてきたもので、収量ポテンシャルやフェノロジーでは説明できない旱魃抵抗性の指標とされているが、そのメカニズムを研究した例は少ない。本年度は、ソバ、トウジンビエ等のDRIの解析を進めながら、主にイネの集団と品種と準同質遺伝系統について、コントロール区と旱魃区を設けて圃場試験を行った。イネの3つの遺伝集団(それぞれ約100系統)、インディカ・ジャポニカ・熱帯ジャポニカ・NERICAを含む20品種、コシヒカリとIR64の準同質遺伝系統を用いて、出穂期や子実重の旱魃応答試験を行った。灌水区(コントロール区)と雨除け区(旱魃区)を設け、雨除け区は、良好な苗立ちを確認した後に降雨を遮断し旱魃サイクル(Venuprasad et al., 2007 Field Crops Res)をかけた。施肥設計は慣行栽培の水準を基準に設定した。

コントロール区と旱魃区の、土壌水ポテンシャル、土壌水分を経時的に測定し、旱魃の程度を定量的に把握した。膨大なデータを解析中である。準同質遺伝系統については、深根性の遺伝子と早晩性の遺伝子の旱魃圃場条件での効果を示し、学会発表を行った。旱魃が起こりやすい稲作地域での適応品種や遺伝子型を明らかにするために、イネの旱魃応答指数(drought response index; DRI)の生理学的・遺伝学的・生態学的解析を行った。旱魃などの水不足状態への適応性の異なる親を持つイネの遺伝集団を3つ用意し(オトメモチ/ゆめのはたもちの自殖組み替え系、アキヒカリ/IRAT109戻し交配組み換え系、亀の尾/Dular自殖組み換え系)、3集団それぞれ約100系統を、生育中盤の生殖生長期から始まる長期間の旱魃区と、灌漑を供給したコントロール区とで生育させ、旱魃に対する応答を評価した。旱魃下の収量は、ポテンシャル収量と出穂日では多く説明されず、旱魃応答指数との相関が高くなった。早生の集団では、旱魃回避による影響がやや大きい傾向が見いだされた。亀の尾/Dularでは、第8染色体に旱魃応答指数の量的遺伝子座を同定した。また、3つの集団で、根の伸長角度に関する量的遺伝子座を、第3、第4、第6染色体上に見出した。IR64を背景にして根の伸長角度の遺伝子(DRO1)を導入した準同質遺伝子系統について、同様に干ばつ区とコントロール区とで栽培し、個体ベースの出穂日の他に、穂ごとの出穂日を記録したが、個体ベースでも、穂ごとでも、出穂日の遅延と共に子実重が低くなる傾向を示した。解析途中のデータではあるが、以上のように、旱魃応答指数のゲノム上での遺伝的コントロールについて、また他の形質との関係性について、新しい知見を得ることができた。作物栽培学26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。ソバの結実が悪く、収量での評価ができなかった。またC4作物は鳥害の影響を受けた。一方でイネの遺伝集団を使った試験を始めることができた。ポスドクの辞職と適当な人材が見つからなかったため。また旱魃応答指数が環境による影響と環境・遺伝交互作用が大きいことが示唆されてきており、遺伝的な解析へエフォートを移しずらい状況である。遺伝集団の量が膨大なため、H24年度の圃場試験は終えたが、そのデータの収集と解析に予想以上の時間がかかっている。が、解析の見通しはついているので、このまま時間と労力を割いて進めていく予定である。材料の扱いやすさから、イネに焦点を当てて、干ばつ応答指数の解明を行ってゆく。集団間比較が可能なように、栽培条件をそろえる。また、3つ目の集団も加える。主な成果は、生理・生態の部分でまとめてゆきながら、遺伝的解析も平行して進める予定である。圃場試験やサンプルの解体に時間がかかるため、研究員又は補佐員の雇用を行う。研究課題について、必ず果たさねばならない試験と解析と、発展的に研究できると望ましいテーマとに分けて進めてゆく。前者としては、各材料ごとのDRIの解析と量的遺伝子座の推定である。後者としては、関連する根の形質のフェノタイピングや、次年度の遺伝子レベルでの解析である。