hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属ナノ構造における局在プラズモン・格子間結合の動力学的研究

コヒーレントな振動の振幅が金ナノ構造による局在電場増強により励起されることが超短時間領域で初めて直接確認された。表面増強ラマンのダイナミクスを解明するための重要な一歩となる。さらに本研究で得られた成果は、今後の化学反応ダイナミックスの制御の基盤となる知見を与える。1)局在光物性の評価局在光物性の基礎的特徴を知るために、金蒸着グラファイトのラマンスペクトルをとりラマン増強度の評価を行った。一次元金粒子構造(サイズ主として100nm)について近接場イメージングの測定に着手した。また同種試料についてSHG(第2高調発生)測定を行い、強い偏光依存性を見いだした。2)金属ナノ粒子1元配列体の作成コロイド溶液を使うソフトマター的方法と電子線リソグラフィーを組み合わせて、1低次元配列構造を作成した。このとき、一次元鎖の長さの調整の問題は、テンプレートの導入により解決した。また、独フリッツーハーバー研究所島田透博士を招聘し研究協力を行った。3)超高速時間分解測定システムコヒーレント光学フォノンの測定はフェムト秒ポンプ・プローブ時間分解反射率により行った。ファストスキャンの導入により、積算の効率化を行った結果、高い検出感度(反射率変化ΔR/R10^<-7>))の測定が可能となった。また、DVDミラーの反射回数の最適化により、レーザーパルスの試料部でのsub10fs化(7.5fs)に成功した。GaAsやSiなどの半導体のコヒーレント光学フォノンの検出を行った。さらにダイアモンドや黒鉛など高い周波数を持つ物質まで実験を進め、システムの測定機能(高時間分解能等)を実証した。これらの結果をベースに、炭素系物質については、CNT、欠陥性黒鉛のコヒーレント光学フォノンの振幅やフォノンチャープなどのフォノン特性測定を行った。さらにイオン照射黒鉛に金蒸着した表面について、コヒーレントフォノン測定を行い、局在プラズモンによるフォノン振幅の増強を示す最初の結果を得た。1)局在光物性の評価一次元金粒子構造(サイズ主として100nm)について近接場顕微分光の測定を系統的に行い、局在電場分布に顕著な粒子数依存性および粒子位置依存性があることを見いだした。同じく一次元金粒子構造について、SHG(第2高調発生)測定に併せ、色素分子を吸着した試料の顕微ラマン測定を行った結果、粒子並び方向に平行な偏光で励起すると強い増強が現れることが確認された。2)金属ナノ粒子1元配列体の作成コロイド溶液を使う対流制御法の理論化を確立し,その論文を国際誌に投稿した。一次元鎖作成において、粒子のテンプレートへの充填率はコロイド滴下・乾燥サイクル数を増やすことで向上できることが分かった。独フリッツーハーバー研島田透博士と引き続き研究協力を行った。3)超高速時間分解測定システムコヒーレント光学フォノンの測定はフェムト秒ポンプ・プローブ時間分解反射率測定を金-グラファイト系に対して系統的に行った。時間分解反射率には、コヒーレントC=C伸縮振動、特にDモード振動の励起が金蒸着により生成されることが観察された。この試料のSTM(トンネル顕微鏡)観察によると、グラファイト表面にはステップ、点欠陥およびディスロケーションなどの欠陥が多数存在し、また金蒸着表面には高さ2nm、径10nmの半球状の金ナノ構造が生成されることが明らかとなった。これらの結果を総合的に判断すると、コヒーレントC=C伸縮振動の振幅が金ナノ構造による局在電場増強により励起されることがわかる。すなわち、これは局在プラズモン・格子間結合のダイナミクスに関する初めての実験的結果となる。同様の実験をCNT、グラーフェンにも拡張した。1)局在光物性の評価対流制御手法により一次元金粒子が一次元に並んだ鎖状構造を作成し、これらについての近接場顕微分光データを詳細に解析した結果、局在電場が粒子数4以上の大きさで、エッジ部分に偏って分布することがわかった。FDTD(電磁場時間領域差分法)による電場分布の計算はこのような不均質分布をよく再現した。この結果は、プラズモン間のカップリングにより伝搬された局在プラズモン励起はエッジ部分で伝搬は抑制されることを表す(一種の定在波の発生)。2)金属ナノ粒子-単層カーボンナノチューブ(SWCNT)結合構造体の作成スパッタ蒸着されたSWCNT膜の透過電子顕微鏡観察により、数nmサイズの金微粒子がCNT表面に付着されていることがわかった。このような金ナノ構造は蒸着グラファイト表面にも生成されており、CNTのフォノンの振幅増強の主因となることが示唆される。また単-SWCNT一金粒子構造体の作成も行った(北大村越研との協力)。3)超高速時間分解測定コヒーレント光学フォノンの測定のための、フェムト秒ポンプ・プローブ時間分解反射率測定を金-CNT系に拡張した。時間分解反射率には、金-グラファイト系と同様、コヒーレントC=C伸縮振動、Dモード振動のみならずGモードの励起も金蒸着により増強されることが確認された。

特にG-モードではCNTの周期性に起因する詳細な分岐バンドが同じように増強された。このようなG-モードの振幅増大は金ナノ粒子単層膜上のCNTについても確認された。また、分子系への応用を目的に金表面の吸着チオール単分子膜に時間分解測定を適用した結果、異なる分子振動モード間のカップリングに対応する位相変調が時間領域で初めて確認された。
タバコモザイクウイルス抵抗性のシグナル伝達機構の解明

MAPキナーゼは真核生物に広く存在するシグナル伝達因子である。タバコモザイクウイルス(TMV)抵抗性に果たすタバコMAPキナーゼWIPKとSIPKの役割を明らかにするために、これらMAPKの機能が喪失したタバコのTMV応答を解析した。WIPKとSIPKの機能喪失タバコでは、TMV抵抗性が弱まることがわかった。この結果は、従来の説とは異なり、WIPKとSIPKはTMV抵抗性に対して阻害的に働くことを示した。タバコモザイクウイルス(TMV)抵抗性に果たすタバコMAPK、WIPKとSIPKの役割を明らかにするための第一歩として、本年度はこれらMAPKの発現を抑制した形質転換タバコを用いて、TMVの増殖とTMVの全身移行に及ぼすMAPK抑制の影響を調査した。まず、WIPKとSIPKの発現がそれぞれ単独もしくは両方抑制されたタバコの葉にTMVを接種し、接種葉に形成された壊死病斑の直径を測定するとともに、接種葉におけるTMVの量をノーザン解析により調べた。その結果、ベクターのみを導入したコントロール植物と比較して、両方抑制された系統では小さなサイズの壊死病斑の形成が確認された。この抑制体では、病斑サイズの減少と相関してTMVの蓄積量も減少していた。一方、各MAPKが単独で抑制された系統における壊死病斑のサイズとTMV量はコントロールと同程度であった。次に、各発現抑制体の葉にTMVを接種し、TMV抵抗性遺伝子N非許容温度20度で培養、未接種上位葉における壊死病斑形成の有無を調べた。単独及び両方抑制のいずれの系統においても、未接種上位葉における壊死病斑の形成が認められた。また、このsystemic病斑を形成した葉にはTMVが存在することをノーザン解析により確認した。そのようなsystemic病斑はコントロール植物では全く形成されなかった。これらの結果は、野生型タバコにおいて、WIPKとSIPKは接種葉におけるTMVの増殖を高める一方、TMVの全身移行を抑制する働きをしていることを示唆する。なお、このTMV増殖のおけるWIPKとSIPKの機能はredundantであると考えられる。上記解析とは別に、これらMAPKが関与するTMV抵抗性にサリチル酸が介在するか否かを明らかにするための実験に用いる予定のサリチル酸低含量WIPK/SIPK抑制タバコの作出にも取り掛かった。また、TMV増殖におけるWIPKとSIPKの必要性の有無を調べるための実験を行うために、N遺伝子非含有タバコを用いたWIPK/SIPK抑制系統の作出に取り掛かった。タバコモザイクウイルス(TMV)抵抗性遺伝子Nを有するタバコ(NNタバコ)は、TMVに対して抵抗性を示す。TMV抵抗性に果たすWIPKとSIPKの役割の解明を目的として、RNAiにより両MAPKを抑制した形質転換NNタバコ(WIPK/SIPK抑制NNタバコ)を作出した。前年度までに、TMVを接種したWIPK/SIPK抑制NNタバコでは、接種葉における壊死斑サイズの減少と相関してTMV量は減少(つまり、TMV増殖に対する抵抗性が増大)することを報告した。今年度はWIPK/SIPK抑制によるTMV増殖抑制の機構を明らかにすることを目的として研究を進めた。まず、TMV抵抗性のシグナル伝達で重要な働きをすることが知られているサリチル酸(SA)に着目、WIPK/SIPK抑制NNタバコでの変動を調べた。WIPK/SIPK抑制NNタバコでは、非抑制体と比較して接種葉におけるSAの蓄積は増加した。それに対し、別の病害抵抗性シグナル物質であるジャスモン酸(JA)に関しては、蓄積の減少が観察された。そこで、この抑制体にSA加水分解酵素をコードするNahG遺伝子を再導入してSA蓄積を抑制、あるいはJAを外生的に与えると、TMV増殖抑制は打破された。一方、WIPKとSIPKを抑制したN非保有タバコの接種葉におけるTMV量は非抑制体と同程度であった。以上の結果から、N遺伝子の下流で活性化されるWIPKとSIPKはSA蓄積の抑制とJA蓄積の増強を介して、感染部位でのTMV増殖抑制にはむしろ阻害的な効果を持つことが示唆された。前年度において、WIPKとSIPKは接種葉におけるTMVの増殖に対する局所抵抗性を負に制御する一方、全身抵抗性を正に制御することを明らかにした。この成果を受けて、本年度は、TMV抵抗性のシグナル物質であるサリチル酸とジャスモン酸の誘導に果たすWIPKとSIPKの役割を明らかにすることを目的に研究を進めた。まず、WIPKとSIPKがTMV感染に応じたサリチル酸及びジャスモン酸の生産に関与しているか否かを検証するために、WIPKとSIPKの発現が抑制されたタバコ(TMV抵抗性Nを保有する)にTMVを接種し、接種葉における両物質の蓄積を調べた。その結果、上記抑制タバコでは、野生型タバコと比較して高含量のサリチル酸の蓄積が観察されたのに対し、ジャスモン酸については蓄積量が減少していた。上記結果は、WIPKとSIPKがサリチル酸の蓄積を負に、ジャスモン酸の蓄積を正に制御していることを示唆した。

次いで、WIPKとSIPKがサリチル酸生合成の引き金に関与しているのか否かを検証するために、TMV感染に伴う過敏感反応の誘導時におけるWIPKとSIPKの活性化とサリチル酸・ジャスモン酸の蓄積の時間的関係を野生型タバコを用いて解析した。その結果、最初にサリチル酸の蓄積が起こり、次いでWIPKとSIPKの活性化、ジャスモン酸の蓄積が起こることが判明した。これらの結果を考え合わせると、WIPKとSIPKはサリチル酸の生合成ではなく蓄積を負に制御し、ジャスモン酸の蓄積を正に制御することが示唆された。このように、WIPKとSIPKはサリチル酸とジャスモン酸の蓄積を制御することでTMV抵抗性に関与することが判明した。
ウィルス抗原の提示における樹状細胞アポトーシスの免疫学的意義

本年度も、引き続き活性化DCのアポトーシス誘導機構に関わる分子基盤を明らかにすること、さらに新たなDCによるクロスプライミング誘導機構を探求することを目的として研究を行い、以下のことを明らかにした。1. TLRリガンドによるDCアポトーシス誘導機構合成dsRNAであるpoly I : Cを野生型マウスに投与してDCサブセットごとにアポトーシスの誘導を検討したところ、cDC、pDC共にアポトーシスの誘導が認められた。さらに誘導機序を検討したところ、特にpDCでcaspase 8の発現誘導が顕著であった。またI型インターフェロン(IFN)受容体欠損マウスではDCのアポトーシスがほぼ完全に抑制された。これらの結果から、poly I : CによるDCアポトーシスにはcaspaseとI型IFN依存性であることが示唆された。2. DCによるクロスプライミング誘導機構クロスプライミングによるCTLの活性化は、ウィルス感染細胞や癌細胞の排除に重要である。TLRシグナルがDCによるクロスプライミングを亢進させることは知られているが、NODシグナルの役割は不明である。本年度の研究から、1) NODIおよびNOD2リガンド刺激(NODシグナル)が、主としてCD8^+DCサブセット依存性のクロスプライミングを亢進させること、2)その機序として、MHCクラス1依存性抗原提示能および共刺激分子発現レベルが亢進することを明らかにした。本年度は、主にウィルス感染組織由来DCに誘導されるアポトーシスの分子基盤と免疫学的意義に関して検討した。形質細胞様樹状細胞(pDC)はTLR7およびTLR9を選択的に発現し、それら受容体を介する刺激依存性に大量のI型インターフェロン(IFN)を生産することが知られている。TLR7リガンドであるImiquimodならびにTLR9リガンドであるCpGを野生型マウスおよびI型IFN受容体を欠損するIfnarl^<-/->マウスに投与したところ、野生型マウスDCにはアポトーシスが誘導されたが、興味深いことに、Ifnarl^<-/->マウスDCではアポトーシスがほとんど観察されなかった。そこで、I型IFN依存性に誘導されるアポトーシス関連分子群の中でTRAILに着目して検討を進めたところ、TRAILはDCおよびNK細胞に、TRAIL受容体(DR5)はDCのみに選択的に発現が観られ、それらの結果を反映してDCのみにアポトーシスが誘導された。インフルエンザウィルスA/PR8株は、pDCのTLR7およびcDCを含むそれ以外の細胞のRIG-Iを介してI型IFNを誘導することが知られている。I型IFNにより誘導されるTRAIL依存性DCアポトーシスの免疫学的意義を検討するため、A/PR8株を野生型マウスならびにTrail^<-/->マウスの肺に感染させたところ、野生型マウスに比較して、Trail^<-/->マウスの肺および2次リンパ組織DCにアポトーシス誘導不全が、また全身性炎症性サイトカイン生産の増強が観られ、同マウスは劇症型肺炎により早期に死亡し。これらの結果は、ウィルス感染の際に誘導されるI型IFNは、DCのアポトーシス誘導を介して免疫系の過剰な活性化を負に制御していることを示している(現在投稿中)。
交感神経の代謝調節作用を司る新しい伝達因子の分離同定に関する研究

交感神経が果たしている代謝調節作用を伝達する化学因子は、これまでノルアドレナリン(NA)の働きによると考えられてきたが、最近の知見ではNA以外の因子を介する非アドレナリン作動性機構の関与も示唆されている。たとえば、肝灌流法を応用した神経-肝標本を用いた実験系で、交感神経の電気刺激によってひき起こされる肝ホスホリラ-ゼの活性化反応は、α及びβブロッカ-の共存下でも部分的にしか阻止されないことが明らかになった。この作用機構に関与している交感神経因子を分離するため、腹腔神経節を出発材料として精製を進めた。その結果、肝細胞のホスホリラ-ゼを活性化する単一成分因子を得ることができ、アデノシンと同定された。更に、神経-肝標本を活用して検索したところ、肝グリコ-ゲン分解を促進する非アドレナリン作動性機構にはプロスタグランジンも関与していることが判明した。次に、褐色細胞組織(BAT)の脂肪酸合成を促進する交感神経の作用に関して、以下の如く非アドレナリン作動性機構の関与が明確になった。(1)BATに分布する交感神経をバ-スト状に電気刺激すると、脂肪酸の合成速度が亢進するが、この効果はα及びβブロッカ-の併用投与によっても全く阻止されない。(2)連続的な刺激や休止期の多い間欠的刺激では脂肪酸合成速度の亢進は起こらないのに、α及びβブロッカ-の事前併用投与によって合成速度が反転上昇する。(3)NAの持続注入は脂肪酸合成に対して全く無効である。そこで浮遊褐色脂肪細胞の脂肪酸合成を指標とする検定法を開発し、この実験系を用いてNA以外の交感神経因子の分離同定を試みた。その結果、NAと共存することが知られている各種の神経ペプチドは無効であったが、視床下部の抽出液中には脂肪酸合成を促進する有効因子が存在することを認め、その部分精製に成功した。肝潅流法を応用した神経ー肝標本を用いた実験系で,肝神経(交感神経節後線維)の電気的刺激によってひき起こされる肝ホスホリラーゼの活性化反応が,潅流液中に加えたαおよびβブロッカーによっても完全には阻止されない知見に基づいて,肝ホスホリラーゼを活性化するノルエピネフリン以外の交感神経作用因子を交感神経節より分離精製することを目的として研究を行なった.すなわち,該因子の生理活性を検定する方法として,ラット肝よりコラゲナーゼ処理によって得た浮遊肝細胞をαならびにβブロッカーの存在下で温置し,これに精製過程の該因子を添加すると用量依存的に肝ホスホリラーゼの活性化が認められる検定法を確立した.この検定法を活用して,イヌの腹腔神経節(肝を支配する交感神経ニューロンの起始部)から,以下の方法でホスホリラーゼを活性化する交感神経性因子の単離を試みた.百数十頭の成犬から集めた腹腔神経節を醋酸溶液中で熱処理することによって蛋白質分解酵素を失活させた後,ホモジナイズし,アセトン(終濃度75%)を加えて粗抽出液を作成,濾液を蒸発濃縮する,この濃縮液から脂質を除去した後,セファデックスGー10のカラムにのせてカテコールアミンを分画除去した.上記の検定法で生理活性を有する分画を集め,凍結乾燥物とし,さらにHPLCによってイオン交換(SPー5PW,DEAEー5PW)ならびに逆相(ODSー80TM)カラムを用いて精製を進めた.これらのクロマトグラフィーの過程で,生理活性を持つ少なくとも4つの分画が得られた.その一つの分画について,逆相カラムを用いたクロマトグラフィーを繰返することによって単一ピークよりなる成分を得た.

この成分は分光学的ならびに化学的諸性質からアデノシンと同定された.アデノシンは上記の検定法で用量依存的に肝ホスホリラーゼを活性化し, EC_<50>は3×10^<-5>Mであることが判明した.褐色脂肪組織における脂肪酸合成を促進する交感神経の作用が、ノルエピネフリン以外の伝達因子の働きによることを確証するための諸実験ならびに、この伝達因子を分離するために新しい検定法として、褐色脂肪細胞を用いて脂肪酸合成速度を調べることの適否について研究を行ない、以下の知見を得た。1.ラットの肩甲間褐色脂肪組織に分布する交感神経を、十分な休止期を挟んだバースト状の刺激パターンで電気的に刺激すると、トリグリセリドを構成する脂肪酸の合成速度は著しく亢進し、この効果はαおよびβブロッカーの投与によっても全く阻害されないが、交感神経伝達を阻止するグアネチジンの投与で消失する。2.他方、連続的な刺激や休止期の短い通常の刺激パターンによる交感神経の刺激は、褐色脂肪組織での脂肪酸合成速度を増加させない。さらに、この刺激パターンの場合、αおよびβブロッカーの投与を行なうと、脂肪酸合成速度の逆転上昇が検出されるようになる。3.ノルエピネフリンの持続注入は褐色脂肪組織での脂肪酸合成に対して促進作用がない。上記2の実験成績を考え合わせると、交感神経終末から刺激に対応して放出されるノルエピネフリンは脂肪酸合成に対して、むしろ抑制的に作用していると考えられる。4.以上の成果に基づいて、褐色脂肪組織での脂肪酸合成を促進するノルエピネフリン以外の交感神経伝達因子の分離同定を行なう検定法の開発を試みた。このため、ラットの胎児より得た褐色脂肪細胞を試験管内で継代培養して細胞数を増やし、それを用いて脂肪酸合成を指標にしようとしたが、継代培養によって褐色脂肪細胞の分化した機能の一つである脂肪酸合成能が次第に消失し、本研究目的に適しないことが判明した。今後、分化機能を維持させるための方策が必要である。1.前年度からの継続課題であった褐色脂肪組織での脂肪酸合成を促進するノルアドレナリン(NA)以外の交感神経伝達因子の分離同定を行うための検定法の確立に関しては、以下の成果を得た。すなわち、当初計画したラット胎児の褐色脂肪細胞を継代培養して得た細胞を用いる方法は、種々の培養条件の検討にもかかわらず、褐色脂肪細胞の分化した機能である脂肪酸合成能を維持させることが極めて難しいことが明確となった。そこで、これに代わる方法として、幼若ラットの褐色脂肪組織を集めて細片化し、好気的条件下で温置して得た褐色脂肪細胞の浮遊液を用いると、細肪酸合成能が維持され、しかもインスリンに対する反応性から判断して上記の検定法にかなう実験系として利用できることが明らかになった。2.この褐色脂肪細胞浮遊系を用いた検定法により、交感神経終末においてNAとの共存が示唆されている各種の神経ペプチドやその他の化合物について、脂肪酸合成を促進する作用を持つかどうかを検索した。用いた化合物は、神経ペプチドY、カルシトニン遺伝子関連ペプチド、心房性ナトリウム利尿ペプチド、サブスタンスP、塩基性並びに酸性の線維芽細胞増殖因子FGF、上皮細胞増殖因子EGF、ATP、アデノシン、ド-パミンなどであったが、いずれも無効であった。3.しかしながら、ラットの脳から視床下部を採集し、粗抽出液について褐色脂肪細胞浮遊系に対する脂肪酸合成促進作用を調べたところ、明らかな活性が認められた。そこで、神経組織をアセトン処理で脱脂後、CMーセファデックスC50のカラムに吸着させ0.5M NaClを用いて溶出した。
糖鎖工学における重要なツールとしての微生物エンドグリコシダーゼの基礎から応用まで

研究代表者によって土壌より単離同定された糸状菌物Mucorhiemalisが生産するエンドグリコシダーゼは高い糖転移活性を有することが見出され、研究分担者らによってその糖転移反応の解析や遺伝子クローニングが行われている。さらに、糖転移活性を利用した生理活性糖ペプチドの化学-酵素合成や糖鎖チップの作成、糖鎖に対する単クローン抗体の作成などに本酵素が利用されている。本研究では本酵素の糖(鎖)転移活性とその利用法について、基礎から応用までを企画調査した。基礎研究グループ:エンドグリコシダーゼの詳細な遺伝子解析を行い、糖転移活性に重要なアミノ酸配列を解析した(竹川)。エンドグリコシダーゼの糖転移反応における反応中間生成物を利用した糖鎖修飾法を考察した(正田)。エンドグリコシダーゼの立体構造を解析して、加水分解活性を抑制し糖転移活性を促進するためのタンパク構造を明らかにした(黒木)。乳酸菌における種々のエンドグリコシダーゼ群について調査し、腸粘膜ムチン糖鎖に作用するエキソ型グリコシダーゼに関する情報を収集した(片山)。応用研究グループ:エンドグリコシダーゼの糖転移活性を活用した新奇な生理活性物質の化学-酵素合成法の具体的なプランを呈示した(稲津)。エンドグリコシダーゼの糖転移活性を利用した糖鎖チップの作成法を実用化に導くプランを作成した(森)。エンドグリコシダーゼの糖鎖転移特性を利用して糖鎖を転移することが可能な受容体の特徴を調べた(伊藤)。エンドグリコシダーゼの市販に向けて、本酵素の現状とニーズについて、特許状況をも含めた広範な調査を実施した(熊田)。研究代表者:基礎研究グループと応用研究グループが相互に有機的に結びつくことができるように配慮するとともに、エンドグリコシダーゼの専門家を招待した公開シンポジウム「酵素と糖鎖工学」と班員による報告会をそれぞれ主催し、研究の総括と成果のとりまとめを行った(山本)。
表現論を用いた無限次元空間の指数理論

昨年度と同じ問題を,よりKK理論的な観点から研究した.その問題のモデルはKasparovの結果であるが,それは非コンパクト多様体に局所コンパクト群がproperかつcocompactに作用しているとき,Dirac作用素dの解析的同変指数が定義され,それが,dが作るKホモロジー群の元[d]をdescent homomorphismで送ったものと,群作用からきまるある標準的なKK群の元[c]のKasparov積(Assembly mapによる[d]の像と呼ぶ)で書けることを主張する.昨年度の成果は,Dirac作用素が作るLT同変Kホモロジー群の「元」[D]を(Kホモロジー群の元としてではなくHilbert空間と作用素の組として)構成し,それの素朴な意味でLT同変解析的指数を計算したことにあるが,今年度はその結果をよりKasparovの結果に平行するような形で定式化し直し,Assembly mapの構成に必要なもの構成した.より詳しく言うと,「無限次元空間の関数環のLTによるねじれのない接合積」を新たに構成し,それと昨年構成したLTのねじれ群C^*環のKK群の元として,「[D]のdescent homomorphismによる像」と[c]に対応するK群の元を,(仮想的ではなく本当に)KK群の元として構成し,それらのKasparov積(「Assembly mapの像」と呼べるもの)を計算した.また,解析的指数をKasparovの定義に沿うようにKK群の元として定式化しなおし,「[D]のAssembly mapの像」と一致することを示した.この結果は,Kasparovの結果の無限次元版と言え,論文[Doman Takata:LT-equivariant Index from the Viewpoint of KK-theory]としてarXivで発表してある.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。計画段階では,ループ群そのものを無限次元多様体とし,その上の指数定理の構築を目指していた.しかしそれよりも適切と思われる設定とそれに関する先行研究を見つけたため,次のような問題にあたることにした:ループ群LTが無限次元多様体に,「ほとんど自由に」作用しているときに解析的指数理論を構成し,それを正当化せよ.ただし,Tは円周とする.[T]は,Kasparovによる,局所コンパクト群が有限次元多様体にproperかつcocompactに作用しているときの指数理論を,無限次元に拡張することを目指したものであり,この結果の「次の一般化」としては自然な選択であるように思われる.しかし[T]の構成はKasparovの結果に完全に平行しているわけではなく,発展途上という段階である.また,[T]の結果は,crossed productという商空間の非可換幾何版の,無限次元版の構成,WZWモデルというPeter-Weylの定理のループ群版の一部の正当化,Hamiltonian LT空間の幾何学的量子化,LTのBorel-Weil理論などを含み,非可換幾何を用いた無限次元空間の解析に貢献できたように思われる.計画段階では群が非可換な場合も含めL^2空間を構成する予定でいたが,実際に扱えたのはトーラスの場合のみである.一方,ループ群よりも大きな空間の関数環の構成,解析的指数の構成等は2年目にやる予定であったことをも超えている.また,いささか抽象的だった研究計画に比べ,より具体的な問題設定を得ることができ,さらに,より非可換幾何的な方向に進むべきという方向性も定めることができた.そのあたりを総合的に判断して,研究は順調に進んでいると思われる.昨年度と同じ問題を,よりKK理論的な観点から研究した.その問題のモデルはKasparovの結果であるが,それは非コンパクト多様体に局所コンパクト群がproperかつcocompactに作用しているとき,Dirac作用素dの解析的同変指数が定義され,それが,dが作るKホモロジー群の元[d]をdescent homomorphismで送ったものと,群作用からきまるある標準的なKK群の元[c]のKasparov積(Assembly mapによる[d]の像と呼ぶ)で書けることを主張する.昨年度の成果は,Dirac作用素が作るLT同変Kホモロジー群の「元」[D]を(Kホモロジー群の元としてではなくHilbert空間と作用素の組として)構成し,それの素朴な意味でLT同変解析的指数を計算したことにあるが,今年度はその結果をよりKasparovの結果に平行するような形で定式化し直し,Assembly mapの構成に必要なもの構成した.より詳しく言うと,「無限次元空間の関数環のLTによるねじれのない接合積」を新たに構成し,それと昨年構成したLTのねじれ群C^*環のKK群の元として,「[D]のdescent homomorphismによる像」と[c]に対応するK群の元を,(仮想的ではなく本当に)KK群の元として構成し,それらのKasparov積(「Assembly mapの像」と呼べるもの)を計算した.また,解析的指数をKasparovの定義に沿うようにKK群の元として定式化しなおし,「[D]のAssembly mapの像」と一致することを示した.この結果は,Kasparovの結果の無限次元版と言え,論文[Doman Takata:LT-equivariant Index from the Viewpoint of KK-theory]としてarXivで発表してある.研究計画に沿うならば群が非可換な場合を研究するべきであるが,上に挙げた論文の構成には,群の可換性が非常に重要であった.

そのため,同じ結果を出そうとしても同じアイデアで,というわけにはいかない.そこで,群が可換な場合を,もっと詳しく研究する方針を取りたい.より詳しくは,既に得られた解析的指数をKK理論的に書き直すことで,すでに構成した環Aのサイクリックコホモロジーなどで表示し,``cohomology formula''を導くことを目指す.ただし,今回の結果,(H,D)をAのSpectral triple,したがってKホモロジー群の元として定義するというのは,定理の理想的な形ではない.Kasparovによって指摘されたように,crossed productのKホモロジー群の元は,transversally elliptic operatorのホモトピー類のなす群と見なせるからである.今回の結果をKK理論的に書き直すには,どこかを修正する必要があり,それをどうするかというのが本年度の課題である.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
根の重力屈性の信号伝達系におけるオーキシンの可逆的代謝反応

根の重力屈性は、植物生存上、最も基本的な環境適応戦略である。その重力信号伝達系で、最近、根冠アポプラストにおける遊離型Ca^<2+>の動向が重要視されている。しかし、遊離型Ca^<2+>がどのようにして屈曲を誘導するかは明らかになっていない。原因の一つは、組織間信号伝達物質が同定されていないためである。本研究は、組織間信号伝達物として我々が候補して考えている拡散性1AAを中心に次の4点、(1)重力刺激と拡散性1AAの動向、(2)その動向に及ぼすCa^<2+>の影響、(3)重力刺激と拡散性1AAの源泉としての細胞壁結合型1AAの動向、(4)結合型1AAと非結合型1AAの可逆反応に及ぼすCa^<2+>の影響、について調べ、重力信号伝達系におけるアポプラストでの1AAの可逆的代謝反応の関与を明らかにすることを目的とした。1AAは、我々が考案したインドロ-α-パイロン法と蛍光検出フローインジェクション分析法を組み合わせた微量高感度測定系により定量した。トウモロコシの一次根を材料にした研究の結果、(1)重力刺激により拡散性1AAが根端から伸長域へ極性移動する、(2)この求基的な極性移動はCa^<2+>により制御されている、(3)重力刺激により根冠細胞壁中の結合型1AA含量が減少する、(4)根冠細胞壁中の結合型1AA含量がCa^<2+>により制御されている、ことが明らかになった。これらの結果は、根の重力屈性の重力信号伝達系に根冠アポプラストにおける1AAの結合型から非結合型への可逆的反応が存在している可能性及びこの可逆的反応がCa^<2+>により制御されている可能性を示唆している。現在、この1AAの可逆的反応におけるCa^<2+>の機能解析について計画中である。根の重力屈性の研究では、根冠アポプラストにおける遊離型Ca^<2+>の動向が注目を浴びている。しかし、遊離型Ca^<2+>が、どのようにして屈曲を誘導するかは明らかになっていない。我々は、候補として拡散性IAAの可能性、しかし根冠では拡散性IAA量が非常に少ないことを明らかにした。これらは、重力信号伝達系にIAAの可逆的代謝反応が関与している可能性を示唆している。本研究は、拡散性IAAと結合型IAAの動向、さらに、これらの動向とCa^<2+>の関係を解析し、重力の信号伝達系におけるIAAの可逆的代謝反応とCa^<2+>の役割を明らかにすることを目的としている。今年度は、トウモロコシの一次根を材料にして、1)重力刺激と拡散性IAAの動向、2)拡散性IAAの動向に及ぼすCa^<2+>の影響、の2点について調べた。IAAは、考案したインドロ-α-パイロン法と蛍光検出フローインジェクション分析法を組み合わせた系により定量した。一定の時間、重力刺激を与えた一次根を、先端から3mmを1mm毎に切除し、これらの切片における拡散性IAAを調べたところ、重力刺激区の根端において拡散性IAAの先端から基部方向への移動が観察された。

さらに、根冠における拡散性IAAの動向を調べるため、根端0-1mm切片を用いてIAAの移動実験を行ったところ、重力刺激区の根端で、IAAの先端から基部方向への移動量が増加し、その移動は極性的であることがわかった。そこで、このIAAの極性移動に及ぼすCa^<2+>の役割を調べるため、EGTAで処理した根端0-1mm切片を用いてIAAの移動実験を行ったところ、IAAの極性移動は消失した。これらの結果は、根の重力屈性の重力信号伝達系にCa^<2+>を介したIAA移動系が存在することを示唆している。現在、IAA移動系の鍵物質である拡散性IAAの由来を解析するため、根端における結合型IAAの動向を調べている。根の重力屈性の研究では、根冠アポプラストにおける遊離型Ca^<2+>の動向が注目を浴びている。しかし、遊離型Ca^<2+>が、どのようにして屈曲を誘導するかは明らかになっていない。原因の一つは、組織間信号伝達物質が同定されていないためである。我々は、候補として拡散性IAAの可能性、しかし根冠では拡散性IAA量が非常に少ないことを明らかにした。これらは、重力信号伝達系にアポプラストにおけるIAAの可逆的代謝反応が関与している可能性を示唆している。本研究は、アポプラストにおける拡散性IAAと結合型IAAの動向、さらに、これらの動向とCa^<2+>の関係を解析し、重力の信号伝達系におけるIAAの可逆的代謝反応とCa^<2+>の役割を明らかにすることを目的としている。今年度は、トウモロコシの一次根を材料にして、1)重力刺激と結合型IAAの動向、2)結合型IAAの動向に及ぼすCa^<2+>の影響、の2点について調べた。IAAは、考案したインドロ-α-パイロン法と蛍光検出フローインジェクション分析法を組み合わせた系により定量した。一定時間、重力刺激を与えた一次根を、先端から3mmを1mm毎に切除し、これらの切片における細胞壁中の結合型IAA含量を調べたところ、0-1mm切片区においてのみ重力刺激による結合性IAA含量の減少が観察された。そこで、IAAの可逆的代謝反応とCa^<2+>の関わりを明らかにするため、根端0-1mm切片を用いてEGTAの影響を調べた。EGTA処理区では結合型IAA含量が増加し非結合型IAA(この一部が拡散性IAAとして移動する)は減少した。さらに、EGTA処理した切片にCa^<2+>を加えた区では、結合型IAA含量が減少し非結合型IAAは増加した。これらの結果は、IAAの可逆的代謝反応にCa^<2+>が関与している可能性及び根の重力屈性の重力信号伝達系にアポプラストにおけるIAAの可逆的代謝反応が存在している可能性を示唆している。
中等教育における森林観測データを活用した探求モデルの開発と効果の検証

森林における生物多様性を深く理解する探求活動のモデルを開発するために、研究期間4年の初年度(2018年度)は次の内容を実施した。1)対象とする森林の設定:里山二次林については、静岡市郊外の有度山にある「しずおか里山体験学習施設・遊木の森」、針葉樹人工林については、静岡大学農学部附属の天竜フィールドを設定した。2)モデルに使用する森林観測データの収集とデータベースの構築:里山二次林と針葉樹人工林のそれぞれについて、研究代表者と研究分担者が蓄積してきた森林の観測データを精査して、モデルに活用できるデータを抽出した。里山のデータについては、森林の変化を探求する上で十分な年数のデータが不足していたため、従来の観測に追加して、新たにモデル用のデータの観測を行った。得られたデータを中学校・高校の生徒が理解できる程度に簡略化し、モデル用のデータベースを構築する作業を開始した。3)モデルの開発:構築したデータベースを使用して森林を対象に生物多様性を探究する内容と手法を考案し、中等教育で扱えるモデルの開発を開始した。4)モデルを使った学習の実践と効果の検証:開発途中の探究モデルのうち、里山二次林と人との関わりを学習するモデルについては、中学生を対象に実践を行い、生物多様性に対する生徒の理解と関心の変化と、データを分析して結果を解釈・考察するスキルの向上に関する効果を分析して、その成果を学術誌の原著論文として公表した。当初の研究実施計画に従って、対象とする森林の設定を行い、モデルに使用する森林観測データの収集とデータベースの構築について完了できる見込みを得た。また、モデルの開発、モデルを使った学習の実践、モデルの効果の検証についても開始することができ、その一部について成果を学術誌の原著論文として公表することができた。さらに、原著論文として公表した成果を静岡大学学術リポジトリに登録し、自由に全文をダウンロードできるようにして、学内外に広く発信した。以上のことから、本研究課題は、当初の研究実施計画どおりに順調に進展しているといえる。現時点では、研究を遂行する上で問題となる事柄は発生しておらず、今後も当初の研究実施計画に従って研究を推進する。次年度は、データベースの構築、学習モデルの開発と実践、モデルの効果検証を継続するとともに、データベースのブラシアップにも取り組み、最終的な成果物である森林の観測データを活用して生物多様性を深く理解する探求モデルの開発に向けて、個別のテーマ毎のモデルを蓄積できる見込みであり、当初の研究計画を変更する必要はない。(理由)当該年度において予定していた学会での成果発表について、所属大学における運営業務の都合により学会出席を取りやめたため、その目的で計上していた旅費を使用しなかった。学会で発表する予定であった成果については、原著論文として発表し、同論文を静岡大学学術リポジトリで広く公表した。一方で、自動撮影装置による教材開発に加えて、ICレコーダーを用いた野生生物の観測法と教材の開発を新たに考案して試行したため、当初の予定よりも物品費が多くなった。以上のように当初の予定とは異なる物品費と旅費の使用が差し引きされた結果、次年度使用額が生じた。(使用計画)

当初の計画では想定していなかったICレコーダーを用いた教材開発が新たに有効であると見込まれたため、その方法による探求活動をモデルに加えることにした。次年度使用額は、主にそのための経費として使用する。
時変符号と長符号を用いた光CDMA

本研究では,拡張カオス2値符号を用いた光CDMAを提案した。拡張カオス2値符号の相互相関特性を解析し,提案システムの同時接続ユーザ数に対するビット誤り率を導出し,その理論式より提案システムのビット誤り率特性を求めた.提案システムにもちいる符号は、符号長が長く時間により符号が変化するため、符号数が多く取れる特徴がある。提案システムは,光直交符号を用いた従来のシステムと同等のビット誤り率特性を有すると同時に,高セキュリティ性,高多重度という特質を有することを明らかにし、提案システムの有効性を示した.本研究では,拡張カオス2値符号を用いた光CDMAを提案した。提案システムは,光直交符号を用いた従来のシステムと同等のビット誤り率特性を有すると同時に,高セキュリティ性,高多重度という特質を有することを明らかにし、提案システムの有効性を示した.また、これらの提案するユーザ符号の自己相関特性と相互相関特性を求めているところである。また、ヘテロダイン受信器を用いた2次元光CDMAの解析も行った。PPM信号とヘテロダイン受信器を用いた2次元波長ホッピング・時間拡散同期光CDMAの特性を求めた。波長ホッピングと時間拡散の双方にプライム符号を用い、多元接続干渉、光ビート雑音、クロストーク、受信器雑音を考慮して解析的に諸特性を求めた。従来のオンオフキーイングを用いたシステムと比較し、PPMを用いた方式が優れており、PPMの相数にたいし、同時ユーザ数の増加度と光パワーのゲインを明らかにした。以上のように、研究目的で示した光CDMAの同時ユーザ数(多重度)を増やすことができる目処がついてきた。また、検討中の内容として、4値以上の値をとる多値符号も検討する。多値符号の生成方式は原始多項式を用いる方法と重み加算を用いる方法を検討している。本研究では、光CDMAにおいて、多重度を大きくするため、各ユーザに割り当てる符号系列として「時変符号」と「長符号」を提案し、これらの符号を用いた光CDMAの諸特性を求める。これにより、同時ユーザ数を大きくし、同時にセキュリティ機能が強化され、ユビキタスネットワークにおける提案する光CDMAの有効性を示すことを目的とする。H20年度は複数の符号系列を組み合わせた可変符号を用いる光CDMAシステムの特性について、検討を行った。時変符号、長符号、多値符号のうち、2つ以上の符号を組み合わせた可変符号の自己相関特性、および相互相関特性を解析、および、シミュレーションにより求めた。さらに、可変符号を用いた光CDMAシステムの諸特性を求めた。ここでは、シミュレーションにより求めた準最適符号を用い、コンピュータと組み合わせた実験により、ユーザ数と誤り率の関係を明らかにした。一方、提案するユーザ符号を用いた場合、受信側における符号同期が難しくなるという問題点が生じるため、提案符号に適した新たな同期方式を提案し、その諸特性を明らかにすべく、現在様々な手法を検討中である。ここでは、特にこの手法を用いた方法を周期の長い符号に適するように改良している状況である。光CDMA(Code Division Multiple Access)は光信号の広帯域性を有効に利用できる優れた多元接続方式として注目されている。光CDMAに用いる従来符号として,光直交符号やプライム符号が存在する.しかしながら,光直交符号やプライム符号を用いたシステムでは,用いることのできる符号数と多重度(最大接続ユーザ数)が等しく,多重度の観点では十分とはいえない.また,従来符号は盗聴に対して脆弱であるという欠点を有する.本研究では,可変符号と長符号の特徴を有する拡張カオス2値符号を用いた光CDMA通信システムを提案した.拡張カオス2値符号はベルヌーイ写像の不連続点を動的に変化させる動的閾値法によってドライブされた拡張ベルヌーイ写像から生成される2値ランダム符号である.拡張カオス2値符号は従来符号とは異なり,データビットごとに符号が変化する。すなわち,各ユーザは膨大な数の符号パターンを持つことを意味する.したがって,高セキュリティ性と多重度の向上も期待できる。本研究では,拡張カオス2値符号の相互相関特性を解析し,最終的に提案システムの同時接続ユーザ数に対するビット誤り率の理論式を導出した.そして,その理論式をもとに提案システムのビット誤り率特性を示した.光直交符号やプライム符号などの従来符号を用いたシステムとの比較を行い,提案システムは重みの与え方次第で,光直交符号を用いたシステムと同等のビット誤り率特性を持つことを示した.また,高セキュリティ性,多重度の観点から提案システムの有効性を示した.
河川工作物(魚道)における生態・水環境機能に関する研究

標記研究課題について,研究成果の概要は以下の通りである.近年,河川生態系を保全する立場からの河川整備計画が行われつつある.このような中で,河川横断工作物の農業用取水堰(頭首工)などに設置されている魚道の設置意味が非常に重要視され,河川環境の一部,すなわち「川の流れの一部」として意義付けて整備する考え方が重要視されるようになってきた.したがって,河川特有の地理的・水理的特性や生態系の、条件に適応した魚道形式を選定することがますます重要になっている.本研究体制は,河川と魚道内の水生動物の生態環境を明らかにする生態学的分野と魚道構造に起因する水理特性と水質特性を明らかにする水環境分野で構成され,それぞれの専門分野から学際的に展開された.本研究では,主として現地魚道における24時間の採捕調査と水理調査が精力的に行われ,(1)魚道機能を検証するために魚道構造に起因する水理特性と魚類等の遡上形態との関係を詳細に明らかにし,魚道調査評価法の一つの方向性を提示したこと,(2)水理設計のための魚類等が魚道を遡上していく流れの境界条件として重要なfactorである設計流速に関して,本調査研究では魚道隔壁部(切り欠き・潜孔)での魚類の遡上動態と流れ場との関係を小型水中TVカメラで克明に調べ,設計流速や遡上経路への新たな考え方を提案したのに加え,水質環境特性や河川における魚類の生態特性など様々な新しい知見を得ることができた.これらの研究成果の一部を農業土木学会誌・農業土木学会論文集・水工学論文集・河川技術論文集・応用生態工学・第9回世界湖沼会議論文集などに公表した.標記研究課題について,研究成果の概要は以下の通りである.近年,河川生態系を保全する立場からの河川整備計画が行われつつある.このような中で,河川横断工作物の農業用取水堰(頭首工)などに設置されている魚道の設置意味が非常に重要視され,河川環境の一部,すなわち「川の流れの一部」として意義付けて整備する考え方が重要視されるようになってきた.したがって,河川特有の地理的・水理的特性や生態系の、条件に適応した魚道形式を選定することがますます重要になっている.本研究体制は,河川と魚道内の水生動物の生態環境を明らかにする生態学的分野と魚道構造に起因する水理特性と水質特性を明らかにする水環境分野で構成され,それぞれの専門分野から学際的に展開された.本研究では,主として現地魚道における24時間の採捕調査と水理調査が精力的に行われ,(1)魚道機能を検証するために魚道構造に起因する水理特性と魚類等の遡上形態との関係を詳細に明らかにし,魚道調査評価法の一つの方向性を提示したこと,(2)水理設計のための魚類等が魚道を遡上していく流れの境界条件として重要なfactorである設計流速に関して,本調査研究では魚道隔壁部(切り欠き・潜孔)での魚類の遡上動態と流れ場との関係を小型水中TVカメラで克明に調べ,設計流速や遡上経路への新たな考え方を提案したのに加え,水質環境特性や河川における魚類の生態特性など様々な新しい知見を得ることができた.これらの研究成果の一部を農業土木学会誌・農業土木学会論文集・水工学論文集・河川技術論文集・応用生態工学・第9回世界湖沼会議論文集などに公表した.標記研究課題について、本年度の研究概要は以下の通りである。1.魚道構造に起因する水理特性と魚類の遡上・遊泳特性調査(泉、工藤、東)青森県の赤石川水系に設置された赤石第2頭首工のアイスハーバー型階段式魚道において、灌漑用水の取水期である5月から9月にかけて、籠状敷き網による採捕方法によって1日24時間の2時間ごとに水生動物の遡上実態調査を行った。その結果、1)魚類等の日周期特性については午後から日没直後にかけて活発に魚道を遡上すること、2)魚類の隔壁遊泳経路については、切り欠き部では側壁沿いを、潜孔部では底面の隅角部をよく利用すること、3)魚類の遊泳速度については、体長ごとの遊泳速度に関する貴重な図を得たこと、4)魚道内の流況については、切り欠き部の鉛直流速分布図、潜孔部の等流速線図がそれぞれ得られたこと、などが明らかにされた。2.魚道およびその上・下流河川における水生動物の生態環境特性に関する調査(佐原、東)青森県の岩木川水系平川において、青森県内の河川に生息する主要魚種の一つであるウグイの河川内の生態調査を行った。調査方法は、動物個体に電波発信器を装着して、個体を追跡する方法である。その結果、ウグイの生態環境特性として、1)季節的移動については、産卵場に向うための大規模な遡上をすること、2)増水時には避難行動をとること、3)河川内に人工構造物がある場合、魚道入口へ正確に誘導されないと遡上を阻害される個体もあること、などが明らかにされた。標記研究課題について,本年度の研究実績の概要は以下の通りである.魚道構造に起因する水理特性と魚類の遡上・遊泳特性を調べるために、2箇所の頭首工魚道で調査を行った.1.田山堰頭首工のバーチカルスロット型魚道(青森県岩木川水系浅瀬石川支流,中野川)

調査対象魚道は,全長37.9m・幅2.0m,隔壁間隔2.5m,勾配1:13,プール間落差0.19mで,隔壁には右岸側に幅0.25m・高さ1.14mのバーチカルスロット形式で,山地渓流の河川形態に位置している.本魚道では魚道構造に起因する流れ場と魚類の行動特性を明らかにするため,イワナ・ヤマメを供試魚にして放流実験と魚道内の詳細な水理調査を行い,1)小型水中TVカメラを用いた観測からプール内における魚の遊泳行動とスロット部を通過する魚の遊泳速度,2)プール内の3次元的流速分布特性が明らかにされ,流れ場と魚類の行動特性との関係について明らかにすることができた.2.赤石第2頭首工のアイスハーバー型魚道(青森県赤石川水系赤石川)昨年に引き続いて,アイスハーバー型魚道における隔壁部の魚類の遊泳行動とその水理調査を行った.その結果,1)魚道水路中の切り欠き部では,魚類は乱れた越流水脈の下層を選好して遡上すること,潜孔部では底面の隅角部をよく利用すること,2)魚道内の流況については,切り欠き部の鉛直流速分布図がそれぞれ得られたこと,などが明らかにされた。また,これらの研究成果の一部を河川技術論文集・農業土木学会論文集・農業土木学会応用理研究部会論文集に公表した.標記研究課題について、本年度の研究実績の概要は以下の通りである.魚道構造に起因する水理特性と魚類の遡上・遊泳特性を調べるため,青森県の一級河川岩木川水系の浅瀬石川支流中野川に設置されている田山堰頭首工魚道で調査を行った.頭首工は,日本海の河口から約70km上流にあり,山地渓流の河川形態に位置している.調査対象魚道は,パーチカルスロット型魚道で,全長37.9m・幅2.0m,隔壁間隔2.5m,勾配1:13,プール間落差0.19mで,隔壁には右岸側に幅0.25m・高さ1.14mのバーチカルスロットがある.本魚道では,実際に設置されている魚道構造に起因する流れ場と魚類の行動特性を明らかにするため,この河川に生息が確認されている淡水魚のイワナを供試魚にして,放流実験と魚道内の詳細な水理調査を行った.調査項目は,24時間の遡上調査・気象観測・魚道水路における水理条件・プール内の流速と水面計測・小型水中TVカメラを用いた遊泳魚のプール内における魚の遊泳行動とスロット部を通過する魚の遊泳速度である.本調査結果から,以下に示す有益な知見を得ることができた.1)小型水中TVカメラを用いた観測からプール内における魚の遊泳行動とスロット部を通過する魚の遊泳速度,2)スロット部およびプール内の3次元的中流速分布特性と水面変動特性が明らかにされ,バーチカルスロット型魚道の水理構造に起因する流れ場と魚類の行動特性との関係を明らかにすることができた.これらの研究成果の一部を農業土木学会誌・農業土木学会応用水理研究部会論文集・水工学論文集に公表した.