hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
真空紫外偏光分光計測による核融合プラズマ中の電子・陽子の非等方的速度分布の研究

加熱パワーと電子密度をスキャンし、偏光度のこれらのパラメータに対する依存性を調べるためのデータを取得した。本研究では水素原子のライマンアルファ線(121.6nm)と炭素イオンの発光線(154.9 nm)を計測の対象とするが、偏光選択のための光学素子はライマンアルファ線の波長で最適化されており、炭素イオン発光線の波長での特性が不明であるため、分子科学研究所の放射光施設UVSORにおいてそれら光学素子の特性評価を行ない、炭素イオン発光線に関しても定量的な解析が可能となった。LHDでは約2年間実験が行われなかったため、平成28年度は研究を進展させることができなかった。そのため、研究期間の1年間延長を申請し承認された。本研究はLHDでの実験に基づくものであり、LHD実験のキャンセルによる進捗の遅れは避けられなかった。LHD実験において水素原子ライマンアルファ線の偏光分離計測を行い、最大5%程度の偏光度が得られた。中性原子の主な発光位置はプラズマ外縁部に固定されていることが確認されており、その位置での電子密度を用いてさまざまな放電に対して得られた結果を整理すると、偏光度は電子密度上昇とともに減少する傾向があることを確認した。電子密度上昇とともに電子の速度分布の非等方性は失われると考えられ、また、電子衝突による偏光緩和も有効になると考えられるため、この計測結果は定性的には予想されるものであった。しかしながら、高電子密度領域においても偏光度がゼロに漸近せず、2.5%程度のオフセットがあるように見受けられる。オフセットの原因は現在のところ不明である。したがって、実質的な偏光度は最大2.5%程度であると考えられる。計測は異なる磁場配位の放電に対しても行ったが、明確な磁場配位依存性は見られなかった。計測結果の定量的理解のため、偏光を考慮に入れた衝突輻射モデルを構築した。このモデルは、各準位について、通常の衝突輻射モデルで扱われるポピュレーションに加え、磁気副準位間のポピュレーションの不均一性を表すアライメントという量を導入し、それらの量から観測される発光線の偏光特性を求めるものである。磁場に垂直および平行方向で温度が異なるような電子の速度分布関数を仮定し、磁場方向および磁場に垂直方向の直線偏光成分の強度を求めたところ、10%程度の温度の違いがあれば観測された偏光度を生じうることが確認された。核融合科学研究所の大型ヘリカル装置LHDにおいて、真空紫外領域の水素原子ライマンアルファ線に対して偏光分離計測を行った。最大5%程度の偏光が観測され、プラズマの電子密度上昇とともに偏光度が減少する傾向を示すデータが得られた。一方、偏光生成の励起断面積データを元に原子モデルを構築した。磁場に平行および垂直方向で温度が異なる速度分布関数を用いた場合、電子温度に10%程度の非等方性があれば観測結果と同程度の偏光が生じることが確認された。光学素子の挿入および引出し機構については不具合修正のため予定よりも測定開始が遅れたが、最終的には問題なく動作するようになり、構築した機器の性能を確認するために必要なデータは取得できた。偏光選択光学系を用いた場合の信号強度は、それを用いない場合と比べても著しい低下はなく、設計通りの性能が出ていると考えている。
より早期に高度なオッセオインテグレーションを達成可能な新規インプラント表面の開発

本研究では、チタンの表面にカルシウム(Ca)を修飾することで優れたオッセオインテグレーションを達成可能なインプラント体を創製することを目的とし、実験を行った。チタン板をオゾン(O_3)ガスを溶存させた塩化カルシウム水溶液に浸漬し処理を施したところ、Ca修飾チタンを作製できることを確認した。さらに、細胞実験や動物実験の結果より、チタン表面にCa修飾することで、チタンが優れたオッセオインテグレーションを獲得する可能性が示唆された本研究では、チタンの表面にカルシウム(Ca)を修飾することで優れたオッセオインテグレーションを達成可能なインプラント体を創製することを目的とし、実験を行った。さらに、細胞実験や動物実験の結果より、チタン表面にCa修飾することで、チタンが優れたオッセオインテグレーションを獲得する可能性が示唆されたインプラント治療においては、治療期間の短縮や治療成績の向上、患者QOLの向上のためにインプラント体が優れたオッセオインテグレーションを獲得することが望まれる。本研究では、インプラントの素材であるチタンの表面にカルシウム(Ca)イオンを修飾することで優れたオッセオィンテグレーションを達成可能なインプラント体を創製することを目的とし、23年度はCa修飾チタンの創製とキャラクタリゼーションを行い、さらにラット骨髄細胞を用いてCa修飾チタンに対する骨結合能をin vitroで評価した。鏡面研磨した純チタン板(直径14mm、厚さ1mm)を、オゾンガスを溶存させた10mM塩化カルシウム水溶液(25度)に浸漬し、24時間処理を施した。X線光電子分光法によって処理基盤の表面を分析した結果、チタン表面にCaが修飾できることを確認した。さらにそのCa修飾密度を発光分光分析法を用いて分析したところ、チタン1平方ナノメートルあたり、Ca原子が約300個存在していることが明らかとなった。また、その修飾密度は修飾直後、1週間後、4週間後においても変化は認められなかった。続いてラット骨髄細胞を用いて未処理およびCa修飾チタンに対する初期細胞接着挙動、増殖挙動、分化挙動(アルカリフォスファターゼ活性)および骨石灰化(Bone-like nodule formation)に与える影響を調査した。その結果、Ca修飾チタン上の細胞は未処理のチタンよりも有意に初期接着、増殖、分化および骨石灰化が促進した。以上のことより、チタン表面にCa修飾することで、チタンが優れたオッセオインテグレーションを獲i得する可能性が示唆された。インプラント治療においては、治療期間の短縮や治療成績の向上、患者QOLの向上のためにインプラント体が優れたオッセオインテグレーションを獲得することが望まれる。本研究では、インプラントの素材であるチタンの表面にカルシウム(Ca)イオンを修飾することで優れたオッセオインテグレーションを達成可能なインプラント体を創製することを目的とし、23年度はチタン板をオゾンガスを溶存させた塩化カルシウム水溶液中に浸漬し処理することによりチタン表面がCa修飾できること、そしてCa修飾チタン上にラット骨髄細胞を播種するとCa修飾チタン上の細胞は未処理のチタンよりも初期接着、増殖、分化および骨石灰化が促進することを確認した。続いて24年度は、未処理およびCa修飾チタンインプラントを10週齢雄性SDラットの脛骨に埋入し、組織反応性および骨結合能の評価を行った。埋入2週後および4週後に屠殺して非脱灰研磨標本を作製し、Masson Trichrome染色Goldner改良法を用い、光学顕微鏡を用いて組織学的評価を行った。その結果、2週後4週後ともにCa修飾チタンインプラントの周囲には未処理のものと比較して多くの新生骨形成が認められた。続いて骨ーインプラント接触率(骨接触率)を計測し、骨結合能の評価を行ったところ、埋入2週後4週後ともにCa修飾チタンインプラントの骨接触率は未処理のものと比較して有意に向上した。また、万能試験機を用いてpull-out testを行いインプラント体と周囲骨の接着強度を計測したところ、Ca修飾チタンインプラント群のpull-out valueは2週後4週後ともに未処理のものと比較して有意に高い値を示した。以上のことより、チタンの表面にCaを修飾することで優れたオッセオインテグレーションを獲得できる可能性が示唆された。23年度の計画目標としてはカルシウムーオゾン処理を用いたカルシウム修飾チタンの創製とキャラクタリゼーションおよびCa修飾チタンに対する骨結合能の評価をin vitroで評価することであったが、前述のようにおおむね達成できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度はCa修飾チタンインプラントに対する組織反応性および骨結合の評価を、ラットを用いて行う予定である。
ヒデオの視聴のための文字・音声の同時提示の最適条件

この研究では、文字と音声を同時に提示する場合の最適な条件を、1)ビデオに挿入する文字の種類、2)仮名文字文に漢字を導入する規則、3)同時に提示される文字と音声の相互の、音声成分の干渉や時間的な同期や意味的な対応、4)視覚・聴覚における文字・音声の処理過程での一時記憶の特性などと関連づけて、視覚・聴覚心理実験を通して解明することによって、ビデオ教材の録画・録音における有効な文字・音声の挿入のための実用的な指針を得ることを目的としている。このため、以下のような手順で研究を進めた。1.文字材料の録画と音声材料の録音:まず、視覚・聴覚心理実験に用いる文字・音声材料のテキストを、仮名文字の読みやすさや、漢字の図形的な複雑さや、漢字の一時記憶に関与する性質などを考慮して編集した。そして、ビデオカメラとマイクロフォンを用いて、これらの材料をビデオテ-プに録画・録音した。2.視覚・聴覚心理実験:つぎに、文字・音声を録画・録音したビデオテ-プを再生し、視覚・聴覚心理実験によって、言語情報の伝達の正確さを、筆記や復唱などの種々な様式による応答を通して観測した。3.実験結果の解析:これらの視覚・聴覚心理実験の結果を解析して、文字と音声の同時提示の最適条件を、上記の種々な要因と多面的に結び付けて整理した。得られた結果は、ビデオの録画・録音に実用的に利用できるような図表の形式にまとめてある。また、デモンストレ-ション用のビデオテ-プにも作成してある。1)ビデオ画面文字挿入システムの整備:ビデオレコーダ,ビデオモニタ,および,日本語ワードプロセッサと組合せて,平仮名・片仮名・漢字・英字・数字・その他の記号で表記した文字材料のテキストを,高速でタイプして編集し,ビデオ画面の任意の位置に任意の時間に挿入できるような,ビデオ画面文字挿入システムを整備した.特殊な記号を入力する場合のために,日本語ワードプロセッサの外字登録の機能に加えて,図形読取の機能も利用できるようにし,また,字体も必要に応じて取り換えられるようにした.提示する文字の字体の影響を検討するために,パーソナルコンピュータ利用のワードプロセッサ機能を介してレーザプリンタに精密に印刷する方式も併用できるように準備中である.2)文字材料と音声材料の作成:文字と音声の同時提示の最適な条件を求めるための視覚・聴覚心理実験に用いるテキストを,挿入する文字の種類,とくに仮名文字文への漢字の導入規則や,文字のもつ音声的な側面と同時に提示される音声自体との重複や,両者の時間的な同期や内容的な対応の関係や,視覚・聴覚の文字・音声の処理過程での一時記憶の特性などとの関連が観測できるように,提示条件の設定を検討した.これらの文字材料のテキストを,日本語ワードプロセッサでタイプして,編集してビデオテープに挿入したり,音声材料のテキストを録音してこのビデオテープに挿入する作業を,現在進めている.1.文字材料の録画と音声材料の録音:ビデオの視聴における文字と音声の同時提示の最適な条件を求める目的で、視覚・聴覚心理実験に用いるために昭和62年度(第1年度)に作成した文字材料のテキストを、日本語ワープロプロセッサでタイプして編集し、ビデオ信号合成回路を通じてビデオテープに挿入した。また、音声材料のテキストを、男性と女性の各1名の発話者によって録音し、このビデオテープに、文字と音声の提示の時間的な同期を調整しながら挿入した。2.視覚・聴覚心理実験:1で作成したビデオテープを再生して、文字と音声を同時に呈示し、5人の成人の被験者について、伝達しようとする言語情報に対して受容された言語情報を、筆記や復唱などの種々の応答方法の組合せによって、詳細に観測して記録した。3.文字材料と音声材料の再検討:2の視覚・聴覚心理実験の記録を整理して、各提示条件について、受容された言語情報の量を測定し、受容の誤りの性質を分析した。あわせて、昭和62年度に作成した文字材料と音声材料が2の視覚・聴覚心理実験に妥当であったかどうかを再検討した。

今後は、この再検討の結果にもとづいて、文字材料の再録画と音声材料の再録音をして、視覚・聴覚心理実験を補足したうえで、これらの実験の記録を整理し、結果として最終的に得られる文字と音声の同時提示のための最適な条件を、ビデオの録画・録音に実用的に利用できるような図表の形式に整理する。本研究では、文字と音声の同時提示のための最適な条件を、ビデオ画面に挿入する文字の種類、とくに仮名文字文への漢字の導入規則や、文字のもつ音声的な側面と同時に提示される音声自体との重複や、両者の時間的な同期や内容的な反応の関係や、視覚・聴覚の文字・音声の処理過程での一時記憶の特性など関連づけて、視覚・聴覚心理実験によって解明することによって、ビデオ教材の録画・録音における文字・音声の挿入のための実用的な指針を得ることを目的としている。1.文字材料の再録画と音声材料の再録音:昭和62・63年度(第1・2年度)に作成した視覚・聴覚心理実験に用いるための文字材料と音声材料のテキストの妥当性を、第2年度に行った実験を通して再検討した結果にもとづいて修正して、再びビデオテ-プに録画と録音した。2.視覚・聴覚心理実験の補足:1.で作成したビデオテ-プを再生して、伝達しようとする言語情報に対して受容された言語情報を、筆記や復唱などの種々な応答方法の組合わせによって詳細に観測・記録するような、第2年度と同様の視覚・聴覚心理実験を補足して、一部の提示条件についての被験者の応答を再確認した。3.実験結果の整理:第2年度の視覚・聴覚心理実験と2.の視覚・聴覚心理実験の記録を整理し、結果として最終的に得られる文字と音声の同時提示のための最適な条件を、ビデオの録画・録音に実用的に利用できるような図表の形式に整理した。また、結果のデモンストレ-ション用のビデオテ-プも作成した。
工業高等専門学校における応用数学の教授内容と方法に関する研究

工業高等専門学校において数学を教授するにあたっては、工学系の各専門分野で、どんな数学がどの程度まで必要とされているかを調べることは必要なことと考える。特に近年の学生気質の変化や基礎学力の低下を考えるとき、数学の授業でも専門への橋渡しを強く意識して行わなければならないと考える。その様な趣旨に基づいて、平成9、10の2ヶ年間、「工学系に必要とされる数学に関する調査研究」として、材料力学分野、流体力学分野、電磁気学分野、(情報系)符号理論分野の各分野についてそれぞれ調査研究を行った。調査研究の主な方法は、大学工学部または修士課程で使用されている当該分野での定評ある専門書を、数学教師という立場から分析し、「その分野を学ぶのにどのような数学が必要か」を調べることである。高専用教科書を使用しなかったのは、高いレベルの到達点を調べた方が、数学教師にとっては有用と考えたからである。この調査結果により、各分野に必要とされている数学について、その間に大きな偏りがあることを明らかにすることができた。従来の数学の授業は、どの専門学科に対してもほぼ同じ内容の授業を行っているが、この調査結果により学科に応じた数学の内容について、あるいは教授項目で強調しなければならないこと、また省いたり簡単に済ませて良いところなどを、それぞれの専門分野に応じて明らかにすることができた。さらに、専門書の分析過程から数学の授業・演習に取り入れられる工学の例題や技法、用語なども多く収穫された。これらの調査研究結果は、それぞれが論文としてまとめられ発表され、学科においても発表され、さらに電磁気学および符号理論分野については、数学教師の目で見た「その分野を学ぶためのテキスト」を冊子として出版した。本調査研究は、工業高専での数学の教授の立場から調査したが、大学工学部においても高専と同様な状況にあることを考えるとき、本調査研究の結果は高専のみならず工学系大学等での数学の授業についても、大変参考になる結果であると考える。工業高等専門学校において、一般数学および応用数学を教授する場合、工学系の各専門分野でどんな数学がどの程度まで必要とされるかを把握しておくことは大変重要なことと考える。特に近年の学生気質や学力の変化に対応していくためには、数学の授業も専門への橋渡しを強く意識して行う必要がある。本年度は機械工学系分野として、材料力学および流体力学に関する調査研究を行い、さらに電磁気学(電気工学)および符号理論(情報工学)の調査研究を行った。これらの調査研究により、各専門分野での数学の使われ方の偏りを明らかにすることができた。材料力学および流体力学分野の調査結果については、「機械工学系に必要とされる数学に関する調査研究」として冊子にして出版し、電磁気学および符号理論に関しては、それぞれの論文として「日本数学教育学会高専部会研究論文誌第5号」(1998年5月)に掲載される。さらに電磁気学に関しては、その本質がベクトル解析であることから「電磁気学のためのベクトル解析」として、別に冊子として出版し、符号理論に関しては、その重要な基礎が代数学であることから「符号理論のための代数学入門」として別に冊子として出版する。工業高等専門学校において、数学および応用数学を教授する場合、工学系の各専門分野で、どんな数学がどの程度必要とされているかを調べることは、大変重要なことと考える。特に近年の学生気質の変化や基礎学力の低下に対応していくためには、工学系専門基礎科目としての数学の授業内容も、専門科目への橋渡しを強く意識して行う必要がある。本研究では、(機械工学系)

材料力学分野における調査研究、流体力学分野における調査研究を昨年度に行い、それに引き続き、本年度では、(電気工学系分野)電磁気学における調査研究および(情報工学系分野)符号理論における調査研究を行い、これを完成させ、さらに熱力学分野における調査研究も行った。それらの成果は、それぞれが論文として発表され、学会発表され、さらに独立したテキストとしてもまとめられ出版された。
養菌性キクイムシと共存する菌類群集の役割

カシノナガキクイムシ成虫を解剖し、摘出した前胃から菌類の分離を行った。その結果、ナラ菌(Raffaelea quercivora)をはじめ糸状菌類も分離されたが、酵母状菌類が優占して分離された。これらの酵母類を純粋培養iし、18SrDNAのほぼ全領域、及びLSU rDNAのD1/D2領域のDNA塩基配列を決定した。ナラ菌は酵母状に生育する場合があることから、その異同を明らかにするためナラ菌についても塩基配列を決定し、酵母類との比較を行った。その結果、これらの酵母類の配列はナラ菌とはまったく異なるものであることが判明した。さらにこれらの酵母のLSUrDNAD1/D2領域の塩基配列を用いてDNAデータバンクに対して検索を行い、塩基配列の相同性の高いデータを抽出した。これらの塩基配列データを用いて分子系統解析を行った結果、酵母類はCandida属の一種と近縁、およびAmbrosiozyma属の一種と近縁であることが明らかになった。次に摘出前胃サンプルのDNAに対してPCRを行った結果、通常のPCRではほとんどPCR産物が得られないか、虫体由来と考えられるPCR産物のみが検出される結果となった。この原因として、サンプル内の菌類由来DNAが極めて微量、またGCクランプを付加したプライマーを用いたPCR効率が悪いなどが推察された。そこでPCR反応液に再度PCRを行い、その際のプライマーやPCRのプログラムについても検討した。その結果、いくつかのサンプルでリファレンスとして用いた菌株DNAと同移動度のPCR産物が検出され、本PCR産物を用いてDGGEを行うこととした。その結果、(1)前胃・マイカンギアからは足サンプルにはないバンドが検出され、バンド数は前胃よりもマイカンギアで多い傾向が認められた。(2)供試したいずれのサンプルからも酵母菌株と同移動度のバンドが検出されたのに対し、ナラ菌のバンドは前胃サンプルからは検出されない傾向が認められた。以上の結果は、カシノナガキクイムシは酵母類を主食とする説を支持していると考えられた。その結果、この虫が媒介する病原糸状菌Raffaelea quercivoraをはじめとする糸状菌類も分離されたが、培地上で酵母状のコロニーを形成する菌類が優占して分離された。これらの酵母類を単離して純粋培養し、18S rDNAのほぼ全領域、及びLSU rDNAのD1/D2領域のDNA塩基配列を決定した。R.quercivoraは酵母状に生育する場合があることから、これらの酵母をR.quercivoraと同一と考える説があるため、R.quercivoraについても塩基配列を決定し、酵母類との塩基配列の比較を行った結果、これらの酵母類の配列はR.quercivoraとはまったく異なるものであることが判明した。このことにより、前胃から優占的に分離される酵母類はR.quercivoraとは異なる菌であることが明らかになった。さらに、塩基配列の比較により分離された酵母類は2種類に大別されることが判明した。これらの酵母のLSU rDNA D1/D2領域の塩基配列を用いてDNAデータバンクに対して検索を行い、塩基配列の相同性の高いデータを抽出した。検索結果の上位は酵母類のデータによって占められていたが、今回分離された酵母と塩基配列が完全に一致するものはデータバンク上にないことが判明した。

そこで、これらの塩基配列データを用いて分子系統解析を行った結果、一方の酵母はCandida属の一種と近縁であり、他方はAmbrosiozyma属の一種と近縁であることが明らかになった。カシノナガキクイムシ成虫を解剖し、摘出した前胃から菌類の分離を行った。その結果、ナラ菌(Raffaelea quercivora)をはじめ糸状菌類も分離されたが、酵母状菌類が優占して分離された。これらの酵母類を純粋培養し、18S rDNAのほぼ全領域、及びLSU rDNAのD1/D2領域のDNA塩基配列を決定した。ナラ菌は酵母状に生育する場合があることから、その異同を明らかにするためナラ菌についても塩基配列を決定し、酵母類との比較を行った。その結果、これらの酵母類の配列はナラ菌とはまったく異なるものであることが判明した。さらにこれらの酵母のLSU rDNA D1/D2領域の塩基配列を用いてDNAデータバンクに対して検索を行い、塩基配列の相同性の高いデータを抽出した。これらの塩基配列データを用いて分子系統解析を行った結果、酵母類はCandida属の一種と近縁、および/kmbrosiozyma属の一種と近縁であることが明らかになった。次に摘出前胃サンプルのDNAに対してPCRを行った結果、通常のPCRではほとんどPCR産物が得られないか、虫体由来と考えられるPCR産物のみが検出される結果となった。この原因として、サンプル内の菌類由来DNAが極めて微量、またGCクランプを付加したプライマーを用いたPCR効率が悪いなどが推察された。そこでPCR反応液に再度PCRを行い、その際のプライマーやPCRのプログラムについても検討した。その結果、いくつかのサンプルでリファレンスとして用いた菌株DNAと同移動度のPCR産物が検出され、本PCR産物を用いてDGGEを行うこととした。その結果、(1)前胃・マイカンギアからは足サンプルにはないバンドが検出され、バンド数は前胃よりもマイカンギアで多い傾向が認められた。(2)供試したいずれのサンプルからも酵母菌株と同移動度のバンドが検出されたのに対し、ナラ菌のバンドは前胃サンプルからは検出されない傾向が認められた。以上の結果は、カシノナガキクイムシは酵母類を主食とする説を支持していると考えられた。
気象庁数値予報データを活用する全国農地の放射量分布予測システムの開発

農業の気象被害を低減・回避するには、気象予測を活用することが重要である。大気透過率と快晴時全天日射量の気候値の分布図を日別に作成し、これをメソ数値予報モデル(MSM)の雲量により調整することで、0日先の全天日射量を1.3 MJ/m2/dayの誤差で予測可能とした。地上気象要素と雲量から大気放射量を推定する近藤(1991)の式の係数を、MSMおよび全球数値予報モデル(GSM)の予報値に適合するように調整することで、06日先の大気放射量を1.12.2MJ/m2/dayの誤差で予測可能とした。アメダスとMSM、GSMから予測した日最低気温は、北海道の平坦地等で冬季に4°C程度の誤差を持つ。気象業務支援センタから配信されるGSM-GPVならびにMSM-GPVの、地表面気象要素が含まれるファイルを2008年以降について収集し、今後についても継続的に蓄積する体制を整えるとともに、このファイルを緯度/経度/時刻の単純な三次元にバイナリファイルに変換するプログラムを作成し、気温、湿度、雲量等の時別値を任意の期間について得ることができるようにした。これと併行して、1981年以降の気象官署における日別の気象観測結果についても継続的に収集・蓄積する体制を整えた。散乱日射量と下向き長波放射量の観測機材を新潟県上越市に2013年12月10日に設置し、観測を開始した。この地点では全天日射量の観測が別途実施されており、これを利用することにより、直達、散乱日射量、下向き長波放射量の観測データが取得できる。雲量等の気象要素から下向き長波放射量を推定する既存の複数の実験式に、MSM-GPVの時別気象要素を与えて推定し、気象庁が札幌、福岡で実施する観測結果と2010年4月10月の期間について比較した結果、近藤(1991)の推定が最も良い成績(RMSE=10.3Wm-2)を示し実用的であることがわかった。全天日射量の予測を行うためには、晴天状態における水平面日射量が任意の日時、任意の地点で推定できる必要がある。大気上端の日射量と終日晴天日であった日の地上観測日射量の比の解析に基づいて大気透過率の日別気候値を地点毎に計算し、17地点について文献値と比較すると、両者は季節変化を含めほぼ一致し、さらに、これから推定した晴天日全天日射量と観測値と差は、文献値を用いて計算した晴天日全天日射量と差よりも小いことが確認された。以上から、晴天日全天日射量の観測値から大気透過率の日別気候値を推定しこれを空間補間することで、晴天状態における水平面日射量をモデル化できることがわかった。新潟県における放射量観測を継続した。冬期間に2回機器が停止したが、その都度復旧作業を行い観測を再開させた。数日分の欠測が発生した。これまでに収集・整理した1980-2012年の日本国内44地点における全天日射量の時別観測値を解析した。その結果、観測された全天日射量を、昨年明らかにされた大気透過率を用いて推定した雲のない状態で予測される日射量で除した量は、気象庁のMSM-GPVの層別雲量予測値を説明変数とする重回帰で推定できることが明らかになった。MSMによる雲量の予報が正しく行われた(全雲量の誤差0.3以下)ケースだけについて、全天日射量の6時間積算値の平均平方値平方根誤差(RMSE)を計算すると、79.52 W/m2が得られた。気象庁のGSM-GPVの導入により予報期間を延長するために、MSM-GPVから推定した下向き長波放射量の誤差とその要因を解析した。最も短い予報時間(0-2h)の予報値から計算した下向き長波放射量の誤差は0.71.4MJ/m2/dであるが、1日先(24-26h)の予報値から計算したそれは1.21.6MJ/m2/dと大きく、誤差率は3.7%5.2%であった。そして、誤差は主に雲量の予測誤差と気温予測誤差に基づき、寄与率は、それぞれ、2/3、1/4程度と見積もられた。また、誤差の傾向と季節変化には地域性が見いだされた。2016年3月6日に観測を終了するまでの間、機器は順調に動作し欠測は発生しなかった。この観測により、日本の多雪地域における39か月分のほぼ連続する放射観測データセットが作成された。下向き長波放射量の予報を延長するために使用する気象庁全球気象モデル(GSM)GPVの層別雲量予報値と、現行のメソ気象モデル(MSM)GPVのそれとを比較した結果、前者は後者に比較して大きめに表現される傾向があるものの、同じ計算アルゴリズムが使用できることが確かめられた。この結果に基づき、GSM-GPVを用いて下向き長波放射量を9日先まで予測するシステムを構築した。札幌・福岡・館野における観測値と比較した結果、6日先の予測誤差が2.1MJ/m2と求められた。この値は、気候値予測が示す誤差よりも小さく、気象予測導入の効果が認められた。MSM-GPV層別雲量予報値と相対湿度予報値、ならびに、昨年度までに開発した快晴日全天日射量分布図から、1日先の全天日射量を推定する手法を開発した。

層別雲量は相互に相関が高いので、部分最小二乗法を用いて重回帰係数を計算した。この手法で推定した全天日射量を日本の気象官署における観測値と2008-2012年について比較したところ、二乗平均平方根誤差は3MJ/m2/day程度であった。なお、この誤差には、雲量の予測誤差も含まれる。農業の気象被害を低減・回避するには、気象予測を活用することが重要である。大気透過率と快晴時全天日射量の気候値の分布図を日別に作成し、これをメソ数値予報モデル(MSM)の雲量により調整することで、0日先の全天日射量を1.3 MJ/m2/dayの誤差で予測可能とした。地上気象要素と雲量から大気放射量を推定する近藤(1991)の式の係数を、MSMおよび全球数値予報モデル(GSM)の予報値に適合するように調整することで、06日先の大気放射量を1.12.2MJ/m2/dayの誤差で予測可能とした。アメダスとMSM、GSMから予測した日最低気温は、北海道の平坦地等で冬季に4°C程度の誤差を持つ。日射量については、MSM-GPV予報値を用いて個別地点における日射量を推定する手法がほぼ完成したが、それを3次メッシュとして展開するために必要な大気透過率分布を標高補正する手法の開発に手間取った。下向き長波放射量については、GSM-GPVによる2日以降の誤差評価まで解析が進まなかった。農業気象最終目標を達成するために、日射量については、大気透過率の気候値を標高を考慮して推定する手法を完成させ、MSM-GPV予報値にもとづく全天日射量の推定手法を完成させる。下向き長波放射量については、GSM-GPVに基づく予測データセットを作成し、2日以降の誤差評価を実施する。そして、これを用いて、日最低気温の精度向上を図る。本年度までとした研究計画の項目は、GPV時別データセットの作成、気象観測データセットの作成、独自観測の実施、下向き長波放射量とMSM-GPV気象予測データとの関係解明、大気透過率の時空間分布の解明である。GPVデータセットについては、データファイルの蓄積とデコードプログラム群の作成により達成した。気象観測データセットの作成も達成した。独自観測の実施については、機材の納入が12月となり、2013年の冬季のデータが十分に取得できなかったが、懸念された着雪は起こらないことが確認され、次年度以降は冬季のデータも取得できる見込みが立った。下向き長波放射量については、部分的ながら良好な関係が見いだされた。大気透過率のモデル化においては、観測が実測されていない地点における大気透過率を観測値から推定する手法に目処が付いた。以上から、研究は概ね順調に進展していると判断できる。次年度使用額は、放射観測装置の購入金額が予定額を下回ったこと等、予算を効率的に使用した結果である。なお、この額が前年度における額、430,878円と大きな違いがないのは、手法開発の進捗状況から、放射分布予測システムを実装する計算機資源の今年度の購入を見送ったためである。研究は概ね順調に進展しているので、次年度以降も当初計画に基づき推進する。すなわち、平成26年度、下向き長波放射量については、GSM-GPV気象予測データとの関係の解明に取り組む。日射については、大気透過率の気候値を3次メッシュの時空間データの形で作成した上で、MSM-GPV、GSM-GPV気象予測データとの関係を解明して推定アルゴリズムを作成する。次年度使用額380,474円は、放射分布予測システムを実装する計算機資源の購入と開発した手法の実装に使用する。また、新潟県に設置した観測機材の撤去費用や成果の公表等、次年度に請求する研究費とあせて研究計画遂行のために使用する。
EBV感染B細胞の自己増殖因子と調節機構

ヒトB細胞はEpstein-Barrウイルス(EBV)の感染を受けると形質転換れ、半永久的に培養・維持可能なリンパ芽球様細胞に株化される。このようなEBV感染B細胞の増殖は自ら産生する増殖因子により調節されるものと考えられている。本研究では、EBV感染B細胞株における自己増殖因子としてのインタ-ロイキン6(IL-6)の意義を検討し、以下の結果が得られた。1.EBV感染B細胞のIL-6レセプタ-(R)の発現:阪大細胞工学センタ-にて開発された抗IL-6R単クロ-ン抗体(MT18)にて確認した。2.IL-6によるEBV感染B細胞の増殖促進:レコンビナントIL-6の添加によりEBV感染B細胞の増殖が促された。この増殖促進は細胞密度が低い場合により顕著であった。3.EBV感染B細胞のIL-6産生、各種細胞株の培養上清中にIL-6依存生マウス・ハイブリド-マの増殖を促す活性が見だされた。この増殖活性は抗IL-6抗体により中和されること、さらに抗IL-6抗体を用いたウエスタンブロット法により23kdを主としたIL-6蛋白が同定された。4.EBV感染B細胞のIL-6遺伝子発現ノ-ザンブロット法によりIL-6mRNA発現が確認されたが、エンドトキシンなどの刺激をうけた単球に比べて微弱であり、これは単球と異なりEBV感染B細胞のIL-6mRNA発現が個々の細胞間での違いを示唆した。このことは、RNAリボプロ-プを用いたin situ hybridization法により確認された。以上、EBV感染B細胞株が、1)IL-6Rを発現IL-6に反応し増殖すること、2)IL-6mRNAを発現すること、3)IL-6蛋白を産生することより、IL-6が自己増殖因子として機能することが示された。しかし、この細胞株にあって、IL-1もまた増殖促進効果発揮また産生することを観察していて、EBV感染B細胞の自己増殖因子の多様性が窺われた。
内因性代謝産物の変動に着目した自閉症スペクトラム症の早期診断バイオマーカーの探索

現在、最も有効な神経発達症の治療は療育的介入であり、それは早ければ早いほど効果が高い。しかし神経発達症は早期診断が困難で、専門機関や専門医も少なく、積極的介入の遅れが問題となる。この問題を解決するためには、簡便で侵襲性の少ないスクリーニング方法の開発と客観的な早期診断マーカーの確立が重要な課題である。本研究は、母体のストレスや炎症などの環境要因と遺伝的素因によって発症する神経発達症モデル動物を用いて、生体内での内因性代謝産物の動態を明らかする。これにより神経発達症の早期診断のための客観的バイオマーカーを探索し、新規診断法の確立を主たる目的とする。今年度は、自閉症/知的能力障害(Autism spectrum disorder/Intellectual Disability; ASD/ID)の新たな原因遺伝子として同定されたPtchd1遺伝子欠損動物を用いて解析を進めた。Ptchd1遺伝子欠損動物では、多動性や衝動性の顕著な増加、社会性の欠如、認知機能の低下などASD様の行動異常と注意欠如/多動性障害(Attention-deficit hyperactivity disorder; AD/HD)様の行動異常が確認された。これらの行動異常は、AD/HDで汎用に使われる治療薬、アトモキセチンの投与によって、一部改善が見られ、Ptchd1遺伝子欠損動物のモデルとしての妥当性が示唆された。さらに内因性代謝産物の変動を測定したところ、必須アミノ酸であるトリプトファンとその下流代謝産物がPtchd1遺伝子欠損動物の血液、脳組織のいずれにおいても顕著に変化していることが示された。さらに生育環境因子による影響を調べるために、妊娠マウスにおいて、炎症性サイトカインを持続的に発現する母体免疫賦活化モデルでの解析を進めている。Ptchd1遺伝子欠損動物については、ほぼ解析を終え、現在、論文を投稿中である。また母体炎症モデルについては、母親の育児放棄による問題を改善し、さらに発現させるサイトカイン量を母体血中で継続的に測定することにより個体間のバラつきを補正することができた。胎児脳での形態的異常や行動異常についても結果が得られはじめており、概ね順調に研究できている。最終年度にあたる今年度は、母体免疫賦活化モデルを中心に解析を進める。行動解析については、統計処理できるだけの十分なN数を揃え、データの再現性について確認する。さらに研究の最終目標である神経発達症の新規バイオマーカーについての可能性を示すために、解析予定の動物における血液ならびに脳内の内因性代謝産物の変動について、測定を進める予定である。先行して進めている胎児脳における各トリプトファン代謝酵素の遺伝子発現量については、将来、大脳皮質にある脳領域ではなく、基底核や線条体など、ASDとの関係が示されている脳領域において、変化がみられることが示されているため、実際の代謝産物量が変化しているのかを詳細に調べていく予定である。神経発達症の一つである自閉症スペクトラム症(Autism spectrum disorder; ASD)の発症リスクは、胎生期における生育環境因子、特に母体の強い炎症により増大することが示されている。一方で、ASD児において、セロトニンとその前駆体であるトリプトファン(TRP)の血漿における異常値が示されている。TRP代謝経路がストレスや炎症により亢進されることから、ASDとの関連が強く示唆される。しかしながら、ASDにおけるTRP代謝産物の変動については明らかにされていない。本研究は、環境因子あるいは遺伝的素因によって発症するASDモデル動物を作製してTRP代謝を中心とした内因性代謝産物の変動を明らかにし、ASDの早期診断マーカー候補を探索することを主たる目的とした。今年度はASDモデル動物の作製と自閉症様行動異常の解析を中心に実験を実施した。ASDの家系解析により、新たな原因遺伝子として同定されたX染色体の遺伝子、Ptchd1遺伝子欠損動物を作出した。この動物での行動解析を行ったところ、多動性や衝動性の顕著な増加、社会性の欠如、認知機能の低下など、ASD様行動異常と注意欠如/多動性障害(AD/DH)様の行動異常が見られた。さらに、生育環境因子による影響を調べるために妊娠マウスにおいて、炎症性サイトカインを持続的に発現する母体免疫不活化(Maternal immune activation; MIA)モデル動物を作製した。この動物においては、行動量の低下、社会性の欠如、認知機能の低下、短期記憶障害など、ASD様行動異常が確認できた。しかしながら、MIAモデルは妊娠継続には問題がないが、母獣が強いストレスを受けているためか、出産後、育児放棄や子食いなどが多発し、個体数をそろえることが難しく、十分な個体数で解析ができていないため、継続してN数を増やす必要がある。遺伝子欠損動物について、初年度に予定していた行動解析などはおおむね予定通りに進行した。MIAモデルについては、妊娠継続には問題がないが、母獣が強いストレスを受けているためか、出産後、育児放棄や子食いなどが多発し、個体数をそろえることが難しく、十分な個体数で解析ができていないため、継続してN数を増やす必要がある。また、里親につけるなど、育児放棄による仔マウスの死亡を避ける対策が必要であると考えられる。脳の発生は遺伝的プログラミングによって厳密に制御されるが、胎児期の脳は劇的に環境、特に母体からの強い影響を受ける。最近、特に研究が飛躍的に進んでいるのが、細菌やウイルス感染による母体の免疫活性化による胎児脳への影響である。一方、必須アミノ酸であるトリプトファン(TRP)の主な代謝経路であるキヌレニン(KYN)経路は、炎症により強く誘導される。

TRP-KYN経路によって産生される代謝産物は脳で機能する様々な生理物質を産生する。またTRPは脳に重要な神経伝達物質であるセロトニンの出発材料であり、セロトニンは胎児脳の構造形成および発達に必須であると言われている。しかし、母胎炎症によるTRP代謝産物の変動についてはまだ明らかにされていない。そこで、本研究は、環境因子あるいは遺伝的素因によって発症するASDモデル動物を作製して、TRP代謝を中心とした内因性代謝産物の変動を明らかにすること、さらにそれらをASDの早期診断マーカーとして応用することを主たる目的とした。今年度は、自閉症スペクトラム症(Autism Spectrum disorder; ASD)モデル動物の妥当性とTRP代謝産物の変動について、一部解析した。ASDの新たな原因遺伝子として同定されたPtchd1遺伝子の欠損動物では、多動性や衝動性の顕著な増加、社会性の欠如、認知機能の低下など、ASD様行動異常と注意欠如/多動性障害(AD/HD)様の行動異常が確認された。またTRP代謝産物の変動も確認された。さらに生育環境因子による影響を調べるために、妊娠マウスにおいて、炎症性サイトカインを持続的に発現するMIAモデル動物を作製した。生まれた仔において、社会性の欠如、認知機能の低下など、すでに報告のあるASD様行動異常が一部確認できた。現在、解析を進めているところである。遺伝子欠損動物について、概ね計画通りに実験ができている。また母胎炎症(Maternal immuneactivation; MIA)モデルについては、初年度、母親の育児放棄による問題があったが、里親につけるなどの対策を講じ、現在、解析が可能な状態にある。さらに胎生期における解析を先行して進めたため、概ね、順調に研究できている。現在、最も有効な神経発達症の治療は療育的介入であり、それは早ければ早いほど効果が高い。しかし神経発達症は早期診断が困難で、専門機関や専門医も少なく、積極的介入の遅れが問題となる。この問題を解決するためには、簡便で侵襲性の少ないスクリーニング方法の開発と客観的な早期診断マーカーの確立が重要な課題である。本研究は、母体のストレスや炎症などの環境要因と遺伝的素因によって発症する神経発達症モデル動物を用いて、生体内での内因性代謝産物の動態を明らかする。これにより神経発達症の早期診断のための客観的バイオマーカーを探索し、新規診断法の確立を主たる目的とする。今年度は、自閉症/知的能力障害(Autism spectrum disorder/Intellectual Disability; ASD/ID)の新たな原因遺伝子として同定されたPtchd1遺伝子欠損動物を用いて解析を進めた。Ptchd1遺伝子欠損動物では、多動性や衝動性の顕著な増加、社会性の欠如、認知機能の低下などASD様の行動異常と注意欠如/多動性障害(Attention-deficit hyperactivity disorder; AD/HD)様の行動異常が確認された。
ギリシアの中期ビザンティン聖堂建築における絵画の配置による空間構成の分析

本応募研究課題はギリシアの中期ビザンティン聖堂建築の代表作と称される3聖堂、すなわちオシオス・ルカス修道院聖堂、ダフニ修道院聖堂、ネア・モニ修道院聖堂における実地調査を行って、キリスト教絵画の主題及び配置による空間構成を分析し、建築と絵画の統合的理解を試みるものである。絵画を含めた空間全体を図式化して建築的空間の意味を解釈し、絵画の主題と配置によってどのように空間全体が意味づけられ、神聖な宗教的空間が創造されたかを知り、複雑な平面を持つビザンティン聖堂建築の空間構成における重要な特徴の一端を明らかにすることに意義がある。2018年度はアテネのダフニ修道院聖堂、フォキスのオシオス・ルカス修道院聖堂、ヒオスのネア・モニ修道院聖堂においてそれぞれ実地調査を行った。絵画をレイアウトした断面展開図や合成写真、アクソノメトリック図、フォトスキャンソフトによる3次元モデルの作成に必要な、絵画の配置のわかる各室全体の写真と、各部分の詳細写真を、アングルおよび撮影位置を変えながら撮影した。特にフォトスキャンソフトによる3次元モデルの作成には多くの画像データを必用とするため、3聖堂合わせて約5000枚のjpeg及びrawデータ形式の写真を撮影した。さらにオシオス・ルカス修道院ゲストハウスに宿泊し、夕方の儀式及び朝の儀式と典礼への参加が許可され、ビザンティン聖堂におけるギリシア正教の祈りの空間を直に体験することができた。またオシオス・ルカス修道院長より、修道院の歴史や敷地周辺の自然環境に関して話を聞き、今後の研究の発展に繋がる示唆を得ることができた。ダフニ修道院聖堂、オシオス・ルカス修道院聖堂、ネア・モニ修道院聖堂においてそれぞれ実地調査を行い、絵画をレイアウトした断面展開図や合成写真、アクソノメトリック図、フォトスキャンソフトによる3次元モデルの作成に必要な、絵画の配置のわかる各室全体の写真と、各部分の詳細写真を、アングルおよび撮影位置を変えながら撮影することができたため。実地調査の結果を用い、聖堂内部の断面展開図、合成写真、アクソノメトリック図、さらにフォトスキャンソフトによる3次元モデルを作成する。断面展開図による壁面・天井面の絵画の主題と配置の分析、合成写真やアクソノメトリック図を用いた絵画の配置による空間構成の分析を行う。これらを3次元モデル上で確認しながら建築的空間の意味の解釈を行い、各聖堂における空間設計上の意図を明らかにする。
ハワイフトモモにおける葉トライコームの適応的意義

本研究は、進化のモデル樹木であるハワイフトモモの適応放散において、最も重要と考えられる形質である葉トライコーム(葉毛)の適応的意義の解明を目指して行った。葉トライコーム量は乾燥地や高標高地ほど多くなり、湿潤地では無毛個体も生息することから、葉トライコームは乾燥適応や低温適応に貢献していると考えられるが、どのような機能を有しているのかは未だ未解明である。本研究では、ハワイフトモモの葉トライコームの適応的意義の解明を目的とし、有力と考えられる3機能:1拡散抵抗増加、2葉面濡れ促進、3被食防衛、を評価している。当該年度は主に機能2についての評価を行った。室内実験より、本種の葉トライコームはクチクラをもたずに濡れやすく、葉面吸水を促進し、水ポテンシャルを上昇させた。野外調査でも、葉トライコーム量が多いほど濡れ持続時間が延びた(最大2時間)。一方、葉の濡れを阻害すると1日当たりの光合成が低下したことから、本種の葉トライコームは葉面濡れを促進し、葉面吸水を促進することで、乾燥下での光合成生産に寄与することが示唆された。以上の結果は、第66回日本生態学会においてポスター発表した。機能3に関しては原著論文として取りまとめ国際誌に投稿し、現在査読中である。また、当該年度とこれまでの研究成果を合わせた成果の一部を、国際学会(The 46th Naito Conference)と国内学会(第50回種生物学会シンポジウム)で発表し、それぞれで最優秀発表賞を受賞した。さらに、本研究を遂行する中で、形質の機能の実証的評価の重要性を実感し、多くの研究者とこれを共有するために、第66回日本生態学会にて自由集会「植物のかたちー実証的アプローチー」を主催した。本研究は各機能に関して評価を行い、最終的には機能間の相対評価を目指している。それにはまず各機能の詳細な評価が必要となる。以下、各仮説に関する進捗状況である。機能1拡散抵抗増加に関する研究は、新たな解析も加わり新知見を得るに至っており、原著論文としてまとめられる見通しが立ち、間もなく投稿予定である。機能2葉面濡れ促進に関しては、新たな測定機器を作成するなどの工夫が功を奏し、当該年度の調査で葉面濡れの光合成生産への寄与を定量化することができた。ただ、膨大な手間のかかる測定手法を用いており、十分なサンプル数を確保できていない。今後、追加調査によって、サンプル数の確保、より詳細な生理実験を行う予定である。機能4被食防衛に関しては、葉トライコームによる被食防衛を介した乾燥適応貢献という新知見を得た。この研究成果は国際誌に原著論文として投稿し、現在査読中である。以上のように、各機能に関して研究は順調に進んでいる。しかし、論文の受理まで思うように至っていないため、(2)の評価とした。今後は、機能2の不足データや追加実験を行い、より詳細な評価を行う。また、機能12の論文化を迅速に行い、年度内に投稿する予定である。各機能の評価がまとまってきた段階で、各機能を相対的に評価するモデルを作成する。このモデルを用いた解析によって、どのような環境でどの機能が相対的に重要であるかを評価することができ、葉トライコームの顕著な変異の解明に貢献できると考えられる。最後に、これら一連の研究成果を博士論文としてとりまとめる。本研究は、進化のモデル樹木であるハワイフトモモの適応放散において、最重要形質の一つとして考えられる葉トライコーム(葉毛)の適応的意義の解明を目指して行った。葉トライコーム量は乾燥地や高標高地ほど多くなり、湿潤地では無毛個体も生息することから、葉トライコームは乾燥適応に貢献しているとこれまで考えられてきたが、どのような機能を介して適応放散に貢献しているのかは未解明である。本研究では、まず乾燥適応に関わる4つの機能候補:1熱放射反射、2保湿、3吸水、4被食防衛、についてそれぞれ評価を行い、最後に各機能の相対評価を行うことで、葉トライコームの適応的意義の全貌を解明し、ハワイフトモモの適応放散メカニズムの理解を目指す。本年度は、当初の計画通り3か月間、調査地のハワイ島に滞在しフィールドワークを行った。調査内容は、当初の計画では1葉温と23葉の濡れに関する調査・実験を予定していたが、それらに加え次年度行う予定としていた4被食防衛に関する調査・実験も同時に行った。特に、1に関しては、従来の仮説とは逆の「拡散抵抗増加をもたらす葉トライコームは、乾燥にむしろ不利であり、低温耐性に有効である可能性」という、新たな知見をも得ることができた。また、4に関しても種間相互作用と乾燥適応メカニズムを結びつけた独創的な仮説が支持される結果を得ることができた。23に関しては、乾燥適応に有効である可能性が示唆されているものの、ガス交換や葉の水分特性への定量的な評価までは至れていない。しかしながら、これらの結果を組み合わせることで、葉トライコームという一つの形質でも、乾燥や低温などに対する様々な適応的意義を有することが示唆された。こうした知見を積み重ねることで、複雑な適応進化メカニズムの一端が明らかになりつつあると考えられる。当初の計画では、1葉温と23葉の濡れに関する調査・実験を予定していたが、それらに加え次年度行う予定としていた4被食防衛に関する調査・実験も同時に行うことができた。

これは、ハワイ島中のハワイフトモモの葉形質測定プロジェクトに同行し、虫こぶ害と葉トライコーム量の相関関係を定量できるだけの機会に恵まれたためである。4月には修士までの研究成果の一部を原著論文として公表することができただけでなく、1と4に関する研究成果は当初の予定よりも早く、原著論文としてまとめることができ、間もなく投稿予定である。学会発表に関しても、種生物学会と日本生態学会にて計画通り発表を行っただけでなく、国際ワークショップに参加するなど、積極的な研究成果発表を行うことができた。以下、各仮説に関する進捗状況である。1に関する研究は、従来仮説とは逆の乾燥に不利である可能性が示唆されたものの、新たな知見を得るに至り、当初の予定よりも早く原著論文としてまとめることが出来つつあり、間もなく投稿予定である。23に関しては、葉トライコームによる葉の濡れ促進が示唆され、仮説の機能が有効である可能性を示すことができた。一方で、その促進効果がガス交換や葉の水分状況に与える影響の定量的評価までは至っていない。これは、手法開発に大変手間取ったことや、用いた薬品の性質的制約、また仮説4までも同時並行で行い十分に手が回らなかったことなど、が理由として挙げられる。しかし、いくつもの手法開発を済ませ、濡れが重要である結果を得ることができたので、進捗としては十分であると考えられる。4に関しては、次年度行う予定であった以上の調査・実験をすでに済ませることができた。内容としては、乾燥適応における被食防衛の有効性という独創的な結果を示すことができた。これらの結果は、当初の予定よりもとても早く原著論文としてまとまり、国際誌に投稿間近である。本研究は、進化のモデル樹木であるハワイフトモモの適応放散において、最も重要と考えられる形質である葉トライコーム(葉毛)の適応的意義の解明を目指して行った。葉トライコーム量は乾燥地や高標高地ほど多くなり、湿潤地では無毛個体も生息することから、葉トライコームは乾燥適応や低温適応に貢献していると考えられるが、どのような機能を有しているのかは未だ未解明である。本研究では、ハワイフトモモの葉トライコームの適応的意義の解明を目的とし、有力と考えられる3機能:1拡散抵抗増加、2葉面濡れ促進、3被食防衛、を評価している。当該年度は主に機能2についての評価を行った。室内実験より、本種の葉トライコームはクチクラをもたずに濡れやすく、葉面吸水を促進し、水ポテンシャルを上昇させた。野外調査でも、葉トライコーム量が多いほど濡れ持続時間が延びた(最大2時間)。一方、葉の濡れを阻害すると1日当たりの光合成が低下したことから、本種の葉トライコームは葉面濡れを促進し、葉面吸水を促進することで、乾燥下での光合成生産に寄与することが示唆された。以上の結果は、第66回日本生態学会においてポスター発表した。機能3に関しては原著論文として取りまとめ国際誌に投稿し、現在査読中である。また、当該年度とこれまでの研究成果を合わせた成果の一部を、国際学会(The 46th Naito Conference)と国内学会(第50回種生物学会シンポジウム)で発表し、それぞれで最優秀発表賞を受賞した。さらに、本研究を遂行する中で、形質の機能の実証的評価の重要性を実感し、多くの研究者とこれを共有するために、第66回日本生態学会にて自由集会「植物のかたちー実証的アプローチー」を主催した。