hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核子多体論に基づくｒ過程中性子捕獲反応理論の構築

本研究において、座標表示ハートレー・フォック・ボゴリューボフ理論(HFB理論)と連続状態準粒子乱雑位相近似(連続状態QRPA理論)に基づいて、r過程元素合成の基礎プロセスである中性子直接捕獲反応の理論を構築した。この理論の特徴は、中性子の超流動性(対相関)と低エネルギー集団励起モードがこの反応過程に及ぼす影響を記述することが出来る点にある。この研究ではまた、直接捕獲反応の始状態である中性子の低エネルギー散乱状態に対する対相関効果を詳細に分析し、対相関が準粒子共鳴の幅を減少させたり、S波に共鳴的な振る舞いを引き起こすなど特徴的な振る舞いをもたらすことを明らかにした。1.中性子直接捕獲反応に対する中性子超流動効果とソフト双極相関効果の研究:数値計算で遠方距離まで含める改良とチャネル分解の解釈の2つの課題を解決し、中性子捕獲QRPA理論の定式化を完成させた。中性子過剰Sn同位体を対象にした数値計算を行い、中性子対相関効果およびソフト双極相関効果の基本的特徴を明らかにした。これらの成果は国際学会で発表したほか、Physical Review誌に発表した。2.奇N核を対象にしたHFB理論に基く中性子捕獲理論の研究:この課題を進める上で基盤となる散乱状態にある準粒子の性質の分析を進めた。特に、p波の準粒子共鳴について、どのような対相関効果があるのかを詳細に分析した。"粒子的"な準粒子共鳴は"空孔的"準粒子共鳴とは逆に、対相関が共鳴幅を減少させることを見出した。さらに、そのメカニズムを準粒子波動関数を通して分析した。これらの成果は国際会議等で発表した。3.中性子過剰核の対相関・超流動の研究:中性子ドリップライン近傍原子核における中性子対相関を座標空間表示HFB理論を用いて分析した。陽子数Z=20-50の準閉殻元素多数に対して、安定領域から中性子ドリップラインまで系統的に分析した結果から、ダイニュートロン相関が遠方漸近領域に普遍性を持って出現する相関であること、そのメカニズム、s波相互作用強度や中性子分離エネルギーへの依存性を解明するための詳細な分析を行った。奇N核を対象にしたHFB理論に基く中性子捕獲理論の研究:捕獲の初期状態である低エネルギー入射中性子をHFB理論における連続状態準粒子状態として記述した。昨年に引き続き、p波およびs波の準粒子状態に対する対相関の影響を詳細に分析した。Si46近傍の中性子過剰原子核では、2p軌道が束縛・非束縛の境界に位置すると予想されることから、Si46に中性子がp波で入射する場合に発現する準粒子共鳴を対象にして、詳細な数値分析を遂行した。特に前年度の研究から、中性子対相関が準粒子共鳴の幅を減少させるという通常の予想とは異なる特徴が見出されており、そのメカニズムを明らかにすることを目指した。分析の結果、以下の結論を得た。1)対相関によって共鳴幅が減少するという特徴が発現するのは、束縛軌道がフェルミ面より上に位置する粒子的準粒子共鳴の場合であること。フェルミ面より深く束縛されている軌道に対応する共鳴、空孔的な準粒子共鳴の場合は、中性子対相関の強さとともに準粒子共鳴の幅は増加する。2)対ポテンシャルは、粒子成分と空孔成分の混合を引き起こすため、粒子的準粒子の場合、対ポテンシャルの増加とともに空孔成分が増大するが、空孔成分は束縛成分であることから、幅が減少する。奇N核を対象にしたHFB理論に基く中性子捕獲理論の研究に関しては、論文発表ができ、順調に進展している。中性子捕獲後に励起状態に遷移する場合を扱う理論形式について、理論の概要を構築することができた点も進展であるが、理論形式を完成させ数値計算プログラムを構築することが、今後の課題として残されている。中性子捕獲QRPA理論の構築:連続状態QRPA理論を定式化し、さらに1keV1MeVの低エネルギー中性子捕獲を記述できる数値計算コードを完成させた。r過程元素合成の理解に不可欠な、中性子過剰核における中性子捕獲断面積の記述を原子核密度汎関数理論に基いて記述することが初めて可能にするものである。奇N核を対象としたHFB理論に基く中性子捕獲理論の研究:捕獲の初期状態である低エネルギー入射中性子に対する対相関効果について研究を進めた。研究前半ではp波散乱状態、特に低エネルギー準粒子共鳴に対する対相関効果を明らかにした。最終年度は、S波の連続状態準粒子軌道に焦点をあて、対相関効果を分析した。ドリップライン近傍核で対相関が働く場合、通常のS波ポテンシャル散乱ではみられない低エネルギーでの特異な断面積増加や共鳴的な振る舞いが現れる。一方、準粒子の散乱行列(S行列)極の複素運動量空間での振る舞いを分析することにより、通常のポテンシャル散乱でみられる束縛状態からバーチャル状態への移行する極に加えて、新たな2つの極が出現し、これが特異な対相関効果を説明できることを解明した。これは、低エネルギーS波中性子捕獲に対して大きな対相関効果を示唆するものであり、今後の研究発展にとって非常に意義深い。この成果は、現在執筆中の学術論文として公表予定である。中性子過剰核の対相関・超流動と集団励起モードの研究:本研究の前半では、HFB理論を用いて、中性子過剰原子核に特有の対相関現象であるダイニュートロン相関の普遍性を遠方漸近性の観点から明らかにした。また、最終年度には、本研究で用いてきたHFB理論、開発した中性子捕獲QRPA理論、さらに大振幅4重極集団励起モードを記述する局所QRPA理論を、原子核密度汎関数理論とその時間依存理論の枠組みに整合的に組み込む理論整備を行い、レビュー論文を発表した。

本研究において、座標表示ハートレー・フォック・ボゴリューボフ理論(HFB理論)と連続状態準粒子乱雑位相近似(連続状態QRPA理論)に基づいて、r過程元素合成の基礎プロセスである中性子直接捕獲反応の理論を構築した。この理論の特徴は、中性子の超流動性(対相関)と低エネルギー集団励起モードがこの反応過程に及ぼす影響を記述することが出来る点にある。この研究ではまた、直接捕獲反応の始状態である中性子の低エネルギー散乱状態に対する対相関効果を詳細に分析し、対相関が準粒子共鳴の幅を減少させたり、S波に共鳴的な振る舞いを引き起こすなど特徴的な振る舞いをもたらすことを明らかにした。1.中性子直接捕獲反応に対する中性子超流動効果とソフト双極相関効果の研究についてと3.中性子過剰核の対相関については論文発表ができた。2については研究の成果はでており現在論文は執筆中であることから、概ね順調に進展しているといえる。中性子捕獲後に励起状態に遷移する場合を扱う理論形式を完成させ数値計算プログラムを構築することが、次年度の課題である。原子核理論2、3についての論文投稿を早期に行うこと、1については、励起状態への遷移を取り入れた定式化を進めることが研究を進展させるうえで重要であり、これらを着実に実現することに取り組む。研究成果の発表を計画していた国際会議の日程が会わなくなったため参加を取りやめため、旅費の使用残額が生じた。数値計算サーバーの購入を予定していたが、研究の進捗状況から、当該設備の購入とその利用は2015年度に実施することにしたため。中性子捕獲と関連があるニュートリノ・原子核反応についてQRPA理論で研究を進めている外国人研究者との研究打ち合せを実施する予定である。2015年度に数値計算サーバーを購入する予定である。
遺伝子の多様性を考慮したシデコブシの保全戦略の構築

シデコブシのメタ集団内における8つの局所集団間の遺伝的変異を、シデコブシとホオノキの核マイクロサテライトマーカー、および葉緑体マイクロサテライトマーカーを用いて調べることで、歴史的な遺伝子流動が局所集団間の遺伝的分化に与える影響を評価し、さらに核マイクロサテライトマーカーを用いて、8つの局所集団のうちほぼ中央に位置する尾戸川局所集団内の9つの種子親から採取された種子の父性解析を行うことによって現在の花粉流動パターンを明らかにした。本年度、この研究成果をまとめた論文が受理された。2003年から2005年に尾戸川局所集団内で行ったシデコブシの開花フェノロジー調査のデータ解析を行った。シデコブシの開花パターンは局所集団内でほぼ同調しており、ジェネット内の個花もある程度のばらつきを持ちながらも一斉開花していた。ジェネットの花芽数や周囲のジェネットの開花量がシデコブシの種子生産に有意に正の影響を与えているという結果が得られた。これらの結果をまとめた投稿論文が間もなく投稿される予定である。2005年に尾戸川局所集団とその周辺の局所集団の4-10母樹において結果率を測定した結果、集団ごとの結果率は18.1-52.1%であった。現在、そのときに採取された種子を、各母樹から30個ランダムに選んで発芽実験を行っている。将来的にはこれらの実生を温室内で生育させ、消長を追跡するとともに、核マイクロサテライトマーカーを用いて父性解析を行い、実生の生死と両親の血縁度の関係、実生の生存率と実生の由来する集団サイズとの関係、花粉散布距離と実生の由来する集団サイズとの関係等を解析していく予定である。尾戸川局所集団内において2005年の夏に1回のみ行った調査では、樹幹長が30cm以上のシデコブシは166ジェネット、30cmより小さい稚樹は97ジェネット(そのうち当年生実生は53)であった。本年度は6月上旬から10月の下旬まで、2週間おきに局所集団内の全実生の消長を追跡した。調査期間中に出現した当年生実生は114ジェネット、そのうち63ジェネットが10月下旬までに死亡した。当年生実生の死亡は主に尾戸川上流部の照度が低い箇所で生じており、実生の生残に光が重要な要因であることが示唆されている。今後もこの調査は継続させる予定である。シデコブシラメットの再調査の結果、2001-2005年の4年間に21ジェネットが枯死(枯死率3.2%)し、71個体が加入(加入率9.7%)したため、生存ジェネットは225となった。2001年に生存していた175ジェネットではジェネット当りの枯死ラメット数が2.45、加入ラメット数が1.07であり、ジェネット当りのラメット数は5.97から4.59に減少していた。シデコブシのメタ集団内における8つの局所集団間の遺伝的変異を、シデコブシとホオノキの核マイクロサテライトマーカー、および葉緑体マイクロサテライトマーカーを用いて調べることで、歴史的な遺伝子流動が遺伝的分化に与える影響を評価し、さらに核マイクロサテライトマーカーを用いて、8つの局所集団のうちほぼ中央に位置する屋戸川集団内の9つの種子親から採取された種子の父性解析を行うことによって現在の花粉流動パターンを明らかにした。局所集団間の遺伝的分化の程度は葉緑体DNAの方が核DNAの2倍以上であり、距離による隔離は核DNAでは検出されたが、葉緑体DNAでは検出されなかった。これらの結果は種子散布だけでなく花粉流動も局所集団間の分化を減少させるのに有効であることを示唆している。また、種子の父性解析の結果、局所集団内に花粉親が存在した場合が97.4%であり、現在の花粉流動はほとんど集団内に限られているものの、局所集団外に花粉親が存在した場合は2.6%あり、集団間花粉流動は実際に生じていることが明らかとなった。2005年に屋戸川上流域分集団とその周辺の分集団において、結果率を測定した結果、集団ごとの結果率は18.1-52.1%であった。2002-2004年に屋戸川個体群から採取した、種子の発芽実験および発芽後の成長の測定は、現在行っているところである。現時点における2002年の種子の発芽率は23.7%であった。

2005年に尾戸川局所集団とその周辺の局所集団の4-10母樹において結果率を測定した結果、集団ごとの結果率は18.1-52.1%であった。現在、そのときに採取された種子を、各母樹から30個ランダムに選んで発芽実験を行っている。将来的にはこれらの実生を温室内で生育させ、消長を追跡するとともに、核マイクロサテライトマーカーを用いて父性解析を行い、実生の生死と両親の血縁度の関係、実生の生存率と実生の由来する集団サイズとの関係、花粉散布距離と実生の由来する集団サイズとの関係等を解析していく予定である。尾戸川局所集団内において2005年の夏に1回のみ行った調査では、樹幹長が30cm以上のシデコブシは166ジェネット、30cmより小さい稚樹は97ジェネット(そのうち当年生実生は53)であった。本年度は6月上旬から10月の下旬まで、2週間おきに局所集団内の全実生の消長を追跡した。調査期間中に出現した当年生実生は114ジェネット、そのうち63ジェネットが10月下旬までに死亡した。当年生実生の死亡は主に尾戸川上流部の照度が低い箇所で生じており、実生の生残に光が重要な要因であることが示唆されている。今後もこの調査は継続させる予定である。
漢方薬中の新規薬理活性物質のスクリーニング法の開発と応用

確立した新規分子インプリント法(修正沈殿重合法)を用いて、本年度は漢方薬中の親水性の薬理活性物質(配糖体)である、ナリンギンおよびヘスペリジンのアグリコンおよびグリコンに対する分子インプリントポリマー(MIP)の調製の最適化を行うとともに、分子認識能を検討した。テンプレート分子にメタノールに溶解したナリンギン(ナリンゲニン7-O-ネオへスペリドシド)(ただし、ネオへスペリドシドはラムノシル-(1→2)-グルコース)あるいはヘスペリジン(ヘスペレチン7-O-ルチノシド)(ただし、ルチノースはラムノシル-(1→6)-グルコース)、架橋剤にジビニルベンゼンを用い、アセトニトリル/トルエン溶液に溶解し、60度で16時間重合した。また、機能性モノマーとしてメタクリルアミド(MAM)および4-ビニルピリジン(4-VPY)を用い、比較のためにテンプレート分子を用いないで同一条件下で重合したノンインプリントポリマー(NIP)も調製した。得られたMIPまたはNIPをステンレス製カラムに充填し、保持能および分子認識能を移動相に酢酸を含むアセトニトリルを用いて、HILICモードでHPLCにより評価した。得られたMIP(Naringin)は関連化合物[ナリゲニン、ヘスぺリジン、ヘスペレチン]に比し、ナリンギンを特異的に認識した。また、MIP(Hesperidin)は関連化合物[ナリゲニン、ヘスぺリジン、ヘスペレチン]に比し、ヘスぺリジンを特異的に認識できなかった。これらの結果は、修正沈殿重合法により配糖体に対するMIPの調製が可能であるが、調製法の最適化を行う必要があることが明らかとなった。これら配糖体の認識には、形状認識とともに、MAMおよび4-VPYとグリコンとの水素結合が重要な役割を果たしていると推測される。漢方薬中の親水性の薬理活性物質(配糖体)に対する新規分子インプリント法(修正沈殿重合法)を確立した。本年度は、ルチンおよびアルブチンのアグリコンおよびグリコンに対する分子認識を検討した。テンプレート分子にメタノールに溶解したアルブチン(ヒドロキノン4-グルコシド)あるいはルチン(ケルセチン3-ルチノシド)(ただし、ルチノースはラムノシルーグルコースである。)、架橋剤にジビニルベンゼンを用い、アセトニトリル/トルエン溶液に溶解し、60 oCで16時間重合した。なお、MIPの分子認識能の評価には、保持係数(k)の比で定義したインプリント係数(IF = kMIP/kNIP)を用いた。得られたMIParbutinは関連化合物[フェノール、ゲニピン、ゲニポシド(ゲニピン1-グルコシド)]に比し、アルブチンを特異的に認識した。また、MIPrutinは関連化合物[ケルセチン、ケルシトリン(ケルセチン3-ラムノシド)、イソケルシトリン(ケルセチン3-グルコシド)に比し、ルチンを特異的に認識した。これらの結果は、修正沈殿重合法により配糖体に対するMIPの調製が可能であり、これら配糖体の認識には、形状認識とともに、MAMおよび4-VPYとグリコンとの水素結合が重要な役割を果たしていると推測される。新規分子インプリント法(修正沈殿重合法)では、親水性化合物を予め親水性溶媒であるメタノール、水あるいはジメチルスルホキシド等に溶解してテンプレート分子として用いる必要がある。ルチンおよびアルブチンをジメチルスルホキシドに予め溶解し、調製したMIPでは分子認識能が得られなかった。そこで、予めメタノールに溶解して調製したところ、優れた分子認識能を得ることができた。何故、ジメチルスルホキシドに予め溶解した場合には、分子認識能が得られず、メタノールに予め溶解した場合には、優れた分子認識能が得られるのかは不明である。これらの結果は、修正沈殿重合法によるMIPの調製では、テンプレート分子を溶解する親水性溶媒の選択が重要であることを示唆している。漢方薬中の親水性の薬理活性物質(配糖体)に対するMIPの調製が、本研究を進める上でのターニングポイントであると思っていたので、MIPの調製法を確立でき、得られたMIPが優れた分子認識能を示したことから、当初の計画以上に進展していると言える。前年度確立した新規分子インプリント法(修正沈殿重合法)を用いて、本年度は漢方薬中の親水性の薬理活性物質(配糖体)である、ルチンおよびナリンギンのアグリコンおよびグリコンに対する分子インプリントポリマー(MIP)を調製し、分子認識能を検討した。テンプレート分子にメタノールに溶解したルチン(ケルセチン3-O-ルチノシド)(ただし、ルチノースはラムノシル-(1→6)-グルコース)あるいはナリンギン(ナリンゲニン7-O-ネオへスペリドシド)(ただし、ネオへスペリドシドはラムノシル-(1→2)-グルコース)、架橋剤にジビニルベンゼンを用い、アセトニトリル/トルエン溶液に溶解し、60 oCで16時間重合した。

また、機能性モノマーとしてメタクリルアミド(MAM)および4-ビニルピリジン(4-VPY)を用い、比較のためにテンプレート分子を用いないで同一条件下で重合したノンインプリントポリマー(NIP)も調製した。得られたMIPまたはNIPをステンレス製カラムに充填し、保持能および分子認識能を移動相に酢酸を含むアセトニトリルを用いて、HILICモードでHPLCにより評価した。得られたMIPrutinは関連化合物[ケルセチン、ケルシトリン(ケルセチン3-O-ラムノシド)、イソケルシトリン(ケルセチン3-O-グルコシド)、ケンフェロール3-O-ラムノシド、ケンフェロール3-O-グルコシド]に比し、ルチンを特異的に認識した。また、MIPnaringinは関連化合物[ナリゲニン、ヘスぺリジン、ヘスペレチン]に比し、ナリンギンを特異的に認識した。これらの結果は、修正沈殿重合法により配糖体に対するMIPの調製が可能であり、これら配糖体の認識には、形状認識とともに、MAMおよび4-VPYとグリコンとの水素結合が重要な役割を果たしていると推測される。新たに確立した新規分子インプリント法(修正沈殿重合法)では、親水性化合物を予め親水性溶媒であるメタノール、水あるいはジメチルスルホキシド等に溶解してテンプレート分子として用いる必要がある。前年度は、アルブチンおよびルチンを予めメタノールに溶解して調製したところ、優れた分子認識能を得ることができた。しかし、ジメチルスルホキシドに溶解した場合には分子認識能は得られなかった。今年度は、ルチンおよびナリンギンに対するMIPを予めメタノールに溶解して調製したところ、テンプレート分子に対して優れた分子認識能を得ることができた。しかし、メタノール以外の親水性溶媒を用いた調製法では良好な結果が得られていない。しかし、本年度、新たにナリンギンに対するMIPの調製が可能となったことから、当初の計画以上に進展していると言える。確立した新規分子インプリント法(修正沈殿重合法)を用いて、本年度は漢方薬中の親水性の薬理活性物質(配糖体)である、ナリンギンおよびヘスペリジンのアグリコンおよびグリコンに対する分子インプリントポリマー(MIP)の調製の最適化を行うとともに、分子認識能を検討した。テンプレート分子にメタノールに溶解したナリンギン(ナリンゲニン7-O-ネオへスペリドシド)(ただし、ネオへスペリドシドはラムノシル-(1→2)-グルコース)あるいはヘスペリジン(ヘスペレチン7-O-ルチノシド)(ただし、ルチノースはラムノシル-(1→6)-グルコース)、架橋剤にジビニルベンゼンを用い、アセトニトリル/トルエン溶液に溶解し、60度で16時間重合した。得られたMIP(Naringin)は関連化合物[ナリゲニン、ヘスぺリジン、ヘスペレチン]に比し、ナリンギンを特異的に認識した。また、MIP(Hesperidin)は関連化合物[ナリゲニン、ヘスぺリジン、ヘスペレチン]に比し、ヘスぺリジンを特異的に認識できなかった。これらの結果は、修正沈殿重合法により配糖体に対するMIPの調製が可能であるが、調製法の最適化を行う必要があることが明らかとなった。
脊髄レベルにおけるオピオイド誘発性知覚過敏の機序の解明

近年、レミフェンタニルが痛覚過敏を引き起こすという報告が散見されるが、その機序や発生状況についてはあまりよくわかっていない。また近年、様々な疼痛モデルやオピオイド投与による中枢性感作に、脊髄後角でのニューロンおよびグリア系細胞内のMAP Kinaseの活性化が関与していることを示す報告が多く見られるようになった。そこで我々はレミフェンタニルがどのような状況で痛覚過敏を引き起こすかを確認し、またその痛覚過敏と、ERK1/2のリン酸化に関係があるか確かめるために以下の実験を行った。雄のSDラットを用い投与時間および投与量を変え、レミフェンタニルを尾静脈に挿入したカテーテルから投与した。tail-flickテストを行い行動学的に痛覚過敏の発生状況を調べた。さらに投与終了後免疫染色を行い、脊髄におけるERKのリン酸化の程度と局在を調べた。さらに120分投与群と生食投与群でWestern Blot法によりリン酸化ERKのタンパク量を比較した。その結果、レミフェンタニルは30分の短時間投与では痛覚過敏を起こさず、120分投与では投与量に依存せず投与終了後の痛覚過敏を引き起こすことがわかった。また、行動学的に痛覚過敏を引き起こす120分投与群において、他の群に比べて有意に多く脊髄後角でのリン酸化ERKを認め、それはニューロンに局在していた。ところが、同様のモデルにおいてERKのリン酸化阻害薬であるU0126を脊髄くも膜下投与したところ、痛覚過敏の発生は抑制できなかった。以上より、レミフェンタニル持続静脈内投与はラットにおいて投与終了後の痛覚過敏を引き起こし、それは投与量に依存しなかった。また、レミフェンタニル120分静脈投与は行動学的に観察される痛覚過敏に伴って、脊髄後角ニューロンにおけるERKのリン酸化を引き起こすが、このリン酸化を阻害しても痛覚過敏は抑制できなかった。レミフェンタニル投与による痛覚過敏の発生に複数の機序が関与している可能性があると考えられた。μオピオイド作動薬であるレミフェンタニル(remi)が引き起こすといわれている、痛覚過敏および耐性を動物実験で捕らえることを目的とした。結果は3μg群においては投与終了5分後から30分後まで、1μgおよび10μg群では同10分後より30分後まで生食群と比べて有意な逃避時間の短縮を認めた。また3mg群では持続投与開始後40分から逃避時間が有意に漸減し投与中の鎮痛効果の減弱が観察された。これらの実験から、レミフェンタニルは長時間持続静脈内投与を行った際に鎮痛効果の減弱、および投与後の痛覚過敏を同時に引き起こすことが明らかとなり、その発生は薬剤の投与量ではなく、暴露時間に依存する可能性が示唆された。これはレミフェンタニルによる痛覚過敏を臨床と同様の持続静脈内投与で認めた初めてのモデルであり、今後のオピオイド研究に貢献するものである。近年、神経傷害性痺痛や炎症性疼痛、オピオイド投与による中枢性感作に、脊髄後角でのニューロンおよびグリア系細胞内のMAP Kinaseの活性化が関与していることを示す報告が多く見られるようになった。そこで我々はレミフェンタニル投与後の痛覚過敏と、ERK1/2のリン酸化に関係があるか確かめるために以下の実験を行った。雄のSDラットを用い、各群6匹ずっ1)Remifentanil 10μg/kg/min 120分,

2)Remifentanil 10μg/kg/min 30分,3)Saline,4)Shamの4群に分け、薬剤を尾静脈に挿入したカテーテルから投与した。投与終了後免疫染色を行い、脊髄におけるERKのリン酸化の程度と局在を調べた。さらに120分投与群と生食投与群でWesternBlot法によりリン酸化ERK(p-ERK)のタンパク量を比較した。また、ERKリン酸化が痛覚過敏の原因であることを確認するためにMEK阻害薬であるU0126のくも膜下前投与を行った。結果、行動学的に痛覚過敏を引き起こす120分投与群において、他の群に比べて有意に多くp-ERK陽性ニューロンを認め、ERKリン酸化はニューロンに局在していた。WBにおいても矛盾しない結果が得られた。ところがU0126の投与は痛覚過敏を抑制しなかった。一般的にオピオイド投与により中枢神経系におけるERKのリン酸化が起こることは知られているが、それがどのような結果をもたらすかについては定まった見解はない。我々の実験においては痛覚過敏のない30分投与群でのp-ERK陽性ニューロン数が120分投与群に比べ少なかったことから、この変化は単なるオピオイド投与による変化ではなく、痛覚過敏の発生と関連していると考えられた。しかし、ERKのリン酸化を阻害しても痛覚過敏の発生を抑制できなかったことから、痛覚過敏の発生にはERK単独ではなく、他の要素が関係している可能性が示唆された。
石炭の脱灰浮選

石炭の灰分を除去するため、従来のケロシンなどの油状捕収剤を用いて石炭を浮遊させる方法と異なり、灰分成分を浮遊除去する方法について検討を行ない、本年度は以下の結果を得た。1)国内炭として幌内炭、太平洋炭、外国炭として中国、大同炭、豪州、Goonye Ua炭を用いて、ケロシンを捕収剤とした加圧浮選により分離の難易を検討した結果、幌内炭と大同炭が分離性良好であることが分った。両試料を種々の時間粉砕した試料に対して、メジアン径と90%の石炭回収率のときの浮炭の灰分の関係を比較すると、幌内炭の場合は25μmより細かくしても浮炭の灰分は2.5%程度で横ばいになるのに対して、大同炭の場合は粒径が細かくするほど浮炭の灰分は低下し、14μmで浮炭の灰分は1.8%となった。これらの結果より、脱灰浮選の試料として大同炭を用いることとした。2)大同炭に対してカルシウムイオン活性化後のオレイン酸ナトリウムを捕収剤とした脱灰浮選を試みた結果、pH11.5付近において沈炭の灰分が低下する傾向が認められたが、石炭がかなり浮遊し、良好な分離は得られなかった。3)石炭を分散させ、その浮遊を抑制する種々の試薬の効果を検討した。でん粉、デキストリンは石炭の浮遊を強く抑制するが、灰分成分も同様に抑制し、分離性の改善は認められなかった。タンニンもでん粉と同様の効果をを示した。非イオン性界面活性剤のうちでHCB値9.817.1のものが石炭の抑制に若干の効果が認められた。ポリビニルアルコールが用いた試薬の中でもっとも石炭を選択的に抑制することが認められたが、沈炭の回収率は80%程度、その灰分は5%弱と満足すべき結果は得られなかった。したがって、さらに石炭を選択的に抑制する試薬の開発と灰分成分の効果的浮選法の検討が必要と考えられる。1カオリナイト,ディッカイト,パイロフィライト,セリサイト,モンモリロナイトに対するカルシウムイオンの吸着量を測定し、いずれの粘土鉱物に対しても、pHの上昇とともに吸着量は増大するが、中性pH付近でもかなり吸着することを認めた。石英に対するカルシウムイオンの吸着は中性pH付近ではおこらず、pH10.5以上で吸着量が急増することが認められており、カルシウムイオンはCa【OH^+】イオンとして吸着されるものと推察されているが、上記の粘土鉱物に対するカルシウムイオンの吸着は明らかに石英に対するそれと異なっており、粘土鉱物特有の同形置換にもとずく陽イオン交換能が関与しているものと推察される。2.各種粘土鉱物のカルシウム活性化後のオレイン酸ナトリウムによる浮遊性はpH89に極小が認められるが、中性pH付近およびpH9以上のアルカリ性領域で大であることを認めた。中性pH付近での良好な浮遊性は、オレイン酸イオンが界面活性の高い酸性石けんに加水分解されるためであり、アルカリ性領域での高い浮遊性はカルシウムイオンの吸着量の増大と対応している。3.石炭とディッカイトの混合試料に対してカルシウムイオンによる活性化後、オレイン酸ナトリウムによりディッカイトを浮遊させる方法では混合されたディッカイトを充分に浮遊させることが可能であるが、2030%の石炭も同時に浮遊し、石炭の高い回収率が得られなかった。4.上記の石炭の浮遊性を抑制するために各種界面活性剤による石炭懸濁液の分散効果を検討した結果、非イオン性の界面活性剤は分散効果がほとんどなく、オレイン酸ナトリウム,硫酸ドデシルナトリウム,ドデシルアミン酢酸塩のようなイオン性の界面活性剤のある添加量において分散効果が認められた。
若年労働市場の成立と教育学および教育実践の動向

これまで進めてきた資料の整理を踏まえていくつかの論考を発表することで、さらにその過程で概念整理を行うことで、1930-50年代においてschool to workを巡る社会構造と教育の課題の連続性が指摘できた。作業成果は以下の通り。I基礎カテゴリーの整理では、教育人口動態、ペダゴジー、メタペダゴジーなど研究で深めたカテゴリーについて整理を行った。IIでは1930-40年代前半の青年学校、1950年代の新制中学校、60年代を射程にいれた高等学校の個別研究の整理を行い、それらと新卒労働市場の構造との関係について限定的な考察を行った。さらにIIIで研究課題と方法について、戦後教育史像と教員文化さらに教育人口動態史という観点から整理を行った。加えて新制高等学校を中心とした対象期の基礎統計データをまとめた。I基礎カテゴリーの整理[1]教育人口動態史研究の射程[2]メタ・ペダゴジーをめぐる諸問題II 1930-60年代の職業社会と学校[3]学校方式の時代-192040年代の青少年労働を巡る転換の諸相[4]1950年代の教育におけるプラクシスの論理の様相-新制中学校における<学校-職業社会>問題に注目して[5]高度成長期における新卒労働市場の構造と変動複線型トランジションから単線型トランジションへIII研究課題と方法のために[6]戦後教育史把握のための視点[7]教員文化とペダゴジー[8]教育人口動態史の課題IV基礎統計[9]戦後新制高等学校を中心とした諸統計これまで進めてきた資料の整理を踏まえていくつかの論考を発表することで、さらにその過程で概念整理を行うことで、1930-50年代においてschool to workを巡る社会構造と教育の課題の連続性が指摘できた。I基礎カテゴリーの整理[1]教育人口動態史研究の射程[2]メタ・ペダゴジーをめぐる諸問題II 1930-60年代の職業社会と学校[3]学校方式の時代-192040年代の青少年労働を巡る転換の諸相[4]1950年代の教育におけるプラクシスの論理の様相-新制中学校における<学校-職業社会>問題に注目して[5]高度成長期における新卒労働市場の構造と変動複線型トランジションから単線型トランジションへIII研究課題と方法のために[6]戦後教育史把握のための視点[7]教員文化とペダゴジー[8]教育人口動態史の課題IV基礎統計[9]戦後新制高等学校を中心とした諸統計1.1930-50年代の社会過程と教育の把握をめぐる認識論と方法論の検討を主として行った。仮説的な枠組みを雑誌に投稿した。2.資料整理として、東京工業大学名誉教授故清原道寿家所蔵の戦前-戦後の技術教育・職業指導関係諸資料の整理に当たった。同時に一橋大学名誉教授中内敏夫氏より寄贈が予定されている教育社会史関係を中心とした諸資料の整理を行った。3.30-60年代にかけて広く教育実践運動の検討を2.に加え新しく入手した資料も含めて大学院生など若手の研究者を組織して実施し始めた。資料分析と合わせて聞き書き調査を実施した。4.都市部の若年労働の調査資料について調査を進めてきたが、その内在的な分析を進めるためにさらに社会史的な資料の収集と聞き書きを進めた。技術者養成に関わる実際の検討を行った。5.継続的な作業となっている教育学[pedagogy](様々なレベルでの教育に関する反省的な思考)の検討を、[1]講壇教育学の動向と[2]教育実践の現場ないし運動のレベル、さらに[3]教育学関連領域からの影響という観点で枠づけて行った。[1]では東京帝国大学を中心にアカデミズムの研究動向の調査と業績分析、[2]では郷土教育運動、綴方教育運動、教育科学運動に加え戦後の産業教育研究連盟なども含み教育運動の動向の検討、[3]では教育学と関連隣接領域の諸学問との相互規定関係の分析を労働科学や科学論さらに生活構造論など教育、教育学に影響を与えた諸領域の検討を深めた。それらを踏まえてこれまでの研究と合わせて著作にまとめるために役立てた。本研究は、1.1930-50年代の社会過程、教育過程を新資料を踏まえながら検討するという領域と2.そこでの教育の実践と教育学の展開の分析という領域からなる。それぞれの領域での検討を深めながら、両者の領域を総合して既述の研究の課題にアプローチし研究の目的を達成する。1.学校と若年労働市場との関係ならびにそれを規定する社会動態(人口動態など社会的諸要因を含む)の検討(1)故東京工業大学名誉教授清原道寿氏の戦前-戦後の技術教育・職業指導関係諸資料、ならびに一橋大学名誉教授中内敏夫氏の戦前教育社会史関係を中心とした諸資料の整理を行った。(2)都市部の若年労働の調査資料について調査をもとに、学校と市場の間にある学校の実態に即しながらそのschool to workの検討を進め、論文を作成した。

1920-40年代の学校制度と実業社会との間に存在した諸学校に注目し、これらが果たした学校と実業社会の繋ぎの実相の一端を明らかにした。これらの学校は30年代の終わりには青年学校として制度化されるものが多かったが、その定着の中に人々が学校を利用することで社会に出ていく時代の到来をみ、なかでもその伝達の方式に注目して学校方式の時代への転回として捉えた。2.教育学[pedagogy](様々なレベルでの教育に関する反省的な思考)の検討本年は教育実践の現場の動向を綴方運動のなかの北方教育運動の戦後史に注目して検討を行い、論文化した。1950年代はその後の高度成長の到来を前にした時期でもあるが、そこでの北方教育実践の実相を産業教育との関連で検討した。そのほか、東京帝国大学と広島文理科大学における教育研究といったアカデミズムの研究動向の調査と業績分析の準備作業を行った。本研究は、以下の二つの領域にわけて検討を進めてきた。<I>1930-50年代の社会過程、教育過程についての関係など基礎的な検討を行う領域と<II>そこでの教育の実践と教育学の展開の分析という領域である。平成18度は最終年度にあたり、それぞれの領域での検討を深めながら、両者の領域を総合して報告書を作成した。研究計画にもとづき作業を展開し、以下のように3つのカテゴリーに分けて研究をまとめていった。まずIとして、基礎カテゴリーの整理を行った。教育人口動態、ペダゴジー、メタペダゴジーなど研究で深めたカテゴリーについての検討を進めた。さらにIIとして、1930-40年代前半の青年学校、1950年代の新制中学校、60年代を射程にいれた高等学校の個別研究の整理を行い、それらと新卒労働市場の構造との関係について限定的な考察を行った。青年学校に関しては軍との関係も射程にいれて資料収集につとめ整理を行った。さらに高度経済成長期まで対象を拡げ、高度成長期における新卒労働市場の構造と変動も対象領域に含め、複線型のトランジッションから単線型のトランジッションヘの移行について新たな検討を行った。IIIで研究課題と方法について、戦後教育史像と教員文化さらに教育人口動態史という観点から整理を行った。加えて新制高等学校を中心とした対象期のこれまでに収集した基礎統計データをまとめた。さらにこれまで進めてきた資料の整理のために内部資料集を作成した。以上を踏まえて、1930年代に基盤ができた教育と社会の関係構造の上に戦後新しい制度が据えられ60年代以降の展開を準備していた点を、分析の枠組みの構築と事例研究によりその一端を明らかにした。
リポソーム封入抗癌剤の直腸粘膜下注入によるリンパ節を標的とする化学療法の試み

骨盤内リンパ節は,前立腺癌の最も重要な標的転移臓器のひとつである。全身的副作用,局所障害が少なく,骨盤内悪性腫瘍およびリンパ節へのより強い抗腫瘍効果を得る治療法として抗癌剤封入リポソームの経直腸的,経会陰的注入の有用性について検討した。【方法】8週齢のウィスターラットの前立腺周囲にメソトレキセートを単体で投与した場合,リポソームに封入し経会陰的に投与した場合,もしくはメソトレキセートを経静脈的に投与した場合の3投与法で血中濃度,体内臓器分布を比較した。また,投与前後の全血算,肝,腎機能検査により全身的副作用,注射局所の組織検査により局所障害について検討した。さらに,ヒト前立腺癌由来培養細胞株PC-3で,ヌードマウスに腫瘍を造り,メソトレキセート,リポソーム封入メソトレキセートを腫瘍内に注射し,抗腫瘍効果を比較した。【結果】メソトレキセートをリポソームに封入し投与すると他投与法に比し,血中濃度は低く,前立腺,骨盤内リンパ節への高濃度のメソトレキセートの移行を認めた。他の臓器(肝,腎,脾等)への組織内濃度に関しては差を認めなかった。全身的副作用に関しては,大量投与(10mg/kg)では,軽度の骨髄抑制を認めたが,他の検査値に異常を認めなかった。抗腫瘍効果に関しては,現在検討中である。以上よりリポソーム封入抗癌剤の経直腸的,経会陰的投与は骨盤内悪性腫瘍,骨盤内リンパ節転移の治療法として臨床応用できる可能性があると考えている。
クロマチン動構造の国際共同研究ネットワーク形成

真核生物のゲノムDNAは、クロマチンと呼ばれる分子複合体として、細胞核内に存在している。転写、複製、組換え、修復などの過程において、生物がクロマチンによる障壁を乗り越えるためには、クロマチンが動的に変換しうる性質を持つことが必要である。そこで本研究では、ヒストンバリアントと修飾、クロマチン相互作用因子、核内構造体などが織りなす、生命現象を司るクロマチン構造とその動態の実体を明らかにするために、国際連携ネットワーク体制を構築することを目的として、研究活動を支援した。本領域研究は、クロマチン動構造の国際共同研究ネットワークを形成することで、クロマチン構造とその動態の実態の解明研究を、世界的な視野を持った研究チームを編成して遂行すること目的としている。その目的の達成に向けて、本年度では、カナダ、ウィスラーにて開催されたKeystone Symposia、Chromatin and Epigenetics(C2)に博士研究員を派遣し、クロマチン研究の最新情報の取得、新たなヒストンバリアントに関する研究の発表、そして新たな共同研究の打ち合わせを行った。米国、シカゴ大のAaron Turkewitz教授を招聘し、Live CLEM法を教えることによって国際共同研究を促進した。Peter Fraser博士(バブラハム研究所、イギリス)およびJessica Downs教授(サセックス大学、イギリス)との共同研究の打ち合わせのために、胡桃坂(早稲田大学)と原田(東北大学)の2名をイギリスに派遣した。Kerstin Bystricky教授(ツールーズ第三大学、フランス)との共同研究を開始し、特定の遺伝子座の転写活性化に伴うヒストン修飾動態に関する共同研究を、博士研究員を2週間派遣することで遂行した。Nadine Vasstenhouw博士(マックスプランク研究所ドレスデン、ドイツ)との共同研究を開始し、ゼブラフィッシュ初期胚のイメージングに関する共同研究を、博士研究員を4日間派遣することで行った。また、2016年度に予定していたFabLEMの講習会を2016年2月に前倒しして実施した。そして、William C. Earnshaw教授(エジンバラ大学、イギリス)の大学院生を1週間受入れ、FabLEM法を指導した。また、ホームページの英語版の作成も行った。本年度の実施計画は、1)領域関係者の海外セミナーと共同研究、2)国際トレーニングの準備、3)領域内の若手研究者の海外派遣、4)英文ホームページの作成と情報発信、であった。1)の領域関係者の海外セミナーと共同研究のために、領域研究者である原田および胡桃坂をイギリスに派遣し、セミナーを行うと同時に共同研究の打ち合わせを行った。また若手研究者の海外派遣も行い、共同研究を遂行することができた。2)国際トレーニングとしては、エジンバラ大学(イギリス)の大学院生を1週間受入れ、FabLEM講習会を開催することで技術指導を行うことを成し遂げた。また、本領域にてLive CLEM法の指導を国際的に行うために、米国、シカゴ大のAaron Turkewitz教授を招聘し、同博士に対して継続的に技術指導を行いつつ共同研究を推進している。3)領域内の若手研究者の海外派遣に関しては、領域研究を行う若手研究者を、フランス、ドイツ、米国に計3回派遣し、新たな共同研究を開始することができた。4)英文ホームページの作成と情報発信としては、新たに英文ホームページの作成を行った。以上のように、当初の計画を順調に遂行し、さらに当初は準備のみの予定であった技術講習会や国際共同研究を執り行うことができた。これらの研究成果により、若手研究者を含む領域研究者の国際交流を活発化することができ、当該分野の中心課題であるクロマチン動構造と遺伝子の機能制御に関する新たな研究を、当初の計画を上回る規模で展開することができた。本領域研究は、クロマチン動構造の国際共同研究ネットワークを形成することで、世界的な視野を持った研究チームを編成してクロマチン研究を遂行すること目的としている。本年度では、コロラド大学、コロラド州立大学らの研究者と共同でColorado Chromatin Meetingを開催し、本領域から胡桃坂、大川、木村、佐藤、河野、原田を派遣して、エピジェネティクス研究の最新の情報の交換と研究発表、及び共同研究の打ち合わせを行った。これにより、木村とLuger教授(コロラド大学)を代表者として、日米国際共同研究教育パートナーシッププログラム(PIRE Program)への予備申請を米国にて行い、本申請への許諾を得た。また、スイスで、Japan-Swiss Symposium, Chromatin Structure and Dynamicsをフリードリッヒ・ミーシャ研究所と共同で開催し、胡桃坂、原田、平岡、菅澤、木村、佐藤および若手研究者3名を派遣し、本領域研究者とスイスの研究者との、国際共同研究ネットワークの構築を行った。本年度の実施計画1)-4)に関しての実施内容を報告する。1)領域関係者の海外セミナーと共同研究に関して、領域代表である胡桃坂が米国NIEHSやウィーン大学にて招待セミナーを行った他、領域研究者である河野がオハイオ州立大学にて、セミナーおよび共同研究の打ち合わせを行った。また、領域代表である胡桃坂が若手研究者とともに、フランスのグルノーブル大学を訪問し、共同研究の打ち合わせと研究の遂行を行った。領域研究者である山縣と木村は、Maria-Elena Torres Padilla博士(ヘルムホルツセンター・ミュンヘン)と初期胚のクロマチン動態に関する共同研究の打ち合わせ、およびSolovei博士(ミュンヘン大)とのヘテロクロマチン形成に関する研究打ち合わせを行なった。また、2017年度にミュンヘンでヘルムホルツセンターと新学術領域の合同シンポジウムを開催する計画を練った。2)国際的な技術指導に関しては、領域研究者である木村がFabLEMの講習会を2017年3月に実施した。

Bystricky博士(ツールーズ第三大学)の大学院生を1ヶ月間受入れ、FabLEM法やmintbodyの使用法についての講習を行った。また、その際に、徳永の研究室で1分子計測も行った。この共同研究により、単一遺伝子座の転写活性化の計測系の開発に目途を立てることができた。3)領域内の若手研究者の海外派遣に関しては、領域研究を行う若手研究者を、中国、スイスに計2回派遣し、新たな情報の取得と発表を行った。4)海外からの共同研究者の招聘に関しては、カンザス大学の東義明博士を早稲田大学に招聘した。これらの研究成果から、領域研究者の国際ネットワークの構築が、当初の予定を大きく上回る規模で行うことができた。本研究支援は、クロマチン動構造の国際共同研究ネットワークを形成し、世界的な視野を持ってクロマチン研究を遂行すること目的とし、1)領域関係者の海外派遣と共同研究、2)国際的な技術指導、3)領域内の若手研究者の海外派遣、そして4)海外からの共同研究者の招聘、を中心に支援を展開した。本年度は、Helmholtz Zentrum Munchen (HMGU)の研究者と共同で、ミュンヘンにてHMGU-Japan Epigenetics and Chromatin Symposiumを開催し、最新の情報交換と研究発表、及び共同研究の打ち合わせを行った。本シンポジウムには胡桃坂、木村、山縣、原田、小布施、斉藤、河野、宮本、佐渡を派遣するとともに、領域内の若手研究者13名を派遣した。また近年、細胞核の構造・ダイナミクスを包括的な理解を目指す「ヌクレオーム」研究が国際的な潮流となってきた。本領域からも、ポーランドにて開催されたヌクレオーム研究の国際会議"The Cell Nucleus in Space and Time"に、木村、斉藤、田代が参加し、研究成果の発表および情報収集を行った。さらに、技術指導の実施のために、Chicago大学のTurkewitz教授、Sparvoli氏を原口研究室に招いて実験を行い、この共同研究の成果は2報の学術論文として発表した。加えて、コールドスプリングハーバー研究所および、ケンブリッジ大学にそれぞれ1名の若手研究者を派遣し、研究技術を習得させた。このほかの支援も含めて、1)領域関係者の国際学会参加もしくは国際共同研究打ち合わせ計14件、2)海外研究者の日本での技術指導実験計4件、3)若手研究者の海外派遣計19件、4)国際共同研究者の招聘計5件を支援した。本支援によって構築された国際共同研究の多くは現在も継続中であり、今後さらに研究成果が期待できる。真核生物のゲノムDNAは、クロマチンと呼ばれる分子複合体として、細胞核内に存在している。転写、複製、組換え、修復などの過程において、生物がクロマチンによる障壁を乗り越えるためには、クロマチンが動的に変換しうる性質を持つことが必要である。
siRNAを用いた肺高血圧治療法の開発

肺動脈性肺高血圧症は、肺血管内皮細胞の機能障害により肺動脈の収縮や肺血管内皮・平滑筋細胞の増殖を来たす難治性疾患である。既存の治療薬は血管拡張を主な作用点としており、治療抵抗例が存在するため、我々は治療のターゲットを主たる病因である肺動脈の血管内皮・血管平滑筋細胞の増殖へ転換する必要があると考えた。肺高血圧症では、細胞増殖・分化を制御するMAPKシグナリングが病態へ関与していると考えられており、まずこのシグナル蛋白であるMEKを標的としたsiRNAをデサインし、その効果を確認した。ラットMEK1および2の双方に相同性をもつ21merのsiRNAを合成し、培養ラット血管平滑筋細胞(A7r5)にリポフェクションさせ、標的遺伝子、蛋白の抑制効率をそれぞれ定量的Real time PCR法、Western blotting法により検討したところ、siRNA濃度が1nMの低濃度でも85%以上の抑制効率を示し、また濃度10nMにおける経時的検討では少なくとも96時間以上その抑制効果が持続していた。次に、このsiRNAの血管平滑筋細胞に対する増殖抑制効果を、MAPKカスケードを下流とする増殖因子であるPDGF-BB刺激下にMTS assayを用いて検討したところ、siRNA濃度依存的に血管平滑筋細胞の増殖が抑制されていた。さらに、アポトーシス誘導効果をカスパーゼ3および7の細胞内活性を測定し検討したところ、やはり濃度依存的にアポトーシス誘導が起こっていた。以上より、我々のデザインした合成siRNAはラノト血管平滑筋細胞の標的蛋白合成を効率的に阻害し、期待された増殖抑制およびアポトーシス誘導の表現型を示すことが証明された。現在、このsiRNAを脂質化合物を用いて生体内での安定性を確保した薬物送達システムを開発中であり、ラット肺高血圧モデルを用いて標的となる肺動脈への導入効率を検討する予定である。
人工造林地の保有施業が土壌液中の養分動態に及ぼす影響

皆伐一斉林の幼齢林小流域で,枝打ちおよび施肥が流出養分量に及ぼす影響を調査した.流出養分量は流出水量に大きく影響を与えることから,流出水量を著しく多くする若齢林での一度の多量の枝打ちは地力の面からもさけねばならない. A.層の最も少ない時期に適度な枝打ちで土壌へ有機物を供給することは地力の面からも重要である.また閉鎖後の樹冠下部のある程度の枝打ちは蒸散量にはあまり影響ないものと考察した.土壌水の養分特性を把握するため,ポーラス・カップをとりつけた吸引法による簡易採水器を試作し,採取した土壌水に含まれる養分の特性ならびに林地での斜面位置別での土壌水に含まれる養分の動態や同一斜面での深さ別あるいはトラバース状に採取した土壌水中の養分変動および流域からの流出養分量との関係について考察した.採水器で採取された土壌水は降水にともなって容易に移動する土壌水である.窒素の施用で土壌水のNo_3-Nを増加させた場合,土壌水の電気的等量を保つため,置換性Ca,CaやKが土壌水に溶出される.その溶出割合は土壌の置換性塩基割合と関係がある.〓粒状構造の発達している斜面下部では,施用要素のNo_3NやKの下層への移動は容易で,それにともなってCaやMgの移動も多い.一方,斜面上部では施用された養分要素は普通の降水ではあまり下層へ移動せず,より強い力で吸着されている土壌水に含まれる.降水にともなって下層へ移動する土壌水に比較してPF4.2までに含まれる土壌水の養分量は多く,特に表層で非常に多い. 80cm層になると, CaやMgでは土壌水とほぼ同程度になる. ha当りの養分量も多く,降水が多い時に増加し,渇水期になると減少する.枝打ちや施肥による林内雨や樹冠流の養分量の変化やイオン交換樹脂による土壌中の養分移動量については現在とりまとめ中である.皆伐一斉林の幼齢林小流域で,枝打ちおよび施肥が流出養分量に及ぼす影響を調査した.流出養分量は流出水量に大きく影響を与えることから,流出水量を著しく多くする若齢林での一度の多量の枝打ちは地力の面からもさけねばならない. A.層の最も少ない時期に適度な枝打ちで土壌へ有機物を供給することは地力の面からも重要である.また閉鎖後の樹冠下部のある程度の枝打ちは蒸散量にはあまり影響ないものと考察した.土壌水の養分特性を把握するため,ポーラス・カップをとりつけた吸引法による簡易採水器を試作し,採取した土壌水に含まれる養分の特性ならびに林地での斜面位置別での土壌水に含まれる養分の動態や同一斜面での深さ別あるいはトラバース状に採取した土壌水中の養分変動および流域からの流出養分量との関係について考察した.採水器で採取された土壌水は降水にともなって容易に移動する土壌水である.窒素の施用で土壌水のNo_3-Nを増加させた場合,土壌水の電気的等量を保つため,置換性Ca,CaやKが土壌水に溶出される.その溶出割合は土壌の置換性塩基割合と関係がある.〓粒状構造の発達している斜面下部では,施用要素のNo_3NやKの下層への移動は容易で,それにともなってCaやMgの移動も多い.一方,斜面上部では施用された養分要素は普通の降水ではあまり下層へ移動せず,より強い力で吸着されている土壌水に含まれる.降水にともなって下層へ移動する土壌水に比較してPF4.2までに含まれる土壌水の養分量は多く,特に表層で非常に多い. 80cm層になると, CaやMgでは土壌水とほぼ同程度になる. ha当りの養分量も多く,降水が多い時に増加し,渇水期になると減少する.枝打ちや施肥による林内雨や樹冠流の養分量の変化やイオン交換樹脂による土壌中の養分移動量については現在とりまとめ中である.群馬県勢多郡にあるスギ・ヒノキ幼齢林において、斜面位置別の深さ別に採水器をとりつけ、三要素施肥による養分動態を調べた。三要素施肥で、土壌中の【NO_3】-N,Ca,Mg,K濃度が上昇するが、斜面上部では、表層土の増加で、短期間にすぎない。斜面下部では、深い層までの濃度上昇がみられ、その濃度も高く、持続期間も長い。斜面位置の違いで土壌水への施肥の影響が違うのは、B層が強く影響していると考えた。また置換牲Caの塩基割合の高い斜面下部では、土壌水の【NO_3】-N濃度が同じでも、斜面上部よりもCa濃度が高く現われる。8年生スギ林分に採水器をとりつけ、同一斜面の横方向での表層土壌水の養分変化を調査した結果、土壌水中の【NO_3】-N,CaおよびMgの動態は同じ傾向を示し、大きく3つのタイプにわけられた。また降水の多少で、土壌水中の塩基割合は異なり、特にCaとKとの間では土壌水分が多くなると、Ca割合が増加し、土壌水分が少なくなると、K割合が増加することがわかった。枝打ち前後の渓流からの流出水量および流出養分量の調査から、枝打ち後12年間の年消失水量を除けば、3年生から9年生にかけての消失水量と葉量との間には正の相関が見られ、また葉量の増加は7倍であるが、年消失水量の増加は2倍である。

枝打ちによる著しい消失水量の減少は、植栽木の枝葉の減少にともなう蒸発散の減少ばかりでなく、下草の発生が乏しいこと、また落とされた枝葉によるマルチのためなどが考えられる。皆伐の影響の強い、植栽後13年間を除けば、渓流からの流出養分量と流出水量との間に相関があり、渓流からの流出養分量を少なくするためには、流出水量を少なくすることが、地力維持の上で重要である。また枝打ちにともなう林内雨および樹幹流の養分量の変化については、現在とりまとめ中である。