hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
幾何学的ヘテロ／電気化学的ホモ組織制御による高強度高耐食マグネシウム合金設計

Mg合金組織の幾何学的不均質性が電気化学的均質性に与える影響の調査を行い,以下の結果を得た.(1) Mg-Zn-Y系およびMg-Zn-Gd系合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡法により調査し,構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係を明らかにした.(2)長周期積層構造(LPSO)相を強化相として有するMg合金展伸材の異方性が腐食挙動に及ぼす影響を調査し,押出方向垂直面が押出方向平行面よりも耐食性が優れていることを明らかにするとともに,Alを添加することでこれらの異方性の影響が小さくなることを見出した.平成25年度は、Mg合金組織の電気化学的均質性評価手法の確立と腐食メカニズムの解明とMg合金組織の幾何学的不均質性が電気化学的均質性に与える影響の解明についての研究を行い、以下の結果を得た。(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立:Mg-Zn-希土類元素(RE)系合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡(SKPFM)法により調査し、構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係を明らかにした。特にMg-Zn-Gd-Al合金において、Al添加量によりLPSO相の電位が母相の電位に近づき、結果として耐食性が向上することが確認された。(2) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた腐食メカニズムの解明: Mg-Zn-RE系合金鋳造材における局部腐食の発生箇所を特定した。SKPFMにより測定した母相とLPSO相の相関電位差が0.3Vを上回る場合に、LPSO相付近の母相が選択的に溶解する様子が見られ、SKPFM表面電位と腐食発生挙動の関係が明らかになりつつある。(3)皮膜のインピーダンス特性の調査のため、走査型電気化学顕微鏡に局所インピーダンス測定モードを追加した試作機(SECM-LEIS試作機)の仕様を検討した結果、原子間力顕微鏡に広域スキャナを適用した局所インピーダンス測定装置の仕様を決定するに至った。(4) Mg/LPSO二相合金の成分設計とその電気化学的特性の評価:母相との電位差が小さい新規LPSO相の探索を行い、Mg-Zn-Y系、Mg-Zn-Gd系合金において、LPSO相形成する新しい組成を見つけるとともに、それらの表面電位に関する情報を得た。また、これらLPSO相の相安定性についての基礎的知見を得た。Mg合金の電気化学的均質性評価手法の確立と腐食メカニズムの解明とMg合金組織の幾何学的不均質性が電気化学的均質性に与える影響の解明についての研究を行い、以下の結果を得た。(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立:LPSO相の体積分率が異なるMg-Zn-Y系合金を複数種作製し,各合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡(SKPFM)法により調査することで構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係を明らかにした。(2) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた腐食メカニズムの解明:Mg-Zn-Y系合金鋳造材における局部腐食の発生箇所を精査し,SKPFMにより測定した母相とLPSO相の相間電位差が0.3Vを上回る場合に,LPSO相付近の母相の溶解が顕著となることを明らかにした。(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立が順調に進んでいる。Mg-Zn-希土類元素(RE)系合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡(SKPFM)法により調査し、構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係についての基礎的知見が蓄積されている。H26年度は特にMg-Zn-Y系合金のLPSO相の体積分率の増減による腐食挙動の変化がSKPFM表面電位の分布にどのように影響を受けるかについて明らかにした。(2) Mg/LPSO二相合金鋳造材を持ちいた腐食メカニズムの解明が進んでいる。Mg-Zn-RE合金にみられる母相とLPSO相との間のガルバニック腐食が顕著に起こる相間電位差が,SKPFM表面電位では0.3Vであることがわかりつつある。(3) H25年度に引き続き,Mg/LPSO二相合金の成分設計とその電気化学的特性の評価:母相との電位差が小さい新規LPSO相の探索を行い,Mg-Zn-Y系、Mg-Zn-Gd系合金においてLPSO相を形成する新しい組成を複数発見するに至っている。Mg合金の電気化学的均質性評価手法の確立と腐食メカニズムの解明とMg合金組織の幾何学的不均質性が電気化学的均質性に与える影響の解明についての研究を行い,以下の結果を得た。(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立:Mg-Zn-Y系およびMg-Zn-Gd系合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡(SKPFM)法により調査し,構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係を明らかにした。Mg-Zn-Gd-Al合金において,Alを添加することでLPSO

相中のZnがAlに置換されることによりLPSO相の電位が母相の電位に近づき,結果として耐食性が向上することがわかった。(2) Mg/LPSO二相合金展伸材の集合組織が腐食挙動に及ぼす影響の調査:Mg97Zn1Y2合金押出材の異方性が腐食挙動に及ぼす影響を調査し,押出方向垂直面が押出方向平行面よりも耐食性が優れていることを明らかにした。押出方向平行面の耐食性が低い理由として,押出方向に繊維状に形成されるα-Mg母相の加工粒集合組織およびLPSO相集合組織による影響であることがわかった。Mg合金組織の幾何学的不均質性が電気化学的均質性に与える影響の調査を行い,以下の結果を得た.(1) Mg-Zn-Y系およびMg-Zn-Gd系合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡法により調査し,構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係を明らかにした.(2)長周期積層構造(LPSO)相を強化相として有するMg合金展伸材の異方性が腐食挙動に及ぼす影響を調査し,押出方向垂直面が押出方向平行面よりも耐食性が優れていることを明らかにするとともに,Alを添加することでこれらの異方性の影響が小さくなることを見出した.(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立:H25年度に引き続き、SKPFMによる複相Mg合金の表面電位分布測定を行い、各構成相の表面電位と腐食電位の相関関係を調査する。対象合金をMg/LPSO二相合金から既存二相Mg合金や新奇二相Mg合金へ拡げて調査することで実験結果の体系化を進める。(2) Mg合金組織の幾何学的不均質性が電気化学的均質性に与える影響の解明:結晶粒径、結晶方位分布、粒界性格などが表面電位分布に与える影響と腐食挙動に及ぼす影響を調査する。対象合金をMg/LPSO二相合金から既存二相Mg合金や新しい二相Mg合金へ拡げて調査することで実験結果の体系化を進める。(3)幾何学的ヘテロ/電気化学的ホモ組織制御による高強度高耐食Mg合金設計指針の確立:合金設計とプロセス設計による電気化学的均質性制御方法の確立を目指す。母相との電位差の小さいLPSO相を形成するMg合金の探索をH25年度に引き続き進めるとともに,母相と電位差が小さい化合物相を有する新しいMg合金組成を探索する。機械的特性および耐食性に影響を及ぼす幾何学的パラメータを制御する加工熱処理プロセスを設計し,新しいMg合金展伸材の開発を進める。27年度が最終年度であるため、記入しない。金属工学(1) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた電気化学的均質性評価手法の確立が順調に進んでいる。Mg-Zn-希土類元素(RE)系合金の表面電位分布を走査ケルビンプローブフォース顕微鏡(SKPFM)法により調査し、構成相間の電位差と腐食挙動および電気化学的挙動の関係についての基礎的知見が蓄積されている。(2) Mg/LPSO二相合金鋳造材を用いた腐食メカニズムの解明が進んでいる。Mg-Zn-RE合金中の母相とLPSO相の相関電位差がSKPFM表面電位で0.3Vを上回る場合に、LPSO相付近の母相が選択的に溶解ことが明らかになり、ガルバニック腐食発生と相関電位の関係についての考察を進めている。(3)走査型電気化学顕微鏡に局所インピーダンス測定モードを追加したSECM-LEIS装置の仕様を決定するに至った。(4) Mg/LPSO二相合
巻貝類において発現する核内受容体の機能解析および環境化学物質に対する応答性評価

エイ、ウミヤツメ、クロアシカサガイからPPARγをクローニングし、その性状解析を行った。クロアシカサガイPPARγはRosiglitazone、トリブチルスズ(TBT)、トリフェニルスズ(TPT)いずれの化合物に対しても反応しなかった。一方で、エイ、ウミヤツメPPARγにおいては、Rosiglitazoneのアゴニスト活性はヒトPPARγよりも弱かったのに対し、TBT、TPTのアゴニスト活性はヒトPPARγと同等以上であった。これらの結果から、水生生物において有機スズ化合物のPPARγを介した作用は、チアゾリジン化合物よりも強く表れる可能性が示唆された。本研究では、巻貝類における核内受容体の機能解析を行うと共に、環境化学物質に対するこれらの応答性についても検討することで、環境化学物質の巻貝類に対する生体影響を予測するための分子基盤を構築することを目的としている。本年度は、遺伝子配列が解明されていないクロアシカサガイのPPARγのクローニングを行った。各動物種間で比較的良く保存されているDNA binding domain (DBD)配列をPCRにより増幅し、それを元に、3'RACE法により3'側の未知配列の解明を、5'RACE法によって5'側の未知配列の解明を行うことに成功した。明らかになった配列を元に、他動物種と比較を行った。比較対象はヒト、水生生物であるウミヤツメおよびエイとした。これまでに我々は有機スズ化合物がPPARγアゴニスト活性を発揮するに当たり、ヒトPPARγの285番目のシステイン(C285)が重要な役割を果たしていることを明らかにしている。この点に着目して比較結果を見たところ、ウミヤツメ、エイはC285に相当する部分がともにシステインだったのに対し、クロアシカサガイはチロシンであった。この結果から、クロアシカサガイPPARγはヒトPPARγとは異なり、有機スズ化合物がリガンドとならない可能性が示唆された。クロアシカサガイPPARγのクローニングは当初時間がかかると予想されたが、予定より早く本年度中に完了することが出来た。一方で、本年度はヨーロッパチヂミボラPPARγを用いたリガンド結合実験を行う予定であった。本実験では組み替えタンパク質を作成する必要があるが、当初発現を試みた条件では、組み替えタンパク質が不溶化してしまう問題が発生し、本年度は結合実験を行うところまで進展しなかった。しかし、組み替えタンパク質を発現させるプラスミドの組み替えを行い、より低温で発現を誘導させる事で、組み替えタンパク質を不溶化させることなく得ることが出来るようになったため、検討を進める目処は立っている。以上のことから、順序は前後しているものの、研究は順調に進んでいると考えている。本研究では、巻貝類における核内受容体の機能解析を行うと共に、環境化学物質に対するこれらの環境化学物質に対する生体影響を予測するための分子基盤を構築することを目的としている。本年度は、クローニングしたクロアシカサガイ、ウミヤツメ、エイPPARγのアゴニスト活性評価系を構築し、ヒトPPARγにおけるアゴニストであるrosiglitazone、トリブチルスズ(TBT)およびTPTに対する応答性について検討を行った。1 nMから10 μMの濃度範囲でRosiglitazoneに対する応答性について検討を行った結果、ウミヤツメ、エイPPARにおいては1 μM以上の濃度でluciferase活性の上昇が認められた。一方で、クロアシカサガイPPARでは10 μMでもluciferase活性の上昇は認められなかった。同様に1100 nMの濃度範囲でTBT、TPTに対する応答性についても検討を行った。その結果、ウミヤツメにおいては10 nM以上のTBT、30 nM以上のTPTにおいてluciferase活性の上昇が認められた。また、エイにおいては、3 nM以上のTBT, TPTにおいてluciferase活性の上昇が認められた。一方で、クロアシカサガイではTBT、TPTに対しても応答性が認められなかった。以上の結果から、ウミヤツメ、エイPPARγにおいてもヒトPPARγと同様にrosiglitazone, TBT, TPTがアゴニストとなることが明らかとなった。一方で、クロアシカサガイPPARγは検討に用いたいずれの化合物とも反応しなかったことから、脊椎動物PPARと無脊椎動物PPARではリガンドとなる化合物が大きく異なる可能性が示唆された。本年度途中で研究代表者の所属が変わったことが影響して、リガンド結合実験の進捗に関しては、当初予定より遅れてしまったが、その代わり、アゴニスト活性評価の検討については、当初予定を前倒しして検討を進め、ほぼ完了している。以上のことから当初計画とは、多少前後する部分はあるものの、順調に進んでいる。本年度は、クローニングしたクロアシカサガイ、ウミヤツメPPARγに対するヒトPPARγにおけるアゴニストであるrosiglitazone、トリブチルスズ(TBT)およびトリフェニルスズ(TPT)に対する親和性について検討を行った。クロアシカサガイPPARγおよび[3H]rosiglitazone、[14C]TPTを用いてリガンド結合実験を行ったところ、クロアシカサガイPPARγは[3H]rosiglitazone、[14C]TPTのどちらに対しても結合せず、応答性評価を反映した結果が得られた。続いて、ウミヤツメPPARγを用いて検討を行った。[3H]

rosiglitazoneを基質とし、非標識rosiglitazone、TBT、TPTを競合物質として競合阻害実験を行った。過去の検討では[3H]rosiglitazoneの濃度を50 nMで行っていたが、ウミヤツメPPARγでは有意な競合阻害が認められず、[3H]rosiglitazoneの濃度を500 nMにすることで、非標識rosiglitazone、TBT、TPT濃度依存的な放射活性の低下が認められた。一方、[14C]TPTを基質として用いた場合には、過去のヒトPPARγと同様の条件でTBT、TPT濃度依存的な放射活性の低下が認められた。しかし、rosiglitazoneは[14C]TPTのウミヤツメPPARγへの結合を阻害しなかった。これらの結果から、TBT、TPTのウミヤツメPPARγに対する親和性はヒトPPARγとほぼ同等であったが、rosiglitazoneのウミヤツメPPARγへの親和性は、ヒトPPARγに比べると低いことが示唆された。エイ、ウミヤツメ、クロアシカサガイからPPARγをクローニングし、その性状解析を行った。クロアシカサガイPPARγはRosiglitazone、トリブチルスズ(TBT)、トリフェニルスズ(TPT)いずれの化合物に対しても反応しなかった。一方で、エイ、ウミヤツメPPARγにおいては、Rosiglitazoneのアゴニスト活性はヒトPPARγよりも弱かったのに対し、TBT、TPTのアゴニスト活性はヒトPPARγと同等以上であった。これらの結果から、水生生物において有機スズ化合物のPPARγを介した作用は、チアゾリジン化合物よりも強く表れる可能性が示唆された。リガンド結合実験を行う目処が立ったため、ヨーロッパチヂミボラPPARγがどのような化合物と結合するか検討を進める。また、クロアシカサガイPPARγについても同様に組み替えタンパク質を作成し、リガンド結合実験を行う。これと平行して、レポーターアッセイによりこれらの核内受容体の応答性についても評価を進めていく。ウミヤツメ、エイPPARγのアゴニスト活性評価が一通り完了したため、これらの核内受容体についてリガンド結合実験を行い、rosiglitazone、TBTおよびTPTとの親和性について検討を行う。また、クロアシカサガイPPARγのリガンドとなる化合物の探索を行う。分子毒性学当初の計画では、ヨーロッパチヂミボラPPARγの組み替えタンパクを用いてリガンド結合実験を行う予定であったが、組み替えタンパクが不溶化しない条件を検討する必要があったため、本年度はリガンド結合実験を行っていない。それに伴って、リガンド結合実験に使用する試薬(RI核種など)の購入を行っていない。そのため、実際の支出額が当初の支出予定額を下回り、次年度使用額が発生した。研究代表者の所属変更の影響で、予定していたリガンド結合実験のための試薬の購入を先送りにしたことが影響したと考えられる。本年度行うことが出来なかったリガンド結合実験に使用する試薬購入に使用する予定である。
ミジンコ類の進化と形態多様性に関する分子生物学的研究

ミジンコ類を材料として、その進化と形態多様性に関して以下の解析を行った。1.オオミジンコからヘモグロビンを精製し、変性二次元電気泳動により解析し、少なくとも6種類のヘモグロビン鎖の存在を明らかにした。また6種類のヘモグロビン鎖のN末端アミノ酸配列を解析し、これらの構造遺伝子が少なくとも4つ存在することを明らかにした。さらにこれらのヘモグロビン鎖の発現が酸素濃度の低下に応答して、それぞれ異なる度合いで促進されることを見いだした。新たに3種類のヘモグロビン鎖cDNAを単離して塩基配列を決定した。また4つの遺伝子が構成するクラスターの最上流約2kbを除く全塩基配列を決定した。哺乳類細胞においてHIF1αとヘテロダイマーを形成し、低酸素応答遺伝子の発現誘導を行う転写因子ArntのcDNAをオオミジンコから新たに単離し、その全塩基配列を決定した。2.形態形成遺伝子、特にHox遺伝子群の構造、構成、機能的特徴の解析:新たに3種類のcDNA(Ubx、Abd-A、Scrのホモログ)を単離して塩基配列を決定した。ミジンコ胚のWhole mount in sits hybridizationにより、これらの遺伝子の発生時期および部位特異的な発現について解析を行った。Ubx/Abd-Aは第2、第3、第4胸脚で発現しているが、形態の異なる第1、第5胸脚では発現していないことを見いだした。hedgehogおよびwntファミリーcDNAを単離し、その塩基配列に基づいて作製したRNAプローブを用いてオオミジンコ胚のinsitu hybridizationによる解析を行い、13個の体節の存在を確認した。Distal-lessとUbx/Abd-Aとが胸脚の形成過程において重複する部位で発現することを見いだした。1.ヘモグロビン遺伝子群の構造、構成、機能的特徴の解析:既にクローン化されていたオオミジンコcDNA2種類の相同性の高い部分をプローブとしてcDNAライブラリーを検索し、新たに2種類のcDNAを単離して塩基配列を決定した。またこれらの配列の相同性の低い部分をプローブとして染色体DNAライブラリーを検索し、四つの遺伝子が構成するクラスターの構造及び転写調節部位の構造について解析した。さらにタマミジンコからヘモグロビン鎖のcDNA及び染色体DNAを単離して塩基配列を決定した。これらの結果に基づきミジンコ類のヘモグロビン鎖の特徴と分子進化について考察した。2.形態形成遺伝子、特にHox遺伝子群の構造、構成、機能的特徴の解析:既にクローン化していたHox遺伝子cDNA断片をプローブとしてオオミジンコcDNAライブラリーを検索し、新たに3種類のcDNA(Ubx、Abd-A、Scrのホモログ)を単離して塩基配列を決定した。これらの配列の相同性の低い部分をプローブとしたミジンコ胚のWhole mount in situ hybridizationにより、これらの遺伝子の発生時期および部位特異的な発現について解析を行いつつある。3.ミジンコ胚のin vitro発生系を用いて、化学物質により誘起される形態形成異常の効率的な検出系を開発した。既にクローン化されていたオオミジンコcDNA 3種類の相同性の高い部分をプローブとしてcDNAライブラリーを検索し、新たに1種類のcDNAを単離して塩基配列を決定した。

また4つの遺伝子が構成するクラスターの最上流約2kbを除く全塩基配列を決定した。タマミジンコから新たに1種類のヘモグロビン鎖cDNA及び染色体DNAを単離してクラスター構成を解析した。これらの結果に基づきミジンコ類のヘモグロビン鎖の特徴と分子進化について考察した。2.ミジンコの形態形成調節タンパク質の1つであるUbx/Abd-Aに保存されている配列を認識するモノクローナル抗体を用いてオオミジンコ胚に対する免疫染色を行い、このタンパク質が第2、第3、第4胸脚で発現しているが、形態の異なる第1、第5胸脚では発現していないことを見いだした。この結果よりミジンコの胸脚の形態の違いは異なるHox遺伝子が発現することにより決定されている可能性を示した。3.ミジンコ胚のin vitro発生系を用いて、エチレンチオユリアにより誘起される形態形成異常について解析した。ミジンコ類を材料として、その進化と形態多様性に関して以下の解析を行った。1.オオミジンコから新たにアルドラーゼ遺伝子cDNA2種類を単離し、その全塩基配列を決定した。そのうちの一つについてノーザンブロット解析を行い、その発現が低酸素条件下で約2倍促進されることを見いだした。他の生物のアルドラーゼ遺伝子と比較してミジンコ類の進化について考察した。2.哺乳類細胞においてHIFαとヘテロダイマーを形成し、低酸素応答遺伝子の発現誘導を行う転写因子ArntのcDNAをオオミジンコから新たに単離し、その全塩基配列を決定した。他の生物のArnt遺伝子と比較してミジンコ類の低酸素応答機構の進化について考察した。3.オオミジンコのhedgehogおよびwntファミリーcDNAを単離し、その塩基配列に基づいて作製したRNAプローブを用いてオオミジンコ胚のinsitu hybridizetionによる解析を行った。この結果、13の体節が存在することを確認した。またwnt-8が神経系の形成に関与していることを推定した。4.オオミジンコのDistal-less cDNAを単離しその全塩基配列を決定した。オオミジンコ胚の抗体染色を行い、胚発生におけるDistal-lessの時期特異的および部位特異的発現について解析した。この結果、Distal-lessとUbx/Abd-Aとが胸脚の形成過程において重複する部位で発現することを見いだした。また付属肢の枝分かれ構造の獲得過程について考察した。
分子シャペロンによるタンパク質の運命決定機構の解析

大腸菌において、これまでストレス応答はその特異的な転写因子であるsigma32の細胞内濃度によりコントロールされていると考えられてきた。しかし、今回、我々は1)sigma32ポリペプチド上の82から95番目のアミノ酸領域の欠失変異の解析よりストレス時の合成誘導はほぼ正常に起こること、2)同欠失変異を持つsigma32はストレス時に安定化されないこと、3)過剰量のシャペロン分子の供給によりsigma因子が安定化される事を見いだした。この安定化された状態でのストレス応答を調べたところ、その量に依存したストレス蛋白質の合成誘導は見られなかった。この事は、シャペロンによるsigma因子の活性調節機構の存在が強く示唆されるものである。また、欠失領域はRNAポリメラーゼコア分子との相互作用に重要な領域である可能性が示唆されている。以上の知見をまとめると、ストレス時において分子シャペロンの枯渇状態になるとそれまで、シャペロン分子によりRNAポリメラーゼとの相互作用を阻害されていたsigma因子はRNAポリメラーゼコア酵素と相互作用することでストレス応答を引き起こし、さらにその結果として分解酵素による分解が免れることで安定化している可能性が強く示唆された。今後の課題は、1)分子シャペロンによるRNAポリメラーゼコア酵素とsigma32との相互作用の阻害、及び2)シャペロン分子依存的に起こると考えられるFtsHタンパク分解酵素による分解における分子シャペロンの機能の解明である。
金属ランダムフォトニックナノ構造の創製と光マニピュレーション

光の波長程度またはそれ以下の大きさを持つ粒子がランダムに分散した系に光が入射すると、光は多重散乱により媒質内で干渉し、色素のような発光を示す分子が系に含まれる場合、その発光強度は増幅され、レーザー発振に至る。従来、このようなランダムレーザーの散乱体としてTiO_2やSiO_2などの誘電体微粒子が知られていたが、2008年に研究代表者は金属微粒子(Ag)を散乱体として使用し、ランダムレーザー発振を報告した。金属微粒子は誘電体微粒子よりも散乱強度が強く、表面プラズモンの効果により発光が強くなるため、ランダムレーザーへの応用において有効である。近年、微粒子に他の物質をコーティングしたコアシェル型微粒子の研究も行われており、新しい物性の発現が期待されている。本研究では、Ag微粒子を様々な厚さのSiO_2でコーティングしたコアシェル型微粒子(Ag@SiO_2)を作製し、それらをローダミン6Gのエタノール溶液に分散させて、シェルの厚さの違いによるランダムレーザーの発振特性の違いを調べた。Nd^<3+>:YAGレーザー(2倍波:532nm)を励起光として発光スペクトルを測定したところ、Ag@SiO_2コアシェル型微粒子はAg微粒子に比べて強い発光を示した。ランダムレーザー発振に関しては、シェルが厚くするにつれてレーザー発振の閾値は低下し、シェルの厚さが約2nmのときに最小となった。シェルの厚さがさらに増加するとレーザー発振の閾値は増加した。この現象に対する説明として、シェルが厚くなるにつれて色素から微粒子へのエネルギーの移動が起こりにくくなり発光が強くなる一方、シェルが厚くなりすぎると表面プラズモンによる電場増強が弱くなり、色素の励起効率が低下することが考えられる。本研究の実験結果は表面プラズモンを利用して光の誘導放出が制御できることを示唆しており、光制御技術の新しい展開が期待される。平成20年度の研究では、金属としてAgを選択し、液相還元により微粒子を合成した。合成条件を適切に制御することで球状だけでなく、プリズム状、ロッド状など異方性のある粒子の作製に成功した。得られた粒子をポリマーマトリックスに分散することで試料を作製した。X線回折測定により金属が酸化されること無く作製されていることを確認する。ランダムレーザーの実験のための系を構築した。試料ホルダーに1軸自動ステージをつけ、励起されるスポットを移動できるようにした。作製した試料に対しランダムレーザー測定をおこなった。従来報告されている密度より充分低い散乱体密度の系に置いて明確なランダムレーザー発振が確認され、ランダムレーザーにおける金属散乱体の誘電体散乱体に対する優位性が明らかになった。上記の結果を投稿論文2報、国際学会発表1報にまとめた。以上より、今年度は当初の目標どおりの結果を得ることができた。平成21年度の研究は、試料作製においては金属微粒子をランダムに微粒子が存在する系を作製し、挙動を調べた。特にAgを分散させた試料について重点的に実験を行い、誘電体微粒子を分散した系との違いを発振閾値に注目して調べた。微粒子として金属を使用するほうが誘電体微粒子に比ベランダムレーザー発振閾値が下がることが分かり、ランダムレーザー開発における金属ナノ微粒子の誘電体に対する優位性が示された。金属微粒子として球状粒子のほかに液相法によりプリズム状の粒子(ナノプリズム)を作製し、形状によるランダムレーザー発振挙動の違いを観察した。反応溶液中の水溶性高分子(ポリビニルピロリドン)量および銀の種結晶(シード)溶液量を調整することでナノプリズムの粒子サイズを制御し、局在表面プラズモンの共鳴周波数を制御することに成功した。ナノ微粒子の形状を制御することで微粒子表面に立つ局在表面プラズモンの共鳴周波数を制御し、それを通じてランダムレーザーの発振周波数を制御できる可能性があることが示された。FDTD法を用い、ランダムレーザー発振のシミュレーションをおこなった。ランダム構造中でのモードの分布をシミュレーションした。液相法をもちいてコアーシェル構造をもつナノ微粒子を作製し、発光特性を調べた。これらの結果は原著論文3報、国際学会発表2報、国内学会発表1報にまとめた。

Nd^<3+>:YAGレーザー(2倍波:532nm)を励起光として発光スペクトルを測定したところ、Ag@SiO_2コアシェル型微粒子はAg微粒子に比べて強い発光を示した。ランダムレーザー発振に関しては、シェルが厚くするにつれてレーザー発振の閾値は低下し、シェルの厚さが約2nmのときに最小となった。シェルの厚さがさらに増加するとレーザー発振の閾値は増加した。この現象に対する説明として、シェルが厚くなるにつれて色素から微粒子へのエネルギーの移動が起こりにくくなり発光が強くなる一方、シェルが厚くなりすぎると表面プラズモンによる電場増強が弱くなり、色素の励起効率が低下することが考えられる。本研究の実験結果は表面プラズモンを利用して光の誘導放出が制御できることを示唆しており、光制御技術の新しい展開が期待される。
非線形モデル予測制御による視覚サーボ系の高性能化に関する研究

視覚情報をフィードバックして,運動することは人間のもっとも基本的かつ重要な能力であり,実際の応用も多肢にわたっている.またラグランジアンダイナミクスや剛体運動の変換といった注目を浴びている非線形特性を視覚フィードバック制御システムは有しているため,非線形制御理論による解析を行うことは重要である.本研究ではロボットマニピュレータなどの機械システムのモデル予測による視覚フィードバック制御に関する研究を行った.はじめに視覚フィードバック制御システムの特徴をとらえるために,3次元視覚フィードバック制御問題を,カメラと観測対象の相対位置姿勢に対する安定化問題に帰着させ定式化した.そして視覚フィードバックシステムの受動性と3次元回転行列変換の性質を利用することで,漸近安定性を保証する制御則を導出した.つぎに非線形モデルで記述される視覚サーボ問題に対して,移動物体の動きを最適に予測するために非線形モデル予測制御を適用し,視覚サーボ制御の追従性能をさらに高度化・ロバスト化した.研究の特徴は,視覚フィードバックシステムにおけるエネルギー関数をモデル予測の最適性に用いることにより,システムの高度化・ロバスト化を達成している点である.この手法により,視覚サーボ系に対して非線形モデル予測制御の枠組みに基づいた制御系設計法のひとつを提案した.視覚情報をフィードバックして,運動することは人間のもっとも基本的かつ重要な能力であり,実際の応用も多肢にわたっている.またラグランジアンダイナミクスや剛体運動の変換といった注目を浴びている非線形特性を視覚フィードバック制御システムは有しているため,非線形制御理論による解析を行うことは重要である.本研究ではロボットマニピュレータなどの機械システムのモデル予測による視覚フィードバック制御に関する研究を行った.はじめに視覚フィードバック制御システムの特徴をとらえるために,3次元視覚フィードバック制御問題を,カメラと観測対象の相対位置姿勢に対する安定化問題に帰着させ定式化した.そして視覚フィードバックシステムの受動性と3次元回転行列変換の性質を利用することで,漸近安定性を保証する制御則を導出した.つぎに非線形モデルで記述される視覚サーボ問題に対して,移動物体の動きを最適に予測するために非線形モデル予測制御を適用し,視覚サーボ制御の追従性能をさらに高度化・ロバスト化した.研究の特徴は,視覚フィードバックシステムにおけるエネルギー関数をモデル予測の最適性に用いることにより,システムの高度化・ロバスト化を達成している点である.この手法により,視覚サーボ系に対して非線形モデル予測制御の枠組みに基づいた制御系設計法のひとつを提案した.本年度は,まず視覚サーボ問題に対する数学的なモデリングを行なった.具体的には,視覚サーボの対象となる物体の動きを,カメラの画像面上に現れるオプティカルフローを求めることにより表現し,カメラの透視変換やロボットマニピュレータのリンク座標間の同次変換,ロボットマニピュレータのダイナミクスを考え合わせて,3次元空間中での物体の動きを記述した.つぎに,数学的モデルに基づき,制御則設計のための問題を設定した.画像計測においては,誤差やノイズ,離散化の影響などによりモデルに不確かさが存在する.一方,ロボットマニピュレータの動的制御においても,やはりパラメータにおける不確かさは避けられない.そこで,このような不確かさに対しても望ましい追従特性をロバストに達成する制御則の設計問題を,非線形モデル予測制御の枠組に基づいて考えた.そして,設定された制御目的を満足するように,制御系設計を実施した.まず,ロボットマニピュレータのダイナミクスにおいて,トルク入力から関節角速度出力に対し受動性と呼ばれる興味深い性質の成立することがすでに知られている.この性質に着目することにより,系のリアプノフ関数を自然に定義することが可能となる.そこで,フィードバックゲインを適切に調整することによって,この関数が望ましい安定性や制御性能を達成するように整形し,これによりロボットマニピュレータの視覚サーボ制御に対する非線形モデル予測制御系設計を進めた.このとき制御則の設計には,制御系設計のためのソフトウェアを積極的に援用している.これと同時に,カメラ・画像処理装置とロボットマニピュレータ装置に対して,高速実時間ディジタル制御装置を連結し,必要となるソフトウェアも設定した上で,基本的な動作が可能となるように実験の準備を完成させた.本年度は,まずロボットマニピュレータの視覚サーボ制御に対する非線形モデル予測制御系の設計を行った.また同時に,ロボットマニピュレータ装置と高速ディジタル制御装置を連結し,これにディジタルカメラ・画像処理装置を組み入れて,基本的な動作が可能となるように実験システムを完成させた.つぎに,オフライン計算により求められた制御則を実現するためのリアルタイム用ソフトウェアを開発した.この開発のためには,現有の開発支援用ソフトウェアを活用し,作業の効率化をはかった.開発された制御用ソフトウェアを高速ディジタル制御装置に移植し,視覚サーボ実験を実施した.特に,リアルタイム処理を実現するために,高速な動画像処理・解析用ソフトウェアを使用した.以上の準備のもと,カメラとロボットマニピュレータを組み合わせて構築された視覚サーボ実験装置に対して,綿密な制御性能評価実験を行なった.そして,得られた実験結果に対するデータ解析を,現有の高性能ワークステーションを用いて行なった.ここでは,実験の結果を系統的に検証するために,その平均的傾向とあわせて,最悪の状態でどのような振舞いをするのかについても十分に注意して検討を進めた.これにより,非線形モデル予測制御による視覚サーボ系設計の有効性を実証した.このようにして得られた研究成果をまとめて発表を行った.
人型ロボットを用いた相互作用における身体同調動作の実現

本研究の目的は,人同士で行われるような身体同調動作をロボットで実現することである.人は,対話の最中にお互いが身体動作を同調させながら意思疎通を図っており,人とロボットが意思疎通をするためにもロボットが身体動作を同調させることは重要となる.本研究では,身体同調動作として,注意共有のための立ち位置調整行動について注目した.これは,身体を同調させる効果があるのは,2者が同じ対象のモノに注意を共有する場面であると考えたからである.本研究では,まず2者がモノに関して注意を共有し対話する場面をモーションキャプチャシステムによって分析した.分析した結果を基にO-space制約と呼ぶ会話参与者の興味対象を共有する空間を作るための制約から構成される立ち位置モデルを立てた.この立ち位置モデルを人型ロボットに実装し,提案モデルに従うロボットの有効性を検証した.22名の参加者実験で検証した結果,提案モデルに従うロボットの有効性が示された.この研究結果は,学術的に価値があると認められ日本ロボット学会の論文誌として採録された.ただし,上記モデルだけではロボットが適切な立ち位置へ移動できるは,人からの明示的な注意が提示されたときのみであるという問題があった.そこで本研究では,人同士の対話分析結果から非明示的注意モデルおよび注意対象が複数でも対応可能な立ち位置モデルを提案した.これにより,同調的な立ち移動に基づくことで相手と注意共有を可能とするロボットを実現できた.さらに,18名の参加者実験で検証した結果,提案モデルの有効性が検証された.この研究結果は,採択率19%の人とロボットの相互作用に関して最高レベルの国際会議HRI2009に採択された.本研究の目的は,人同士で行われるような身体同調動作をロボットで実現することである.人は,対話の最中にお互いが身体動作を同調させながら意思疎通を図っており,人とロボットが意思疎通をするためにもロボットが身体動作を同調させることは重要となる.本研究では,身体同調動作として,注意共有のための立ち位置調整行動について注目した.これは,身体を同調させる効果があるのは,2者が同じ対象のモノに注意を共有する場面であると考えたからである.本研究では,まず2者がモノに関して注意を共有し対話する場面をモーションキャプチャシステムによって分析した.分析した結果を基にO-space制約と呼ぶ会話参与者の興味対象を共有する空間を作るための制約から構成される立ち位置モデルを立てた.この立ち位置モデルを人型ロボットに実装し,提案モデルに従うロボットの有効性を検証した.22名の参加者実験で検証した結果,提案モデルに従うロボットの有効性が示された.この研究結果は,学術的に価値があると認められ日本ロボット学会の論文誌として採録された.ただし,上記モデルだけではロボットが適切な立ち位置へ移動できるは,人からの明示的な注意が提示されたときのみであるという問題があった.そこで本研究では,人同士の対話分析結果から非明示的注意モデルおよび注意対象が複数でも対応可能な立ち位置モデルを提案した.これにより,同調的な立ち移動に基づくことで相手と注意共有を可能とするロボットを実現できた.さらに,18名の参加者実験で検証した結果,提案モデルの有効性が検証された.この研究結果は,採択率19%の人とロボットの相互作用に関して最高レベルの国際会議HRI2009に採択された.
コイの春ウイルス病ウイルス核酸の分子生物学的研究

SVCV Nメッセンジャ-RNAからpN1ー4クロ-ンを得たがこのクロ-ンは5'末端近くの塩基配列を欠落していたのでDdeIで切断した632ヌクレオチドからなるサブクロ-ンを得た.ついでこのクロ-ンの塩基配列よりプライマ-用の塩基配列を決定した.このプライマ-とウイルスRNAとをアニ-リング後,逆転写酵素でRNAーcDNA複合体を得た.Cテイルした複合体をpBR322のPstIサイトにクロ-ニングして得られたクロ-ンはpN1ー4のDdel断片あるいはM DNAのAccI断片を^<32>Pでラベルしたプロ-ブでコロニ-ハイブリダイゼ-ションした.陽性クロ-ンのうち最大のクロ-ンN8,M1ー3について塩基配列を決定した.この2つのクロ-ンは一部がオ-バ-ラップし,SVCV M遺伝子のデ-タおよびVSVの該遺伝子との比較からN8クロ-ンはNタンパク質の大部分とMタンパク質のほとんどの配列を含んでいた.一方,M1ー3クロ-ンはMタンパク質のほとんどの配列とGタンパク質のおおくの配列を有していた.これらの成績からN遺伝子に続いてM遺伝子,G遺伝子の配列であることが明かとなった.つまり3'.NーMーG.5'であり,VSVの配列NーNSーMーGーLとは異なる配列を示していた.この成績から,NS遺伝子の位置はN遺伝子の前,GあるいはL遺伝子の後ろであろうと考えられる.また,SVCV NーMとMーGの遺伝子間には(3').UAUACUUUUUUUGAUUGUCUGUAGUACAGAU.(5')配列が認められる.これらの塩基配列はおそらくそれぞれのmRNAに対する3'のポリアデニ-ル化および5'の転写の開始シグナルであろうと予想された.ラブドウイルスに属するCHANDEPURAウイルスのN遺伝子およびG遺伝子との部分的タンパク質のホモロジ-はそれぞれ44および30%であった.SVCV Nメッセンジャ-RNAからpN1ー4クロ-ンを得たがこのクロ-ンは5'末端近くの塩基配列を欠落していたのでDdeIで切断した632ヌクレオチドからなるサブクロ-ンを得た.ついでこのクロ-ンの塩基配列よりプライマ-用の塩基配列を決定した.このプライマ-とウイルスRNAとをアニ-リング後,逆転写酵素でRNAーcDNA複合体を得た.Cテイルした複合体をpBR322のPstIサイトにクロ-ニングして得られたクロ-ンはpN1ー4のDdel断片あるいはM DNAのAccI断片を^<32>Pでラベルしたプロ-ブでコロニ-ハイブリダイゼ-ションした.陽性クロ-ンのうち最大のクロ-ンN8,M1ー3について塩基配列を決定した.この2つのクロ-ンは一部がオ-バ-ラップし,SVCV M遺伝子のデ-タおよびVSVの該遺伝子との比較からN8クロ-ンはNタンパク質の大部分とMタンパク質のほとんどの配列を含んでいた.一方,M1ー3クロ-ンはMタンパク質のほとんどの配列とGタンパク質のおおくの配列を有していた.これらの成績からN遺伝子に続いてM遺伝子,G遺伝子の配列であることが明かとなった.つまり3'.NーMーG.5'であり,VSVの配列NーNSーMーGーLとは異なる配列を示していた.この成績から,NS遺伝子の位置はN遺伝子の前,GあるいはL遺伝子の後ろであろうと考えられる.また,SVCV NーMとMーGの遺伝子間には(3').UAUACUUUUUUUGAUUGUCUGUAGUACAGAU.(5')配列が認められる.これらの塩基配列はおそらくそれぞれのmRNAに対する3'のポリアデニ-ル化および5'の転写の開始シグナルであろうと予想された.ラブドウイルスに属するCHANDEPURAウイルスのN遺伝子およびG遺伝子との部分的タンパク質のホモロジ-はそれぞれ44および30%であった.
法と道徳の関係に関するカント派および現代の議論の研究

現代の問題について積極的な発言を行うドイツの哲学者カール=オットー・アーペルとユルゲン・ハーバーマスの論争が、法と道徳の関係をどのように考えるかということに関する両者のカント解釈の相違に基づくことから、カントの時代におけるカント解釈を哲学史的に振り返った。両者の相違点は、とりわけ初期フィヒテの論考と後期フィヒテの論考の差異を参照することによって明らかにすることができ、こうした営為を通じてそれぞれの議論としての有効性も明確にできた。本研究の目的は、法と道徳の関係をめぐる現代の哲学的議論の特徴について、カントおよびカント派の人たちがこの関係をどのように捉えていたかを参照することによって明らかにし、どのような議論にもっとも説得力があるかを示すことにある。そのため、2014年度は、アーペルとハーバーマスというドイツ現代哲学を代表する2人の議論を吟味し、両者の相違点はそれぞれのカント解釈にもとづくものであることを裏づけることを計画した。アーペルおよびハーバーマスの議論に関しては、第26回批判的社会理論研究会(東北大学)や第27回批判的社会理論研究会(大阪大学)に出席するほか、9月および3月に両者の規範理論に精通するA.ニーダーベルガー教授(デュースブルク-エッセン大学)と集中的に研究会(東京、大阪)をもつことによって、予想通りの裏づけを得ることができた。また、並行してカント自身およびカント派(絶対的演繹派及び相対的演繹派)の議論を考察の対象とし、現代の論争に決着をつける一助とする計画を立てていたが、こちらについては、近代倫理学研究会(早稲田大学)およびカント研究会(法政大学)、さらに2月末に行われた「カントと人権論」をテーマとする国際会議(マインツ、ドイツ連邦共和国)に出席することによって、アクチュアルな論争につながる知見を収集することができた。3月には「カント実践哲学の可能性」と題して、倫理学、政治哲学、法論の見地から問題を考察する共同研究会を大阪大学において開催したが、ここでもカントおよびカント派が法および道徳をどのように捉えていたかがテーマ化され、さらにその把握の仕方が現代の規範理論にとってどのような意味をもちうるか、あるいはもちえないかが吟味され、当初の計画を十分に満たす成果が得られた。本研究の目的は、法と道徳の関係をめぐる現代の哲学的議論の特徴について、カントおよびいわゆるカント派と呼ばれる人たちがこの関係についてどのように捉えていたかを参照することによって明らかにし、法と道徳の関係についてどのように議論すればもっとも説得力があるかを示すことにある。そのため、2015年度は、カント派の探求として、絶対的演繹および相対的演繹とは異なり、法と道徳の間に導出関係を一切認めず、少なくともケアスティングの解釈によれば、現代のパースペクティヴからは非常に魅力的な議論を展開しているように見えるフォイエルバッハの思索を考察した。また、フォイエルバッハ同様に、法と道徳の間に導出関係を見出すことのない後期フィヒテの哲学に着目した。フィヒテは、前期と後期において法と道徳の導出関係に関してまったく正反対の見解を示しているので、そのロジックを明らかにすることによって、当該の問題をめぐる議論の焦点をよりいっそう明確にすることができた。12月には、大阪大学において共同研究会(第2回大阪哲学ゼミナール)を開催し、この問題に関する哲学史的知見と現代の議論との接合を試みることができた。さらに3月には、やはり哲学史的知見と現代の議論とを関係させて研究活動を展開するフランクフルト大学のヴィラシェク教授を訪ね、集中的に意見交換を行い、有意義な成果をあげることができた。本研究の目的を達成するうえで、アーペルおよびハーバーマスの法と道徳の関係に関する見解を明確にし、両者の相違点がそれぞれのカント理解にもとづくことを裏づけておくことが必要であるが、2015年度中に、各種研究会に参加するとともにゼミナールを開催し、またフランクフルト大学にドイツ人研究者を訪問して意見交換を行うことを通じて、この裏づけをより明確に行うことができた。また、この考察と並行して、カントおよびカント派の人々、とりわけフォイエルバッハおよび後期フィヒテの思想を明らかにしておく必要があったが、こちらについても、両者の法と道徳に関する見解のロジックを明確にすることができ、現代の議論へと接合することが可能になった。したがって、研究は当初の目的を果たすうえで、おおむね順調に進展していると言える。本研究は、現代の問題について積極的な発言を行うカール=オットー・アーペルとユルゲン・ハーバーマスの論争が、法と道徳の関係をどのように考えるか、ということに関する両者のカント解釈の相違に基づくことから、まずカントの時代におけるカント解釈を哲学史的に振り返ることから始めた。その際、ヴォルフガング・ケアスティングの研究に依拠して、いわゆるカント派の思想は絶対的演繹派、相対的演繹派、フォイエルバッハの考察、後期フィヒテの論考に分類することができ、それぞれの特徴を明らかにすることができた。なかでも、絶対的演繹派に分類することのできる初期フィヒテの論考と後期フィヒテの論考とを比較・検討することによって、当該問題の所在を明確にすることができ、この研究成果に基づいて、アーペルとハーバーマスの差異を考察することに役立てることができた。アーペルとハーバーマスの差異は、初期フィヒテと後期フィヒテの差異として考えることで、理路が見えやすくなったという面がないわけではない。いずれにせよ、こうして、哲学史研究をアクチュアルなパースペクティヴのもとでテーマ化し実りある結果を得ることが可能であることも示すことができた。

本研究を遂行するうえで、当該テーマに関心をもつ若手研究者たちを招くとともに、ドイツから著名な研究者を招き、研究会を運営・開催したことも、大きな成果と呼ぶことができる。これらの研究会を導きの糸として、研究者の国際的なネットワークを形成することができたとともに、当該テーマを今後も探究し続ける人材と場所が生み出されたと言えるからである。また、研究成果として欧文論文を3本執筆したほか、最終年度にはドイツ人たちとの共同研究会において口頭発表を行った。現代の問題について積極的な発言を行うドイツの哲学者カール=オットー・アーペルとユルゲン・ハーバーマスの論争が、法と道徳の関係をどのように考えるかということに関する両者のカント解釈の相違に基づくことから、カントの時代におけるカント解釈を哲学史的に振り返った。両者の相違点は、とりわけ初期フィヒテの論考と後期フィヒテの論考の差異を参照することによって明らかにすることができ、こうした営為を通じてそれぞれの議論としての有効性も明確にできた。本研究の目的を達成するうえで、アーペルおよびハーバーマスの法と道徳の関係に関する見解を明確にし、両者の相違点がそれぞれのカント理解にもとづくことを裏づけておくことが必要であるが、2014年度中に、各種研究会に参加するとともにドイツ人研究者と意見交換を行うことで、この裏づけをとることができた。また、この考察と並行して、カントおよびカントと同時代のカント派たちがこれらの規範の関係をどのように捉えていたかを明らかにしておく必要があったが、こちらに関しても、道徳から法を導出する絶対的演繹派とその一種のヴァリエーションである相対的演繹派の見解を検討することにより、それぞれの議論の特徴と長所および短所の所在を突き止め、さらにカント自身の議論との異同に着目することによって、現代の議論へ連関させることが可能になった。したがって、研究は当初の目的を果たすうえで、おおむね順調に進展していると言える。すでにこの2年間において、カントおよびカント派と呼ばれる人々の議論を詳細に跡付けることによって、アクチュアルな議論の状況に一定の道筋をつけるとともに、逆に現在進行中の議論のパースペクティヴから哲学史を振り返ることによって、哲学史にも新たな道筋をつけることを試みつつある。今年度もこうした双方向的な研究営為を継続し、カントおよびカント派と呼ばれる人々が法と道徳の関係についてどのように議論を展開しているかを明らかにしつつ、現代においてアーペルおよびハーバーマスが展開している当該問題に関する議論の異同を跡付け、法と道徳の関係をどのようにとらえることにもっとも説得力を見出すことができるかを示すこととする。そのために、ここ2年間と同様に、各種研究会に参加し意見交換を行うとともに、哲学ゼミナールを開催して研究成果を吟味する。また、哲学史研究および現代の議論状況を十分に踏まえたうえで有意味な研究成果につなげられるように、当該分野での第一人者であるドイツ人研究者を招いて集中的に共同研究を行う。
熱帯乾燥季節林の水分ストレスと火災が炭素循環に与える影響評価と森林再生への対策

本研究は、タイの熱帯季節林において強い乾燥状態や火災が森林の炭素循環に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。昨年度は調査地の選定や樹木にアクセスできる簡易タワーの設置、土壌呼吸システムの構築などをおこなった。これらのインフラが整ったので、今年度においては、12月に第1回目の火災実験を調査区内の火災区において実施した。主に1)火災前後の樹木の生理応答、2)土壌呼吸速度の季節変化・火災前後の変化とその要因、の二つについて主に調査をおこなった。具体的な調査としては、まず、1)の目的に基づいて、昨年度に設置した簡易タワーを用いて、樹冠の枝の通水性と光合成速度、樹液流束速度の観測をおこなった。また、2)の目的に基づいて、土壌呼吸速度における根の呼吸量を分離するため、すでに連続観測をおこなっている土壌呼吸チャンバー周辺の根を切断することによる根切り区を、火入れ区とコントロール区にそれぞれ2カ所設置した。また、火災実験直後より再び土壌呼吸速度の測定を行うことで、土壌呼吸速度や根の呼吸速度が火災によってどのように変化するのかを観測した。乾季のデータを解析した結果、乾季に雨が降った直後に土壌呼吸速度が大きく増加することが明らかとなった。これらの調査に加えて、1.5ヘクタールの調査地内における胸高直径5cm以上の樹木の位置と種類、幹の太さについての調査をおこない、また落葉・落枝量を測定するためのリタートラップを20個作成して、調査区内に設置した。今後はこれらのデータを解析することで、乾燥季節林における樹木のバイオマス量や土壌に供給される炭素量について推定をおこなう予定である。目標であった火災実験は無事に成功して、火災前後の樹木の生理的パラメータの測定や土壌呼吸および根の呼吸速度の観測をすることが出来た。火災区では、火災実験後にすぐに落葉してしまったので、葉の光合成測定を測定することが出来なかったが、林床火災が樹冠の葉に与える影響が大きいことが明らかとなった。これらの結果を解析して新たな観測項目を増やすかどうかも検討しながら、来年度には2回目の火災実験を行う予定である。研究目標に従って、順調に調査を行えているため、観測機器の維持と管理に努めて、データ解析を進めていく。データがまとまりつつあるので、積極的に学会発表や論文執筆を精力的に進めていきたい。本研究は、タイ科学技術研究所サケラート環境研究ステーション内にある乾季落葉林にて主に研究を行うことを目的としている。現地にて調査研究を開始するために、タイ政府から研究許可を得る手続きを行い、サケラート環境研究ステーションの所長とスタッフ、カウンターパートに対して研究計画の説明を行った。また、研究を円滑に実行するために共同研究者らが調査地を視察して、実験装置の位置、実験を行うための電源確保の方法や必要な機材などについて打ち合わせを行った。特に、乾季落葉林にて火入れ実験を行うため、研究意義と実行時期について現地スタッフと議論を行った。タイ側のカウンターパートには土壌呼吸速度の連続測定のためのシステム作成を依頼しているため、システムのために必要な機材や消耗品等の確認を行い、必要な機材の一部は日本にて購入手続きを行った。また、これまで現地で観測してきた土壌呼吸速度の結果の解析を行い、雨季と乾季における環境要因との関係などの検討を行った。今後はこのデータをコントロールとして、根切り区や野焼き区などに土壌呼吸測定システムを導入してデータの比較を行う予定である。また、土壌実験については今年度中に現地で行うことが困難であると判断したため、予備実験を日本国内の火入れを行った調査地にて行った。今年度は研究代表者が産休・育休に入るため研究の中断をすることになったが、中断中にも研究実行のための実験システム構築や試運転などを現地のカウンターパートに依頼しており、研究再開後も円滑に研究が進められるようにできる範囲で準備を進めている。研究代表者が平成28年11月6日より産前・産後休暇および育児休業の取得により研究活動を中断するため、タイでの研究調査の実行に関する準備が途中で止まってしまった。しかし、タイ側のサケラート環境研究ステーションのスタッフやカウンターパートには研究計画に対する理解と協力体制は得られているため、来年度以降の研究再開後も円滑に実行できる。本研究はタイの熱帯乾燥季節林において強い乾燥や火災が森林の炭素循環に及ぼす影響を明らかにするため、1)樹木の生理応答と炭素固定能、2)土壌の炭素動態および栄養塩循環を中心とした研究を行うことを目的としている。今年度は主に火入れ実験調査のための研究体制の整備を行った。1.5ヘクタールの調査区内にコントロール区と火入れ区のそれぞれを設置し、乾燥季節林における代表的な2種の樹木を各区の中から1本ずつ選び、合計4本の樹木において光合成測定および樹液流束速度などの観測がおこなえるよう簡易タワーを設置した。各タワーは樹冠の葉にアクセスできるような構造になっており、さらにメイン電源から各タワーに配電できるように整備をおこなった。これにより雨季と乾季の光合成量の違いや、樹液流束速度の連続測定が可能になり、来年度より調査を開始できるようになった。また、火入れ区には土壌呼吸速度および環境要因(地温と土壌水分)の連続観測ができるシステムを新たに導入した。土壌呼吸を測定するチャンバー数は5つであり、来年度にはこの中から2チャンバーを根切り区とすることにより、根の呼吸量を分けることができる。土壌呼吸の連続観測システムはすでに稼働しており順調に観測を始めている。