hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イネの穂分化を支配する感温性メカニズムの解明とセンシング部位の特定

本研究は、イネの穂分化に作用する感温メカニズムを解明し、変動気象下での発育反応の的確な評価に役立てることを目的とする。日長、気温、水温を制御した実験系で処理間相互のサンプル移動を実施し、幼穂形成期の変動を観測した。この結果から、イネの穂分化における感温性の仕組みを明らかにした。1.葉齢の展開速度は10葉前後まで、水温に支配され、気温や日長の影響を受けない。2.幼穂形成は、7葉期前後までの日長や気温の作用を受けない。このことから成長点に穂分化シグナルの受容体が形成される時間は7葉期と推定され、受容体形成までの期間(従来の基本栄養成長相に相当)の長短は水温(成長点温度)で決まる。3.限界日長以下の短日条件であれば、受容体形成とともに速やかに穂が分化し、気温の作用は受けない。4.これに対して長日条件下では、受容体が形成されても直ちには穂が分化しない。しかし長日であっても、高気温により穂分化が促進され、一部の品種を除いて24時間日長でも穂が分化する。5.従って、短日下では気温(地上部温度)は作用せず、長日下でその作用が現れる。6.気温感応部位は、主として葉身であり、葉鞘の感応は明確ではない。7.北東北におけるあきたこまちの通常作期(79葉期に長日)の場合、出芽から幼穂形成期までの日数に及ぼす水温影響は約4.3日/°C、気温影響は約1.5日/°Cであり、水温影響が約3倍大きい。以上の成果は、温暖化に適応する品種を育成するためには、南北の日長の違いを考慮する必要性を強く示唆する。また水管理による発育制御、発育予測精度の向上にも貢献する。本年度は、生長点感温性と地上部感温性を分離し、地上部感温性の発現開始期を探索した。温度勾配チャンバーの高気温区(出芽から90日間平均:21.3°C)、低気温区(同:16.0°C)に、高水温(21.5°C)と低水温(18.5°C)の恒温水槽を設けた。水稲(品種:あきたこまち)をポット栽培し、出芽から幼穂形成期までの期間、その生長点が水中に浸るよう、ポットを水槽に沈めた。この処理により、地上部(葉身と葉鞘の大半)が気温の作用を、また生長点が水温の作用を受ける。出芽後17日目から高水温区では10日間隔、低水温区では12日間隔で、各区2ポットを高気温区から低気温区あるいは低気温区から高気温区へ順次移動した。この気温間移動に伴う幼穂形成期の変動を観測した。気温・水温の処理(含:気温間移動)にかかわらず、葉齢は水温の有効積算温度で統一的に説明できた。一方、同一水温で葉齢進度が同じであっても気温により幼穂形成期が変動した。このことから一定の葉齢に達するまでの期間(基本栄養生長相)は水温すなわち生長点温度に支配され、その後は地上部温度に支配されるモデルを想定した。葉齢が6葉以前の気温間移動は、幼穂形成期に大きな変化をもたらさないが、それ以降の気温間移動で幼穂形成期に変動が現れた。

このことから品種「あきたこまち」では、6-7葉期が地上部感温性の発現開始期と推定した。上とは別に、地上部の上から2/3程度を不織布で覆い、作物体温を上昇させる実験でも、一様に幼穂形成期の前進が認められたことから、イネ体上部に感温部位があると推定した。次年度から計画する感光性と感温性の関係解明で、「あきたこまち」と比較対照に使用する品種として、「きらら397」、「コシヒカリ」、「ひとめぼれ」などを候補に選定した。本研究は、イネの穂分化に作用する感温メカニズムを解明し、変動気象下での発育反応の的確な評価に役立てることを目的とする。本年度は、1)地上部感温性と日長感応性の関係、2)生長点感温性の発現期間、3)地上部感温性の感応部位について解析した。1)ではハウス4棟を用意し、うち2棟を通気により外気温+約1°C以内の気温に制御し(低気温区)、他の2棟を暖房と通気により低気温区+4°Cに制御した。各気温処理区のうち1棟を、電照により24時間日長とし、他は自然日長とした。品種あきたこまちを水温21.5°Cの水槽内で栽培して、定期的に各処理間でサンプルを移動し、幼穂形成期を調査した。2)では水温18.5°Cと21.5°Cの水槽で、早晩性が大きく異なる水稲8品種を栽培して、5-7日間隔に両水温間でサンプルを移動し、出穂日を観察した。3)では2)の水槽であきたこまちを栽培し、生長点のみ、葉鞘のみあるいは葉の半分が水につかるようにポットを配置し、幼穂長を調査した。気温は23°Cを下回らないように暖房で調節し、常に水温より高く維持した。1)では、自然日長がイネにとって短日となる7月9日出芽試験で、地上部感温性と日長感応性の関係が明らかになった。すなわち自然日長下では、気温処理間移動の影響が認められず、いずれの移動処理も幼穂形成期がほぼ同時期となった。一方、日長処理間移動では7葉期以降に日長の作用が現れ、7葉期以降も長日下にあったサンプルだけに気温処理の影響が現れた。この結果から、地上部感温性は長日下でのみ発現するという新知見を得た。2)では、水温間移動処理の影響が、いずれの品種も7-8葉期で終息した。このことから生長点感温性の発現終期は品種の早晩性にかかわらず7-8葉期と推定された。3)では、葉の約半分が水中にある場合にのみ、幼穂形成が遅れた。このことから、地上部感温性の感応部位は葉と推定された。本年度は18年度に引き続き、1)地上部感温性と日長感応性の関係、2)生長点感温性の発現時期、3)地上部感温性の感応部位について解析するとともに、3年間の結果をとりまとめて、穂分化における感温性の仕組みを明らかにした。実験系は18年度と同様、日長、気温、水温,作期の4処理,各2水準である。供試品種は、あきたこまち、ひとめぼれ、コシヒカリ、きらら397である。明らかになった穂分化の仕組みは以下の通りである。1.葉齢の展開速度は10葉前後まで、水温(生長点温度)に支配され、気温(地上部温度)や日長の影響を受けない。2.7葉期前後まで日長ならびに気温にも感応しない。このことから生長点に穂分化シグナルの受容体が形成される時期は7葉期と推定され、受容体形成までの期間(従来の基本栄養生長相に相当)の長短は水温で決まる。3.限界日長以下の短日条件であれば、受容体形成とともに速やかに穂が分化し、気温の影響は受けない。4.これに対して長日条件下では、受容体が形成されても直ちには穂が分化しない。しかし長日であっても、高気温により穂分化が促進され、一部の品種を除いて24時間日長でも穂が分化する。5.従って、短日下では気温(地上部温度)は作用せず、長日下でその作用が現れる。6.気温感応部位は、葉身であり、葉鞘ではない。
中観派の大乗菩薩道における智慧の研究

本研究は、大乗仏教の系譜の中で、特にナーガールジュナを始祖とする中観派の実践体系に着目するものである。平成30年度は、中観派の実践体系と智慧との関係を考察する上で、菩薩の慈悲に着目し研究を進めた。中観派の文献において菩薩の実践道に関して論じた論書として、チャンドラキールティの『入中論』とカマラシーラの『修習次第』があるわけだが、いずれも菩薩が実践道を歩む動機として慈悲を重視している。このように慈悲は智慧と並んで重要な大乗菩薩の基盤となる徳目である。そこでまず、菩薩の実践としての慈悲行がどのようなものであるか、その具体像の整理を行った。『入中論』で示される実践道において慈悲は、誓願の根本にあるものとされ、菩薩の実践行を生み出す磯となるとされる。このように慈悲は菩薩がその実践道を歩む際に必要不可欠な徳目とされるが、その一方で、菩薩がその行道において常に持ち続けなければならないものであるとされた。つまり、『入中論』の菩薩道においては、慈悲は空性の智慧を得る前段階から要請されるものではあり、空性の智慧が極まっていくのを支える役目として示されているといえる。この慈悲があるからこそ、菩薩は般涅槃することなく、輪廻の中に身を置き、有情を救済する菩薩道をなすことができるのであり、この点が『入中論』では菩薩と声聞・独覚を分ける重要な差異として示されていた。この研究の成果に関しては、現在、雑誌論文への投稿が決定しており、研究成果をまとめている段階である。以上の研究と並行して、後期中観派のカマラシーラが著した『修習次第』を中心として、後期中観派の論師の思想を整理し、実践道と智慧の関係に着目した研究書を出版するための準備作業を行っている。こちらは現在も作業を継続中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。そして、中観派の実践道における智慧の獲得と中観哲学思想がいかに関わっているのかを明確にすることを目的とする。H28年度は、まず、中期中観派の論師であるチャンドラキールティの著作であり、大乗菩薩の実践体系を描く『入中論』に関して、新たにサンスクリット原典が参照可能となった第6章を中心として、重要な議論の再確認を行った。また、並行して中観派と並ぶ、大乗の学派である瑜伽行派の実践体系の整理を試み、チャンドラキールティが示す菩薩道との関係性を探った。特にH28年度は、それらの大乗仏教の論師が示す実践体系の中で、菩薩の智慧の獲得と関係する高度な禅定の習得が如何に示されているかに着目した。『入中論』において示される菩薩道は、その実践体系を確認すると、菩薩の十地の第六地から第八地の展開の中で「滅尽定」が重視されている。一方、諸唯識文献に示される菩薩の十地においては、菩薩階梯の流れの中で「無相(animitta)」の獲得が示される。「滅尽定」も「無相」もその実態は菩薩が智慧の完成を獲得した上で成し得る最高位の禅定を示しており、菩薩の実践体系において重要な役割を果たしている。そこで、その「滅尽定」と「無相」との関係を探った。具体的には、ニカーヤ文献における無相の用例を検討し、大乗菩薩の菩薩階梯において示される無相と滅尽定との関係性を知る手がかりを得た。そしてその研究成果を2015年9月に行われた日本印度学仏教学会の第66回学術大会において発表し、同学会学術雑誌に論文が掲載された。チャンドラキールティ著『入中論』に関して、新たに参照可能となった第6章の偈頌のサンスクリット原典に基づき、重要な章である第6章の再整理を行うことができた。また中観派の思想を追う上で無視できない唯識派の文献にあらわれる菩薩の実践体系を確認し、中観派のチャンドラキールティ、カマラシーラなどが示す実践体系と比較検討した。その研究から、同じ中観派の論師とされていても、瑜伽行唯識派の実践体系を受け継ぐ論師と、異なった実践体系の系統を有する論師が存在することが明らかになった。以上のように研究の進捗状況としては概ね順調である。平成29年度は、主な研究対象である中期中観派の論師チャンドラキールティの思想に関して、インド大乗仏教のもう一つの大きな学派である瑜伽行派の諸論師の思想との比較研究を行い、彼の思想の特異性を明らかにした。彼の思想の特異性は、今までも彼の実践道を検討していく中で、提示してきたが、今回は特に、彼の所知(認識対象)に対する思想を所知障という概念を手がかりに整理した。瑜伽行派では、所知障を「所知(知られるべきこと)に対する障害」と解釈する。つまり、所知とは菩薩が証得すべき真実であり、それに対する智慧の生起をさまたげるものが所知障と考えられている。

それに対しチャンドラキールティは、所知を菩薩が実践道の中で止滅していくべきものと考えている。つまり、チャンドラキールティにとって所知とは、知と対応関係にあり、言説にすぎず、究極的には双方ともに完全に止滅した状態が仏の境地なのである。菩薩は実践道において、その所知を完全に断じていくと、チャンドラキールティは示すわけであるが、空性の智慧の獲得によって、所知が断じられていく行道が『入中論』の菩薩階梯の中でいかに示されているのかを確認した。そして、その研究成果を申請者の受入機関である京都光華女子大学の真宗文化研究所が刊行する機関誌『真宗文化』において発表した。平成29年度は、上記したチャンドラキールティの思想研究に加え、中観派の論師が示す菩薩の実践体系と智慧の獲得に関して、後期中観派のカマラシーラが著した『修習次第』を中心として、研究を行っている。同じ中観派の論師であっても、後期中観派のカマラシーラが『修習次第』において示す菩薩の実践体系は、唯識派のものを完全に受け継いでいる。つまり同じ中観派といえども、チャンドラキールティの示す実践体系とカマラシーラが示す実践体系は系統を異にする。この『修習次第』を中心として、実践道と智慧の関係に着目した研究書の出版を計画している。しかしながら、カマラシーラの示す哲学的思想の解明に関する研究に時間がかかっているため、全体として研究課題の進捗状況がやや遅れている。本研究は、大乗仏教の系譜の中で、特にナーガールジュナを始祖とする中観派の実践体系に着目するものである。平成30年度は、中観派の実践体系と智慧との関係を考察する上で、菩薩の慈悲に着目し研究を進めた。中観派の文献において菩薩の実践道に関して論じた論書として、チャンドラキールティの『入中論』とカマラシーラの『修習次第』があるわけだが、いずれも菩薩が実践道を歩む動機として慈悲を重視している。このように慈悲は智慧と並んで重要な大乗菩薩の基盤となる徳目である。そこでまず、菩薩の実践としての慈悲行がどのようなものであるか、その具体像の整理を行った。『入中論』で示される実践道において慈悲は、誓願の根本にあるものとされ、菩薩の実践行を生み出す磯となるとされる。このように慈悲は菩薩がその実践道を歩む際に必要不可欠な徳目とされるが、その一方で、菩薩がその行道において常に持ち続けなければならないものであるとされた。つまり、『入中論』の菩薩道においては、慈悲は空性の智慧を得る前段階から要請されるものではあり、空性の智慧が極まっていくのを支える役目として示されているといえる。この慈悲があるからこそ、菩薩は般涅槃することなく、輪廻の中に身を置き、有情を救済する菩薩道をなすことができるのであり、この点が『入中論』では菩薩と声聞・独覚を分ける重要な差異として示されていた。この研究の成果に関しては、現在、雑誌論文への投稿が決定しており、研究成果をまとめている段階である。以上の研究と並行して、後期中観派のカマラシーラが著した『修習次第』を中心として、後期中観派の論師の思想を整理し、実践道と智慧の関係に着目した研究書を出版するための準備作業を行っている。こちらは現在も作業を継続中である。今後の研究においては、引き続きチャンドラキールティを中心として中観派が示す菩薩の実践体系と菩薩の智慧との関係を考察する。この研究を通して、中観派の諸論師の特徴を実践体系に対する思想の側面からも検討し、インド大乗仏教への理解を深める。得られた研究成果は学会発表、論文投稿を行い随時公表していく。今後は、中観派の実践体系と智慧の関係を考察する上で、菩薩の慈悲に着目し研究を進めたいと考えている。中観派の文献において菩薩の実践道に関して論じた重要な論書として、チャンドラキールティの『入中論』とカマラシーラの『修習次第』があるわけだが、いずれも菩薩が実践道を歩む動機として慈悲を重視している。
医療技能の技術化・デジタル化で実現する超音波診断・治療統合システムの超高精度化

本研究の目的は,超音波技術およびAI・ロボット技術を基盤とする医療技能の技術化・デジタル化により,非侵襲超音波診断・治療統合システムの構築法を確立することであった。具体的に、つぎの2つの診断・治療支援を対象に下記の5つの作業手順を順次遂行する。(i)腎がん・腎結石の診断・治療、(ii)肝臓がんの診断・治療、作業手順:(1)医療診断・治療技能を機能として抽出・構造化、(2)機能におけるパラメータ解析、(3)機能の設計指針化、(4)機能の実装、(5)実験による機能の評価・改良。上記の作業ステップのうち、本年度は(1)および(2)を中心に行なった。本システムは運動(変位・変形・回転)する臓器を高精度に抽出・追従することであたかも静的なものを観察するようにモニタリングできるようにする。これにより既存の医療機器や医療技能をだれもが容易に扱うことを可能にする。本研究課題における主要な成果については2件の国際特許出願(US15/867302US15/876233)を行ない、医療ロボットの国際会議(UR2018、ACCAS2018、CARS2019)で採択・発表、ベストペーパーとして国際誌(IJE、IJCARS、JOE)への投稿を推薦・掲載されるなど、きわめて高い評価を得てきた。日本超音波治療研究会で最優秀演題賞・学生研究奨励賞、ベストポスター賞を受賞したり、日刊工業新聞等で研究紹介され、大きな反響を得た。本研究成果の一部は分担執筆した書籍(人工知能と社会: 2025年の未来予想,オーム社, 2018)のなかで紹介して大きな反響を得た。本研究の目的は,超音波技術およびAI・ロボット技術を基盤とする医療技能の技術化・デジタル化により,非侵襲超音波診断・治療統合システムの構築法を確立することであった具体的に、つぎの2つの診断・治療支援を対象に下記の5つの作業手順を順次遂行する。本システムは運動(変位・変形・回転)する臓器を高精度に抽出・追従することであたかも静的なものを観察するようにモニタリングできるようにするものである。本年度は画像処理アルゴリズムについては深層学習技術を用いて、操作者による技量の差を吸収する手法について新規に提案している。また制御アルゴリズムについては、カルマンフィルタを援用することで軌道のなめらかさのさらなる向上を図っている。これにより既存の医療機器や医療技能をだれもが高精度かつ頑健に扱うことを可能にする。今後は上記の作業ステップのうち、本年度は(2-5)を順次遂行する計画である。

これにより既存の医療機器や医療技能をだれもが容易に扱うことを可能にする。本研究課題における主要な成果については2件の国際特許出願(US15/867302US15/876233)を行ない、医療ロボットの国際会議(UR2018、ACCAS2018、CARS2019)で採択・発表、ベストペーパーとして国際誌(IJE、IJCARS、JOE)への投稿を推薦・掲載されるなど、きわめて高い評価を得てきた。日本超音波治療研究会で最優秀演題賞・学生研究奨励賞、ベストポスター賞を受賞したり、日刊工業新聞等で研究紹介され、大きな反響を得た。本研究成果の一部は分担執筆した書籍(人工知能と社会: 2025年の未来予想,オーム社, 2018)のなかで紹介して大きな反響を得た。本研究の目的は,超音波技術およびAI・ロボット技術を基盤とする医療技能の技術化・デジタル化により,非侵襲超音波診断・治療統合システムの構築法を確立することであった具体的に、つぎの2つの診断・治療支援を対象に下記の5つの作業手順を順次遂行する。(i)腎がん・腎結石の診断・治療、(ii)肝臓がんの診断・治療、作業手順:(1)医療診断・治療技能を機能として抽出・構造化、(2)機能におけるパラメータ解析、(3)機能の設計指針化、(4)機能の実装、(5)実験による機能の評価・改良。上記の作業ステップのうち、本年度は(1)および(2)を中心に行なった。本システムは運動(変位・変形・回転)する臓器を高精度に抽出・追従することであたかも静的なものを観察するようにモニタリングできるようにするものである。本年度は画像処理アルゴリズムについては深層学習技術を用いて、操作者による技量の差を吸収する手法について新規に提案している。また制御アルゴリズムについては、カルマンフィルタを援用することで軌道のなめらかさのさらなる向上を図っている。これにより既存の医療機器や医療技能をだれもが高精度かつ頑健に扱うことを可能にする。本研究の目的は,超音波技術およびAI・ロボット技術を基盤とする医療技能の技術化・デジタル化により,非侵襲超音波診断・治療統合システムの構築法を確立することであった。具体的に、つぎの2つの診断・治療支援を対象に下記の5つの作業手順を順次遂行する。今後は上記の作業ステップのうち、本年度は(2-5)を順次遂行する計画である。本システムは運動(変位・変形・回転)する臓器を高精度に抽出・追従することであたかも静的なものを観察するようにモニタリングできるようにする。
大学における専門基礎及び教養科目としての生物教育-生物科学研究の現状分析・評価とカリキュラムの系統化

調査を分担する各班では、データの収集に努め、収集した調査結果の分析および研究成果のとりまとめを行った。1班は、研究全体の推進方向を策定するとともに、研究成果のとりまとめ方針を策定し、各班との緊密な連絡のもと、研究成果報告書の出版に努めた。2班は、全国主要大学院の生命科学及び生物学系研究科の研究者に対して、研究者となった動機、現在の研究体制や研究費、大学院の入試方法や内容、選抜した学生の質を含む選抜結果の評価、学生の中途退学の傾向、修了後の進路などについてアンケート調査を行い、収集結果を集計し、その分析を行った。また全国主要大学大学院の生命科学及び生物学系研究科の大学院学生に対して、出身学部や学科について、あるいは大学院に進学した動機、大学院の入試方法や内容、現在の研究体制や研究内容、奨学金や学生生活の質、修了後の進路などについてアンケート調査を行い、収集結果の集計及び分析を行った。3班は諸外国、特に米国の生物学教育および生物科学者養成に関する状況を把握し、国際的な比較研究のための資料の収集を行い、その内容の分析を行った。4班は、理学、医学、工学、農学の専門教育のための基礎教育としての生物学教育の現状を知るため、全国主要大学の医学部、農学部に対してアンケート調査を行い、その結果の集計と分析を行った。また理学系および工学系における基礎教育についての調査検討を行った。5班は、四年制の国公私立大学の教育学部・芸術学部・総合科学部を含む文系学部を持つ全国主要大学に対して、文系学生を対象とする一般教育における生物学教育の現状を把握するためのアンケート調査を行い、調査結果の集計と分析を行った。実務班は、各班間の連絡調整と研究の総括を進め、各班の作成した研究成果報告の原稿をとりまとめ、編集、印刷等にあたり、「大学における専門基礎及び教養科目としての生物教育」と題する研究成果報告書を刊行した。研究初年度の本年は、基礎調査デ-タの収集に務めた。1班では、当初の計画通り、各大学のカリキュラムを調査する為に、各大学の履修規定の収集を行った。今後内容を分析してゆく。大学における一般教養科目及び専門基礎教育科目としての生命科学教育と生物学教育の実態を把握する目的で、全国の大学の生命科学および生物学の教育に当っている教官に対して、教授内容、対象学年や専攻課程、教授方法等についてのアンケ-ト調査を実施した。調査結果は中型計算機を用いて集計・分析し、研究成果の一部は、ユネスコ機関の国際生物科学連合一般会議で報告した。第2班は、生物系研究科の研究者に対して、研究者となった動機や現在の研究体制や研究費、大学院の入試方法や内容、選抜結果の評価(選抜した学生の質、学生の中途退学の傾向、進路など)についてアンケ-ト調査を行い、結果の分析中である。第3班は諸外国、特に欧米諸国の科学教育および生物科学者養成の国際比較の状況を正しく把握するため、日本学術振興会、日米教育委員会、文部省調査統計企画課外国調査係、広島大学教育研究センタ-、国立教育研究所などに問い合わせ中である。4班は、理学、医学、工学、農学の専門教育の為の基礎教育としての生物学教育の現状分析を行っている。第5班はまず文系学生を対象とする一般教育における生物学教育の現状を調査することとし、その方途を検討した。その結果、四年制の国公私立大学のうち、教育学部・芸術学部・総合科学部を含む文系学部を持つ全大学に対して大学あたり一通ずつアンケ-トを送付し、回答を求めることによって現状把握を試みることとなった。アンケ-トの内容と様式については調査結果の分析に際して、その整合性を配慮し、第4班による医学・歯学進学課程における生物学教育の現状調査アンケ-トを参照し、自由記述を大幅に取り入れたものを作成した。

研究二年度の本年も、各班では初年度に引き続き基礎調査データの収集に努め、これとともに収集した調査結果の分析にも努めた。1班では、大学における一般教養科目及び専門基礎教育科目としての生命科学教育と生物学教育のカリキュラムの実態を把握する目的で収集した、全国主要大学の覆修規定の内容の分析を行っている。2班は、全国主要大学院の生命科学および生物学系番究科の研究者に対して、研究者となった動機、現在の研究体制や研究費、大学院の入試方法や内容、選抜した学生の質を含む選抜結果の評価、学生の中途退学の傾向、修了後の進路などについてアンケート調査を行い、現在収集した結果の集計分析を行っている。3班は諸外国、特に欧米諸国の科学教育および生物科学者養成に関する状況を正しく把握し、国際的な比較研究を行うため、資料の検索と収集を行い、その内容の分析を行っている。4班は、理学医学、工学、農学の専門教育のための基礎教育としての生物学教育の現状を知るため、まず全国主要大学の医学部に対してアンケート調査を行い、その結果の集計と分析を行った。また理学系における基礎教育について調査検討を行った。5班は、文系学生を対象とする一般教育における生物学教育の現状を把握するため、四年制の国公私立大学のうち、教育学部・芸術学部・総合科学部を含む文系学部を持つ全国主要大学に対してアンケート調査を行い、現在その集計結果を分析している。実務班は、各班間の連絡調査と研究の総括を進め、最終年度における研究成果のとりまとめに向けて、その方策の策定に当たっている。研究最終年度の本年も、各班では昨年度に引き続き調査データの収集に努め、これとともに収集した調査結果の分析および研究成果のとりまとめにも努めた。1班では、研究最終年度である本年度の研究推進の方向を策定するとともに、研究成果のとりまとめ方針を策定し、各班との緊密な連絡のもと、研究成果報告書の出版に努めた。2班は、本年度は全国主要大学大学院の生命科学および生物学系研究科の大学院学生に対して、出身学部や学科について、あるいは大学院に進学した動機、大学院の入試方法や内容、現在の研究体制や研究内容、奨学金や学生生活の質、修了後の進路などについてアンケート調査を行い、収集した結果の集計及び分析を行った。3班は諸外国、特に米国の生物学教育および生物科学者養成に関する状況を把握し、国際的な比較研究を行うための資料の収集を行い、その内容の分析を行った。4班は、理学、医学、工学、農学の専門教育のための基礎教育としての生物学教育の現状を知るため、本年度は主要大学の農学部に対してアンケート調査を行い、その結果の集計と分析を行った。また工学系における基礎教育について調査・検討を行った。5班は、四年制の国公私立大学の教育学部・芸術学部・総合科学部を含む文系学部を持つ全国主要大学に対して、文系学生を対象とする一般教育における生物学教育の現状を把握するために昨年度行ったアンケート調査結果について、本年度はその集計結果の分析を行った。実務班は、各班間の連絡調整と研究の総括を進め、各班の作成した研究成果報告の原稿をとりまとめ、編集、印刷等に当たり、「大学における専門基礎及び教養科目としての生物教育」と題する研究成果報告書を刊行した。
泌尿器科腫瘍に対する内視鏡手術支援ソフトの開発

複数のソフトで作成した画像を重ねて表示するソフトを開発し、これを用いた腹腔鏡手術のナビゲーションを可能とし、その成果はJournal of Endourologyにアクセプトされ、日本泌尿器科内視鏡学会の学会賞を授与された。また前立腺肥大症の薬物治療において、内視鏡画像を用い、尿路の3D画像を用いて評価することを試み、その成果を海外の学会で発表し、現在、論文を2編投稿中である。CT画像をDICOMもしくはJPEG形式でPCに取り込み、内臓脂肪の量を測定するソフトを開発し、これを用いて、早期腎癌患者と肥満の関係につき、研究を行い、早期腎癌患者は肥満傾向があることを見出し、論文として発表した。フロンティアメディカル工学研究開発センターでは従来より通常の白色光を分光し、任意の波長の光で表示する分光内視鏡の研究を行ってきた。この技術を用い、腫瘍やその周開の粘膜の変化を抽出し、表示することができれば、経尿道的膀胱腫瘍切除の際の切除マージンの確認や、削りきれているかの判断に役に立つものと考える。現在、膀胱腫瘍周囲の粘膜における血管走行の変化の表示が可能となった。これを用い、切除前にマーキングを行うことで十分な切除範囲を確保しうるものと考えられる。一方、切除後、熱変性が加わった組織においては、切除方法がバイポーラーか、モノポーラー下、あるいはレーザーか、また電気メスの出力にも影響を受けるため、個々め症例ごとに条件が変化し、最適な表示は確立できておらず、これは来年以降の課題と考えている。複数のソフトで作成した画像を重ねて表示するソフトを開発し、これを用いた腹腔鏡手術のナビゲーションが可能となった。その成果はJournal of Endourologyに投稿し、アクセプトされた。現在は画像め合成は2画像の合成のみであるが、さらにパノラマ画像、分光画像、術前CTの画像を重ねて表示すべく、3画像以上の合成を可能にするソフトを開発中である。一方、パノラマ画像表示ソフトはさらになめらかな動きとまたどのように重ねてパノラマ画像が表示されているかも表示することが可能となった。これにより、画像の回転を認識することが容易となったと考えている。また前立腺肥大症の手術に先立ち、立体画像にて、前立腺を表示することで排尿機能を評価する一助となるべく研究をすすめている。昨年まで所属したフロンティアメディカル工学研究開発センターでは従来より通常の白色光を分光し、任意の波長の光で表示する分光内視鏡の研究を行ってきた。この技術を用い、腫瘍やその周囲の粘膜の変化を抽出し、表示することができれば、経尿道的膀胱腫瘍切除の際の切除マージンの確認や、削りきれているかの判断に役に立つものと考える。膀胱腫瘍周囲の粘膜における血管走行の変化の表示が可能となり、随伴する上皮内癌の鑑別に役に立つかを検討し、この結果を今後発表していく予定である。。また、このソフトを用い、切除前にマーキングを行うことで十分な切除範囲を確保しうるものと考えられる。一方、切除後、熱変性が加わった組織においては、切除方法がバイポーラーか、モノポーラー下、あるいはレーザーか、また電気メスの出力にも影響を受けるため、個々の症例ごとのみならず、術者によっても条件が変化し、最適な表示は以前、確立できておらず、これは引き続きの課題と考えている。その成果はJournal of Endourologyに投稿し、アクセプトされ、本年論文となった。また前立腺肥大症の薬物治療において、内視鏡画像を用い、評価することを試み、その成果を海外の学会で発表し、現在、論文を作成中である。また、このソフトに加え、形態とその抵抗より、尿の流れをシュミレーションするソフトを開発中である。これにより、手術を行った際にどのように前立腺を切除すると尿の出方がよくなるかシュミレーションできるようになり、手術の適応を決めるのに有用であると思われる。1昨年まで所属したフロンティアメディカル工学研究開発センターでは、通常の白色光を分尭レ、任意の波長の光で表示する分光内視鏡の研究を行ってきた。この技術を用い、腫瘍やその周囲の粘膜の変化を抽出し、表示することができれば、経尿道的膀胱腫瘍切除の際め切除マージンの確認や、削りきれているかの判断に役に立つものと考える。膀胱腫瘍周囲の粘膜における血管走行の変化の表示が可能となり、随伴する上皮内癌の鑑別に役に立つかを検討中であるが、個々の症例に応じ、適切な条件が違うため、未用にあたり、時間を要しているのが現状である。複数のソフトで作成した画像を重ねて表示するソフトを開発しこれを用いた腹腔鏡手術のナビゲーションが可能となったことは昨年も実績でも報告したが、その成果はJournal of Endourologyにアクセプトされ、論文化され、日本泌尿器科内視鏡学会の学会賞を授与された。

この方法のメリットはwindowsPCがあれば、そのほかに新たなハードを必要とせず、安価に簡単にかつ術者自身がその場で滅菌パックでつつんだワイヤレスマウスにて合成するため、ほしい時にすぐほしい形で画像を得ることができることである。画像そのものはこのワークステーション上で作ったものを用いるか、DICOM-ソフトでPC上で合成するかは任意である。また前立腺肥大症の薬物治療において、内視鏡画像を用い、尿路の3D画像を用いて評価することを試み、その成果を海外の学会で発表し、現在、論文を2編投稿中である。また、このソフトに加え、形態とその抵抗より、尿の流れをシュミレーションするソフトを開発し、薬物投与前と投与後で排尿時の尿の流れがどのように変わったかシュミレーションすることが可能となった。今後、膀胱の収縮力の個人による違いをどのようにパラメーターとして取り込むのかを検討しているところである。
電子・陽子衝突による素粒子の構造研究(HERAに於ける国際協力実験)

電子・陽子衝突装置による素粒子実験は、いわばレプトン・クォーク衝突実験であり、レプトンやクォークの内部構造、近距離における両者の相互作用を探る上で新しい情報をもたらす。従来試みられた例はなくHERAが最初の装置であり、加速器技術とともに、実験遂行上も測定器とデータ取得用エレクトロニクスに新しい課題がある。例えば、荷電流弱反応に際して終状態では電子がニュートリノになるため、現象再構成のために高精度のハドロンカロリーメーターが必要になる。また、ビーム電流を大きくするために、パンチ数が多く、間隔が96ナノ秒しかない。このためトリガーやデータ取得に並列処理の手法が取られた。本研究は電子・陽子衝突の研究を進めるためZEUS測定器の設計に伴う開発研究、量産試験と建設を主目的とした。具体的研究テーマは次のとおりである。1)ハドロンカロリーメーター用シンチレーター材料の対放射線試験2)吸収材によるe/h比のコンペンセーションの検討3)直流変換タイプの高電圧電源の開発による省エネルギー化4)新しい磁場遮蔽用材の試験と量産5)多数の光電子増倍管の性能試験と較正6)半導体検出器による電子識別系開発と製作7)並列処理型初段トリガー回路の開発と製作、同ソフトウェアの開発以上の研究に基づき建設された測定器は予定通り完成した。HERAがビーム衝突を開始して以来正常に稼動し、予想された性能を示している順次物理結果が得られている。実際の電子・陽子衝突実験の測定装置として用いるのと類似のハドロンカロリーメーターを建設し,その基本的特性を測定した.その際,各部品について,性能,経年変化等の検討を行なうとともに,エネルギー分解能向上のための新方式の試験を行なった.今年度,特に重点を置いた研究は,以下の開発研究である.1.発光量,光の透過性,耐放射線性の優れたシンチレーター開発2.透過型光電子増倍管の高磁場中での特性測定と改良3.カロリーメーターの電子およびパイ中間子に対する出力比(e/π比)測定4.エネルギー分解能向上のための吸収材の検討試験用に製作したカロリーメーターは縦,横,奥行きが各60cm, 60cm, 120cmで,縦横それぞれ3分割,合計9個のユニットから成る.吸収材として鉛,検出層にはシンチレーターを用いた.最近の理論的研究から鉛とシンチレーターの厚さの比が34の場合, e/π比が1となると予想されたので,鉛は厚さ8.5mmシンチレーターは2.6mm厚(一部2mm)を採用した.試験には,原子核研究所の電子シンクロトロン,高エネルギー物理学研究所の陽子シンクロトロンを利用し,最高4GeV/cまでの電子,ミュー粒子,パイ中間子を入射した.測定結果によれば, e/π比は入射エネルギー依存性を示し, 4GeV/cでは1.2であり,予想値の1とは違った.しかし,エネルギー分解能は,従来得られている最良の性能を示した.今後,国内でより高いエネルギーのビームが使用できるようになり次第同様の試験を続けるが,試験用カロリーメーターを使って,信号経路の較正,電子・ハドロン分離等の系統的な研究を行なう.電子・陽子衝突装置HERAの建設は、DESYに於てほぼ予定通りに進捗し、来年夏には完成の見込みなので、それに間に合わせるべく測定器の建設が始まっている。目下製造部品の発注、納入途上にあり、その特性検査と較正が進んでいる。1.ハードウェアに関しては、殊に光電子増倍管の諸特性の測定と較正に重点を置いた。(1)全自動検査システムの開発:これについては、必要なメカニクス、エレクトロニクス、ソフトウェアの製作を終り、システムの較正中である。2月中には光電子の増倍管の大量測定を開始する。(2)高電圧分配系の開発:光電子増倍管用コッククロフト・ワルトン型の高電圧分配器とその制御装置の開発を行なった。(3)磁気シールド設計のため、様々な模型を用いて測定を行なった。2.測定器全体の初段トリガーに関して、各測定器部分の読出しについての調整を行ない、最終的プロトコールを決定した。目下

プロトコールモジュールの製作中であり、今年度中に完成する。3.ソフトウェアについては、シミュレーションソフトを移植し、最新のものが核研で稼動している。上述のトリガー系開発に関連して、予想される現象とバックグランド現象のシミュレーションデータを製作している。4.測定器の基礎的性能を調べるため、昨年建設したモデルカロリーメーターを用いて、ビームテストを継続した。今年はKEK陽子シンクロトロンに於て6Gev/cまでのπビームが得られたので、高いエネルギーでのe/π比の測定を行なった。また、今年度は、実用するシリコン検出器をカロリーメーターに組み込んで、de/dx測定によるeーπ分離の試験を行なった。HERAに於て行なうZEUS国際協力実験の測定器建設を進めた。具体的な担当検出器は、カロリ-メ-タ、ハドロン・電子分離用シリコン検出器、トリガ-回路であるが、いずれも国際協力の下に作業を行なった。各部について、今年度の実績は次のとおりである。1.カロリ-メ-タ-:1)光電子増倍管の長期安定性等自動性能試験装置の開発とそれを用いた大量の光電子増倍管の試験と較正。2)試験済み光電子増倍管のカロリ-メ-タ-への組み入れ。3)光電子増倍管用高電圧系制御系の設計と製作。CAMAC系とVME系の両方を開発。4)新材料を応用した光電子増倍管用磁気遮蔽の開発と量産。2.シリコン検出器:1)シリコン検出器とプリアンプを含むフロントエンド部分の開発と量産化に際しての試験装置の開発。現在カロリ-メ-タ-内への組み込み機構の試験を継続中。3.トリガ-回路:我々は、第1段階総合トリガ-回路を受け持っているが、これは、各測定器コンポ-ネントからのトリガ-信号を受けて、現象の高速判断を行なう。パイプライン方式の新しいシステムを開発した。1)各測定器のトリガ-情報発生回路との交信用プロトコル回路製作。2)第1段トリガ-回路の試作。現場にて試験。3)電子・陽子反応、陽子・原子核反応のシミュレ-ションによるトリガ-条件設定に関する考察。なお本研究は当初平成2年度までの4年計画として申請したものであり、実験開始は平成2年度に予定している。
地震動の伝搬と細長い建築物の応答の相互関係に関する研究

[平成3年度]1.ボーリングにより3台の地中地震計を埋設し、112m離れた観測点間の地震記録が互いに変化していることを確認した。[平成4年度]1.112m離れた2点間の記録を応答スペクトルで比較すると、周期0.2秒より短周期側の成分は一般的に変化している。両者の時刻歴を相関係数を用いて比較すれば、周期0.2秒より長周期側の成分は、約0.7以上の相関で類似している。2.地震動の0.2秒から2.0秒の周期成分が波形を変えず一方向へ伝播する傾向(Traveling Wave)を確認した。3.上記2の地震の震源は、北緯36度付近の茨城県南部から茨城県東方沖に至る太平洋プレートに近い位置に存在する。[平成5年度]1.2点間の記録に存在する位相差を相関係数を用いて時間軸上の時間差として評価すれば、観測点の東方に震源を有する地震では、100mの距離に換算して0.014秒から0.027秒、南方のそれでは0.009秒から0.014秒となった。2.地震応答解析と実測値の比較により、比較的堅固な地盤の場合、構造物の基礎に作用する強制力は、地下15mで採取した地震記録と、ほぼ同じであることが検証された。3.床は、通常の剛床仮定に反して明らかに変形しており、入力地震動を100galに換算した場合、大きなせん断力が発生する場所では、せん断応力度が137kg/cm^2から333kg/cm^2となり、強震時に構造体全体の崩壊へつながる可能性がある。4.最大ベースシア発生時の構造体全体の変形をC.G.を用いて3次元表示した結果、床変形を含む応答解析による構造体の変形は、1次振動モード以外に3次と6次の影響が現れた複雑な曲面を構成する。これに反して、剛床仮定による解析では、薄板が捩じれるような2次振動モードが主に現れている。5.3ヶ所の地中地震記録の補間に基づき作成した位相差を含む強制地動を用いたシミュレーションは、それを含まないものよりも実測値と良く一致した。6.位相差を含む応答シミュレーションの場合、計算値と実測値は、応答の主要動付近で極めてよく一致しているが、その後、実測値は計算値よりも速く減衰する。その理由については、今後の課題となった。本研究では、大規模で平面的に細長い形状をした建築物と周辺地盤の地震時挙動の相互関係を調査するために、埼玉県比企郡鳩山町にある東京電機大学理工学部2号棟(全長116m、幅16m、高さ16mで、以下2号棟と略す。)及び周辺地盤地下15mの位置に地震計を設置することを計画した。平成3年度に行った研究の概要は以下の通りである。

1.建物周辺の地盤調査校地造成時のボ-リング調査資料及び今回行ったボ-リング調査により、2号棟周辺の地盤は、物見山砂礫層と呼ばれる洪積期の堆積層で、N値50前後の粘土混り砂礫層が地震計の埋設位置である地下15m以深まで続いていることが判った。調査で求めた土質的諸指標から、太田・後藤の方法で地盤のS波速度の推定を試み、その値として300m/sを得た。2.地震計の埋設及び2号棟の方位の測定地震計埋設のためのボ-リング工事を行い、3成分型地中震計を地下15mの位置に埋設した。2号棟の長辺方向(南北方向)に沿って南側から順にNo.1、No.2及びNo.3計3台の地震計を配置した。それぞれの水平距離は、約68mと42mである。各観測点の水平成分の検出器は、磁北を基準に設置している。また、2号棟の南北ラ-メン軸と磁北とのなす角度は5.5度である。3.地中地震計による地震観測地中地震観測を開始し、1992年2月26日茨城県南西部地震(マグニチュ-ド3.9)における2号棟周辺地下15mの位置における加速度記録を採取した。各記録の最大加速度は、南北、東西、上下成分の順に、No.1が1.22gal、1.68gal、0.58galで、No.2が1.56gal、1.22gal、0.76galで、No.3が1.77gal、1.22gal、0.89galである。南北及び東西成分の主要動付近の波形には、短周期成分の位相を除けば伝搬性が認められ、No.1No.3の間約110mで0.03秒程度の時間差が存在していることが判った。本年度は、15の地震(マグニチュード4.16.9)を観測した。この中で、最大加速度が最も大きかったのは、1992年4月23日の茨城県南西部地震のNS成分で、地中3ヶ所で、それぞれ68.92gal、90.45gal、76.08galを記録した。これらの地震について、地中地震計の記録を解析した結果、以下の知見を得た。1.校舎の周辺の地中-15mの位置で実施した水平方向のアレー観測によれば、記録の応答スペクトルの周期0.2秒以下成分は、100m程度離れた観測点間で一般に変化していると考えられる。2.相関係数を用いて、100m程度の距離を隔てた2観測点の記録に存在する位相遅れを評価する場合、両者が相関係数で0.7以上の相関を示すのは、地震動の周期0.2秒以上の成分である。3.15の地震記録のうち4の記録において、周期0.22.0秒の成分が波形を変えず一方向に伝搬する傾向を示した。このことは、これまで地震工学の理論で想定していたtravelingwaveが、実際の現象としても存在しうることを示している。4.観測した地震の震源深さと位置を地図に記せば、記録が波形を変えず一方向に伝搬する傾向を示した地震の震源は、北緯35度50分36度30分の茨城県南部と茨城県東方沖の領域に集中しており、太平洋プレートに近い位置にあるものに限られていることが判った。このことは、観測点における地震動の伝搬性に、発電機構や地震波の伝搬経路の問題が関与していることを示唆するものである。また、昨秋連動させたSMAC-MD型地震計と既存設備であるSMAC-M型強震計との位相特性を合わせるためのフィルターも作成が完了したので、最終年度は、伝搬する地震動が作用した場合の構造物の応答を中心に、研究を展開して行く予定である。本研究の平成5年度(該当年度)における成果として、以下の知見を得た。1.本観測点において、距離を隔てた2点間の記録に存在する位相差を相関係数を用いて時間軸上の時間差として評価すれば、観測点の東方に震源を有する地震では、100mの距離に換算して0.014秒から0.027秒、南方のそれでは0.009秒から0.014秒となった。2.地震応答解析と実測値の比較により、本観測点のように地盤がS波速度で300m/secと比較的堅固な場合、構造物の基礎に作用する強制力は、地下15mで採取した地震記録と、ほぼ同じであることが検証された。
局所構造を含む宇宙プラズマMHD乱流:起源、統計解析、粒子輸送

本研究は、宇宙プラズマ中のMHD乱流に関する非線形発展、及びプラズマ粒子の運動論的効果を考慮した理論・シミュレーションによる解析を行い、衛星データ解析結果を解釈するための基礎的知見を得ることを目的としている。今年度は、太陽風中において最も重要な磁気流体波動である、大振幅の平行伝播アルフヴェン波の非線形発展に関する研究を、実際の太陽風中におけるアルフヴェン波の性質(高ベータプラズマ中、非単色など)に着目して行い、前年度に引き続き以下のような新たな知見を得た。○プラズマが高ベータである地球近傍において本質的に重要となる、有限イオン温度効果(イオンランダウ減衰、有限ラーマ半径効果)を含むアルフヴェン波のパラメトリック不安定性の線形分散関係式を導出し、無衝突減衰が有効でないアルフヴェン波の不安定性にも有限のイオン温度効果が本質的な寄与をすることを明らかにした。さらに、ハイブリッドシミュレーションを用いて、理論の妥当性を検証し、有限イオン温度効果が実際の太陽風中においては線形分散関係式で予測されるよりもさらに重要であることを示した。○実際に宇宙空間で観測される波動を想定した非単色アルフヴェン波の非線形発展についての数値実験を行い、磁場の変調により励起される有限振幅の縦波が「非線形的な」変調不安定を駆動することを示した。また、実際の太陽風中で確認されているような有限の位相相関(局所構造)がそれらの非線形的に駆動される不安定性によって生成され得ることを指摘した。さらに、上記の有限イオン温度効果を考慮した場合に、この駆動型の変調不安定性がアルフヴェン波の減衰に極めて大きな役割を果たすことを示した。このことにより、これまでの太陽風アルフヴェン波の理論と観測との間にあった矛盾の一部が解決されたといえる。本研究は、空間3次元的な非線形発展、及びプラズマ粒子の運動論的効果を考慮した理論・シミュレーションによる解析を行い、衛星データ解析結果を解釈するための基礎的知見を得ることを目的としている。今年度は、太陽風中において最も重要な磁気流体波動である、大振幅の平行伝播アルフヴェン波の非線形発展に関する研究を、実際の太陽風中におけるアルフヴェン波の性質(高ベータプラズマ中、非単色など)に着目して行った。平成18年度に得られた結果は以下の通りである。○プラズマが高ベータである地球近傍において本質的に重要となる、イオンのランダウ減衰の効果を含んだアルフヴェン波のパラメトリック不安定性の線形分散関係式を、ヴラソフ方程式を用いて体系的に導出した。得られた分散関係式を数値的に解くことにより、不安定性の成長率の各パラメータへの依存性を明らかにした。○一次元2流体方程式の時間積分により、実空間での波形の変化と波動間の位相相関の関連について議論した。自己変調不安定に伴う波動の非線形性と分散性の相殺に伴い、波数モード間の大域的な非線形相互作用が生じ、その結果孤立波(位相相関)が生成されることを、周波数の時間発展の定式化、及び高次スペクトル解析(バイコヒーレンス解析等)を用いて示した。○実際に宇宙空間で観測される波動を想定した広いスペクトル幅を持った非単色アルフヴェン波の非線形発展についての数値実験を行い、磁場のポンデロモーティブ力により励起される有限振幅の縦波が「非線形的な」変調不安定を駆動することを示した。さらに、実際の太陽風中で確認されているような有限の位相相関がそれらの非線形的に駆動される不安定性によって生成され得ることを指摘した。○現象論的なイオンランダウ減衰効果を含んだモデル方程式系(運動論的TDNLS系)を用いて、縦波のランダウ減衰が非常に大きい場合(太陽風中など)においても、上記のような非線形的な不安定性が生じることを示した。○有限イオン温度による分散効果(有限ラーマ半径効果)が、無衝突減衰が有効でないアルフヴェン波の不安定性にも本質的な寄与をすることを線形解析・ハイブリッドシミュレーションを用いて明らかにした(現在ジャーナル誌に投稿中)。以上の結果は、国内外の学会・研究会、国際学術ジャーナル誌上において発表されている。

さらに、上記の有限イオン温度効果を考慮した場合に、この駆動型の変調不安定性がアルフヴェン波の減衰に極めて大きな役割を果たすことを示した。このことにより、これまでの太陽風アルフヴェン波の理論と観測との間にあった矛盾の一部が解決されたといえる。
ソルガムのアレロパシー活性に関するQTL(量的形質遺伝子座)解析

アフリカ起源で生産高が世界第5位の穀物であるソルガムは深根性に優れているため、乾燥地や半乾燥地に適応できる作物である。起源地のアフリカでは重要な穀物であるが、除草剤による雑草防除対策は現実的ではなく、生物機能を利用した低コストの雑草防除法を開発し普及されることが必要である。作物に内在するアレロパシー活性は、生物的防除ための有効な手段である。そこで、本課題では、DNAマーカーを利用して、ソルガムのアレロパシー活性に関与する量的形質遺伝子座(QTL)の検出をめざす。平成23年度に得られた成果は以下のとおりである。(1)アレロパシー活性強弱品種の交配に由来するF_2集団の作出アレロパシー活性の変異が大きく、SSRマーカー座における多型頻度が高い品種間で交配して得たF_1個体を栽培して、遺伝解析用のF_2種子を採種した。(2)連鎖不平衡解析によるアレロパシー活性に関連する染色体領域の特定コアコレクション107品種を用いて、ソルガムの染色体10本に散在するSSRマーカー98座におけるDNA遺伝子型情報とアレロパシー活性値に基づく連鎖不平衡解析(アソシエーション解析)を行った。その結果、アレロパシー活性の検定種物レタスの発芽率を指標として評価した場合、第1、2、5、9染色体のSSRマーカー座との間に強い連鎖不平衡を検出した。そのなかで、第9染色体のマーカー座との間で最大のP値を示した。また、レタスの根長を指標として評価した場合、第7染色体の2つのSSRマーカー座と有意な連鎖不平衡を検出した。(3)以上の結果から、ソルガムのアレロパシー活性に関連するQTLが第1,2,5,7,9染色体に計7個存在することを明らかにした。アフリカ起源で生産高が世界第5位の穀物であるソルガムは深根性に優れるため、乾燥地や半乾燥地に適応した作物である。起源地のアフリカでは重要な穀物であるが、除草剤による雑草防除対策は現実的ではなく、生物機能を利用した低コストの雑種防除法の開発・普及が必要である。作物に内在するアレロパシー活性は、生物的雑草防除のための有効な手段である。平成22年度に得られた成果は以下のとおりである。(1)ソルガムのアレロパシー評価法の開発イネの評価法をモデルとしてソルガムの評価法を確立した。(2)アレロパシー活性の品種変異の解析コアコレクション構成107品種のアレロバシー活性を評価した。イネに比べて全般的に強い活を示す品種が多く、品種変異の幅は大きかった。(3)アレロパシー活性強弱品種の雑種集団の作出F_1個体を栽培し、遺伝解析用のF_2種子を採取した。(4)交配親品種間のDNA多型解析F_1の作成に用いた交配親品種間で多型を示すSSRマーカーを選出し、連鎖地図を作製した。以上のように、22年度は計画通り進捗し、23年度に予定しているQTL解析に必要な植物実験材料およびDNAマーカーを準備できた。
海産無脊椎動物由来の生理活性物質を用いた細胞質分裂の解析

細胞質分裂には種々のタンパク質が関与するが、この中でもミオシンやアクチンなどの収縮性タンパク質は、収縮環の形成とその機能発現に重要な役割を果たす。本研究では、Theonella属海綿から単離され、アクチン2モルに対して1モル結合して、アクチンの重合阻害をすることが試験管内の反応で明らかにされているビスセオネライドA(bistheonellide-A、BT-A)を用いて、細胞質分裂の機構解明を図った。フィッシャー系ラット胚由来3Y1線維芽細胞クローン1-6の培養は、10%FCSを含むMEM培地中、5%CO_2下、37°Cで行った。次に、BT-Aを終濃度0.1μMで2.5×10^4cells/mlの3Y1細胞の培地中に添加して、上記条件下で一定時間培養後、細胞形態の変化を位相差顕微鏡で観察したところ、細胞の形態が大幅に変化することが認められた。これらの細胞をロ-ダミン・ファロイジン染色したところ、アクチンフェラメントからなるストレスファイバーが崩壊していることが明らかとなった。さらに培養を続けることにより、24時間以内に大部分の細胞は2核となったが、細胞質分裂が行われないまま、増殖は停止した。フローサイトメトリー分析で、正常細胞のG1期の核DNA量は細胞1個当たり2Cであったが、上述のようにBT-A処理した細胞では通常の2倍であった。したがって、この多核化現象は、核分裂終了後の細胞質分裂が、BT-Aによって阻害されたことを示唆する。次に、24時間処理した後の細胞からBT-Aを洗い流し、さらに培養を続けた。その結果、細胞形態は数時間後には復元し、20時間後には大部分の細胞は再び単核に戻っていた。フローサイトメトリー分析の結果、再増殖した細胞ではG1期で4C、さらにG2M期では8Cとなった。以上の結果は、アクチンフェラメントの形成が、細胞質分裂に必須であることを示唆する。