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ミトコンドリアDNAの遺伝様式の解明と遺伝機構を支配する染色体の同定

ミトコンドリアDNA (mtDNA)の遺伝様式・機構を目指し、今年度はボトルネック効果(生殖細胞形成過程の一時期にmtDNAの分子数が極端に低下する現象)と精子由来ミトコンドリアの消失する染色体を特定するための実験を行った。ボトルネック効果については昨年度に引き続きさらに詳細な検討を行うため、汎用実験動物用マウスであるC57BL/6JのmtDNA分子の定量・測定系をリアルタイムPCR法により構築し、雌性生殖系列の単一細胞におけるmtDNA分子数の定量を行った。その結果、それぞれの細胞についてmtDNA分子数は{MII期卵細胞:1.57 x 10^5、前核期胚:1.74 x 10^5、2細胞期胚:7.13 x 10^4、4細胞期胚:4.79 x 10^4、8細胞期胚:2.11 x 10^4、胚盤胞期胚:4.83 x 10^3、PGC(始原生殖細胞)8.5dpc:3.32 x 10^2、PGC 11.5dpc:1.65 x 10^2、PGC 13.5dpc:3.19 x 10^3、GV期卵(直径20μm):5.16 x 10^3、GV期卵(直径40μm):5.83 x 10^4、GV期卵(直径60μm):8.72 x 10^4}と計測された。本研究の結果から、細胞あたりのmtDNA分子数減少によるボトルネック効果はPGC移動期に起こることが確認され、これまでに考察されてきたsegregation unitの値(200)と同じであることから、ボトルネック効果はこうしたmtDNAコピー数の減少によって規定されていると推察された。また、精子由来ミトコンドリアの消失する染色体を特定するために、C57BL/6系統とは亜種となるMus musclus系統およびコンソミック・ヘテロソミック系統とmtGFP-Tg系統の交雑実験を行った。MSM系統、コンソミック系統については兄妹交配により、ヘテロソミック系統とmtGFP-Tg系統についはヘテロ接合型で系統維持を行った。精子由来ミトコンドリアの消失を開始するタイミングを体外受精および共焦点レーザ顕微鏡により検討したところ、媒精より10時間後より精子由来ミトコンドリアの消失する様子が観察されたが、検出限界以下となるのは多くの場合36-38時間後であった。現在までに、交雑実験の可能な、第4,14染色体についてのヘテロソミック系統との交雑を行ったが、同種間の交雑の場合との差は認められなかった。ミトコンドリアDNA (mtDNA)の遺伝様式・機構解明を目指し、今年度はmtDNAの遺伝様式におけるボトルネック効果(生殖細胞形成過程の一時期にmtDNA分子数が極端に低下する現象)について、詳細な検討を行った。まず、汎用実験動物用マウスであるC57BL/6JのmtDNA分子の定量・測定系の構築を行った。確実に直径20μm以下の単一細胞を回収することは困難なために、これらの細胞は異種のmtDNAをもつ胚盤胞期胚へマイクロインジェクション法によって導入することで単離に成功した。さらにmtDNAの多型を利用し、目的の細胞のmtDNA分子のみを特異的に増幅可能なprimerを設計した。MtDNA分子数の測定のためにはリアルタイムモニタリングPCR法を採用し、設計したプライマーを用いて検出限界を測定したところ、10^1-10^7の範囲で定量が可能な測定であることが判明した(相関係数0.98以上)。また、非特異的な増幅は確認されなかったため、この測定系が有効であることを確認した。材料の調整として、初期胚についてはホルモン投与による過排卵処理、内部細胞塊については免疫手術、始原生殖細胞(PGC)については磁気ビーズによる回収、卵核胞期卵(GV期卵)については卵巣からのトリプシン分散法、を行った。現在までの結果では、雌性生殖系列の単一細胞におけるmtDNA分子数の定量を行うと、PGCの段階で最小となることが観察されている。本研究の結果から、細胞あたりのmtDNA分子数減少によるボトルネック効果はPGC移動期に起こることが確認され、もう一つの候補であった胚盤胞期については否定的な結果となった。また、これまでに考察されてきたsegregation unitの値(200)と同じであることから、ボトルネック効果はこうしたmtDNAコピー数の減少によって規定されていると考えられる。

その結果、それぞれの細胞についてmtDNA分子数は{MII期卵細胞:1.57 x 10^5、前核期胚:1.74 x 10^5、2細胞期胚:7.13 x 10^4、4細胞期胚:4.79 x 10^4、8細胞期胚:2.11 x 10^4、胚盤胞期胚:4.83 x 10^3、PGC(始原生殖細胞)8.5dpc:3.32 x 10^2、PGC 11.5dpc:1.65 x 10^2、PGC 13.5dpc:3.19 x 10^3、GV期卵(直径20μm):5.16 x 10^3、GV期卵(直径40μm):5.83 x 10^4、GV期卵(直径60μm):8.72 x 10^4}と計測された。本研究の結果から、細胞あたりのmtDNA分子数減少によるボトルネック効果はPGC移動期に起こることが確認され、これまでに考察されてきたsegregation unitの値(200)と同じであることから、ボトルネック効果はこうしたmtDNAコピー数の減少によって規定されていると推察された。また、精子由来ミトコンドリアの消失する染色体を特定するために、C57BL/6系統とは亜種となるMus musclus系統およびコンソミック・ヘテロソミック系統とmtGFP-Tg系統の交雑実験を行った。MSM系統、コンソミック系統については兄妹交配により、ヘテロソミック系統とmtGFP-Tg系統についはヘテロ接合型で系統維持を行った。精子由来ミトコンドリアの消失を開始するタイミングを体外受精および共焦点レーザ顕微鏡により検討したところ、媒精より10時間後より精子由来ミトコンドリアの消失する様子が観察されたが、検出限界以下となるのは多くの場合36-38時間後であった。現在までに、交雑実験の可能な、第4,14染色体についてのヘテロソミック系統との交雑を行ったが、同種間の交雑の場合との差は認められなかった。
単結晶X線構造解析による発光性金属錯体の光励起構造と発光挙動との相関の解明

d10電子配置をもつ発光性多核金属錯体における光励起状態での構造変化の観測と電子状態の相関関係の解明を目指した.ピリジンチオレート誘導体で架橋された銅六核錯体について、放射光X線を用いた単結晶光励起構造解析を行った.量子化学計算により予測された,光励起状態での銅六核クラスター中心が収縮する様子をX線回折実験により直接観測することに初めて成功した.d10電子配置をもつ発光性多核金属錯体における光励起状態での構造変化の観測と電子状態の相関関係の解明を目指した.ピリジンチオレート誘導体で架橋された銅六核錯体について、放射光X線を用いた単結晶光励起構造解析を行った.量子化学計算により予測された,光励起状態での銅六核クラスター中心が収縮する様子をX線回折実験により直接観測することに初めて成功した.1.キュバン形構造を持つ発光性ハロゲン化銀(l)四核錯体、[Ag_4X_4L_4](X=Cl Br,l;L=PPh_3等)について、いくつかの化合物の単結晶を作製し、SPring-8放射光施設において、光励起X線回折実験を行った。現在までの解析結果からは、光照射下での有意な原子の動きは検出されていない。これらの錯体は、室温での発光強度が小さく、発光の量子収率が悪いことが原因ではないかと考えられており、室温でも発光強度の強い配位子とハロゲンを組み合わせた、Ag(l)Cu(l)の化合物の合成を結晶化が現在進行中である。2.ピリジンチオール誘導体が架橋した、銀および銅-価六核錯体[M_6(R(C5H4NS)) 6](M=Ag,Cu;R=H,Me,Et)の固体は、室温で紫外線照射により、強い緑黄色あるいは榿色の発光を示す。これらの単結晶光励起構造解析には、良質の単結晶の作成は不可欠である。本研究で、酸化銀(l)/銅(l)と過剰の配位子を出発原料として用い、高収率での錯体を合成する方法を初めて確立した。また、この過程で発光性の銅及び銀-価の中性二核錯体を新奇に合成することにも成功し、単結晶構造解析によりその構造を明らかにした。3.発光性の八面体形六核錯体[Pt_2Ag_4L_4](L=dimethylpyrazorate)について、光励起単結晶X線構造解析を行なった。光照射下で八面体のエクアトリアル位に位置するAg_4の四角形の変形が観測された。詳しい解析と、共同研究者らの量子化学計算による励起構造との構造との関係についての検討が現在進行中である。本研究の大きな目標である,d10の発光性多核錯体における光励起状態の構造変化の観測と電子状態の相関関係の解明は,銅一価および銀一価六核錯体の合成と,単結晶構造解析実験と, DFT計算により,以下に述べる成果を上げた.ピリジンチオレート誘導体で架橋された銅六核錯体[Cu6(6-mpyt)6](6-mpyt=6-メチルピリジン-2-チオラト)は,固体状態で紫外線を吸収し,室温で赤色,低温で青緑色に強く発光する。低温では2つの発光極大があり,低エネルギー側は金属クラスター中心遷移(CC遷移),高エネルギー側はMLCT遷移に帰属されている。本研究では,配位子の置換基の炭素鎖を一つ伸ばした[M6(6-epyt)6](M=Cu, Ag;6-epyt=6-エチルピリジン-2-チオラト)を新たに合成し,光励起構造解析とDFT計算により,光励起に伴う分子の構造変化を詳しく検討した。銅(1)及び銀(1)錯体の単結晶を作製し, SPring-8において,光励起X線回折実験を行った.光励起に伴う構造変化を検出するため,実測の構造因子の差(|Fon|-|Foff|)を用いて,差フーリエ合成計算の解析をおこなうと,CuとSがつくる六角形内のCu-Cu原子間距離が収縮する傾向が見られた. DFT計算により,HOMOはCu原子のd軌道, LUMOはピリジン環のπ*軌道であった。CC遷移に関与すると考えられる, Cu原子のs軌道とS原子のp軌道で構成される軌道はそれより高エネルギー順位(LUMO+12)にあり, HOMOとそれらの軌道との2つのエネルギー差は,吸収スペクトルとそれぞれよい一致を示した。単結晶光励起構造解析により観測されたCu原子の動きは, CC遷移に由来するCu6クラスター骨格の変形が初めて実際に観測されたものと考えられる.
真空アーク蒸着法によるアモルファスカーボン薄膜の効率的生成に関する研究

第一に,従来型の真空アーク蒸着装置において,黒鉛陰極のドロップレット抑制が可能かどうかを検討するため,陰極点の運動速度を計測した。実験条件は,陰極直径:64mmφ,水素ガス導入量:10ml/min,アーク電流:50A,雰囲気圧力:0.2および0.05Pa,陰極表面印加磁束密度:325mTとした。その結果,黒鉛の陰極点は逆行運動するものの,その速度はチタンやアルミのそれより2桁以上も遅いことが判明した。この結果に関し,以下のように解釈できることを指摘した。黒鉛陰極点の形成には,熱電子放出が伴わなければならない。陰極表面が熱電子放出を開始する温度に達するには,ある程度の時間がかかる。そのため,逆行速度は遅く,限界が存在する。以上のように,黒鉛陰極の場合,従来型の真空アーク蒸着装置ではドロップレットの抑制は困難であることを明らかにした。次に,陰極部をノズル付きエンハンス型とした新しい構造の真空アーク蒸着装置を設計製作した。この構造にすることにより,ノズル部に熱プラズマを発生させ,その領域で,陰極から放出されるドロップレットを蒸発させ,同時に,イオンエネルギーを増加させようとするものである。製作した蒸着装置において,アークを点弧し,プラズマの様相を観測したところ,磁界の強さを増加させると,プラズマが徐々に圧縮されることを確認した。また,同時にアーク電圧を計測したところ,磁界を強くすると,アーク電圧が上昇した。このことから,従来の装置より,高エネルギーのイオンが得られると考える。しかしながら,新しい構造の蒸着装置では,アークを電気的に発弧する必要があるという問題が生じ,膜の生成実験は行っていない。今後は,この装置の実用化に向けて,アークの電気的点弧法を確立する。
「文化住宅」密集地域における地域形成と人間形成

高度経済成長期にブルーカラーの家族が流入することで形成された「文化住宅」密集地域における人間形成のプロセスと地域生活の特徴を生活史インタビューと参与観察によって明らかにすることが本研究の目的である。これまで、青年とその親へのインタビュー、教師、地域活動および福祉に関係する人々に対するヒアリングを実施し、得られたテープ記録の整理、分析を行っている。現段階までに得られた知見を以下に示す。人間形成のプロセスの特徴としては、1)狭く密集した住環境ではあるが親密な家族生活が営まれている。2)大学進学率など教育達成水準は低いが、もともと高学歴ホワイトカラーが志望される度合が低く、競争的雰囲気は見られない。また、地域社会の特徴として、1)生活構造とライフステージを同じくする人々が短期間に大量に流入。2)その際、近親者の呼び寄せ傾向が見られ、近親間で、さらに近隣間で相互扶助が行われてきた。3)町内会活動も活発である。4)土着層と流入層の間に葛藤が見られる。5)行動空間および意識空間の狭さと同質性が見られ、それが前記のアスピレーション水準の低さの背景となっていることが予想される。・上記したのは現段階での仮説的な整理であり、継続した調査研究が必要である。まず、これまでの対象者が比較的安定した生活を営んでいる層に限定されているため、この地域に比較的多く存在する生活困難層にまで対象を広げる必要がある。また、近年地域活動の停滞、縮小が見られ、その変容過程を明らかにすることも課題となる。さらに、複数の中学校でのヒアリングから、特に生徒指導のあり方に学校間で大きな違いが見い出された。その背景には地域性と教師文化の相違があるものと思われる。当初想定していなかった課題ではあるが、今後取り組むべきテーマである。
パ-キンソン病発症への重金属の関与を探る疫学及び実験研究

中国における患者対照研究による血中と尿中の重金属を比較した結果から、鉄と銅の過度の摂取、マンガンの蓄積、摂取におけるビタミンEと銅のアンバランス、さらに亜鉛欠乏によるビタミンB12減少が、パーキンソン病の発症要因として関連し合っていることが示唆された。一方、ドーパミン作動性ニューロンの培養実験結果から、マンガンによってニコチンアミドメチル化酵素活性が亢進し、脳内のメチルニコチンアミドが増加することによって神経細胞死が引き起こされる可能性が示唆された。中国における我々のこれまでの疫学研究結果から、パーキンソン病患者の血中のマンガンと鉄の濃度がコントロールと比較して有意に高いことが明らかとなった。一方、血清銅、亜鉛濃度は差が認められなかった。これら重金属の食品からの摂取には差が明確ではなかったため、飲料水からの摂取量の違いを検討した。研究対象者の居住地を調べたところ、パーキンソン病患者82名中、都市部39名、農村部20名、境界あるいは判定できない地域23名であり、対照者82名中都市部57名、農村部12名、境界あるいは判定できない地域13名であった。パーキンソン病患者は、農村部あるいは境界地域に多く、対照者は都市部に多かった。農村地域の飲料水は、水道以外に井戸水や雨水、河川水など多岐に渡るものと想像されるため、今年度は、都市部の水道水に絞って複数の末梢水中の重金属の測定を行った。中国湖北襄樊市第一人民医院がある中国湖北省襄樊市内78カ所の末梢水の各重金属濃度を、平均値±標準偏差で表すと、鉄が0.029±0.041mg/L、マンガンが0.017±0.050mg/L、銅が0.006±0.004mg/L、亜鉛が0.019±0.062mg/Lであった。日本の水道法に基づく飲料水水質基準値、鉄0.3mg/L、マンガン0.05mg/L、銅1.0mg/L、亜鉛1.0mg/Lを超過するサンプルは、78サンプル中マンガン3地点(0.39mg/L、0.22mg/L、0.051mg/L)のみで、鉄、銅、亜鉛はすべて基準値未満であった。以上の結果から、中国の対象地域における都市部の飲料水の殆どは問題のない水質であり、今後農村部に調査範囲を広げるとともに、大気汚染のデータ収集、血中と尿中の重金属を比較することによる体内動態からの考察を深めて行く予定である。昨年度の結果から、パーキンソン病患者において血中マンガンと鉄が高値であった背景として、都市部の飲料水の殆どは問題がなく農村部における井戸水等の水質の問題、大気汚染の影響等が考えられた。血中と尿中の重金属を比較することによる体内動態からの考察を深めて行く必要性が示唆された。また、これまでの調査結果に欠損値が多数あり、今後のデータの解析に問題があった。今年度の経費を使い、欠損値を中心に追加調査を実施した。その上で、昨年度の結果を受け、パーキンソン病患者とコントロールにおいて、血中と尿中の重金属を比較し、体内動態からの考察を深めた。さらに、血清ビタミンE及びB_<12>の比較も行い、パーキンソン病との関連を考察した。対象者は、パーキンソン病患者と、同じ中国の病院の外来を受診した性と年齢を一致させたコントロールである。早朝に血液および尿を採取し、金属及びビタミンを測定した。その結果、血清鉄、全血マンガン、尿中鉄および銅のレベルは、コントロールよりパーキンソン病患者において有意に高かった。パーキンソン病患者の血清と尿の鉄は有意な正の相関を示した。血清ビタミンE/尿中銅比率は、パーキンソン病患者においてコントロールより有意に低かった。血清ビタミンEは、パーキンソン病患者において血清銅と負の相関があり、尿中銅と正の相関があった。血清ビタミンB_<12>は、PD患者では、血清亜鉛と正の相関、コントロールでは、尿中亜鉛と負の相関が認められた。鉄と銅の過度の摂取、マンガンの蓄積、摂取におけるビタミンEとCuのアンバランス、さらに亜鉛欠乏によるビタミンB_<12>減少が、パーキンソン病の要因として関連し合っているものと思われた。マンガン(Mn)曝露がparkinsonismを引き起こすことが知られている。Mnがnicotinamide N-methyltransferase (NNMT)活性に影響を及ぼし、nicotinamide (NA)から1-methylnicotinamide (MNA)への代謝が亢進し、神経毒性が生じるという仮説を検証した。MNAとその前駆物質であるNAによる神経毒性は、Mouse Brain Striatum Neuronal Cells (MS cells)を用い、MNAとNAの濃度を変えて培養し、MTT assayで生存率を測定した。MnがNNMT活性に及ぼす影響は、MS cellsをMnの濃度を変えて培養し、生存率を測定するとともに、その培養液中のMNA量を測定した。

また、マウス大脳サイトゾール分画を酵素液とし、Mnの濃度を変えて、産生したMNA量の違いを比較した。MNAを10mM加えて培養すると、controlと比較して有意に細胞生存率が下がった。NAを加えて培養すると生存率が低下する傾向にあった。Mn濃度を変えて培養したMS cellsの生存率は、Mn濃度が高くなるにつれ低下していたが、培養液中のMNAは、生存細胞数あたりの産生量が増加していた。また、マウス大脳サイトゾール分画を酵素液とし、Mnの濃度を変えて、産生したMNA量の違いを比較して調べた実験では、1μmol/mg protein以上のMn濃度でNNMT活性が亢進した。MnによってNNMT活性が亢進し、脳内のMNAが増加することによって神経細胞死が引き起こされる可能性が示唆された。MNAの産生増加にかかわるMnやNAは日常的に摂取されており、パーキンソン病発症への関与が示唆された。マンガンによる心筋細胞毒性とNNMT活性に及ぼす影響は、心筋細胞をマンガンの濃度を変えて培養し、MTT assayで生存率を測定するとともに、その培養液中のMNA量を測定した。また、NNMTのmRNAの発現量の比較も行った。細胞生存率は、マンガン添加4日後の、0.1μMと10μMとの間に有意差が見られ、10μMで有意に生存率が上昇した。生存心筋細胞数で調整した培地中のMNA濃度は、マンガン添加4日後で、controlに比して0.1μM, 1μM, 10μMで有意に低下した。NNMT発現量は、マンガン添加6日後で、有意差ではないものの1μMまではマンガン濃度が高くなるにつれ増える傾向がみられた。10μMでは1μMに比し、有意に低下した。神経細胞とは異なる結果となったが、この違いが組織の老化メカニズムの違いによるものなのか、あるいは実験の方法論的な問題によるものなのか、心筋細胞の培養条件等を検討し、さらに研究を重ねていく必要がある。当初の計画に沿って研究を進めており、論文化も順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初、疫学調査、in vitro実験、in vivo実験と進めて行く予定であったが、疫学調査とin vitro実験によって、ほぼ当初の目標が達成された。一方、今回神経細胞で認められた現象が神経に特異的なのか、あるいは一般化して老化の過程とみるべきか、新たな疑問も生じてきた。ある意味本研究の意義の根幹にかかわる問題であり、心筋細胞その他への影響を含め、他の臓器の老化とのかかわりをさらに追及してみたい。
バウッダコーシャの総括的研究ー仏教用語の日英基準訳語集の次世代モデル構築に向けて

本研究は、これまでに確立した方法(XML形式による関連文献・用例の整理)を採用し、およそ300の重要な仏教術語について、定義的あるいは主要な用例を根拠として、国際的な研究協力の下で、現代語(日本語・英語)への基準的な訳語集を構築し、その成果を内外に発信することを目的とする。本研究はとくに、インド瑜伽行派の「五位百法」の英語版を完成させるとともに、この間に培った方法を経・律の両典、ならびに仏教論理学と密教分野の主要術語に適用し、それらの具体的な成果を得て、バウッダコーシャ研究を総括する。とともに、今後の課題と展望を率直に議論・整理した上で、次世代の研究者による発展的な継承に向けた礎を構築する。東アジアの仏教世界において様々に翻訳されて今日に至る仏教教典の専門用語の意味を、それぞれの文脈において再検証し、現代語として蘇生させる試みである。用例抽出と比較検討により、主要な仏教用語の現代日本語訳と英語訳を確定し、標準的な現代語訳用語集を作成して、バウッダコーシャの研究を総括する。主要な仏教用語の用例集の作成とそれをもとにした翻訳語の選定作業によって、仏教研究の基礎を築く重要な作業として意義が認められる。基準訳語を日本語と英語で提起する国際的研究でもあり、次世代の研究者による発展的継承も見据えられている。関係する専門分野での適切な研究者によって研究グループは組織されており、具体的成果が得られる見込みも大きい。
岩石破壊実験を通して明らかにする微小破壊から自然地震までの破壊のスケール依存性

地殻内部で発生する地震の破壊過程を震源近傍で観察することは困難である.そこで,実験室で岩石試料の圧縮試験を行うことによって,破壊に至る岩石の挙動が観察されてきた.これまでに,岩石試料が破壊する際に,破壊面周辺でAEと呼ばれる微小破壊が発生することが明らかにされている.AEから自然地震までの広範囲にわたる破壊特性のスケール依存性が明らかになれば,試料の変形とAEの関係を通して自然地震の破壊過程の詳細を知ることができる.しかし,これまでのAE集録は,トリガ式でイベントを検知し,狭い帯域のセンサで記録したものがほとんどであった.そのため,その波形は震源の正しい情報を持っているとはいえなかった.本研究では,岩石試料が高速破壊に至る過程で発生するAEを広帯域・高分解能でもれなく集録することにより,その破壊特性とスケール依存性を明らかにすることを目的とした.昨年度までに,三軸条件下において岩石試料の周囲10点で高速・高分解能・広帯域でのAE集録が可能な計測システムの開発と,それを用いた予備的な花崗岩試料の一軸圧縮破壊試験の実施が完了していた.今年度は,試料の三軸圧縮破壊試験を実施し,得られた連続波形記録からAEの波形を同定して震源決定を行い,破壊を特徴付けるパラメタ(破壊パラメタ)である地震モーメントとコーナー周波数を推定した.これまでに,自然地震では地震モーメントとコーナー周波数の-3乗が比例するという関係が報告されているが,AEから求められた破壊パラメタも,自然地震と同様の関係の延長上に位置することが明らかにされた.さらに,AE同士の破壊パラメタを比較したところ,AE単独でもこの関係が成立していることが明らかになった.地殻内部で発生する地震の破壊過程を震源近傍で観察することは困難である.そこで,実験室で岩石試料の圧縮試験を行うことによって,破壊に至る岩石の挙動が観察されてきた.これまでに,岩石試料が破壊する際に,破壊面周辺でAEと呼ばれる微小破壊が発生することが明らかにされている.AEから自然地震までの広範囲にわたる破壊特性のスケール依存性が明らかになれば,試料の変形とAEの関係を通して自然地震の破壊過程の詳細を知ることができる.しかし,これまでのAE集録は,トリガ式でイベントを検知し,狭い帯域のセンサで記録したものがほとんどであった.そのため,その波形は震源の正しい情報を持っているとはいえなかった.本研究では,岩石試料が高速破壊に至る過程で発生するAEを広帯域・高分解能でもれなく集録することにより,その破壊特性とスケール依存性を明らかにすることを目的とした.本年度はまず,これまでに開発した試料上下2点で高速・高分解能・広帯域でのAE集録が可能な計測システムを高度化し,側面上の多点におけるAEの連続集録が可能なシステムの実用化を試みた,これにともない,センサを高い封圧から保護するための小型容器の設計と作成を行った.さらに,集録システムが予定通り作動し,センサ保護容器が耐圧性を持つかを確認するために,予備実験を行った.予備実験では,2点の従来型の共振型圧電素子と2点の小型容器に格納した共振圧電素子を用いて,封圧80MPaでの岩石圧縮試験を実施した.その結果,集録システムは予定通り作動することが確認され,高速(30MS/s)・高分解能(14bit)で,6チャンネル同時に連続的な波形データを2時間という長時間にわたって集録することが可能となった.次年度は,開発されたシステムを用いて得られる良質なAEデータを使用して解析を始める.地殻内部で発生する地震の破壊過程を震源近傍で観察することは困難である.そこで,実験室で岩石試料の圧縮試験を行うことによって,破壊に至る岩石の挙動が観察されてきた.これまでに,岩石試料が破壊する際に,破壊面周辺でAEと呼ばれる微小破壊が発生することが明らかにされている.AEから自然地震までの広範囲にわたる破壊特性のスケール依存性が明らかになれば,試料の変形とAEの関係を通して自然地震の破壊過程の詳細を知ることができる.しかし,これまでのAE集録は,トリガ式でイベントを検知し,狭い帯域のセンサで記録したものがほとんどであった.そのため,その波形は震源の正しい情報を持っているとはいえなかった.本研究では,岩石試料が高速破壊に至る過程で発生するAEを広帯域・高分解能でもれなく集録することにより,その破壊特性とスケール依存性を明らかにすることを目的とした.本年度はまず,これまでに開発した試料の周囲10点で高速・高分解能・広帯域でのAE集録が可能な計測システムを用いて,花崗岩試料の一軸圧縮破壊試験を実施した.得られた連続波形記録からAEの波形を同定して震源決定を行い,スペクトル解析から破壊を特徴付けるパラメタである,地震モーメントとコーナー周波数を推定した.自然地震では地震モーメントとコーナー周波数の-3乗が比例するという関係が報告されているが,AEから求められたこれらのパラメタも,自然地震と同様の関係の延長上に位置することが明らかにされた.地殻内部で発生する地震の破壊過程を震源近傍で観察することは困難である.そこで,実験室で岩石試料の圧縮試験を行うことによって,破壊に至る岩石の挙動が観察されてきた.

これまでに,岩石試料が破壊する際に,破壊面周辺でAEと呼ばれる微小破壊が発生することが明らかにされている.AEから自然地震までの広範囲にわたる破壊特性のスケール依存性が明らかになれば,試料の変形とAEの関係を通して自然地震の破壊過程の詳細を知ることができる.しかし,これまでのAE集録は,トリガ式でイベントを検知し,狭い帯域のセンサで記録したものがほとんどであった.そのため,その波形は震源の正しい情報を持っているとはいえなかった.本研究では,岩石試料が高速破壊に至る過程で発生するAEを広帯域・高分解能でもれなく集録することにより,その破壊特性とスケール依存性を明らかにすることを目的とした.昨年度までに,三軸条件下において岩石試料の周囲10点で高速・高分解能・広帯域でのAE集録が可能な計測システムの開発と,それを用いた予備的な花崗岩試料の一軸圧縮破壊試験の実施が完了していた.今年度は,試料の三軸圧縮破壊試験を実施し,得られた連続波形記録からAEの波形を同定して震源決定を行い,破壊を特徴付けるパラメタ(破壊パラメタ)である地震モーメントとコーナー周波数を推定した.これまでに,自然地震では地震モーメントとコーナー周波数の-3乗が比例するという関係が報告されているが,AEから求められた破壊パラメタも,自然地震と同様の関係の延長上に位置することが明らかにされた.さらに,AE同士の破壊パラメタを比較したところ,AE単独でもこの関係が成立していることが明らかになった.予定では三軸条件下での岩石圧縮破壊試験を行うことになっていたが,実験に用いる用具開発の遅れや,電力制限により実験のための圧縮装置が使用できない期間があり,三軸条件下での実験は実施できなかった.しかし,一軸条件下での実験を複数回行うことに成功し,十分なデータを集録することができた.三軸条件下での岩石の圧縮破壊試験の実施には,開発途中であるセンサ保護のためのケースが完成する必要がある.開発はおおむね終わりつつあるため,シールドと耐圧性能確認のための試験を実施する.開発したケース内にセンサを封入して試料に貼付し,低圧での三軸条件下での圧縮破壊試験を実施する.ケースの性能が確認されればより自然地震発生場の圧力環境に近い,高圧での三軸条件下での圧縮破壊試験を実施し,連続データの集録,解析を実施する.
線虫におけるMeis/Pbx/Hoxによる非対称細胞分裂制御機構の研究

C.elegansにおいて、ほとんどの細胞の非対称分裂はWntシグナルによって制御されている。Wntシグナルの下流で機能する転写因子POP-1/TCFがほとんどの細胞分裂の際、非対称に片側の娘細胞のみで活性化されると考えられている。しかし、POP-1によってどのようにして特異的な細胞運命が決定されるのか不明である。われわれは、特定の細胞(T細胞)の非対称分裂にpsa-3/Meis,ceh-20/Pbx,nob-1/HOXが必要なことを明らかにしている。Meis, PbkはHOXタンパクに結合しcofactorとして機能することが知られている。線虫においてもPSA-3はCEH-20にCEH-20はNOB-1に結合することをin vitroにおいて示した。また、psa-3はT細胞の分裂後、非対称に片側の娘細胞のみで発現する。この発現にはpsa-3遺伝子のプロモーターにあるPOP-1の結合配列が必要である。つまり、psa-3の発現はWntシグナルによって直接制御されている。POP-1は様々な細胞の分裂の際活性化されると考えられるが、psa-3はT細胞の系譜で特異的に発現している。われわれはこの特異的な発現が、T細胞の存在する尻尾で発現しているNOB-1/HOXによって制御されていることを明らかにした。つまり、T細胞の分裂の際、非対称性を制御するWntシグナルと位置identityを制御するHOXの情報が統合されて、psa-3が特異的に発現することが明らかになった。NOB-1とPOP-1によって発現誘導されたPSA-3はCEH-20,NOB-1に結合し、新たな位置identityを生み出すことで、特異的な細胞運命を制御していると考えられる。C.elegansにおいて、いくつかの細胞の非対称分裂はlin-44/wntとその受容体をコードするlin-17/frizzledによって制御されている。われわれは、このシステムによって制御されているT細胞の非対称分裂が、異常になる変異体をスクリーニングし、多数の遺伝子(psa遺伝子)を同定している。これらの遺伝子の一つ、psa-3遺伝子をクローニングしたところ、哺乳類のMeis蛋白のに類似した蛋白をコードしていた。哺乳類においてMeis蛋白はPbx蛋白とともにHox蛋白に結合してその働きを制御している。われわれは線虫においても、psa-3/Meisに加えて、ceh-20/Pbxとnob-1/Hoxが非対称分裂に関与していることを明らかにした。また、psa-3変異体において、psa-3遺伝子の配列を決定したところ、プロモーター領域に欠失があることがわかった。この領域にはWntシグナルの下流で働く転写因子POP-1/TCFの結合配列が見つかった。次にpsa-3遺伝子の発現をGFPとの融合遺伝子を作成して調べた。この融合遺伝子はpsa-3変異体をレスキューすることができ、融合遺伝子は機能機である。しかし、POP-1の結合配列を変異させるとレスキューする活性が失われた。また変異を導入すると、次に述べるT細胞系譜での発現も消失した。以上のことから、psa-3の発現はWntシグナルによって直接制御されていることがわかった。GFP融合遺伝子の発現はT細胞でも弱く観察されるが、T細胞の分裂後、娘細胞間で発現が異なる(後ろ側の娘細胞の方が、前側より強い)ことがわかった。以上の結果、psa-3は非対称分裂の際に、Wntシグナルによって片側の娘細胞に強く誘導され、非対称な細胞運命を制御していると考えられる。
シクロデキストリン様の分子認識能をもつ大員環架橋芳香族化合物の分子設計

大員環架橋芳香族化合物においては、環数や架橋鎖長の調節により芳香環で構成する分子内空孔のサイズを変更できることから、ホスト選択的認識分子を設計できることが期待できる。本年度は、大員環架橋芳香族化合物の合成、化学修飾及び認識可能に関する研究を行った。また、前年度に引き続いて〔2.2〕メタシクロファン類の合成と反応性についても検討した。本年度の成果を以下に示す。1)大員環架橋芳香族化合物の合成法の一つとして、チオフェン環化合物の酸化的付加反応を開発し、種々のタイプの大員環シクロファン類を合成した。また、そのポリエーテル誘導体は多種多様の金属イオンを認識して包接することを明らかにした。2)大員環架橋芳香族化合物へ糖鎖を導入するための予備実験として、カリックス〔4〕アレーンへの糖導入を試み、2分子の糖を導入することに成功した。この成果をもとに、現在、多くの大環状シクロファン類の糖成分導入反応について検討している。3)〔2.2〕メタシクロファン類のジアゾニウム塩は18-クラウンエーテルによって安定化されることを見い出した。また、ナフト〔2.2〕メタシクロファン類の合成法に確立するとともに、それらのコンホメーション解析を行い、立体構造に関する知見を得た。4)芳香環成分として、6並びに8個のジフェニルメタンを持つ大員環架橋芳香族化合物を一段階で収率良く合成する方法を開発した。本研究を達成するためには基礎的な知見を得る必要があるので[2.2]系化合物の反応についてまず検討した。それらの成果をつぎにまとめた。【.encircled1.】-メトキシ-16-メチル[2.2]メタシクロファンとBBr_3との反応では脱メチル化反応のみならず渡環反応が起こりテトラヒドピレン体が副生することを明らかにした。【.encircled2.】種々の8,16-ジ置換[2.2]メタシクロファンを合成し、それらに対するジアゾカップリング反応を詳細に検討した。その結果、一般の芳香族化合物に比較してこれらシクロファン化合物は活性であって、モノカップリング反応が容易に起こることを明らかにした。ただし室内を通してのスルースペース効果のために、ジカップリング反応に進行しないことを見いだした。【.encircled3.】[2.2.2](1,2,3)シクロファンのFriedel-Crafts反応は容易に進行して、ジアセチル体が生成することを明らかにした。シクロファン化合物でジアセチル体が生成していたことは極めて特異なことであり興味深い。【.encircled4.】ピレノファン類の合成を試みたが、立体障害が大きいためにジチア体のみが得られることを見いだした。本年度は、大員環架橋芳香族化合物の合成、化学修飾及び認識機能に関する研究を行った。また、前年度に引き続いて[2.2]メタシクロファン類の合成と反応性についても検討した。2)大員環架橋芳香族化合物へ糖鎖を導入するための予備実験として、カリックス[4]アレーンへの糖導入を試み、2分子の糖を導入することに成功した。3)[2.2]メタシクロファン類のジアゾニウム塩は18-クラウンエーテルによって安定化されることを見い出した。また、ナフト[2.2]メタシクロファン類の合成法を確立するとともに、それらのコンホメーション解析を行い、立体構造に関する知見を得た。
走査トンネル顕微鏡による遷移金属-希土類クラスターの局所配列および物性測定

昨年度までの研究により,Zn-Y系LPSO相内の組織は,Zn-Yからなるクラスターをあたかも1つの粒子のように取り扱うことで見通し良く説明できることが明らかにした.本年度は,6-9組成の一方向凝固材に対して熱処理条件を変えた多数の試料に対して,濃化層内のSTM観察を行い,Zn-Yクラスターの配列の様子を調べた.実験の結果得られたクラスターの配列の動径分布関数やOOP(Orientational Order Parameter)は,粗視化モデルから得られる結果と良い一致を示しており,粗視化モデルの妥当性が改めて確認された.今回多数の試料の観察を行うことで,濃化層内で観察されるクラスター密度が合金の組成から予想されるクラスター密度より少し小さい傾向が見られることが明らかになった.我々は粗視化モデルに基づいてこの問題にアプローチできないか検討を進めている.具体的には,クラスターがエネルギー的に非常に不利な第5近接距離以下の距離に接近しないという条件を守り,順次クラスターをランダムに生成していく“ランダムパッキング“を行った場合の充填率を見積もると約0.62が得られることを確かめた.これは観察されたクラスター密度に近い値を示す.実際にはこの密度より高いクラスター密度も観察されるため,現在我々はクラスターの再配列速度に注目してこの問題の検討を行っている.10-15 10H材を対象とした一連のSTM観察の中で興味深い構造の観察に成功した.具体的にはSTM/STSによって, 1つ下の濃化層内のクラスター配列との位置関係が異なる領域を見致した.検討の結果,我々はこれがLPSO相内の転位ループであると考えている.この結果は我々の手法がLPSO相の特異な変形機構であるキンク変形の評価に使用できることを示唆しており,今後の展開が大いに期待される.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。H26年度はSTM(走査トンネル顕微鏡)を用いて,熱処理温度の異なるMg-Zn-Y LPSO相内のZn-Yクラスターの(0001)面内配列に関する情報を得た.LPSO相内に存在するZn-Yクラスターは従来,Znが6個,Yが8個のL12構造であると考えられてきたが,最近このクラスター中心に原子が一つ追加された構造の可能性が指摘されている.第一原理計算を用いた予備的研究の結果,STM観察およびSTMを用いた局所状態密度計測(STS: Scanning Tunneling Spectroscopy)の手法を用いることで,表面下に存在するクラスターの構造の違い(6-8クラスター内部が空隙か,Mgが入っているかetc)を検出可能であると考えられた.このことから本年度はSTSを用いて,LPSO相の詳細な観察を行った.18R積層の試料において他のクラスターと異なる電子状態を持つクラスターが存在していることを見出した.また10H積層の試料においても同様の測定を行い,23種類の異なる電子状態を示すクラスターを確認することができた.現在,観測された電子状態と第一原理計算の結果との照合を試みている.予想外の興味深い結果も得られた.すなわち,試料電圧を詳細に変化させながらSTS測定を行った結果,STSによってクラスターの積層位置の違いを検出できる可能性があることが見出された.この結果を詳細に検討することによりこれまで不明だったLPSO相内のクラスター配列の成長過程の詳細を明らかにできる可能性がある.昨年度までの研究により,Zn-Y系LPSO相内の組織は,Zn-Yからなるクラスターをあたかも1つの粒子のように取り扱うことで見通し良く説明できることが明らかにした.本年度は,6-9組成の一方向凝固材に対して熱処理条件を変えた多数の試料に対して,濃化層内のSTM観察を行い,Zn-Yクラスターの配列の様子を調べた.実験の結果得られたクラスターの配列の動径分布関数やOOP(Orientational Order Parameter)は,粗視化モデルから得られる結果と良い一致を示しており,粗視化モデルの妥当性が改めて確認された.今回多数の試料の観察を行うことで,濃化層内で観察されるクラスター密度が合金の組成から予想されるクラスター密度より少し小さい傾向が見られることが明らかになった.我々は粗視化モデルに基づいてこの問題にアプローチできないか検討を進めている.具体的には,クラスターがエネルギー的に非常に不利な第5近接距離以下の距離に接近しないという条件を守り,順次クラスターをランダムに生成していく“ランダムパッキング“を行った場合の充填率を見積もると約0.62が得られることを確かめた.これは観察されたクラスター密度に近い値を示す.実際にはこの密度より高いクラスター密度も観察されるため,現在我々はクラスターの再配列速度に注目してこの問題の検討を行っている.10-15 10H材を対象とした一連のSTM観察の中で興味深い構造の観察に成功した.具体的にはSTM/STSによって, 1つ下の濃化層内のクラスター配列との位置関係が異なる領域を見致した.検討の結果,我々はこれがLPSO相内の転位ループであると考えている.この結果は我々の手法がLPSO相の特異な変形機構であるキンク変形の評価に使用できることを示唆しており,今後の展開が大いに期待される.おおむね申請どおりの進捗状況である.すなわち試料の熱履歴を管理した試料におけるSTM観察,積層の異なる試料に関するSTM観察に成功しており,実験データを取得した.これは申請書のH26年度の研究計画に挙げた内容である.

また新学術領域内の共同研究により実験で得られたクラスター配列をシミュレーションにて再現することに成功し,論文として発表することができた.一方,クラスターの内部構造の同定においては,実験的に異なる電子状態をもつクラスターの検出に成功したものの,どのクラスターがどの構造に対応しているかという点を明らかにする第一原理計算との比較は現在のところ完了しておらず,この点は引き続き進めていく必要があると考えている.一方,当初予想していなかった内容としてSTM/STS観察によってクラスターのC軸方向の積層の違いを検出できることが明らかになった.この情報から濃化層間でのクラスター配列の成長の相関に関する情報が得られると考えられ,LPSO相形成メカニズムの解明に大きなヒントを提供できると考えている.この点は予想以上の進展である.またH27年度の研究目標としてGdやNiを含むLPSO相の磁性の研究を行うことが予定されているが,本年度は予備実験として,Mg-Al-Gd LPSO相-αMg2相合金の磁化率の温度依存性の測定を行った.その結果180K程度における磁気モーメントの増大が観察されたが,検討の結果これはGdAl2相の磁性である可能性があり,今後の検討課題となっている.27年度が最終年度であるため、記入しない。H26年度の研究により,Zn-Yクラスターの配列に関する実験データを比較的多く得ることができたので,これらを用いてより詳細な検討を進める予定である.具体的には焼きなまし温度の異なる試料のクラスター間距離の統計を比較検討することで,LPSO相形成メカニズムの解明を進める.もう一つは,これまで原因が不明である3体クラスターの形成する角度分布の異常性の問題を解決したいと考えている.具体的には面内においてクラスターが直線的に配列する傾向を示す実験事実を説明しうるメカニズムを考案する.またH26年度で得られた積層の違いに対応すると考えられる電子状態の違いを,第一原理計算を用いることで,解釈し,ここから得られる知見からLPSO相形成過程を明らかにする.H27年度に予定されているLPSO相の磁性の研究を本格的に行う.まずはMg-Al-Gd LPSO相の磁性を不純物相の同定,この影響除去することで,明らかにする.またMg-Ni-Y系の磁性の研究を行う,Mg-Al-Gd LPSO相と異なり,Mg-Ni-YはLPSO相がほぼ100%の試料が入手可能であるため,磁化測定の解釈が比較的容易であると考えられる.またSTMによる観察も直ちに可能である.これらのLPSO相で興味深い磁性が観察された場合にはSTMを用いたスピン分極STM観察を行い,個々のクラスターの磁性の測定を試みる予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。
パラメトリックスピーカを用いた建築音響材料特性の計測法の開発

自由音場を想定して行う壁面の反射特性や斜入射吸音率の測定では、試料端からの回折波が計測誤差に大きく影響して測定が困難になる。近年、実用化されるようになってきたパラメトリックスピーカを音源として用いれば、音波を測定試料中心の狭いエリアに集中させることができるため、試料端部からの回折波の問題を回避できる可能性がある。本研究では,建築音響計測法に対するパラメトリックスピーカの適用可能性を実験的に調べるため,建築音響測定に供する音源装置の作成,音源の基本特性の把握,実験室における壁面反射特性に対する適用性検討を行い,反射特性の計測に対してこの種のスピーカの応用が有効であることを確認した。音響材料の斜入射吸音率測定や現場における音響インピーンダンス測定では、試料端からの回折波が計測誤差に大きく影響し、測定が困難になるが,近年実用化されるようになってきたパラメトリックスピーカの狭指向性を利用して、試料端部からの回折波の問題を回避し,測定精度を高めることを目的とする.本年度は,まず,パラメトリックスピーカの音源装置の試作を行った.第一段階の試作として,指向性制御等の機能は除いたシンプルな音源とした.この音源から出力する試験信号として,パラメトリックスピーカ用のSwept sine信号を作成し,無響室内において,指向特性,距離減衰特性,反射特性に関する実験を行い,音源装置のもつ基本的な性能を把握した.その結果,作成した試験信号を用いてインパルス応答を測定した場合に比較的低い周波数から高い周波数に至るまで,広い周波数範囲で十分が出力が得られることを確認した.音響材料の反射・吸音特性を計測する方法のうち、自由音場を想定して行う斜入射吸音率測定や現場における音響インピーンダンス測定では、試料端からの回折波が計測誤差に大きく影響し、測定が困難になる。そこで本研究では,このスピーカを音源として用いた場合の精度良い音響材料特性の計測方法を検討することを目的として実験的研究を行った。パラメトリックスピーカは超音波の非線形性を利用した音源であるため、超音波及び可聴音波の放射特性、反射特性を検討した。その結果,指向特性の周波数依存性については通常の線形音波における特性とは異なる特徴が得られた。ただし,この点については試作した機器の特性によることも考えられるため,今後の検討課題として残された。反射・拡散壁からの音波散乱特性について,実験室における実験的検討を行った。その結果,辺縁部における回折波の影響が小さい中,高周波数帯域においては通常のラウドスピーカを用いた場合と同様の結果が得られるとともに,低周波数帯域で異なる結果が得られた。この結果より,パラメトリックスピーカを用いることによる実験上のメリットの可能性が示された。ただし,板からの反射波に超音波成分が乗り,それが逐次可聴音波に変調されることによる影響度合いについては検討することができなかった。これについては今後の課題である。本手法は,実験室実験だけでなく,現場実験でメリットがあるものと考えられる。現場実験への適用については最終年度に実施することができなかったが現場への適用に際しての検討課題を整理した。上述の実験の結果,自由音場における音響出力,距離減衰特性,放射指向性等は良好な特性を示した.また,完全反射面による反射波の強度についても,線形音波で考えられる特性と近似した結果が得られた.しかしながら,反射面を吸音性とした場合の出力は線形音波で考えられる強度よりも弱く,想定外の結果となった.この理由を追及することに時間を要していることが理由である.工学まず最初に,吸音面からの反射について上述のような想定外の結果となった原因を物理的に追及する.そのために,距離減衰特性については,無響室における実験に加えて屋外実験も実施するなどして,さらに長い伝搬距離に対する検討を行う.パラメトリックスピーカでは指向性がきわめて鋭いため,実験の精密性を高めるためには,伝搬方向を正確に把握する必要がある.そのための治具の仕様についても検討する必要がある.実験装置として音響校正用の音響管を試作したが,会計手続きの手違いにより,本補助金で支払うべきところ,大学運営費で支払われてしまったため.実験治具の作成費等に充てる予定である.
夏播きカバークロップと不耕起播種による春コムギ初冬播き栽培体系の改善

不耕起播種およびヘアリーベッチ栽培による土壌養分の利用効率の上昇は確認されたが、春コムギ初冬播きの作業効率の向上は確認されなかった。ポット試験により、ヘアリーベッチ残渣がコムギ実生の成育と収量を増加させることを明らかにした。しかしながら、圃場試験ではヘアリーベッチ区において融雪後のコムギ実生個体数の減少する傾向が認められた。その原因として、積雪下でコムギ実生の生育異常が生じていることを確認した。本試験の結果では、初冬播きにおけるヘアリーベッチ栽培と不耕起播種の組み合わせに利点が少なく、ヘアリーベッチの利用は春播きや初冬播き前の秋起により効果が発揮されることが示された。本年は、圃場およびポットにおける収量試験、トラクターのけん引力の測定を中心に行い、また幼苗の越冬能力の解析もあわせて行った。1)圃場試験では、昨年度に比べ、立毛数と収量が低下した。特に不耕起散播区では立毛数が著しく低く、廃耕とした。そのため、コムギ実生の生存について、ヘアリーベッチのアレロパシー試験および越冬時の生存率の追加試験を行なった。その結果、ヘアリーベッチの存在下において初期生育が抑制され、積雪下の生存率の低下を認めた。このことから、ヘアリーベッチを導入した栽培体系では、コムギの生存率の向上させる必要があることが示された。2)ポット試験では、ヘアリーベッチを添加した処理ポットでは、収量の増加が認められ、ヘアリーベッチ添加・早春追肥、N3kg/10aの収量は、標準追肥したポット(ヘアリーベッチなし、早春追肥N9kg/10a)と同程度であった。また、15Nトレーサー試験では、コムギ植物体および子実にヘアリーベッチ由来の窒素の吸収が認められ、早春追肥が少ないほどその寄与が大きいことが示された。その他の元素については、現在解析中である。3)トラクター走行性能試験では、耕起区に比べ、不耕起区で播種機のけん引力の増加が認められた。また、不耕起区では、早春播種時に比べ、初冬播き時にけん引力の増加が認められた。このことは、土壌水分と貫入抵抗に影響が大きいことが示唆された。この結果から、不耕起播種の作業効率においては、通常の早春播種のほうが初冬播きよりも有利であることを示唆された。ヘアリーベッチ栽培と不耕起条件を組み合わせた春コムギの初冬播き栽培の収量は、通常の春播き栽培に比べて30%以上高く、夏播きヘアリーバッチ栽培後のコムギの初冬播き栽培は、不耕起条件下においても有効であることが示唆された。また、不耕起地における初冬播き時に地表散播と通常の条播を比較したところ、地表散播区の収量が高く、ヘアリベッチによる土壌被覆の効果が示唆された。トラクター走行性能性を調査用トラクターによる作業トラクターのけん引力およびスリップ率で評価したところ、特にけん引力で明確な差異が認められた。ヘアリーベッチ播種時に耕起を行わなかった区では、行った区に比べけん引力が50%以下に減少した。また、地表散播を行うことにより、通常の条播に比べ50%程度のけん引の低下が認められた。今年度における試験期間の降水量が多く、通常の初冬播きが困難であったが、不耕起状態では播種に問題が生じなかった。これらのことから、不耕起状態により初冬播き時の播種作業性が高まることが示された。融雪後の土壌水分量および地温の動態にヘアリーベッチ残渣の影響は認められなかったが、土壌内無機態窒素量はヘアリーベッチ栽培により増加した。融雪時におけるヘアリーベッチ栽培による無機態窒素の増加量は、早春追肥の慣行量(9kg/10a)に匹敵しており、ヘアリーベッチ栽培によって早春窒素施肥量を減量させることが可能であると思われる。15Nを吸収させたヘアリーベッチ残渣を処理したポット試験では、収量は早春追肥を行わなかったポット間でヘアリーベッチを処理したポットで増加した。また、ポット栽培のコムギ子実内窒素量にたいするヘアリーベッチ由来窒素量は早春追肥量が高くなるほど低下した。これらのことからヘアリーベッチの小麦生産にたいする寄与は、低窒素環境で大きいことが示唆された。平成26年度は、主にヘアリーベッチ導入による施肥水準の削減と窒素循環量の変化について検討し、窒素では少なくとも半分量の削減が可能であり、この効果は経年栽培により増加することを明らかにした。