hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
産業構造変化の需要要因分析

2018年度には、産業連関分析で利用されている付加価値誘発の方法を利用することにより、国内の各需要項目(国内消費、国内投資、国内政府支出)及び外国需要(輸出)が誘発した非農業付加価値を推計した。次に、それぞれの需要項目の非農業付加価値誘発額とGDPの比率を計算した。これにより非農業付加価値の対GDP比の上昇をけん引している需要項目を特定化することを試みた。上述の推計を韓国、台湾、タイ、マレーシア、インドネシア、フィリピンのアジア6か国に対して行った。その結果、以下のことが明らかになった。インドネシアを除く5か国については、付加価値誘発額の対GDP比が一貫して上昇し続けていた需要項目は、輸出だけであった。すなわち、付加価値の観点において、農業から非農業への産業構造変化を牽引してきた需要項目は、上記5か国においては輸出であることが明らかになった。一方、先行理論研究においては、産業構造変化を牽引する需要項目としては、消費に注目が集まってきていた。これは、所得が上昇すると、消費者の消費が食料品などから嗜好品に移っていくという、エンゲル効果を背景にした議論に基づく関心である。しかし、本研究の推計結果によれば、国内消費が非農業付加価値の対GDP比の拡大を牽引しているという結果は得られなかった。非農業付加価値の対GDP比拡大において、国内消費の貢献度が低い理由は、国内消費の農業から非農業へのシフトよりも、輸出の農業から非農業へのシフトの方が速いためである。このため、対GDP比では、同シフトへの国内消費の貢献は小さなものになった。ただし、この結果は消費における農業付加価値の消費から非農業付加価値消費へのシフトを否定するものではない。この点についても、本研究は付加価値誘発の方法を用いて明らかにした。当初計画の通り、進捗している。2019年度は、本研究プロジェクトの最終年度である。そこで、本年度においては、「研究実績の概要」において提示した研究成果を論文の形にまとめ、総括する。研究成果論文は、専門誌に投稿し、得られた知見の普及に努める。本研究は実証研究であるため、データの収集が必要となる。農業ー非農業間の産業構造変化は、経済発展の初期段階に発生する。本研究プロジェクトではこの発展段階のデータを必要とするが、発展初期段階の経済データが十分に整備されている国は少ない。これに対して、東アジア・東南アジア諸国においては、発展初期段階のデータが比較的よく整備されている。具体的には、韓国、台湾、タイ、インドネシア、フィリピン、マレーシアの産業連関表を入手した。さらに、産業連関表データの電子化を行った。特に1990年以前のデータについては、紙ベースの産業連関表しか存在しない場合が多かった。一方で、本研究でのデータとしては、電子ファイル化されたデータが必要になる。そこで、紙ベースの産業連関表を手入力により電子化するという作業を行った。産業連関表は、一年分の表の中に数千個のデータが含まれている。このため、複数国、複数年のデータについての電子化には相応の時間を要した。これらの作業の結果、上述のアジア6か国の産業連関表について、公表されている表は全て入手し、それらを全て電子化した。特に韓国、台湾については、1960年代の産業連関表を含むデータベースを構築した。1960年代においては、これらの2か国は発展の初期段階にあり、所得は低所得、あるいは中所得の中でも一番低い水準にあった。この水準まで所得が低い経済発展段階から高所得の経済発展段階まで、電子ファイル化された産業連関表を一貫して利用できるケースは希少である。そうした希少なデータを含んでいるという点において、本データベース構築の意義は大きい。予定通りに進捗している。

平成30年度については、産業連関表研究で利用されている付加価値誘発の方法により、国内需要、外国需要(輸出)と、それらが誘発した国内の非農業付加価値額を計算する。次に、国内需要によって誘発された非農業付加価値額が、国内で生産された非農業付加価値額全体に占める割合を計算する。同様に、輸出によって誘発された非農業付加価値額が、国内で生産された非農業付加価値額全体に占める割合を計算する。これにより、国内非農業付加価値生産の拡大を牽引してきたのは、国内需要であったのか、外国需要であったのかを数量的に明らかにする。また、国内需要の中でも、国内消費として利用された付加価値についての分析を行う。所得が拡大にするにつれて、非農業生産部門に由来する付加価値についての国内消費額は、国内消費された付加価値の全体額と比較して、より増加率が高いのかの確認も行う。すなわち(財ではなく)付加価値で見たエンゲル効果が発生しているかの確認を行う。以上の計算作業を行うことにより、国内需要、輸出と、国内非農業付加価値生産の関係についての関係を明らかにする。平成31年度については、研究結果を論文としてまとめる。2019年度は、本研究プロジェクトの最終年度である。そこで、本年度においては、「研究実績の概要」において提示した研究成果を論文の形にまとめ、総括する。研究成果論文は、専門誌に投稿し、得られた知見の普及に努める。データ入力のための補助員経費を予定していた。しかし、予定していた補助員が事情により補助をすることが不可能な状況となった。また、臨時の補助員を見つけることも困難であったため、研究員自身が入力を行った。これらの要因により、残額が生じた。
冷却原子気体のBEC-BCSクロスオーバーにおける多体効果の理論的研究

散乱長が大きな3粒子系では、離散スケーリング則を示す3粒子束縛状態が普遍的に現れ、Efimov状態とよばれる。Efimov状態のエネルギースケールを決定する重要なパラメータとして3体パラメータがある。近年、3体パラメータが普遍的に振舞うことが冷却原子気体の実験で発見された。昨年までの研究で、私は冷却原子系特有のvan der Waals型相互作用をする系について、3体パラメータが普遍的に振舞うことの物理的起源を解明した。本年度の研究では、vall der Waals型以外の様々な相互作用をする3粒子問題を解き、3体パラメータが普遍性がvan der Waals型以外の様々な相互作用をする系について普遍的に成立することを発見した。また、相互作用の遠方での減衰の速さに依存して、3体パラメータのUniversality classの分類が可能なことを発見し、これらの成果をPhysical ReviewLetters誌に発表した。Efimov状態は冷却原子気体以外にも、^4Heクラスター、中性子過剰原子核、マグノン等で現れる可能性が示唆されており、本研究はこれら様々な系での少数系の理解に本研究が大きく貢献するものと期待される。また、本研究は相互作用が散乱長が大きな領域でのボソン系の振舞いを研究したものであるが、Fermion系においてもEfimv状態が現れうることが知られており、Boson系、Fermion系双方の少数・多体系の振舞いの理解にも有用となることが期待される。また質量インバランスのある系における3体パラメータの振舞いに関する研究も行った。その結果、同種粒子系の場合と類似の形をしたHyper-radial repulsionが現れることを発見し、3体パラメータが普遍的に振舞う可能性があることを見出した。(抄録なし)私は、質量が異なる原子間の3量体状態の研究を行った。先行研究から、3量体が離散的なスケーリング則を満たすエフィモフ状態と連続的なスケーリング則を満足するカターツェフ・マリク3量体の存在が予言されていたが、定性的な性質の異なる2種類の3量体が互いにどのように移行するのかという問題はよくわかっていなかった。私はこの問題に取り組み、両者の間を連続的に移り変わるクロスオーバー3量体という新しいタイプの3量体が存在することを見出した。この結果は当該分野に重要な知見を与えるものと判断される。この研究は、強く相互作用をする冷却原子気体の安定性の問題に関係する重要な問題である。当初冷却原子気体におけるBEC-BCSクロスオーバーの研究を行っていたが、Fermi粒子間の質量比を変えていくことにより、従来発見されていなかった新しい不安定性がある可能性を発見した。その不安定性は上記の3量体にかかわるものであり、3量体の性質・形成のメカニズムを探ることはBEC-BCSクロスオーバーの本質の理解にとって非常に重要である。また近年冷却原子気体における実験技術が飛躍的に向上しており、3量体,4量体のような少数多体系を実験で観測できるようになった。本研究の成果も現在の実験技術において、十分に観測可能であるものと期待される。2006年にEfimv状態という3粒子束縛状態が冷却原子気体の実験で観測されてから、冷却原子気体での少数多体系の研究が急速に進展している。Efimv状態の束縛エネルギーは、3体パラメータと呼ばれるパラメータが決定している。この3体パラメータの大きさは系の詳細に強く依存し、従って実験で用いる原子等が変化すればEfimov状態の束縛エネルギーも激しく変化すると信じられてきた。しかし2011年に5種類の異なる原子によるEfimov状態の実験を比較したところ、5%精度で完全に一致することが発見された[7]。これまで「なぜ3体パラメータが原子によらないユニバーサルなパラメータなのか?」という物理的起源の解明がされていなかった。私は共同研究者と共に、Efimv状態の波動関数の変形に注目することで、ユニバーサルな3体パラメータの物理的起源を解明した。原子種の変化をモデル化するように様々なポテンシャルに対して3体問題を数値的に解いた結果、ポテンシャルの詳細によらず、3粒子が近づいた際に波動関数の形が急激に変形し、この変形が3粒子間に実効的な斥力を与えることを発見した。この斥力ポテンシャルのため3粒子が近づく確率が小さく、各原子の電子構造等の詳細に依存しないユニバーサルな性質をEfimv状態が示す。この考察に基づき、我々はEfimov状態の解析的な変分波動関数を考案し、これが波動関数の変形や斥力ポテンシャルを再現し、3粒子問題を解いた結果と定量的に良く一致することを発見した。本研究の成果は査読中ではあるが[6]、既に国内・国際会議等で多数発表した。また共同研究者とともに、冷却原子以外の系においても、ユニバーサルな少数系の研究を行える可能性を理論的に提唱した。

また、相互作用の遠方での減衰の速さに依存して、3体パラメータのUniversality classの分類が可能なことを発見し、これらの成果をPhysical ReviewLetters誌に発表した。Efimov状態は冷却原子気体以外にも、^4Heクラスター、中性子過剰原子核、マグノン等で現れる可能性が示唆されており、本研究はこれら様々な系での少数系の理解に本研究が大きく貢献するものと期待される。また、本研究は相互作用が散乱長が大きな領域でのボソン系の振舞いを研究したものであるが、Fermion系においてもEfimv状態が現れうることが知られており、Boson系、Fermion系双方の少数・多体系の振舞いの理解にも有用となることが期待される。また質量インバランスのある系における3体パラメータの振舞いに関する研究も行った。その結果、同種粒子系の場合と類似の形をしたHyper-radial repulsionが現れることを発見し、3体パラメータが普遍的に振舞う可能性があることを見出した。この研究当初は、BEC-BCSクロスオーバーの熱力学的性質に関する研究を行っていたが、Fermi粒子間の質量比を変えていくことにより、従来発見されていなかった新しい不安定性がある可能性を発見した。その不安定性は上記の3量体にかかわるものであり、3量体の性質・形成のメカニズムを探ることはBEC-BCSクロスオーバーの本質の理解にとって非常に重要である。本研究が進むことにより、新奇量子相の発見へとつながる可能性があり、当初予測したよりも多彩な物理現象を発見できる可能性があると強く期待している。2011年の秋、冷却原子気体において新しいユニバーサルな物理が見つかった。これまでユニバーサルではないと思われていたEfimov状態の3体パラメータが原子種に依存しないという性質が実験的に発見され、この現象の理論的な解明が重要な理論的課題となった。我々はこの重要なテーマに取り組み、その物理的起源を解明した。この研究は当初予定した研究よりも遥かに重要度が高く、インパクトのある研究であると思われる。まず本研究で発見した3量体に関して、その状態の理論的解明を目指す。特に繰り込み群の手法を用いて、そのスケーリング則の変化を解明する。また3量体の多体物理に及ぼす熱力学的影響に関しても研究する予定である。これまで研究してきた、3粒子束縛状態、4粒子束縛状態等少数系の物理が、多体物理にどのような興味深い効果を引き起こすか研究する予定である。特に、冷却原子気体の多体系の実験において、3粒子束縛状態が重要な役割を果たす系を研究する予定である。(抄録なし)
凸錐上の調和解析とその応用

色付きグラフィカルモデルのうち,完全グラフを頂点の置換による対称性で色付けしたものについて,対称錐とジョルダン代数の理論を援用して行列式のべき乗のラプラス変換を計算し,規格化定数を明示的に求積する公式を得た.なお,モデルに付随するジョルダン代数を決定する際に,有限群の表現論が大変重要な役割を果たす.これらの結果をもとに,与えられたデータに最も当てはまるモデルを探索する「モデル選択問題」に取り組んだ.以上はPiotr Graczyk教授,Helene Massma教授,Bartosz Kolodziejek博士との共同研究である.上記の色付きグラフィカルモデルにも現れるが,実対称行列からなるジョルダン代数の部分代数は,正定値実対称行列からなる対称錐の二重自己平行部分多様体と適当な同値関係をのぞいて一対一に対応する.この二重自己平行部分多様体は,半正定値計画法においては計算コストが極小となる問題に対応し,統計学の文脈ではinversely linearなモデルに対応する.対称錐についての議論と類似した方法により,確率的単体の二重自己平行部分多様体も決定することが出来た.以上は小原敦美教授との共同研究である.余随伴作用に関する開軌道をもつ実リー代数を実フロベニウス・リー代数と呼ぶ.等質ジーゲル領域に付随する正規j代数や,有限次元実ベクトル空間上のアファイン変換全体からなるリー代数は,その例である.実フロベニウス・リー代数の余随伴開軌道に対応するユニタリ表現は二乗可積分既約表現であるという予想と,その微分表現は展開環の忠実な表現を与えるという予想をいくつかの部分的な場合について証明した.これはAli Baklouti教授とEdi Kurniadi博士との共同研究である.性質の良いコレスキ分解を特徴づける代数構造(以後コレスキ構造とよぶ)は,等質錐に付随する左対称代数と類似の内部構造を持っていることが判ってきた.等質錐の場合と同様に,コレスキ分解を正定値実対称行列の座標として用いることにより,様々な形の実対称行列からなる凸錐上で美しい解析的公式(行列式のべき乗のラプラス変換や乗法的ルジャンドル変換の明示公式など)が得られるが,これらの公式は数理統計や情報幾何にも応用できる.コレスキ構造を中心に据えて凸錐上の幾何と解析を展開する一方,それらの数理統計や情報幾何への具体的な応用を探る.たとえば,研究実績の概要で述べた色付きグラフィカルモデルや二重自己平行部分多様体の問題を,対称錐の枠組みを超えてコレスキ構造をもつ凸錐上で考えることは理論的にも応用的にも意義深い課題である.等質錐とchordalなグラフィカルモデルに表れる凸錐の両方を含む新しい正則凸錐のクラスである「行列実現可能錐」を導入し,これによって等質錐上の幾何と解析についての様々な結果とアイディアが,より広範な凸錐の研究に拡張・応用できるようになった.実際,本年度においては行列実現可能錐の特性函数とガンマ型積分公式,そして密度関数の対数のルジャンドル変換の明示的な公式を,完全な証明とともに学術論文にまとめて公表した.とくに,ある凸錐上の正値函数のベキ乗のラプラス変換が別の函数のベキ乗とガンマ因子の積に等しいというガンマ型積分公式は,ウィシャート分布の一般化の構成において有用である一方で,双対錐を底とするチューブ領域の荷重つきベルグマン核の明示的な計算にも利用できる.このように一つの公式が多変量解析と多変数複素函数論の両方に新しい結果をもたらしたことに着目し,二つの分野(とくに指数型分布族と再生核ヒルベルト空間)のつながりについて基礎的な考察を行った.これは今後も掘り下げる価値のあるテーマと思われる.正定値対称三重対角行列全体のなす凸錐は,上記の結果が適用できる非等質錐の典型例である.この錐上に定義されるウィシャート分布の詳しい研究(とくに分散函数の記述やモーメントの計算)をすすめた.そして関連する調和解析を深く展開し,小行列式のベキ乗の積のラプラス変換に関するLetac-Massam予想を部分的に証明した(P. Graczyk, S.Mamaneおよび落合啓之との共同研究).数理統計および関連する調和解析において新しいアイディアと多くの成果があったが,それらに時間を割いた分,当初計画していた非等質錐上のリース超函数の解析,とくに正の測度となる場合の研究については思うように進展させることができなかった.凸錐上の情報幾何については基礎的な準備を計画どおりに進めている.任意の等質錘は特定のブロック行列をもつ正定値対称行列からなる集合として実現される,というこれまでの自身の結果の拡張として,任意の等質ヘッセ領域を対称行列の集合として実現することに成功した.これは正規ヘッセ代数という左対称代数(プレ・リー代数)の代数的構造の考察に基いて得られた結果である.単に等質ヘッセ領域の具体例が得られたというだけでなく,同じ枠組みで群作用や不変ヘッセ計量が明示的に記述できることに意義がある.この結果は「Matrix realization of a homogeneous Hessian manifold」というタイトルで査読付きProceedingsとして発表し,国内外の研究集会で講演した.確率分布族を図形とみる情報幾何学の立場において円や直線に対応するものは何かという問いに対し,等質(自己同型群が推移的に作用する)指数型分布族は一つの答であるといえる.この等質指数型分布族のパラメータ集合には自然に等質ヘッセ領域の構造が入るので,上記の結果は等質指数型分布族の研究において重要な鍵となると思われる.等質錐ではないが豊かな解析を許容する正則凸錐として,三重対角正定値対称行列のなす凸錐がある.

これはグラフィカルモデルにおいては,パスグラフ(A_nグラフ)に対応するある意味で最も基本的な凸錐である.その凸錐の特性函数や主小行列式の巾乗の積のラプラス変換の計算とその数理統計への応用をP. Graczyk氏,S. Mamane氏との共著論文として"Wishart exponential families on cones related totridiagonalmatrices"というタイトルで発表した.等質錐とchordalグラフィカルモデルに付随する凸錐を統合する新しいクラスの正則凸錐上の幾何と解析を研究してきたが,これが色つきグラフィカルモデルの研究に応用できる可能性が判明した.これは大変重要な進展である.実際,データの条件付き独立性を扱う通常のグラフィカルモデル理論に対し,データの間の様々な制約条件を扱える色つきグラフィカルモデルは応用範囲が広く,それを扱う代数的枠組みを提供できれば,インパクトの大きな貢献となるであろう.等質指数型分布族の研究も,等質ヘッセ領域の幾何という基礎が固まったことで,今後の進展が期待できる.すなわち,全ての等質ヘッセ領域を対称行列の集合として実現することができたことで,等質指数型分布族に従う確率変数も対称行列に値をとるものとして構成できる見通しがたった.色付きグラフィカルモデルのうち,完全グラフを頂点の置換による対称性で色付けしたものについて,対称錐とジョルダン代数の理論を援用して行列式のべき乗のラプラス変換を計算し,規格化定数を明示的に求積する公式を得た.なお,モデルに付随するジョルダン代数を決定する際に,有限群の表現論が大変重要な役割を果たす.これらの結果をもとに,与えられたデータに最も当てはまるモデルを探索する「モデル選択問題」に取り組んだ.以上はPiotr Graczyk教授,Helene Massma教授,Bartosz Kolodziejek博士との共同研究である.上記の色付きグラフィカルモデルにも現れるが,実対称行列からなるジョルダン代数の部分代数は,正定値実対称行列からなる対称錐の二重自己平行部分多様体と適当な同値関係をのぞいて一対一に対応する.この二重自己平行部分多様体は,半正定値計画法においては計算コストが極小となる問題に対応し,統計学の文脈ではinversely linearなモデルに対応する.対称錐についての議論と類似した方法により,確率的単体の二重自己平行部分多様体も決定することが出来た.以上は小原敦美教授との共同研究である.余随伴作用に関する開軌道をもつ実リー代数を実フロベニウス・リー代数と呼ぶ.等質ジーゲル領域に付随する正規j代数や,有限次元実ベクトル空間上のアファイン変換全体からなるリー代数は,その例である.実フロベニウス・リー代数の余随伴開軌道に対応するユニタリ表現は二乗可積分既約表現であるという予想と,その微分表現は展開環の忠実な表現を与えるという予想をいくつかの部分的な場合について証明した.これはAli Baklouti教授とEdi Kurniadi博士との共同研究である.性質の良いコレスキ分解を特徴づける代数構造(以後コレスキ構造とよぶ)は,等質錐に付随する左対称代数と類似の内部構造を持っていることが判ってきた.
近世における人口学的要因と家系の継承

日本の伝統的家族は、「家」を中心として、その世代的永続性を理念として形成され、長男による継承がその核心部を占めていたが、次男や三男が継承することもあれば、婿養子、養子などによる継承が行なわれることもあった。長男以外による継承の出現頻度は、地域差の観点からも、年次的変動の観点からも、出生子数や死亡率などデモグラフィックな要因に規定されることが多かったと考えられる。本計画においては、江戸中期以降を対象として、武士の系譜資料等を手がかりに、計量化を試みつつ、この問題への接近を試みるものである。上記の目的のために、平成12年度は主として以下の作業を実施した。1)申請者が家系継承の実態についてこれまでに資料を集めて分析を行なってきた東北地方の南部、佐竹、会津の諸藩、および北陸地方の金沢藩に関して、17世紀および18世紀の状況を中心に、乳幼児死亡、飢饉、流行病等死亡に関わる人口学的要因に留意しながら関連する情報を収集した。2)九州、四国、中国地方に関して、佐賀藩、徳島藩、萩藩等について上記の東北、北陸地方の家系継承に対して対照とすることができるような系譜資料を探索・収集し、同時に人口学的要因に関連する資料をも収集した。3)上記の諸藩に関する家系継承の資料のうち、分析目的に合致する情報を備えたものを選び、継承の行なわれた時点、先代家督者の死亡年齢、先代家督者の子の数、当代家督者の継承時の年齢など、人口学的要因を考慮しつつデータベース化の準備作業を行なった。
水圏環境における酸素非発生型好気性光合成細菌の物質循環駆動力の解明

(1)東京都多摩川において採取した河川水試料を用いて、赤外蛍光顕微鏡直接計数法でAAnPB細胞数の計数を行った結果として、多摩川におけるAAnPBの普遍的な分布と粒子付着性生活様式の優占を明らかにした。本研究結果は論文としてまとめ、現在投稿後査読中である。(2)福井県三方五湖において季節観測を行い、AAnPB現存量が大きく季節変動することを明らかにした。また、本湖のひとつである水月湖の湖水を用いた擬似現場実験を行い、湖水環境におけるAAnPBの増殖速度は海水環境に比べて遅いことを明らかにした。(3)愛媛県愛南町のマダイ養殖いけす海水から得たAAnPB分離培養株について、それらの系統関係を明らかにした。特に新規性の高いAAnPBについては学会発表で報告し、その記載を進めている。(4) AAnPBのカロテノイドの役割とその進化に関して、その生化学的特性をまとめると共に、オープンアクセスのアミノ酸データベースを用いて、カロテノイド合成経路の一部で働くcrtA遺伝子について網羅的な解析を進めた。結果として、crtA遺伝子はAAnPBや通性嫌気の紅色光合成細菌、非光合成細菌も有しているが、そのホモロジーには大きな相違があり、AAnPBの有するカロテノイドにはその種類、それを有する生物種によって、カロテノイドが担う生態学的機能が異なる可能性が示唆された。本研究結果は学会にて発表を行った。(5)魚類養殖場海水を用いて、水温を変えた擬似現場実験系を設け、AAnPBの増殖速度は水温が上がると、非AAnPBのそれよりも有意に速くなる事を明らかにした。本研究結果は論文として発表した。今年度は、海洋、河川、湖沼といった多様な水圏環境における酸素非発生型好気性光合成細菌(Aerobic anoxygenic phototrophic bacteria, AAnPBと呼ぶ)の分布調査、現場観測、擬似現場培養実験を主に予定していたが、それらは全て予定通りに遂行され、最終年度に繋がるデータは確実に取得され、かつ海洋と河川における実験データの一部はすでに論文として国際誌に投稿しているか、もしくは学会で発表を行った。河川として多摩川、湖沼として三方五湖において観測を進めたが、両観測点においてAAnPBの分布と現存量の大きな時空間変動が確認出来た。多摩川においては、分布と現存量だけでなく、粒子付着性という生活様式まで明らかにすることが出来た。三方五湖においては、擬似現場実験を行い、AAnPBの増殖速度に関するデータも取得出来た。海洋においては、養殖場環境における海水試料から、簡便な色素検出技術を用いて、効率的に多数の新規好気性光合成細菌の分離培養に成功している。今回、分離培養した未知のAAnPBについては、新種記載を進めている。これらAAnPB分離培養株は、予想以上に多様で新規の株を多く含んでいた。これは、AAnPBの多様性という観点で、大変貴重な実験材料を得られたことになる。現場観測や分離培養実験に加え、さらに当初予定していなかった、オープンアクセスのアミノ酸データベースを用いての光合成細菌に関する遺伝子情報の体系化と最新化にも着手した。今年度は、特にAAnPBのカロテノイドに着目し、他大学と共同研究で、その体系化と最新化データについてそれらの考察を深めることが出来た。今後は、AAnPBの分子系統学的多様性、生理学的多様性の評価において大きな一助となることが期待され、AAnPBという生物についての包括的理解への大きな将来性と重要性を秘めている。前年度までに収集したデータは、現場観測と現場水を用いた擬似現場法を中心とした環境中でのAAnPB現存量と、その増殖速度、捕食圧についてである。本研究では、地球グローバルな水圏環境における、細菌が駆動する物質循環の実像を解明するために、「AAnPB」という新たな担い手の光エネルギー利用能に着目している。本年度は、AAnPBを含む細菌群集の擬似現場実験における動態を調べるために、光照射下および無照射下で擬似現場実験を行い、比較を行うことを予定している。具体的には、当初はAAnPBを含む細菌全体の細胞増殖速度(赤外蛍光顕微鏡直接計数法)、細胞呼吸量(ウインクラー法)、細胞増殖効率を、さらに細菌食者による被捕食量を、細菌食者を残した全現場水と、除いた濾過水とで比較する方法を考えていたが、近年確立されたStable Isotope Probing (SIP)法と次世代シーケンス(NGS)法を合わせたSIP-NGS法を、本実験に適用することを予定している。本法の最大の利点は、基質の取り込みを行う細菌群集を標的に解析が出来ることと、そのNGSの持つ高精度の群集構造解析である。NGSは、全細菌群集を標的にした16S rRNA遺伝子と、AAnPBを標的にしたpufM遺伝子の2遺伝子で行う。更に、AAnPBの無機炭素固定能を調べるために、重炭酸ナトリウムを安定同位体ラベルした実験も予定している。これは当初、チェコ共和国で共同研究で行う予定であったが、日本国内で実験可能なSIP-NGS法を用いる。SIP-NGS法の適用により、当初予定していたよりもより直接的で高精度のAAnPB特有の水圏物質循環駆動への寄与量と寄与メカニズムの解明が期待出来る。水圏環境における酸素非発生型好気性光合成細菌(Aerobic anoxygenic phototrophic bacteria, AAnPBと呼ぶ)の物質循環駆動力の解明のために、河川としては東京都多摩川、湖沼として、福井県三方五湖において、AAnPBの分布調査を行った。

また、海洋として愛媛県宇和海の真鯛養殖場いけす周辺の海水中の培養性AAnPBの多様性を調べた。さらに、光合成関連遺伝子pufMのデータベースを用いて、AAnPBに関する遺伝子情報の体系化および最新化を行なった。具体的には、pufM遺伝子として登録されている種、属のリストアップと、それの系統樹の作成である。最後に、AAnPBの捕食者である原生動物とAAnPBを共培養し、捕食者体内でのAAnPBの光合成色素であるバクテリオクロロフィルの分解メカニズムを解明する実験を開始した。結果の概要としては、多摩川においては有機物粒子に付着しているAAnPBが多く観察され、AAnPBが多摩川において付着性の生活様式で生きていることが示唆された。三方五湖において、三方湖、久々子湖、水月湖の3湖において、AAnPBは普遍的に分布しており、水月湖の溶存酸素濃度がほぼ0になる境界層においては、AAnPBに加えて、嫌気性の光合成細菌(Anaerobic anoxygenic phototrophic bacteria, AnAnPBと呼ぶ)も混在していると考えられるが、AAnPB + AnAnPBの現存量は、全菌数に対して50%超であった。これは、AAnPBを含む光合成細菌が三方五湖において、炭素循環を駆動するメインプレーヤである可能性を強く示唆している。宇和海においては、これまでAAnPBとして未記載種が多く分離培養された。AAnPBに関する遺伝子情報の体系化と最新化、バクテリオクロロフィル分解メカニズム解明も着実に進んでいる。今年度は、河川および湖沼での酸素非発生型好気性光合成細菌(Aerobic anoxygenic phototrophic bacteria, AAnPBと呼ぶ)の分布調査として現場観測を主に予定していたが、それらは予定通りに遂行され、次年度に繋がるデータは確実に取得されている。河川として多摩川、湖沼として三方五湖において観測を進めたが、両観測点においてAAnPBの分布と現存量の大きな時空間変動、さらにAAnPBの生活様式が明らかになった。この研究成果は、河川や部分循環湖という未だ調べられていなかった環境におけるAAnPBの現存量データとしての新規性だけでなく、次年度に予定しているAAnPBの現場培養実験の実現に向けての、貴重なデータでもある。海洋においては、養殖場環境における海水試料から、簡便な色素検出技術を用いて、効率的に多数の新規好気性光合成細菌の分離培養に成功している。今回、分離培養した未知のAAnPBについては、新種記載を進めている。現場観測や分離培養実験に加え、さらに当初予定していなかった、オープンアクセスのアミノ酸データベースを用いての光合成細菌に関する遺伝子情報の体系化と最新化にも着手した。この体系化と最新化データは、今後の河川、湖沼、海洋におけるAAnPBの分子系統学的多様性の評価において大きな一助となることが期待され、またこれまで不明瞭であった、AAnPBの進化学的位置付けを解明することにも繋がるという点で、大きな将来性と重要性を秘めている。
脊椎動物新奇付属器官の発生を制御するDlx3遺伝子コオプション進化機構の解明

Dlx3-4遺伝子組織特異的エンハンサー解析により(1)鰓弓特異的発現を引き起こすシス配列I37-2のコア配列がカモノハシにまで見いだされ有胎盤類への進化の過程で鰓弓機能を獲得したことを示した(2)四肢および毛包に発現活性を持つシス配列I37-1の起源はナメクジウオとの分岐以前にまで遡り、BMP反応性のシス配列コアモチーフがコオプションによって四足動物で新たに四肢や毛包の発生過程で獲得されたことを示した。(1)配列解析(ERA法)による転写因子結合配列予測データベース登録配列および予備実験で配列決定した海獣類哺乳類ゲノム配列を含むすべてのゲノム配列アラインメントを用いて、ERA法により哺乳類に特異的に保存しているモチーフを抽出した。哺乳類特異的な付属器官(毛胞)組織特異性を決定している因子である可能性がある5モチーフに変異を導入したI37-1コンストラクトをデザインした。これらにつき、順次PCRを行い、制限酵素で切断し、Tol2トランスポゼースによる組み込みを可能にするベクター(pT2A-HL)にクローニングを行っている。最初に作製した1.6kbのマウスI 37-1コンストラクトについて、トランスポゼースを用いて細胞質インジェクションを行ったところ、従来法よりもはるかに効率が良く、20%以上の効率でlacZを発現する胎児個体が得られた。これらの発現パターンは以前の実験から予想された結果と良く一致していた。以上により、この系が非常に有用であることが確認された。引き続き残りのコンストラクトを作製し、Tol2を用いたトランスジェニックマウス作製系で解析する。(2)新規Dlx3-4遺伝子クラスター組織特異的エンハンサーの探索公開されているゲノムデータベースに最近になって増えてきたヒストンコードのChIP-seq解析データを用いて、脊椎動物種間で保存性が高くはないが遠位エンハンサーとして働いている可能性がある領域を探索解析した。その結果、Dlx4遺伝子の上流に胎盤での発現に関与する可能性がある領域を発見した。Dlx4遺伝子は哺乳類胎盤形成において重要な役割を果たすことが判っている。今後この候補配列をトランスジェニックマウス系で解析し、そのエンハンサー活性と進化的成立過程を明らかにする予定である。(1)転写因子結合配列予測に基づく変異導入コンストラクト作製前年度でデータベース登録配列および予備実験で配列決定した海獣類哺乳類ゲノム配列を含むすべてのゲノム配列アラインメントを用いて、ERA法により哺乳類に特異的に保存しているモチーフを抽出し、哺乳類特異的な付属器官(毛胞)組織特異性を決定している因子である可能性がある5モチーフに変異を導入したI37-1コンストラクトをデザインし、PCRをベースとした方法で変異導入コンストラクト作製を行った。当初計画のこの方法による作成方法が時間を要するため、途中から外注による全DNA合成法を併用し、最終的に5コンストラクトを作製できた。さらに、祖先型配列の機能を推定するために、シーラカンスおよびヌタウナギ配列についても全DNA配列を合成し、制限酵素で切断しTol2トランスポゼースによる組み込みを可能にするベクター(pT2A-HL)にクローニングを行った。コンストラクトが用意できたため、今後Tol2を用いたトランスジェニックマウス作製系で機能解析する予定である。(2)新規Dlx3-4遺伝子クラスター組織特異的エンハンサーの探索ヒストンコードのChIP-seq解析データにより、脊椎動物種間で保存性が高くはないが遠位エンハンサーとして働いている可能性がある領域として前年度発見されたDlx4遺伝子の上流に胎盤での発現に関与する可能性がある領域について、トランスジェニックマウス系で解析し、そのエンハンサー活性を明らかにした。この配列はTheria共通に保存する領域と、Eutheriaのみに保存する領域に分かれ、Theria共通に保存する領域のみではエンハンサー活性が示されなかったが、両者を含む領域では胎盤となる領域に強い発現活性が見られた。この配列中には転写因子結合配列があることがわかっており、今後その機能解析を進める予定である。前年度までに作製したコンストラクトを用いて、トランスジェニックマウスをTol2トランスポゾンシステムによる細胞質注入法で作製し、生まれたマウスを系統化し、F1世代の発現解析をそれぞれ行った。この結果、(1)鰓弓特異的発現を引き起こすシス配列I37-2の活性を担う中心はDlx転写因子が結合する配列であることを確認し、このコア配列が進化的にも起源が古く、カモノハシにまで見いだされることを示し、さらにそのカモノハシ配列をトランスジェニックマウスで活性を解析したところ、コア配列の保存性にもかかわらず、鰓弓での発現活性は未だ備えていなかったことが明らかになった。以上はJournal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution誌に発表した(Sumiyama et al. 2012)。

(2)四肢および毛包に発現活性を持つシス配列I37-1は大変起源が古く、四肢や毛包の起源より遙か以前、ナメクジウオとの分岐以前にまで遡る。このコア配列を含むナメクジウオ配列のエンハンサー活性をトランスジェニックマウスで調べたところ、神経板前方境界に特に強く発現活性を持つことがわかった。進化学的な解析から活性中心とみられた高度保存配列であるBMP反応性のシス配列モチーフGGCTCCAGCTAGTCTGに欠失変異を導入したトランスジェニックマウスでは、この神経板前方境界の特に強い発現活性が完全に失われていた。マウス由来i37-1配列においても高度保存BMP反応性シス配列モチーフの欠失は四肢での活性を失うことが示されていることから、このモチーフがコオプションによって四足動物で新たに四肢や毛包を発生過程で働く役割を持つようになったという進化的なストーリーが明らかになった。以上について現在投稿論文作成中である。変異導入コンストラクトの作成は計画より時期はやや遅れたものの、予定した種類のコンストラクト作製が完了した。さらに、当初予定からの発展として胎盤特異的なエンハンサー配列を同定することに成功し、こちらの解析を並行して進めることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに作製したDlx3-4-137-1変異導入コンストラクトを順次トランスポゼースを用いた高効率トランスジェニックマウス解析法により機能解析していく予定である。PCR合成を当初予定していたが作製が困難であった一部コンストラクトに関しては、コストが下がり利用しやすくなった人工遺伝子合成(長鎖DNA合成)サービスを利用し、解決することができた。また新規に胎盤のエンハンサーが同定されたため、こちらについても解析を進めて行く予定である。
系列的な反応を行う際のプランニングにおける意味的・形態的情報の統合に関する研究

ヒトが系列的な反応をおこなう際に、どのように運動の計画を立てるのか(プランニング)に関する研究をおこなった。具体的にはコンピュータモニタ上に、09までのアラビア数字を複数個呈示し、小さい順に選んでいくという課題を被験者におこなわせた。研究代表者のこれまでの研究から、最初の数字を反応するまでの時間がもっとも長く、それ以降は短くかつ反応時間に差がないことと、すべての数字が異なる場合(1-3-5-6-8-9)よりも、同じ数字が含まれている条件(1-3-3-3-8-9)のほうが、最初に反応するまでの時間が短いことがわかっている。このことは、まず最初に行動の計画を立ててから反応し始めていることと、行動の計画を立てる際に、同じ序列の数字を「チャンク」(統合)するためだと考えられる。本年度は、形態が多少異なるが意味的には等しい項目(たとえば、通常のフォントと、斜体のフォント)が混在する条件において、それら同士をまとめてチャンクにするような処理がおこなわれるかを検討した。具体的には、すべての数字が異なる場合を背景試行とし、同じ数が含まれる2種類のテスト条件間で反応時間を比較した。通常のテスト条件では、すべての数字は一般的なHelveticaフォントであったが、斜体条件では同一項目の数字が斜体であった(1-3-3-3-8-9)<註:3は斜体で表示された>。また、同一項目の数字を斜体にする比率も操作した。その結果、通常のテスト条件と斜体条件での反応時間に違いはなく、斜体条件で形態的なまとまり(および一種のポップアウト)による反応の促進は見られないことがわかった。具体的には、コンピュータモニタ上に、09までのアラビア数字を複数個呈示し、小さい順に選んでいくという課題を被験者におこなわせた。研究代表者のこれまでの研究から、すべての数字が異なる場合(1-3-5-6-8-9)よりも、同じ数字が含まれている条件(1-3-3-3-8-9)のほうが、最初に反応するまでの潜時が短いことがわかっている。このことは、行動の計画をする際に、同じ序列の数字を「チャンク」(統合)するためだと考えられる。本研究の目的は、この「チャンク」のメカニズムを解明することである。そのため刺激系列に漢数字を含めて、意味的に等しい項目が含まれる条件を設定し、そのような場合においても「チャンク」が行われるのかを検討することであった。しかし、これまでの研究では、被験者に直接指でモニタに触れさせていたが、マウスで触れさせる場合には反応潜時などが異なることに気づいた。まず、この違いがどの程度反応潜時に影響するかを明らかにするために、直接手で触る場合とマウスで順にクリックしていく場合を比較した。通常、大学生および大学院生はマウスをあたかも「自分の手」のように感じる。そのことは、マウスの動きを少しずらすようにしただけで、非常に操作が困難になることからもわかる。しかし、数字の序列化課題において直接手で触る場合よりも、マウスで反応する方が潜時が遅くなった。実際に手を動かす範囲はマウスのほうが少ないにもかかわらず、このような結果が得られたのは、モニタ上で反応する軌跡とマウス上での反応軌跡が、垂直面と水平面で異なっているため、そのような「変換」が必要とされるためだと考えられた。すなわち、さも「手のように」動かしているマウスの反応計画には付加的な変換過程が含まれていることが示唆された。
高容量リチウムイオン二次電池の炭素負極/有機電解質界面の構造設計

リチウム二次電池の電極と有機排水電解質の界面の化学と構造を精密に設計することにより,高性能かつ安全な電池の実現を目指すことを目的として,以下の2課題について研究した。1.炭素質負極のリチウムインターカレーションに及ぼす界面過程の影響電池反応における電極/電解質界面の構造が果たす役割を明らかにするために,エチレンカーボネート(EC)を主溶媒とする有機電解液中で,黒鉛および関連炭素質材料の電気化学的リチウムインターカレーション過程を電気化学水晶振動子マイクロバランス(EQCM)を用いて研究した。電池主反応であるリチウムインターカレーション反応には電解液の分解とそれに続く炭素表面での被膜形成が並行して起こり,その割合は炭素材料の種類と電極電位に大きく依存した。また,それらの反応は電解液組成によっても異なり,結晶性の高い材料ほど電解液依存性は顕著であり,溶媒の共挿入過程も起こり得ることを明らかにした。2.リチウム負極の表面構造制御による充放電特性の改善有機電解液中への微量の金属塩の添加が金属リチウム負極の充放電特性改善に効果があることを見出した。その効果はベース電解液の組成と添加塩の組合せにより異なるが,リチウム表面に形成する薄膜の組成と構造に依存することがわかった。また,含フッ素陰イオンからなる塩を溶解した電解液系では,低温下でリチウムの析出/溶解サイクルを繰り返すと常温でも高いクーロン効率が得られる現象を見出した。電極/電解液界面のインピーダンス変化を解析することにより,これら充放電特性の改善効果のメカニズムを明らかにするとともに,実用電池の環境下でも上記手法が有効であることを実証した。
発達障害児の漢字の読み書き能力および障害メカニズムに関する認知神経心理学的研究

発達障害児(ADHD、ASD、LD:小学生)の読み書き能力および障害メカニズムを解明するために、読み書き検査、認知検査、保護者アンケートを実施した。加えて、ROCF反応図の類型化、SALA音読(単語、非語)課題の基準値作成、視機能検査を実施した。一部事例からも検討した。ADHDは、音読、読解は軽度な遅れだが、書字は顕著な遅れを認めた。誤り反応はLD児と類似した。背景に視覚的構成力の弱さが伺われた。ASDは、音読、書字ともに概ね良好だが、読解に顕著な遅れを示し、誤り反応はADHD児と異なり、音読では語属性の効果が出現しなかった。読み書きの処理に異なる認知操作を用いている可能性が示唆された。1.前年度に引き続き発達障害児へのデータ収集を行う:発達障害児へのデータ収集は、平成25年4月平成26年3月の期間に、北里大学病院精神神経科を受診した被験児8名に研究を実施した(被験児総数は32名)。2.得られたデータを順次分析し、データベース化した上で統計的分析を行う:(1)認知機能検査および読み書き検査分析:現在までの対象のWISC-IVのFSIQは、56-129(中央値84)だった。読み書き検査の分析は、読み書き読解ともに50%程度の遅れがあり、書きに顕著な遅れを伴う児が多いことがわかった。(2)保護者アンケートの分析:全対象において、83.3%の保護者が「学力(国語)」に遅れがあると回答。主診断別にみると、ADHDは「早く書けるが雑」が特徴で、ASDは「早く読めるが理解していない」が特徴、LDは「形が似ている漢字の書き誤りが多い」など読み書きの処理過程の困難さが特徴だった。(3)視力検査の結果、および影響:研究同意のあった8名に検査を実施、分析中である。3.発達障害の先行研究を分析し、本研究で得たデータと比較し、さらに健常児との相違、精神医学的診断間との相違を検討する:漢字読み検査の分析は、語属性(典型語、非典型語、非語)を操作した漢字検査を実施した結果、いずれの主診断においても高親密度典型語の成績は良かったが、ASDでは、典型語において親密度効果(高親密度語に比して低親密度語で成績が低くなる)が現れず、高親密度語において一貫性効果(典型語に比して非典型語の成績が低くなる)が現れなかった。4.後天性失読の先行研究を分析し、本研究で得たデータと比較し、成人失読者との相違を検討する:漢字読み検査において、分析中である5.結果のまとめを行い、発達性ディスレクシア研究会などで学会発表を行う。:発表準備および論文執筆準備中である。1.発達障害児(LD、SLI、PDD、ADH)に総合的な読み書き検査を実施し、発達障害児の読み書き能力について調査し、読み書き障害の重症度やタイプ分類が可能か検討する。(1)発達障害児へのデータ収集:平成24年4月平成25年3月の期間に、北里大学病院精神神経科を受診した被験児25名に研究を実施した。研究実施後に児童および保護者からの研究協力同意の撤回の申し出はなかった。(2)読み書き障害の重症度、およびタイプ分類について:順次分析中だが、傾向として、音読に比して書字に遅れを示す児童が多くみられた。ヒント(視覚的、音声的)が有効なタイプ、ヒントを加えても困難なタイプに分かれた。音読は、漢字では、語属性を統制した検査を実施(小学4年生以上)したところ、非典型語に比して非語の成績が低下するタイプが1名確認できた。2.読み書き障害の要因(予測因子)の検討:書字に遅れを示す児童は、視覚性分析力、視覚性記憶力の低下がみられており、これらの影響が考えられる(宇野ら1995、1999)。また、視力の影響が考えられたため、次年度より視力検査を導入する予定である。3.すでに収集した健常児データ(柴、伏見、石田2008)との共通点や相違点、医学的診断との関連性について検討する。障害機序について認知神経心理学モデルを用いて分析する。(1)decoding検査(SALA)の標準化:読みの困難さの背景要因の1つと言われている「decoding」力(宇野2009、稲垣2010、原2011など)の標準データを得るため、小学生144名に対してdecoding検査を実施した。実施にあたっては、北里大学医療衛生学部研究倫理審査委員会に申請し承認を受けている。結果は、正答率、音読速度、誤り傾向の3点において、学年による差がみられるか順次分析中である。(2)医学的診断との関連について:現在分析中である。1.前年度に引き続き発達障害児へのデータ収集(1名、被験児総数は33名)2.得られたデータを順次分析し、データベース化した上で統計的分析を行う:(1)認知機能検査の分析:1視覚的分析力(RCFT)は、模写、直後再生は主診断別に差はないが、遅延再生はASDが顕著に低くなった。2音韻操作力(削除、逆唱)は、:ADHDは、削除、逆唱ともにモーラ数の影響を受け(語長効果)、それは逆唱で大きかった。おそらくワーキングメモリの問題と推測された。ASDはモーラ数の影響は受けず、削除課題の始めに正答率が下がったことより、課題の理解の問題と考えられた。

3聴覚的理解力(SCTAW)は、ADHDに比してASDの成績が顕著に低くなった。(2)読み書き検査の分析:漢字の読み成績の結果およびサブタイプ類型化について、また読解の結果については、昨年度分析が終了している。ひらがな、非語の速読、書字の分析を継続している。ひらがの速読は、学年(26年生)において、正答率、反応時間ともに差はないが、非語の速読は、正答率は学年で差がないが、反応時間で差があり、4年生から5年生の間で、3モーラ4モーラの間で差がでているようだった。継続して分析を進める。(3)視力検査の結果、および影響:研究同意のあった8名の分析を終了し、論文投稿予定である。3.発達障害の先行研究を分析し、本研究で得たデータと比較し、さらに健常児との相違、精神医学的診断間との相違を検討する:学会発表を行い、論文投稿予定である。4.後天性失読の先行研究を分析し、本研究で得たデータと比較し、成人失読者との相違を検討する:漢字読み検査において、分析中である5.結果のまとめを行い、発達性ディスレクシア研究会などで学会発表を行う。:日本コミュニケーション障害学会、発達性ディスレクシア研究会にて発表した。論文執筆中である。1.前年度に引き続き得られたデータを順次分析し、データベース化した上で統計的分析を行った(1)認知機能検査の分析:視覚的構成力・視覚的記憶力(ROCF)は、模写、直後再生、遅延再生を36点法にて集計、解析した。結果は、ADHD群は時間が経過するごとに成績が低下し、視覚的ワーキングメモリの弱さを示唆した。ASDは視覚的構成力から成績低下がみられた。書字成績高群と低群で比較した結果、ADHDは、高群は低群に比して、聴覚、視覚的記憶が低くなっており、記憶力が書字成績に影響しない可能性が示唆された。ASDは、高群、低群ともに視覚的構成力、記憶力が低くなったが、低群は、より成績が低下し、認知面全体の低さが影響しているのではないかと思われた。(2)読み書き検査の分析:1ひらがな、カタカナ語の速読課題における基準値作成を作成した。正答率は、単語では2年生と5年生で差があり、非語は2年生と5、6年生で差が認められた。反応時間は、単語では2年生と56年生の間、3年生と46年生の間で差を認め、非語は2年生と46年生の間、3年生と56年生の間で差を認めた。2漢字書字の誤り反応分析:漢字書字900語を分析し、誤り内容を分析した。ADHDは無反応が多く、実在語に比して非実在語が少なかった。内容をみると、実在語は、誤り方は多彩で、非実在語の形態類似度は83%と高くなった。ASDは誤り内容に差はなく(無反応=実在語=非実在語)、内容をみると、実在語の誤り方はやや限定的で、非実在語の形態類似度は半数程度だった。2.認知機能検査(ROCF)の新しい分析方法の検討:ROCFの反応図を類型化し、特徴を分析した。他の認知検査(Wisc-IV、K-ABC)の結果や書字検査の結果と関係について分析した。3.結果のまとめを行い、日本児童青年精神医学会にて発表した。また評価指導した事例について論文にまとめ、日本コミュニケーション障害学会に投稿した。発達障害児(ADHD、ASD、LD:小学生)の読み書き能力および障害メカニズムを解明するために、読み書き検査、認知検査、保護者アンケートを実施した。加えて、ROCF反応図の類型化、SALA音読(単語、非語)課題の基準値作成、視機能検査を実施した。一部事例からも検討した。
昆虫由来のエリシターを利用したセリ科薬用植物の機能性強化に関する研究

本研究で使用するセリ科薬用植物の種子は、表面に凹凸があり油性成分でおおわれているため、無菌発芽に際して汚染率が高く、一方で発芽率が低い状況であった。そこで、実験に使用する培養植物を大量に調製するため、ボウフウ種子の無菌発芽条件について検討した。殻のままのボウフウ種子を純水中で約30分間吸水させた後、殻および種皮を除去して、70%エタノールに1分間浸漬した。その後、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートを0.1%になるように添加した次亜塩素酸溶液で種子を殺菌した。滅菌水による洗浄を繰り返し行い、MS培地に播種した。これにより、汚染率(3%以下)を低下させ発芽率(56%)を著しく改善することが可能となった。これまで、シロイヌナズナなどのモデル植物以外では、遺伝子に関するデータベースは限られており、RT-PCRを行うためのプライマー設計に必要な情報が非常に得にくい状況にあったが、ボウフウに関しては、2018年LiuらによりRNA-Seqデータが公開された。そこで、入手したRNA-Seqデータからde novoアセンブリによりコンティグを作成した。作成したボウフウのコンティグ配列に対して、同じセリ科植物であるDaucus carotaの遺伝子をクエリー配列としてBLAST検索でジャスモン酸生合成に関与する各遺伝子のコンティグ配列を取得しプライマーを設計した。作成したプライマーを評価するために、リアルタイムPCRの結果から増幅効率を求めたところ90%110%の範囲に収まることが確認された。実験に使用するボウフウの無菌発芽条件について検討し、汚染率を低下させ発芽率を著しく改善できたことから培養植物を大量に調製することが可能となった。さらに、ボウフウに関するゲノム情報が少ない状況にもかかわらず、ジャスモン酸生合成に関与する遺伝子の発現解析に使用する良好なプライマーを調製できたことから、今後、キアゲハ幼虫の吐き戻し液から見出したエリシターが二次代謝物の産生を誘導する機構解明の進展が図れることとなった。