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西塔 祐稀*; 石渡 翔丸*; 堀内 美里*; 西木 悠人*; 菊池 亮佑*; 大竹 翼*; 川喜田 竜平; 高山 裕介; 三ツ井 誠一郎; 佐藤 努*
資源・素材講演集(インターネット), 11(1), 7 Pages, 2024/03
地下を利用した様々な工学技術(地層処分、地下貯留、石油増進回収等)において、人工バリアや岩盤のセメンテーションが注目されている。しかし、どのような鉱物でどのようにセメンテーションが進行して、どのような物性に変化するのかについての理解は不十分である。それらの理解のためには、実験室でセメンテーションを再現すること、セメンテーション後の構造の変化や物性の変化を詳細に調べることが重要となる。そこで本研究では、難透水性のベントナイト(乾燥密度0.6Mg/m
)と、Na
SiO
溶液を用いて70
Cで浸漬および通水実験を行い、その後の内部構造、鉱物組成、透水係数の変化等を調べた。走査電子顕微鏡での観察結果から、浸漬および通水実験ともに、ベントナイトの空隙を埋めるようにナトリウムシリケート水和物(NSHあるいはNASH)が確認された。また、通水実験では、通水時間が長くなるにつれて透水係数の低下が認められた。本研究で示されたセメンテーション法やセメンテーション後の物性変化の詳細な検討法は、セメントとともに地下に設置されるベントナイトの物性変化や、貯留岩へのアルカリ攻法による帽岩への影響を調べる上で有用なものになると考えられる。
岩田 圭司*; 今福 宗行*; 鈴木 環輝*; 菖蒲 敬久; 折原 秀人*; 酒井 祐介*; 秋田 貢一; 大谷 眞一*; 石山 和志*
Journal of Applied Physics, 117(17), p.17A910_1 - 17A910_4, 2015/03
被引用回数：7 パーセンタイル：29.47(Physics, Applied)レーザーを照射した鉄3%シリコン鋼に還流磁区を生じさせる内部応力分布を、高エネルギー放射光X線解析および変分原理に基づく磁区理論によって検討した。測定された試験片内の三軸応力は圧縮で、圧延方向の応力がほかの方向の応力よりも支配的であった。還流磁区に関する磁気エネルギーの変分原理に基づく計算により、測定された三軸応力が、還流磁区が無い場合の主磁区よりも、磁区をより安定させていることが分かった。実験および計算結果から、レーザー誘起内部応力が還流磁区を発生させていることを示した。
川崎 通夫*; 桔梗 翔梧*; 野澤 樹; 秋田 祐介*; 長谷 純宏; 鳴海 一成*
日本作物学会東北支部会報, (57), p.61 - 62, 2014/12
毛豆は青森県在来のエダマメ・ダイズであり、津軽地方を中心に古くから栽培されている。現在、青森県内では毛豆を地域資源として利活用し、地域振興に役立てる活動が行われている。毛豆のエダマメとしての収穫時期は9月中旬であることから、国内のエダマメ需要最盛期である8月上
中旬に出荷できない。
線を用いた突然変異育種により早生化したエダマメ品種が育成されている例があるように、毛豆由来の新たな有用品種を育成することは青森県の地域振興に資すると考えられる。近年、イオンビームが様々な植物種に適応されているが、エダマメ・ダイズについては知見が少ない。そこで、炭素イオンビーム照射が毛豆の形質に及ぼす影響について検討した。種子に320MeV炭素イオンビームを016Gy照射した。発芽率、生存率及び草丈は照射線量に応じて低下した。形態異常を示す個体の出現率は照射線量に応じて増加した。形態異常の1つとして、ねじれた葉柄の横断切片を観察した結果、髄部中央に間隙が発達して歪みが生じていることが確認された。
長谷 純宏; 秋田 祐介; 北村 智; 鳴海 一成; 田中 淳
Plant Biotechnology, 29(3), p.193 - 200, 2012/06
被引用回数：22 パーセンタイル：25.68(Biotechnology & Applied Microbiology)イオンビームは変異原として植物の突然変異育種の効率化に貢献しているが、突然変異育種は偶然性に依存する技術であるとも認識されている。本総説では、イオンビーム照射と前処理又は再照射との組合せにより、さらに効率的な変異誘発技術の開発に関するわれわれの最近の研究成果について述べる。また、シクラメン新品種開発に要する期間を短縮するため、アントシアニン生合成遺伝子を同定し、照射によって生じる欠失変異体候補のPCRによる選抜効率について検討した。これらの研究成果は、より効率的で制御されたイオンビームによる突然変異育種に向けた礎となるものである。
-transferase gene in cyclamen北村 智; 秋田 祐介; 石坂 宏*; 鳴海 一成; 田中 淳
Journal of Plant Physiology, 169(6), p.636 - 642, 2012/04
被引用回数：83 パーセンタイル：91.29(Plant Sciences)アントシアニンはフラボノイドの一種で、花弁のさまざまな色がフラボノイドによって支配されている。本研究では、シクラメンにおいて、アントシアニン輸送に関与するグルタチオントランスフェラーゼ(GST)遺伝子を同定するために、若い花弁より抽出したRNAに対してディジェネレートPCRを行うことにより、これまでに報告のない4種類のGST様遺伝子(CkmGST1, 2, 3, 4)を得た。発育ステージの異なる花弁RNAを用いた発現解析により、CkmGST3を除く3遺伝子はいずれのステージでも同程度の発現であったが、CkmGST3のみ、他のアントシアニン生合成遺伝子(CkmF3'5'H, CkmDFR2)と類似した発現パターンを示すことが明らかとなった。分子系統学的解析からは、CkmGST3がフラボノイド輸送関連因子に最も近縁であることが示唆された。4種のCkmGST遺伝子をシロイヌナズナ
変異体で個別に発現させたところ、CkmGST3のみのアントシアニン欠損表現型を相補することがわかった。これらの結果から、CkmGST3がアントシアニン経路に関与するシクラメンGSTであることが明らかとなった。
-methyltransferase involved in flower coloration秋田 祐介; 北村 智; 長谷 純宏; 鳴海 一成; 石坂 宏*; 近藤 恵美子*; 亀有 直子*; 中山 真義*; 谷川 奈津*; 森田 裕将*; et al.
Planta, 234(6), p.1127 - 1136, 2011/12
被引用回数：43 パーセンタイル：75.80(Plant Sciences)Anthocyanin -methyltransferase (OMT) is one of the key enzymes for anthocyanin modification and flower pigmentation. We previously bred a novel red-purple-flowered fragrant cyclamen (KMrp) from the purple-flowered fragrant cyclamen "Kaori-no-mai" (KM) by ion-beam irradiation. Since the major anthocyanins in KMrp and KM petals were delphinidin 3,5-diglucoside and malvidin 3,5-diglucoside, respectively, inactivation of a methylation step in the anthocyanin biosynthetic pathway was indicated in KMrp. We isolated and compared 
genes expressed in KM and KMrp petals. RT-PCR analysis revealed that 
was expressed in the petals of KM but not in KMrp. Three additional 
s with identical sequences were expressed in petals of both KM and KMrp. Genomic PCR analysis revealed that was not amplified from the KMrp genome, indicating that ion-beam irradiation caused a loss of the entire region in KMrp. In vitro enzyme assay demonstrated that CkmOMT2 catalyzes the 3' or 3',5' -methylation of the B-ring of anthocyanin substrates. These results suggest that CkmOMT2 is functional for anthocyanin methylation, and defective expression of is responsible for changes in anthocyanin composition and flower coloration in KMrp.
近藤 恵美子*; 中山 真義*; 亀有 直子*; 谷川 奈津*; 森田 裕将*; 秋田 祐介; 長谷 純宏; 田中 淳; 石坂 宏*
JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 65, 2011/01
埼玉県では、シクラメンの栽培種と芳香性野生種の種間交雑と染色体倍加により、バラやスズランと同様の香気成分を持つ複二倍体の芳香性シクラメンを育成した。しかし、芳香性シクラメンは色や形が限定されているため、幅広い消費者の要望に応じるために、イオンビームによる突然変異育種を試みた。芳香性シクラメン「香りの舞い」に炭素イオンビームを2Gy照射して得られたM2個体の中から、花色変異体が得られた。「香りの舞い」の主要色素がマルビジン3.5-ジグルコサイドであるのに対して、変異体の主要色素はシクラメンでは今までに見いだされていないデルフィニジン3,5-ジグルコサイドであった。以上の結果は、変異体では、デルフィニジンの3'位及び5'位の水酸基のメチル化酵素をコードする遺伝子が、イオンビームの影響を受け、マルビジンへの代謝が阻害されていることを示唆している。
冨川 優*; 前田 智雄*; 本多 和茂*; 嵯峨 紘一*; 石川 隆二*; 秋田 祐介; 吉原 亮平; 野澤 樹; 鳴海 一成
JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 73, 2011/01
Red pepper "Hirosaki zairai" is a local variety grown around Hirosaki city in Aomori Prefecture. It has been promoted as one of the valuable local brands. In this study, we tried to create additional values on this variety via mutation breeding using ion beam. As a result, some extremely small fruits and atypical double fruits (a small fruit was formed in a fruit) were observed at 40-Gy irradiated samples. This result suggested that ion-beam irradiation affected fruit formation in red peppers.
秋田 祐介; 石坂 宏*; 中山 真義*; 島田 明彦; 北村 智; 長谷 純宏; 鳴海 一成; 田中 淳
Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 85(5), p.437 - 443, 2010/09
シクラメンの花色合成遺伝子に関する解析のために、紫色の花を有するシクラメン野生種(,gra6)とその白花変異体(gra50)を用いて、花色成分とその合成にかかわる遺伝子群の比較解析を行った。gra6の花の色素は、アントシアニンのマルビジン3,5ジグルコシドであった。一方、gra50の花ではアントシアニンが確認されず、その前駆物質であるフラボノールの蓄積が確認された。花色合成にかかわる酵素遺伝子群をgra6より単離し、その発現をgra6とgra50で解析したところ、二つのdihydroflavonol-4-reductase(DFR)遺伝子(
, 
)のうち、の発現がgra50で減少していた。を含む他の遺伝子群には大差がみられなかったことから、がにおける花色に重要であり、その発現抑制によってアントシアニンの合成が進まず、白花に変異したと考えられた。の発現が減少した理由として、遺伝子発現にかかわるプロモーター領域の変異が大きな候補として挙げられた。本研究は、シクラメン花色合成に関する選抜マーカーとして
遺伝子が一つの候補であることを示した。
spp., generated by ion-beam irradiation近藤 恵美子*; 中山 真義*; 亀有 直子*; 谷川 奈津*; 森田 裕将*; 秋田 祐介; 長谷 純宏; 田中 淳; 石坂 宏*
Plant Biotechnology, 26(5), p.565 - 569, 2009/01
被引用回数：36 パーセンタイル：68.34(Biotechnology & Applied Microbiology)香りシクラメンシリーズのバリエーションの増加のために、紫の花が咲き、主要アントシアニンとしてマルビジン3,5-ジグルコサイドを含む香りシクラメン品種(
)「香りの舞」の黄化葉柄に320MeVの炭素イオンビームを016Gyの強さで照射した。M1植物の自家受粉により得られたM2植物から変異体が選抜された。そのうち、2Gyを照射して得られたM2植物68個体中9個体は、これまでの紫の花と葉は異なる赤紫の花が咲いた。その花の色素を抽出し液体クロマトグラフィー(HPLC)で解析したところ、その主要アントシアニンは、デルフィニジン3,5-ジグルコサイドであった。花の形態や香り成分等、花の色以外の要素はこれまでのシクラメン品種とは大差がなかったことから、この変異体は花の色素合成にかかわる遺伝子にのみ変異が生じたと考えられる。デルフィニジン3,5-ジグルコサイドを主な色素として持つシクラメンはこれまで報告されておらず、この変異個体は商業的な価値があるだけでなく、シクラメンの貴重な遺伝子資源としても有用である。
秋田 祐介; 石坂 宏*; 島田 明彦; 中山 真義*; 北村 智; 長谷 純宏; 田中 淳; 鳴海 一成
no journal, ,
シクラメンの花色とその生合成に関する遺伝子群との関連を調べるために、紫色の花色を有するシクラメン野生種(C. graecum, 2n=4x=84)とその花色が白色である変異体を用いて、それぞれの花弁における色素分析とアントシアニン生合成に関与する遺伝子群の比較解析を行った。HPLCの結果、野生種(gra6)のアントシアニンはマルビジン-3,5-ジグルコシド(Mv3,5dG)であった。一方、白色変異体(gra50)ではアントシアニンがほとんど確認されず、フラボノールが、gra6と比較すると増加していた。このgra50における花弁の色素減少の原因因子を探るため、gra6よりアントシアニン合成関連遺伝子群の単離を試みた。その結果、フラボノール合成以降に関与する酵素遺伝子のホモログとして、フラボノイド3'5'-水酸化酵素を1種類(CgF3'5'H),ジヒドロフラボノール4-還元酵素を2種類(CgDFR1, CgDFR2),アントシアニジン合成酵素を1種類(CgANS)それぞれ単離した。それぞれの遺伝子の発現を解析したところ、CgF3'5'H, CgDFR1, CgANSの発現は、gra6, gra50のスリップでともに強い発現がみられ、2種間で大差がなかった。一方、CgDFR2の発現はgra6で強く確認されたが、gra50ではその発現は極端に減少していた。
)へのイオンビーム照射によって得られた白色変異体の色素と香気成分の解析近藤 恵美子*; 中山 真義*; 亀有 直子*; 栗原 康*; 谷川 奈津*; 森田 裕将*; 秋田 祐介; 長谷 純宏; 田中 淳; 石坂 宏*
no journal, ,
種間交雑により作出した芳香シクラメン( )"孤高の香り"の変異を拡大するためにイオンビーム照射による変異体の作出を行い、得られた変異体の解析を行う。239の葉片にイオンビームを照射し、100個の植物体を再生させた。そのうち、34個のM1個体が開花したが、形態的変異は認められず、すべての形質が"孤高の香り"と同様であった。M1個体の自家受粉により74粒のM2種子を採取し、71個の植物体を育成した。その中から6個体の白色の花色突然変異体を選抜した。"孤高の香り"のアイとスリップの主要アントシアニンはマルビジン3,5-ジグルコサイド(Mv3,5-dG)であり、フラボノールとしてケルセチン(Que)とケンフェロール(Kae)が検出された。白色の変異体からMv3,5-dGは検出されず、QueとKaeのみが検出された。変異体によってQueとKaeの量に違いがあり、"孤高の香り"よりも有意に増加した変異体が見られた。
)へのイオンビーム照射によって得られた赤紫色変異体の色素と香気成分の解析近藤 恵美子*; 中山 真義*; 亀有 直子*; 栗原 康*; 谷川 奈津*; 森田 裕将*; 秋田 祐介; 長谷 純宏; 田中 淳; 石坂 宏*
no journal, ,
種間交雑により作出した芳香シクラメン( )の変異を拡大するためにイオンビーム照射を行いM2集団より変異体を選抜した。この変異体の色素と香気成分を解析する。222個のM1個体に形態的変異は認められず、そこから271個のM2開花植物体を育成した。その中で、2Gy照射の68個体から9個の花色突然変異体を選抜した。これらの突然変異体は、花の形、大きさ、葉色及び香りは変化していなかったが、花の色が赤紫色に変異していた。"香りの舞い"のスリップの主要色素はマルビジン3,5-ジグルコシドであり、花色突然変異体9個体の主要色素はデルフィニジン3,5-ジグルコシドであった。
佐藤 悠輔*; 前田 智雄*; 本多 和茂*; 嵯峨 紘一*; 石川 隆二*; 秋田 祐介; 吉原 亮平; 野澤 樹; 鳴海 一成
no journal, ,
"弘前在来"トウガラシは青森県弘前地方の在来トウガラシで、大型の果実と香味のバランスの良さが特徴とされている。われわれは"弘前在来"トウガラシの付加価値向上を目的として2009年からイオンビーム育種を試みている。冨川らの報告では、照射当代の生育に及ぼすイオンビーム照射の影響及び変異誘発に有効な線量を調査した。本報では、イオンビーム照射が照射次代の生育に及ぼす影響の調査,照射当代の照射線量、さらには変異の有無が次代の変異率に及ぼす影響及び照射当代の変異と次代の変異の関連性について調査を行った。
)へのイオンビーム照射によって得られた白色変異体の香気成分の分析亀有 直子*; 大久保 直美*; 近藤 恵美子*; 中山 真義*; 秋田 祐介; 長谷 純宏; 谷川 奈津*; 森田 裕将*; 田中 淳; 石坂 宏*
no journal, ,
芳香シクラメン"孤高の香り"の変異を拡大するためにイオンビーム照射を行ったところ、M2集団から白色の変異体が得られた。これまでに、変異体では、花弁においてフラボノールのみが検出されアントシアニンは含まれていないこと、"孤高の香り"の主要香気成分であった芳香族化合物が検出されなかったことを報告した。アントシアニンと芳香族化合物は前駆体が共通であることから、花弁色素と香気成分の両方に変化が起きたことが推察されたため、本研究では変異体の香気成分に関する詳細な情報を得ることを目的として、"孤高の香り"及び白色変異体の花の発散成分及び内生成分の定量分析を行った。
近藤 恵美子*; 中山 真義*; 亀有 直子*; 谷川 奈津*; 森田 裕将*; 秋田 祐介; 長谷 純宏; 田中 淳; 石坂 宏*
no journal, ,
芳香シクラメン(2n=4x=82)は花の色が紫とピンクに限られている。花色のバラエティーを広げるために、イオンビーム照射による突然変異育種を試みた。花色が紫色の芳香シクラメン品種"香りの舞い"を暗黒下で培養し、もやし状の黄化葉柄を育成した。これに320MeVの炭素イオンビームを照射し再分化個体を得た。この後代の種子を育成し形質調査を行ったところ、花の色が赤紫色に変異した個体が得られた。この変異体の色素を分析したところ、"香りの舞い"の主要色素であるマルビジン3,5ジグルコシドとは異なる、デルフィニジン3,5ジグルコシドという色素が主要色素として含まれていた。今回得られた突然変異体は赤紫色の新品種になり得るとともに、シクラメン属植物においてデルフィニジン系色素を持つ園芸品種及び野生種はないことから、育種における貴重な遺伝資源として利用できる。
)の半数体へのイオンビーム照射によって得られた赤紫色変異体の色素と香気成分の解析亀有 直子*; 中山 真義*; 近藤 恵美子*; 栗原 康*; 秋田 祐介; 長谷 純宏; 谷川 奈津*; 森田 裕将*; 田中 淳; 石坂 宏*
no journal, ,
芳香シクラメン"香りの舞い"( )の花色を変えるためにイオンビーム照射による突然変異育種を試みた。変異体を効率よく選抜するためには半数体の利用が有効であるため、葯培養により半数体を育成した。その上で半数体へのイオンビーム照射により変異体を獲得し、花色及び香気成分の分析を行った。77個の葯を培養した結果、123個の幼植物体が再分化した。この中から54個の幼植物体を用いてDAPI蛍光強度を測定した結果、53個体が指標個体と同じゲノムサイズを持つ半数体であると判断された。確認した個体を照射材料として、2,863の切片にイオンビーム照射を行い、照射集団の中から形態観察により花弁の色が赤紫色となった変異体を選抜した。赤紫色変異体は、赤紫色の花と半数体と同様の紫色の花が同時に咲くキメラであった。花弁の主要色素はスリップ,アイで共通であり、半数体がマルビジン3,5-ジグルコサイド、変異体がマルビジン3-グルコサイドであった。半数体と変異体の花弁の形態及び香気成分に大きな変化は見られなかった。以上のような特徴を持った赤紫色変異体は、アントシアニンの結合糖が欠損したことにより得られたと考えられた。
冨川 優*; 前田 智雄*; 本多 和茂*; 嵯峨 紘一*; 石川 隆二*; 秋田 祐介; 野澤 樹; 鳴海 一成
no journal, ,
青森県弘前地方の在来トウガラシである「清水森ナンバ」の付加価値向上に向け、収量性,草型,果実品質に関する変異の作出を目的とし、イオンビームを用いた突然変異誘発に着手した。本報では、炭素イオンビームを照射した種子の発芽及び実生の生育,草型及び果実形態について調査した。その結果、照射線量が大きくなるにつれて発芽が遅延する傾向がみられたが、最終発芽率は全試験区で96%以上であり、発芽時の幼根に形態変異はみられなかった。子葉については、未照射区では奇形は全くみられなかったが、照射区で湾曲した奇形がみられ、照射線量が大きくなるにつれてその程度が大きくなった。草型では、10Gy以上の照射区において、矮化や短節間の変異個体が幾つかみられ、短節間の個体では果実着果数が多い個体もみられた。果実形態については、40Gyの照射区において小さい果実や二重に結実した内部奇形果が見られた。
佐藤 悠輔*; 前田 智雄*; 本多 和茂*; 嵯峨 紘一*; 石川 隆二*; 秋田 祐介; 野澤 樹; 長谷 純宏; 鳴海 一成
no journal, ,
「弘前在来」トウガラシは、青森県弘前地方の在来トウガラシで、大型の果実と香味のバランスの良さが特徴とされている。本発表では、イオンビーム照射が照射次代の生育に及ぼす影響の調査、照射当代の照射線量、さらには変異の有無が次代の変異率に及ぼす影響、及び照射当代の変異と次代の変異の関連性について調査を行った。M2世代の発芽率はおおむね80%であり、M1世代で見られたイオンビーム照射による生育への影響は、M2世代の一般的な生育には重大な影響を及ぼさないものと考えられた。また、有用な変異として、M2世代から矮性4個体,多分枝2個体,肉厚2個体を選抜した。矮性は、草丈の伸長が通常の半分で停止するため、密植耐性が期待できる。多分枝は、着花数の増大により多収性が期待できる。肉厚の変異は、果実が大型で果肉が厚く、青果用として有望である。選抜した変異個体からは、自殖及び非照射個体との交雑により種子が得られた。これらについては、今後、遺伝解析及び形質の固定を行う予定である。また、M1とM2の変異所見には関連性が認められなかった。このことから、イオンビームを用いてトウガラシの突然変異育種を行う場合には、少なくとも2世代目までの観察を行って選抜を行う必要があると考えられた。
and its white-flowered mutant秋田 祐介; 石坂 宏*; 中山 真義*; 島田 明彦; 北村 智; 長谷 純宏; 田中 淳; 鳴海 一成
no journal, ,
To reveal the relationship between floral pigmentation and flavonoid biosynthesis genes in cyclamen ( species), we analyzed flower pigments from wild-type cyclamen (
) and its white-flowered mutant. Analysis with high performance liquid chromatography (HPLC) showed that major anthocyanins of the wild-type petal were malvidin 3,5-diglucosides. The white-flowered mutant possessed smaller amount of anthocyanins but higher amount of flavonols than the wild-type, suggesting the change of metabolic flow by disruption of anthocyanin biosynthesis. By degenerate-PCR with total RNAs from wild-type petals, we isolated some flavonoid biosynthesis gene. RT-PCR using a specific primer set for each gene demonstrated that the expression of decreased in white-flowered mutant compared with wild-type, whereas the expressions of other genes did not appear to differ greatly. The genomic construction of was not different between wild-type and white-flowered mutant, inferring that reduced expression of correlates with white-flowered mutation. These results suggest that is involved in anthocyanin biosynthesis pathway in , and the white-flowered mutation could be caused by transcriptional regulation of gene.
