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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：8 パーセンタイル：31.73(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：23 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：88 パーセンタイル：91.48(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：44 パーセンタイル：75.20(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
被引用回数：10 パーセンタイル：43.43(Horticulture)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：37 パーセンタイル：68.11(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。
川崎 通夫*; 瀧澤 美聡*; 兼平 沙季*; 崎尾 実香*; 本多 和茂*; Islam, M. N.*; 須藤 宏樹*; 野澤 樹; 秋田 祐介*; 鳴海 一成
no journal, ,
本研究では、ナガイモとヤマノイモを用いて、イオンビームを用いた突然変異体作出に関する知見を得ること、さらには品種改良や諸研究に有効な変異体を得ることを目的とし、両材料のむかごにヘリウム(He)イオンビームを照射した。イオンビーム照射したむかごの萌芽率,変異体出現率を調査し、それらと照射線量やむかごの大きさとの関係性について検討した。その結果、大きいむかごを用いる方が、Heイオンビーム照射後の萌芽率が高くなることが示され、かつ、変異体出現率が高まる傾向が示された。また、変異体を出現させるうえで効率的な照射線量は、ナガイモでは60Gyであることが示唆された。
川崎 通夫*; 八田 祐基*; 千田 峰生*; 須藤 宏樹*; 野澤 樹; 秋田 祐介*; 長谷 純宏; 鳴海 一成*
no journal, ,
イオンビームを用いた突然変異育種においてヤムイモ類への適用に関する情報はほとんどない。我々は、ナガイモとヤマノイモを材料としてイオンビームによる変異体作出に関する知見を得ることを目的として、むかごへの炭素イオンビーム照射を行った。採取したむかごを比較的大型のものと小型のものに分けて、016Gyの線量で照射した。萌芽率は大型群ではおおむね100%であった。照射線量に応じて奇形葉の発生頻度が増大する傾向にあり、葉が縮れたりカップ状になるもの、葉身先端が2つに分かれるものなどが認められた。
加藤 拓野*; 秋田 祐介*; 大野 豊; 長谷 純宏; Biswas, K. K.*
no journal, ,
樹木の耐塩性特性の改変が量子ビームを用いて可能であるかを調べるため、モデル樹木として知られているポプラの茎片に線やイオンビームを照射し、培養過程でスクリーニングすることにより、耐塩性個体の作出を試みている。線を照射し再分化させた個体から75mM NaClを含む培地でスクリーニングして得た変異体候補
と
については、土中での耐塩性評価を行ったが、野生型との明確な差は見られなかった。また、イオンビームによる変異体の作出では、スクリーニングの結果、6個体において75mM NaCl培地での発根が確認され、それらを土に移植した。さらに、変異体取得の可能性を向上させるため、飛程の短いイオンビームの照射素材としてより適当で組織の調整も容易なポプラ葉片からの再分化および不定根誘導系の確立も試みた。
栗原 千恵*; 北村 智; 石坂 宏*; 中山 真義*; 秋田 祐介*
no journal, ,
シクラメンの花色(アントシアニン)生合成に関与する5-O-glucosyltransferase (5GT)の同定を目的として、芳香シクラメン野生種(Cyclamen purpurascens)を用いて5GTのホモログを単離し、解析を行った。その結果、今回単離したCpur5GT1については花弁特異的な遺伝子発現を示すことを見出し、花色に関与する5GTである可能性が示唆された。更に、Cpur5GT2も単離し、試験管実験によって、Cpur5GT2タンパク質はアントシアニンに対する5GT活性があることを明らかにした。
山田 祐介*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 木谷 悠二*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
no journal, ,
ショットピーニング時のショット粒の部材への衝突における荷重分布をモデル化した等価荷重モデルを作成し、理想化陽解法FEMに統合することで、ショットピーニングによる残留応力を予測できる解析システムを構築した。構築した解析システムを、ビードオンプレートを模擬したモデルのショットピーニングによる残留応力改善に適用し、ショット粒の衝突量と残留応力分布の変化について議論する。
西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡; Harjo, S.; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 木谷 悠二*; 山田 祐介*
no journal, ,
第1報で開発したFEM解析手法の妥当性を検証するため、円筒形状を有する実機部分模擬溶接試験体(同材、異材)を製作して、(溶接)
(SP施工)(熱緩和またはひずみ負荷)の各々のプロセスにおける表面と内部の残留応力を測定した。その結果、開発したFEM解析手法により、実用上十分な精度で残留応力が予測できることを示した。
木谷 悠二*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 山田 祐介*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
no journal, ,
第2報で報告した実機模擬試験体に生じる残留応力のX線回折による計測結果と比較することで、開発した解析システムの妥当性を検証した。また、ショットピーニングによる圧縮残留応力の持続性について検討するために、解析システムにより得られたショットピーニング後の残留応力分布に対して運用時に想定される荷重状態を考慮し、残留応力分布の変化について議論した。本検討では、荷重として運用および点検、地震等により作用する軸力を想定し、これらがショットピーニングによる残留応力改質効果に及ぼす影響について3次元弾塑性FEM解析を用いて数値的に検討した。
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。
木谷 悠二*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 山田 祐介*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡
no journal, ,
溶接時の残留応力を高精度かつ実用的な計算時間で予測することができる手法として、われわれは理想化陽解法FEMを提案している。同手法は動的陽解法FEMを基にした解析手法であり、静的平衡状態への収束を考慮することで、高速かつ高精度な解析を実現している。本研究ではショットピーニング時の応力変化の運用時における効果について検討するために、理想化陽解法を用いたショットピーニングによる残留応力分布の改質効果および長期間稼働後の圧縮残留応力の持続性を評価できる手法を構築し、検証実験によりその妥当性を確認した。
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.
