Tokyo University of Agriculture Repository / 東京農業大学リポジトリ

VELASCO DIA NOELLE FERNANDEZ

English

Developing an Efficient Market Information System for Mango Contractors in Pangasinan, Philippines.

東京農業大学博士（農学）2024年

相澤, 竜太郎

ｱｲｻﾞﾜ, ﾘｭｳﾀﾛｳ

Japanese

マウス卵子からの脂肪滴除去法を用いた脂肪滴の生理機能の解析

鵜飼,亮伍

- 1 - 
 
氏 名   鵜 飼 亮 伍 
学位（専攻分野の名称）   博 士（農学） 
学 位 記 番 号   甲 第 907号 
学位授与の日付   令和 6年 3月 20日 
学 位 論 文 題 目   LC-APCI-QTOFMS による海産毒シガトキシン３C 類縁体の 
プロダクトイオンの構造解析 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（薬学） 小野瀬 淳 一 
               教 授・博士（農学） 阿 部 尚 樹 
               教 授・博士（農学） 高 橋 公 咲 
                    博士（海洋科学）  大 城 直 雅＊ 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
はじめに 
シガテラ中毒は主に熱帯地域や亜熱帯地域で，毎年 20000人以上の罹患が報告されている
天然毒素による世界最大規模の食中毒である。シガトキシンやその類縁体（CTX 類）は，
シガテラ中毒の原因物質として知られており，渦鞭毛藻により産生され，食物連鎖を介して
魚体内に蓄積し有毒化することが知られている 1。CTX 類は食品衛生上，重要な化合物であ
るにも関わらず，分子量 1,000 を超える複雑な分子構造を有することや，渦鞭毛藻による産
生量やシガテラ魚体内における含有量が極めて少ないことなどにより，化学構造に基づいた
毒性評価の研究などはまだ十分に行われているとは言えない。 
一般的に天然物の構造研究に繁用される NMR 解析には，高純度の試料を少なくとも mg
単位で必要とするが，精製・単離される CTX 類は ng レベルと極めて微量であることなど
から，解析に必要な量の試料を得ることは容易ではない。そのため，主要な CTX 類以外の
構造解析には，微量でも解析が可能な FAB-MS/MS が用いられてきた 2。一方，近年のシガ
テラ研究では，微量な混合物でも分離・解析することが可能である LC/MS を用いた CTX
類の検出・定量に関する研究が中心となっている。その理由の一つとして，ESI(Electrospray 
Ionization) イオン化法を用いたLC/MSで検出されるCTX類の[M+Na]+は極度に安定であ
り，高 Collision Energy においてもフラグメンテーションを起こさないことから，この特
性を活かし MRM 法でのプリカーサーイオンとプロダクトイオンの両方に[M+Na]+を設定
した定量法が広く検討されている 3。一方，CTX 類の[M+NH4]+をプリカーサーイオンに選
択した LC-ESI-QTOFMS においては，FAB-MS/MS フラグメンテーションとは全く異なる
プロダクトイオンの生成が認められ，構造研究への応用が期待されるものの，これまで生成
するプロダクトイオンの構造解析など詳細な解析は行われていなかった 4。 
 ＊国立医薬品食品衛生研究所 室長 
- 2 - 
 
そこで本研究では，構造解析に有用な[M+H]+の生成が期待される APCI（Atmospheri 
Pressure Chemical Ionization）を イオン化法とした LC-APCI-QTOFMS により，微量の
CTX 類サンプルから得られた[M+H]+をプリカーサーイオンに選択した MS/MS スペクトル
のフラグメンテーション機構の解析ならびにプロダクトイオン構造解析によるシガトキシ
ン類の微量迅速構造解析法の確立を目的とした。 
 
第一章 CTX3C [M+H]+ MS/MS 測定の最適条件検討とプロダクトイオンの帰属 
代表的なCTX類であり試薬として購入可能なCTX3Cを用いて[M+H]+生成の最適となる
イオン化条件の検討ならびにプロダクトイオン生成における MS/MS 条件の最適化を検討
し，構造解析可能なスペクトルを取得した。得られたスペクトルから，フラグメンテーショ
ンの機構解析ならびにプロダクトイオンの構造の帰属を行った。さらに CTX 類などの環状
ポリエーテル化合物の LC/MS/MS スペクトルに共通して観測される連続する脱水機構につ
いても検討した。 
（1）CTX3C [M+H]+ の最大化条件と MS/MS 測定条件の検討 
CTX 類の LC/MS においてイオン源としてこれまで汎用的に使用されていた ESI ではな
く，APCI をイオン源とすることで，CTX3C [M+H]+ (m/z 1023)の安定的検出を達成した。
さらに，ネブライザープレッシャーなどのパラメータを調整することにより[M+H]+ の最大
化とプロダクトイオン取得における最適な Collision Energy を検討することにより多数の
解析可能なプロダクトイオンを含むスペクトルを取得した。 
（2）Charge site A ならびに B に由来するプロダクトイオン構造の帰属 
中性分子である CTX3C が陽イオンとなるための荷電部位として，A 環側の末端に位置す
る A 環エーテル酸素と B 環 7位の水酸基の近接酸素間にプロトンがトラップされた charge 
site A と，L 環と M 環の近接する 2 個のスピロケタール酸素間にプロトンがトラップされ
た charge site B の 2 つのチャージサイトを想定した。分子力場計算 (MM2)のエネルギー
最小化プログラムにより最適化したコンフォメーションから得られたそれぞれの酸素間の
距離は 2.9 ならびに 2.0 Åであったことから，チャージサイトとしての妥当性が示された。
分子末端に charge site を有する場合，charge site の反対側の末端から連続したフラグメン
テーションが生じるという Charge Remote Fragmentation (CRF)の機構を基に，charge 
site AならびBに由来するフラグメンテーションの生じる位置を検討した。さらにCollision 
Energy はホモリシス（ラジカル開裂）によりフラグメンテーションを誘発すると予想され
ることから，生じたラジカルの場所を基に誘導される安定なプロダクトイオンの構造を検討
した。 
（3）梯子状環状ポリエーテル化合物の LC-MS/MS に観測される連続脱水機構の推定 
CTX3C の MS/MS スペクトルに観測された m/z 1023 を起点とした七段階の連続する脱
- 3 - 
 
水シグナルについて，以下のようなポリエーテル構造におけるラジカル開裂と不飽和結合の
共役安定化に基づく連続脱水機構を予想した。まず，charge site B が荷電部位となる場合，
反対側の末端であるA環からCRFが誘起され脱水が始まると予想した。その機構としては，
A 環エーテル酸素がホモリシスにより開裂し，ビラジカルである酸素原子が生じるのと同時
に，脱離した酸素が両側の炭素である C1 と C6 に結合した水素原子を引き抜くことにより
脱水が起こることで二重結合を生成し，C2 と C3 の間に存在する二重結合と共に安定な共
役二重結合を形成する。さらに同様な機構により脱水が進行することで，共役系が順次広が
っていくことによる共鳴安定化が推進力となり，C30 のメチル基により共役形成が途切れる
まで七段階の脱水が促進されるものと予想した。この連続した脱水機構の妥当性を明らかに
するため，CTX3C の tritrifluoroacetate 誘導体を調製し，MS/MS スペクトルのプロダク
トイオンの解析からこの脱水が水酸基の脱水を起点としたものでは無いことを確認した。 
（4）Charge site C の想定と新たなフラグメンテーションパターンの推定 
 両末端に想定した charge site A ならびに B を起点としたフラグメンテーションでは帰属
が困難な m/z 917 から 845 までの四段階の脱水，ならびに m/z 791 から 737 までの三段階
の脱水機構を推定するため，新たに B 環 C7 の水酸基と C 環のエーテル酸素間にプロトン
がトラップされる第三の charge site Cの存在を想定した。MM2計算によるこの charge site 
Cの酸素間の距離は2.8Åと想定され，charge siteとしての妥当性が高いことが示唆された。
この charge site を起点するフラグメンテーションは CRF に基づきチャージサイトから見
て両末端に当たる A 環エーテル酸素の脱水と L 環，次いで K 環でのフラグメンテーション
が順次生じ，さらに A 環側からと L 環，K 環側からの連続脱水が生じ，C30 のメチル基で
停止するという特徴的な機構を推定した。 
Charge site A，B および C を想定することにより，CTX3C [M+H]+ をプリカーサーイ 
オンとする MS/MS スペクトルに見られるプロダクトイオンのうち m/z 331 を除く主要 
なシグナルの帰属を行った。 
 
第二章 天然由来 CTX3C 類縁体 51-hydroxyCTX3C [M+H]+ プロダクトイオンの帰属によ
る 51位の水酸基有無の確認 
CTX3C 類縁体である天然由来の 51-hydroxyCTX3C をサンプルとして LC-APCI-QTOF 
MS スペクトルの最適条件を検討し，取得した 51-hydroxyCTX3C [M+H]+ (m/z1039) 
MS/MS スペクトルについて CTX3C の MS/MS スペクトルとの比較から，51 位水酸基が
CTX3C 骨格のフラグメンテーションに及ぼす影響を検討した。その中で CTX3C では確認
されなかった 51 位水酸基の存在により起こる新しいフラグメンテーションならびにその特
徴についても明らかにした。 
（1）51-HydoxyCTX3C [M+H]+ をプリカーサーイオンとした MS/MS 測定条件の検討とス
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ペクトルの取得 
 CTX3C MS/MS 測定条件を基に，51-hydoxyCTX3C [M+H]+ をプリカーサーイオンとし
た MS/MS 測定に最適な Collision Energy を検討し，プロダクトイオンスペクトルを取得
した。 
（2）Charge site A 由来のフラグメンテーション並びにプロダクトイオン 
 M 環の C49 の炭素とエーテル間ならびに C50 と C51 の炭素間の結合で開裂が生じ，
CTX3C [M+H]+の MS/MS スペクトルでは見られなかった m/z 979 から 925 までの三段階
の脱水が生じる新たなフラグメンテーションを確認した。一方，他の CTX3C で見られたフ
ラグメンテーションならびにプロダクトイオンについては 51-hydroxyCTX3C でも同様に
確認された。 
（3）Charge site B 由来のフラグメンテーション並びにプロダクトイオン 
 H 環の C34 の炭素とエーテル間ならびに C32 と C33 の炭素間の結合で開裂が生じたこ
とにより，CTX3C の MS/MS スペクトルでは見られなかった m/z 439 から 403 までの二段
階の脱水が生じるフラグメンテーションを確認した。m/z 239 を除く他の CTX3C で観察さ
れたフラグメンテーションならびにプロダクトイオンは 51-hydroxyCTX3C でも同様に確
認された。さらに charge site B 由来のフラグメンテーションに共通してみられる特徴とし
て，一段階脱水したイオンに当たるシグナルが開裂後のイオンのシグナルよりも明確に大き
くなる現象が確認された。これは 51 位の水酸基が脱離しやすく，M 環に C50=C51 を形成
するプロダクトイオンと 51 位水酸基が脱離しないイオンの 2 つが生成されている可能性が
高く，51 位の水酸基が脱離したイオンが主要なイオンであることを示唆している。また，
m/z 1039 から 895 の範囲に見られる連続脱水においても同様に 51 位水酸基の脱水を含む
と予想される CTX3C よりも一段進んだ 八段階の連続脱水が確認された。 
（4）51 位の水酸基の存在を示す新たな開裂機構と特徴的な m/z 149 のプロダクトイオン 
の構造 
51 位水酸基の脱水において，M 環での C50=C51 と C51=C52 の 2 パターンの形成が考
えられる。C50=C51 の形成はエネルギー順位的に安定だが，C51=C52 の形成の場合はエノ
ールエーテルに相当しエネルギー順位的に高く不安定である。そこで C51=C52 形成時は M
環が開環し，C51≡C52 を形成するイオンを生成する新しい開裂機構を推定した。この機構
により，51-hydroxyCTX3C などの 51 位水酸基をもつ CTX 類において，強い強度を示すこ
とから，51 位の水酸基の存在を示す重要なシグナルと考えられる m/z 149 のプロダクトイ
オンの構造を帰属した。同様な機構により m/z 135 のイオンも生成するものとしてその構
造も帰属した。 
 一方，m/z 115 のイオンの構造やフラグメンテーションについても 2 ヶ所での開裂が同時
に生じる，CTX3C では見られなかった新たな開裂機構を推定した。今回帰属したシグナル
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以外にも低 MS 領域では細かく複雑なシグナルが観測されており，これらは CTX 類の 51
位の水酸基の存在を識別し構造解析を行うための重要なプロダクトイオンを与えるものと
考えられる。 
 
おわりに 
本研究では，世界最大規模の食中毒であるシガテラ中毒の原因物質である CTX 類に対し，
LC/Q-TOF MSを用いた ngレベルでの微量迅速構造解析法の確立を試みた。その結果，CTX
類の基本骨格の 1 つである CTX3C [M+H]+の検出と，これをプリカーサーイオンとしたプ
ロダクトイオンの構造の帰属を行い，さらに天然から精製されたごく微量な
51-hydroxyCTX3C に対しても適用することによりその測定法・解析法を検討した。その過
程において，梯子状環状ポリエーテル構造を有する海産毒化合物に共通して観測される連続
脱水機構についても理論的に明らかにした。また，これまでの解析より CTX 類における 51
位水酸基の存在により，特徴的なフラグメンテーションを引き起こすことで特徴的なプロダ
クトイオンの構造を明らかにすることで，51 位水酸基の存在の識別における重要な知見を
提供することができたと考える。 
今後の展開としては，2,3-dihydroxyCTX3C などの他の類縁体ならびにもう一つの基本骨
格である CTX1B についても同様に検討することにより，更なる構造的知見を積み重ねるこ
とが可能であり，新たなフラグメンテーションの発見や CTX 新奇類縁体の部分構造解析へ
と繋げていくことが期待される。また，細胞を用いた毒性評価に基づく構造活性相関を明ら
かにすることは重要である。さらに LC/MS での分析（定量・定性）と細胞試験（毒性評価）
を融合した相関性のある微量迅速構造解析法の確立が本研究の最大の目標であり，魚由来の
未知サンプルに対するシガテラの網羅的評価への発展を目指している。 
 
【参考文献】 
1.Ikehara T et al. Toxins 2017, 9, 205 
2.Yasumoto T et al. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4988-4989 
3.Oshiro N et al. J. Mar. Sci. Eng. 2021, 9, 299 
4.Suzuki T et al. Curr. Opin. Food Sci. 2017,18, 37-42 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
シガテラ食中毒は，熱帯地域や亜熱帯地域で，毎年 20000 人以上の罹患が報告されてい
る天然毒素による世界最大規模の食中毒である。その原因物質であるシガトキシン（CTXs）
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は産生量が少なく構造解析や毒性研究に必要な試料の収集が困難である。本研究では，ng 
単位の微量な混合物を分離・解析することが可能かつ精密質量分析が可能である LC/Q-TO- 
FMS の分析条件最適化により，基本骨格の一つを有する市販 CTX3C の[M+H] +を取得する
ことを可能にした。そして，MS/MS スペクトルの解析により 3 箇所のチャージサイトの存
在を推定し，複数の海産毒に見られる梯子状ポリエーテル構造に特徴的な連続脱水のメカニ
ズムを charge-remote fragmentation (CRF)に基づいて初めて明らかにした。さらに，ほと
んどのプロダクトイオンについてもコリジョンエネルギーによる結合の均等開裂を想定す
ることにより，その構造を帰属した。得られた結果を基に，シガテラ魚から単離された貴重
な 51-hydroxyCTX3C の 100 ng を検体として用いることで，51-OH の存在により生じる
特徴的なフラグメンテーションとそれにより生じるプロダクトイオンの構造を明らかにす
ることに成功した。これらの研究成果を詳細に検討した結果，審査員一同は，博士（農学）
の学位を授与する価値があるものと判断した。 


LC-APCI-QTOFMSによる海産毒シガトキシン３C類縁体のプロダクトイオンの構造解析

HOANG TRUNG HIEU

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氏 名   HOANG TRUNG HIEU 
学位（専攻分野の名称）   博 士（農学） 
学 位 記 番 号   甲 第 921号 
学 位 授 与 の 日 付   令和 6年 3月 21日 
学 位 論 文 題 目   cAMP依存性PKAのRIβサブユニットの欠損はラットにおいて 
振戦と恐怖条件付けの記憶障害を引き起こす 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農学） 岩 田 尚 孝 
               教 授・博士（医学） 庫 本 高 志 
               教 授・博士（農学） 白 砂 孔 明 
                    博士（畜産学）  吉 川 欣 亮＊ 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
プロテインキナーゼ （PKA）は 2 つの触媒ユニット(C)と 2 つの調節ユニット(R)からな
り，cAMP 依存的に細胞質や核のタンパク質をリン酸化する。cAMP 依存性プロテインキナ
ーゼ (PKA) の RⅠβ サブユニットは，主に神経系で発現し，PKA の酵素活性を制御してい
る。このサブユニットは，Prkar1b 遺伝子によってコードされている。RⅠβサブユニットの
生体内での機能を調べるために，Prkar1b 遺伝子のノックアウトマウスが作製されている。
この KO マウスは，行動異常や学習異常を示さず，海馬 Schaffer 側枝の長期増強(LTP)は正
常であると報告されている。しかし，ラットにおける Prkar1b 遺伝子の機能は，モデル動
物がいなかったために不明であった。本研究では，Prkar1b 変異ラットを用いて，RⅠβサブ
ユニットの生体での機能を解析した。まず，振戦を示すミュータント系統の WTC-furue の
順遺伝学的解析より，WTC-furue ゲノムには Prkar1b 遺伝子内に欠失があることを見出し
た。 
次いで CRISPR/Cas9 システムを用いて Prkar1b KO ラットを作製した。この KO ラッ
トの脳内の遺伝子発現とタンパク発現を調べたところ，Prkar1b を発現しておらず。そこで，
KO ラットにおいて，Prkar1b の機能が失われていると考えた。また，KO ラットは，
WTC-furue と同様の振戦を示した。海馬シャッファー側枝の LTP の異常，オープンフィー
ルドでの探索行動の増加，文脈恐怖条件付けテストでの不動時間の短縮を示した。具体的に
は，海馬の Schaffer collateral-CA1 synapse にシータバースト刺激を加えたところ，KO ラ
ットのフィールド興奮性シナプス後電位（fEPSP）は，コントロールに比べてより早く低下
した。また，テタヌス増強を加えたところ，コントロールにおいて fEPSP の傾きが 181.4
±5.3％増加された。しかし，Prkar1b 欠損ラットスライスから fEPSP は 154.8 ± 8.7%
が増加された。(t = -2.50, P = 0.031)。また，オープンフィールド試験では野生型ラットに
 ＊(公財）東京都医学総合研究所 基礎医科学研究分野 プロジェクトリーダー 
- 2 - 
 
比べてノックアウトラットの立ち上がり行動時間の増加(t = 2.51, P = 0.015)と中央部での
滞在時間(t = -4.66, P = 0.0004)の増加が示された。さらに，Prkar1b 欠損ラットの侵害受容
を調べるために，ホットプレートテストを実施した。後足をなめる時間，踏みつける時間，
ホットプレートからジャンプするまでの時間を記録した。野生型ラットに比べ，Prkar1b
欠損ラットは足をなめる時間，立ち上がり時間などが顕著に長かった（t = -2.97，P = 
0.0071）。 この結果より，Prkar1b 欠損ラットで疼痛感受性の低下が示された。 
以上の結果より，Prkar1b 遺伝子は，ラットにおいて振戦の発症と文脈恐怖条件付け記憶
に寄与していると結論した。KO ラットでは，KO マウスでは見られなかった異常が観察さ
れたことから，マウスとラット種間における RⅠβ サブユニットの機能の違い，並びに，RⅠβ
サブユニットの機能を解析する上でのラットの有用性が示唆された。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
本研究は，Prkar1b 変異ラットを用いて，Prkar1b の生体での機能を解析した。順遺伝学
的解析より，furue ラットゲノムには Prkar1b 遺伝子内に欠失があることを見出した。次
いで， CRISPR/Cas9 システムを用いて Prkar1b KO ラットを作製した。これらの変異ラッ
トは，振戦，音への過敏性，海馬での長期増強の低下，記憶障害を示した。よって，Prkar1b
遺伝子がこれらの形質に関与していることが判明した。本研究で作製した furueラットおよ
び Prkar1b KO ラットは， Prkar1b関連疾患のモデルとして利用できると考えられる。 
これらの研究成果等を詳細に検討した結果，審査委員一同は博士（農学）の学位を授与す
る価値があると判断した。 
 


cAMP依存性PKAのRIβサブユニットの欠損はラットにおいて振戦と恐怖条件付けの記憶障害を引き起こす

松山, 明彦

ﾏﾂﾔﾏ, ｱｷﾋｺ

農業教育におけるプロジェクト学習法の教育効果に関する実証的研究

東京農業大学博士（経済）2024年

朱, 盟

ｼｭ, ﾒｲ

中国の水稲二期作地域における大規模経営の展開と課題に関する研究―江西省余干県A村を事例として―

荒川, 航太

ｱﾗｶﾜ, ｺｳﾀ

抗老化タンパク質SMP30の生理機能に関する研究

野本,泰洋

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氏 名   野 本 泰 洋 
学位（専攻分野の名称）   博 士（農学） 
学 位 記 番 号   甲 第 913号 
学位授与の日付   令和 6年 3月 20日 
学 位 論 文 題 目   竹粉およびココピートの園芸資材としての特性解析と数種野菜 
の苗立ちに及ぼす影響 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農学） 入 江 憲 治 
               教 授・博士（農学） 小 塩 海 平 
               教 授・博士（農学） 山 田 隆 一 
               名誉教授・農 学 博 士 後 藤 逸 男 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
本研究では，再生可能な資源である竹粉とココピートに注目し，その効果と園芸利用につ
いて検討した。竹は，アジア，アフリカ，ラテンアメリカに広く自生し，その成長速度の速
さから，将来最も有望なバイオマス資源の１つと考えられている。しかし，近年，日本では
放置竹林が深刻な問題となっており，周辺の土地を侵食し，生態系や環境を破壊している。
2017 年の日本の竹林面積は約 17 万ヘクタールと報告されており，現在も増え続けている。
本研究では，竹粉の物理化学的特性と数種の野菜の苗の発育に及ぼす影響を評価し，東南ア
ジア諸国でも広く利用できる可能性のある植物資源としての活用法を検討した。枝葉のある
茎と枝葉を取り除いた茎からなる竹の粉砕物を水で抽出し，キュウリ苗を栽培した結果，ど
ちらの竹粉水抽出液にも，キュウリの苗の生育を促進させる効果があることが判明した。一
方で，新鮮な竹粉にはレタス，カブ，トマト，ニンジンの苗の発育を抑制させる強いアレロ
パシー効果が確認された。これらの竹のアレロパシー効果は，6 ヶ月の長期保存によって緩
和された。したがって，実用的な利用には，枝や葉の有無にかかわらず，茎の竹パウダーを
作り，6 ヶ月程度保存した後，園芸用または苗床として使用することを推奨したい。 
次に，ピートモスの代替品として注目されているスリランカ産のココピートについて検討
を行った。ココピートは，コナッツの殻から繊維を抽出した後に得られる農業副産物であり
2020 年時点の世界のココピート市場は 24 億米ドルを超えると報告されており，2021 年か
ら 2031 年にかけて年平均成長率（CAGR）4.4％で拡大し，2031 年末には評価額が 38 億
米ドルを超えると推定されている。ココピートは抗菌・抗カビ効果を示し，ピートモスと比
較して酸性度が低く，EC が高いため，生態系に優しい新しいピートモスの代替品とみなさ
れている。 
本研究では，スリランカ産ココピートの化学的性質を調べるとともに，ココピートの水抽
出液で，キュウリを栽培し，子葉展開過程におけるサイトカイニン活性，カリウム含量，エ
- 2 - 
 
チレン生成量，呼吸速度，根の発達を調査した。ココピート抽出液は，キュウリ苗の発根を
促進し，根からは，多量のエチレンと二酸化炭素が放出された。とくに子葉の伸長成長が著
しく促進され，これらは高いサイトカイニン活性とカリウム含量の増加によるものであると
推察された。SEM 観察の結果，子葉の伸長は，主に細胞サイズの拡大によることが明らか
となった。また，ココピート抽出液で生育させたキュウリ苗の子葉では，気孔の数が有意に
増加し，呼吸が盛んになっていた。子葉は澱粉，タンパク質，脂質などの貯蔵物質を糖，ア
ミノ酸，有機酸などに転換して苗立ちに必要な養分を展開中の根や葉に送るとともに，自ら
光合成を行って，シンク器官に光合成産物を転流させる機能を有しており，ココピートによ
る子葉の成長促進効果は，野菜の苗立ちを充実させる上で，極めて有効であると考えられた。
なお，13mM の硫酸第一鉄水溶液で洗浄した新開発の加工品である「スーパーココ」は，
キュウリ苗の根系を大きく発達させることに成功したが，通常のココピートと比較して子葉
の伸長には有意な影響を及ぼさなかった。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
本研究では，竹粉とココピートに注目し，その園芸利用の可能性について検討を行った。
竹粉もココピートも，いずれも日本およびアジアで現地入手が可能な再生可能資源であり，
埋蔵量の枯渇や生態系の攪乱が懸念されているピートモスの代替資源として，今後の利用が
期待されている。 
竹粉水抽出液はキュウリ苗の地上部成長と発根を促すものの，製造直後の竹粉には強いア
レロパシー活性があり，堆肥化後に利用することで有効な利用が期待できることが明らかと
なった。また，ココピート水抽出液にもキュウリ苗の発根，苗立ちを有意に促進する効果が
あり，竹粉，ココピートともに，根と子葉のカリウム含量とサイトカイニン活性が高まり，
子葉の細胞分裂と細胞伸長が促進され，その結果，子葉の光合成活性と呼吸活性を促進し，
子葉のソース機能が高まって，苗立ちに必要な物質供給が充実することによって野菜の苗立
ちが促進されるメカニズムが提示された。とくにココピートでは，子葉における気孔分化が
有意に促進されることが明らかとなった。 
これらの研究成果等を詳細に検討した結果，審査委員一同は博士（農学）の学位を授与す
る価値があると判断した。 


竹粉およびココピートの園芸資材としての特性解析と数種野菜の苗立ちに及ぼす影響

FADHILLA IZZATY SYAUKAT

Development of Indonesian Youth Entrepreneurship Through the Agricultural Technical Intern and Training Program of Japan.

嶋本,習介

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氏 名   嶋 本 習 介 
学位（専攻分野の名称）   博 士（農学） 
学 位 記 番 号   甲 第 919号 
学位授与の日付   令和 6年 3月 21日 
学 位 論 文 題 目   日本産ヒラタカメムシ科（昆虫綱カメムシ目）の分類学的研究
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農学） 小 島 弘 昭 
               教 授・博士（農学） 石 川   忠 
               准 教 授・博士（農学） 綿 引 大 祐 
               名誉教授・農 学 博 士 岡 島 秀 治 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
生物多様性の保全は持続的社会構築のためにも必要不可欠で，近年では国内でも生物多様
性が豊かな地域が世界自然遺産に指定されるなど，生物多様性保全への関心が急速に高まっ
ている。一方で，昆虫を含む節足動物では発見されないまま絶滅している種も少なくなく，
早急な生物多様性の実態解明に向けた分類学的研究が急務といえる。 
カメムシ目に属すヒラタカメムシ科は，農業上重要な害虫（植食性）や益虫（捕食性）を
多く含むカメムシ類にあっては珍しい菌食性を示すことと，極めて扁平な体型とコイル状に
なって頭部に格納される口器といった特殊化した形態的特徴をもつことから，カメムシ類に
おける生態および形態の進化を論じるうえで重要な一群と考えられる。日本からは５亜科１
９属５１種が記録されているが，複数の学名未定種が知られていることから，その種多様性
の解明度は低いとされてきた。さらに本科では，形態が類似した種や種群が多く存在し，遺
伝子レベルでの種分類がほとんどなされていないため，形態ならびに分子情報，生態情報を
統合した分類学的研究と分類体系の構築が必要である。 
そこで，本研究では日本産ヒラタカメムシ科を対象に，既存の文献情報を精査し，比較形
態学ならびに分子系統学的視点から分類学的再検討を行い，日本産本科の種多様性の実態を
明らかにするとともに，その保全を行う上での基盤を整備した。その結果，１）既存の文献
中に学名未定種の存在を確認した；２）雄生殖節の挿入器の形態は種分類に有用な形質であ
った；３）外部形態にもとづく種分類は遺伝子情報からも支持された；４）最終的に１未記
載属，７未記録属，２５未記載種，４未記録種を含む，５亜科２７属８０種を認めた（属数
と種数の増加率はいずれも研究前の約１.５倍）。 
 
文献情報にもとづく分類学的課題の整理 
ヒラタカメムシ科における分類学的課題を整理するため，本科に関する国内外の文献を網
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羅的に収集し精査した。その結果，１０種の学名未定種の記録を見出した。また，そのうち
の２学名未定種が記録されていた小笠原諸島についてはカメムシ類全体を対象として，混乱
していた記録種数を２５科８７種に整理した。他地域についても，直近の昆虫目録等には掲
載されていない学名未定種の記録を新たに認めた。 
 
形態にもとづく分類形質の再検討 
難分類群を含むヒラタカメムシ科の分類学的研究を行うため，比較形態学的手法を用いて
本科の分類に従来用いられてきた形態形質を再調査するとともに，新規の分類形質を探索し
た。従来ほとんど観察されていなかった雄生殖節の挿入器については，２亜科にわたる４属
１２種の形態を詳細に観察し記載した。その結果，内袋には膜質突起や革質骨片の有無とい
った多数の種特異的な形質を持つことが明らかとなった。これらの形質は，外部形態が非常
によく似た種同士であっても種間変異が大きく，種内変異が小さいため，新規分類形質とし
ての有用性が示された。 
 
分子系統にもとづく種分類の再検討 
ヒラタカメムシ科の種分類に際してDNAバーコーディング法の有用性を評価するととも
に，形態分類の妥当性を遺伝子情報によって裏付けするため，Aradus 属を対象にミトコン
ドリア DNA の COI 領域（628bp）にもとづく分子系統解析を行った。その結果，すべての
形態種が種ごとにクレードを形成し，それらの単系統性が強く支持されたため，本科におけ
る DNA バーコーディング法の有用性が立証された。すなわち，分子系統樹の各クレードが
形態種と一致したことで，雄生殖節を含めた外部形態にもとづく種分類は遺伝子情報からも
支持されることが明らかとなった。 
 
総合的な分類学的研究 
上記の３項目から得られた結果を統合することで日本産ヒラタカメムシ科の総合的な分
類学的研究を行った。日本産の既知種に同定できない２９種の学名未定種について，これら
の形態を既知種と比較するとともに詳細に記載した。学名未定種のうち２５種が未記載種で
あり，４種が未記録種であった。最終的に，日本産本科に５亜科２７属８０種を認めた（属
数と種数の増加率はいずれも研究前の約１.５倍）。 
・ヒメヒラタカメムシ亜科：４未記載種と１未記録種を含む，４属１２種を認めた（種数約
１.７倍）。 
・ヒラタカメムシ亜科：３未記載種と３未記録種を含む，１属２7 種を認めた（種数約１.
３倍）。 
・チビヒラタカメムシ亜科：１未記載属，１未記録属および４未記載種を含む，２属４種を
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認めた。本亜科のすべての属と種が新分類群であった。 
・オオヒラタカメムシ亜科：２未記載種を含む，１０属２２種を認めた（種数約１.１倍）。 
・シモフリヒラタカメムシ亜科：６未記録属と１２未記載種を含む，１０属１６種を認めた
（属数２.５倍，種数４倍）。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
カメムシ目に属すヒラタカメムシ科は，菌食性という特異な食性をもつことと，極めて扁
平な体型やコイル状に格納される口器といった特殊化した形態をもつことから，カメムシ類
における生態および形態の進化を論じるうえで重要な一群と考えられる。日本からは 5亜科
19属 51種が記録されているが複数の学名未定種があり種多様性の解明度は低く，また形態
が類似した種や種群が多く遺伝子レベルでの種分類がほとんどなされていない。本研究では
日本産ヒラタカメムシ科を対象に，文献情報にもとづく分類学的課題の整理ののち，形態学
的手法による分類形質の検討と分子系統学的手法による遺伝子情報の解析により，日本産本
科の種多様性解明を試みた結果，次の成果が得られた。１）既存の文献中に学名未定種の記
録が存在した ２）雄生殖節の挿入器の形態は種分類に有用な形質であった ３）外部形態
にもとづく種分類は遺伝子情報からも支持された ４）1未記載属，7未記録属，25未記載
種，4 未記録種を含む，5 亜科 27 属 80 種を認めた（属数と種数の増加率はいずれも研究前
の約 1.5倍）。 
これらの研究成果等を詳細に検討した結果，審査委員一同は博士（農学）の学位を授与す
る価値があると判断した。 
 


日本産ヒラタカメムシ科（昆虫綱カメムシ目）の分類学的研究

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