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

池内, 慎悟

IKEUCHI, Shingo

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氏 名   池 内 慎 悟 
学位（専攻分野の名称）   博 士（農学） 
学 位 記 番 号   甲 第 894号 
学 位 授 与 の 日 付   令和 5年 3月 20日 
学 位 論 文 題 目   トチバニンジン (Panax) 属植物の摂取が運動に与える作用の 
臨床試験に基づく探索的研究 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農芸化学） 古 庄   律 
               教 授・博士（身体教育学） 上 岡 洋 晴 
               教 授・博士（農芸化学） 山 内   淳 
               教 授・博士（医学）  美谷島 克 宏 
               教 授・博士（スポーツ科学） 勝 亦 陽 一 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
第 1章 序論 
日本を含む先進国では少子高齢化が進展しており，老化によって身体機能の衰えに伴う運
動機能の低下によって，高齢者の QOL の低下や，健康寿命の短縮が指摘されている。また，
各種学会や厚生労働省によってサルコペニアやロコモティブシンドローム，フレイルといっ
た概念が提唱され，これに伴って健康寿命の考え方も広がってきているが，運動機能の低下
は疾病ではなく，医薬品による治療を行うことは出来ない。高齢者以外においても，先進国
においては肥満を含む生活習慣病の罹患者が増えているともされており，日本においては成
人のおよそ 4分の 1 が BMI （Body mass index, kg/m3）25以上の肥満であるとされている。
肥満は生活習慣病の増悪因子の一つであり，労働生産性の低下や医療費負担の増大などにつ
ながることが想定される。 
高齢者における運動機能低下の予防や中年者における肥満の予防・解消のための方策の一
つとして，日常的な運動を実施し，骨格筋の維持や増強や摂取カロリーの消費を行うことが
望ましいとされている。しかし，運動を日常的に実施する習慣のない者が運動を実施すると，
その運動のきつさや運動後の疲労や筋肉痛等によって運動に対するモチベーションが低下
し，運動継続をやめてしまう，あるいは運動習慣の習慣づけを阻む理由となり得る。そのた
め，運動に伴う諸問題を解決，あるいは軽減することが求められ，日常的に摂取する食品に
よって解消できることのメリットは大きいと考えられる。また，骨格筋の維持のためには摂
取する食品に配慮することも重要とされている。一般的には，たんぱく質を含む食品の摂取
が重要とされているが，近年では機能性表示食品制度の下，その他の微量成分による筋力の
維持に関するエビデンスが報告されている食品も存在する。しかし，これらの食品は新規食
品が多く，消費者への認知や原料供給の面で不安がある。 
そこで，これらの課題を解消するため，既存の食品において運動機能の維持または向上に
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ついて素材を探索することがアプローチとして有望であると考えられた。この考えの下，本
研究では生薬，食品，そして運動機能改善を標榜するサプリメント原料として広く普及して
いる素材である，トチバニンジン属（Panax）植物，およびトチバニンジン属植物に特徴的
に含有されるトリテルペンであるジンセノシド(ginsenoside)の機能を評価することとした。 
 
第 2章 トチバニンジン属植物の摂取と運動継続時間の関連 
トチバニンジン属植物は肉体疲労に効果があると伝統的に言われており，身体機能との関
連についても示唆されている。臨床試験によって，トチバニンジン属植物の摂取と運動機能
の向上に関する研究は実施されているが，十分に評価されているとはいえない。そのため，
これらの研究による有効性を明確にするため，トチバニンジン属植物を含有する食品を用い
て，運動介入を実施した際の運動継続時間を評価した論文を，メタアナリシスを含むシステ
マティック・レビュー（SR）を行うことで，運動持久力に対する影響を評価した。 
本 SRでは，参加者（Participants :P）を「運動機能や代謝機能に問題（機能障害や疾患）
がなく，妊娠（計画中を含む）や授乳をしていない 18歳以上の成人」，介入（interaction: 
I）を「トチバニンジン属植物の植物体，エキス，または ginsenoside を含む食品の単回ま
たは反復摂取」，対照（Control: C）を「トチバニンジン属植物の植物体，エキス，または 
ginsenoside を含まない食品の単回または反復摂取」，アウトカム（Outcome: O）を「運動
介入実施時の運動継続時間」とし，英語および日本語の論文データベース 7種，臨床試験デ
ータベース 4種，web 検索エンジン 3種ならびに紙媒体の学術雑誌を網羅的に検索し，収集
した論文を評価した。検索キーワードとして「Panax or ginsenoside」「Panax ginseng」
「Clinical study」などを組み合わせて検索した。 
その結果，計 5報の臨床試験の文献を採用文献とした。これらの試験の結果をランダム効
果モデル，標準化平均値差にて評価した結果，推定効果量と 95%信頼区間（95%CI）はそれ
ぞれ 0.58，[0.22–0.95]となり，有意に運動継続時間を延長することが示唆された。また，
5 報の論文のうち，2 報が ginsenoside Rg1(Rg1)にて試験を実施し，1 報が介入食品の成分
を分析し，Rg1が最大の成分であることが示されていたため，この 3 報で追加解析を実施し
たところ，推定効果量と 95%CI はそれぞれ 0.70， [0.14–1.27]となり，有意に運動継続時
間を延長していた。 
トチバニンジン属植物の摂取によって，運動継続時間が有意に延長することが示唆された。
特に，Rg1 摂取による運動継続時間の有意な延長が見られたことから，運動継続時間の延長
は Rg1によるものと考えられた。また，この作用は Rg1の摂取による炎症抑制や，エネルギ
ー産生の亢進によって生じたことが考えられた。採用した 5報の文献においては有害事象の
報告は無く，利益が損失を上回ると考えられたことから，トチバニンジン属植物の摂取によ
る持久力向上作用は有意義であると考えられた。 
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第 3章 トチバニンジン属植物の摂取と運動実施後の血清クレアチンキナーゼの関連 
運動の実施，特に高い運動負荷での運動を実施すると，血清のクレアチンキナーゼ（CK）
が上昇することが一般に知られており，筋損傷マーカーの一つとされている。トチバニンジ
ン属植物，特にオタネニンジン（P. ginseng）の摂取は伝統的に疲労回復作用があると言わ
れており，これを根拠に，運動実施後における筋損傷マーカーの一つである血清 CK を評価
したヒトでの研究が実施されているが，十分に評価されているとはいえない。そのため，ト
チバニンジン属植物を含有する食品を用いて，運動介入を実施した後の血清 CK を評価した
論文を，メタアナリシスを含むシステマティックレビューを行うことで，筋損傷に対する影
響を評価した。 
本研究では，参加者（Participants :P）を「運動機能や血清 CKに重篤な影響を与える疾
病に罹患していない 18歳以上の成人」，介入（interaction: I）を「トチバニンジン属植物
またはジンセノシドを含有する食品」，対照（Control: C）を「トチバニンジン属植物また
はジンセノシドを含有しない食品」，アウトカム（Outcome: O）を「運動介入実施後 60 分，
24時間，72時間の血清 CK」とし，英語および日本語の論文データベース 7種，臨床試験デ
ータベース 4種，web 検索エンジン 3種ならびに紙媒体の学術雑誌を網羅的に検索し，収集
した論文を評価した。 
計 7 報のヒト試験の論文を収集し，ランダム効果モデル，標準化平均値差にて評価した。
その結果，推定効果量と 95%CI はそれぞれ 3 報の論文で評価していた 60 分後で−0.24，
[-0.56–0.08]，同様に 5報の論文で評価していた 24時間後で−0.88，[-2.04–0.27]，3報の
論文で評価していた 72時間後で−3.14，[-6.01--0.27]となり，72時間後でのみ有意に血清
クレアチンキナーゼの上昇を抑制することが示唆された。しかし，24 時間後ならびに 72時
間後においては結果のばらつきが大きく，異質性を示す I2値はそれぞれ 89％，91%と，それ
ぞれ無視できない大きさとなっていた。 
血清 CK は試験間で結果がばらつき，異質性として検出されたため，より多くの試験実施
が望まれるものの，トチバニンジン属植物の摂取によって，運動介入後 72時間での血清 CK
の上昇が有意に抑制されることが示唆された。血清 CKは運動後 24～96時間にかけて高値を
示すことから，トチバニンジン属植物の摂取は骨格筋の機械的な損傷を抑制することではな
く，運動に伴って生じる炎症を抑制することに拠って骨格筋を保護していることが考えられ
た。なお，採用した 7報の文献においては有害事象の報告は無く，利益が損失を上回ると考
えられたことから，トチバニンジン属植物の摂取による筋損傷マーカーの低減作用は有意義
であると考えられた。 
 
第 4章 トチバニンジン属植物の摂取の安全性について 
 本研究は有効性を評価することが主な目的であるが，食品として流通する上では安全であ
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ることを確認することが必要であるため，既存の安全性情報について調査を行った。 
トチバニンジン属植物のうち，日本において食品として流通している種である，オタネニ
ンジン，サンシチニンジンについて，国立研究開発法人 医薬基盤・健康・栄養研究所「健
康食品」の安全性・有効性情報 webサイト内にある，素材情報データベース安全性情報に記
載されている有害事象について確認した。また，消費者庁 web サイト内にある，「事故情報
データバンクシステム」を用いて，一般消費者にオタネニンジンの名称の一つとして広く定
着している「高麗人参」を用いて，登録されている事故情報を調査した。 
 オタネニンジンならびにサンシチニンジンについて，それぞれ摂取による有害事象は報告
されていたが，いずれも軽微かつ一時的なものであり，死亡や臓器不全を伴うような重篤な
有害事象はなかった。また，事故情報データベースの情報も，消費者の取引上のトラブルの
情報が多数を占めており，体調不良を訴える情報についても医師の診断を伴わない報告であ
り，因果関係が明確な届出はなかった。 
 トチバニンジン属植物を適切な量を摂取する上では，有害事象はないか軽微であり，安全
であると考えられた。 
 
第 5章 総括 
運動習慣は健康寿命の延長や生活習慣病などの疾病リスクを低減させるために重要であ
るが，運動習慣の定着に当たっては運動実施のための時間の他，運動実施時あるいは運動後
の疲労や筋肉痛と言った要素が障壁となり得ると考えられた。そのため，トチバニンジン属
植物の摂取による運動持久力ならびに運動時の骨格筋損傷軽減に対する有効性を，既存のヒ
ト試験の論文を用いて評価したところ，いずれにおいても有効性があることが示された。 
運動持久力への影響については，トチバニンジン属植物の摂取によって運動継続時間が有
意に延長されており，また食品の含有成分から ginsenoside Rg1が有効成分として考えられ
た。ginsenoside Rg1はオタネニンジン（P. ginseng）やサンシチニンジン（P. notoginseng）
と言った，流通量や食経験が豊富な植物における，主要なジンセノシドの一つである。
Ginsenoside Rg1 は体組織における炎症を抑制する作用や，ミトコンドリアにおけるエネル
ギー産生作用を促進することが報告されており，また，運動実施した後の骨格筋では，エネ
ルギー産生に伴う酸化ダメージや，細胞損傷に伴う炎症が生じることが報告されており，こ
れらを抑制する作用によって運動継続時間の延長が見られたと考察された。 
運動後の筋損傷への影響については，筋損傷マーカーとして知られる血清 CKを評価した。
血清 CK は概ね運動後 24時間から 96 時間にかけて高値になることが報告されており，運動
後の測定時点が遅くなるほど血清 CK の上昇がトチバニンジン属植物の摂取によって抑制傾
向にあり，運動後 72 時間で有意に上昇が抑制されていた。運動後 72 時間の血清 CK 量は運
動による機械的な筋損傷ではなく，運動によって生じた酸化ダメージや炎症による筋組織へ
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のダメージによるものと考えられた。つまり，トチバニンジン属植物の摂取は骨格筋の炎症
を抑制することで，骨格筋へのダメージを抑制するものと考えられた。 
 
上記の通り，トチバニンジン属植物の摂取は運動機能に対してポジティブな影響を示し，
また，有害事象も報告されていないため，トチバニンジン属植物の摂取は益が損失を上回る
と考えられる。その作用機序としても，主として運動によって生じる炎症反応の抑制による
ものと考えられた。このことから，トチバニンジン属植物の摂取は運動実施に伴う苦痛を軽
減し，日常的な運動の習慣づけに寄与できると言える。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
生活習慣病の予防や健康の維持増進のためには運動の習慣化が求められる一方で，運動中
やその後の疲労感などを理由に運動の継続が困難な者が少なくない。本研究は食品素材であ
るトチバニンジン属植物とその成分に着目し，運動の持続時間と骨格筋へのダメージに対し
てどのような影響を及ぼすかを，人を対象とした臨床試験に基づく探索的システマティック
·レビューによって初めて明らかにした。トチバニンジン属植物とその成分の摂取は，運動
強度が比較的高い運動の実施において，運動継続時間の延長，ならびに運動後の血清クレア
チンキナーゼの上昇を有意に抑制することが明らかになった。このことは，運動実施による
疲労感や骨格筋へのダメージによる苦痛を軽減し，運動習慣の定着の一助になりうる応用可
能性を示している。 
これらの研究成果等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
価値があると判断した。 
 


Japanese

トチバニンジン (Panax) 属植物の摂取が運動に与える作用の臨床試験に基づく探索的研究

高岸, 慧

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氏 名   高 岸  慧 
学位（専攻分野の名称）   博 士（農学） 
学 位 記 番 号   甲 第 901号 
学位授与の日付   令和 5年 9月 30日 
学 位 論 文 題 目   絶滅危惧種ヒュウガホシクサの保全生態学的研究
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農学） 山 田   晋 
               教 授・博士（人間・環境学） 三 井 裕 樹 
               教 授・博士（農学） 松 嶋 賢 一 
                    農 学 博 士  宮 本   太＊ 
                    理 学 博 士 高 山 晴 夫＊＊ 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
１．研究の背景と目的 
ヒュウガホシクサ Eriocaulon echinulatum Mart.は東アジアの熱帯・亜熱帯に広く分布
し，国内では唯一，宮崎県川南湿原のみに記録されている。川南湿原は温帯性植物であるナ
ガバノイシモチソウやヘビノボラズなどが生育する特異な植生群落を持ち，本種が生育する
ことから国の天然記念物に指定されている。しかし，植生遷移と乾燥化が進み，1958 年を
最後に本種の生育は確認されていなかった。その後 2004 年に湿原の環境復元を実施したこ
とにより，2008 年に本種の生育が再確認された。そのため本種は環境省および宮崎県で絶
滅危惧ⅠA 類に指定され，さらに国の種の保存法による保護対象種として選定されている。
希少種の保全・保護には，対象種とする種の発芽から実生の定着，生育，繁殖に関わる基本
的な種の生態的特性を解明することが最重要課題であり，これらの成果から生育地の自然環
境を保全していくための指針を示すことができる。本研究は，Ⅰ. ヒュウガホシクサの生育
地の地勢による生育動態および同所的競合種との関係，Ⅱ. ヒュウガホシクサの保全を目的
とした植生管理，Ⅲ. ヒュウガホシクサの保護を目的とした種子発芽特性の三章から構成さ
れる。 
 
２．ヒュウガホシクサの生育地の地勢による生育動態および同所的競合種との関係 
 本種の基礎的生態情報を得るために発芽・開花・結実・萎凋の生育期間を通した季節動態
および生育地内の地勢と競合種による生育動態を明らかにした。 
1）ヒュウガホシクサの季節動態 
本種の季節動態は，4 月に発芽，葉の伸長，7 月から 8 月に葉の伸長が盛んになり，8 月
に花茎の伸長，9 月に開花，10 月以降に結実し，葉は萎凋後，枯死を確認した。また当年
 ＊東京農業大学 元教授 
＊＊鹿島建設株式会社 技術研究所 専任部長 
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個体が次年度に渡って生育することはなく，一回繁殖型一年生草本であることが明らかにな
った。 
2）ヒュウガホシクサの発芽環境要因 
本種の発芽は冠水した立地において観察されなかったが，8 月から 9 月にかけて水位が低
下し，露出した地表面に新たな発芽個体が観察された。このことから本種の発芽は冠水によ
り抑制されると考えられる。また 9 月以降にミカワシンジュガヤなどの植物群の萎凋や倒伏
により生じたギャップに新たな発芽個体が観察された。このことから本種の種子はギャップ
検出機構を持ち，埋土種子として残存できる発芽特性を有することが考えられる。 
3）ヒュウガホシクサの生育環境要因 
人工池周縁部から斜面上部までの緩傾斜地に成立する植生は，多変量解析 (TWINSPAN)
により 3 群落に区分された。3 群落は斜面最下部にホタルイとヤマイ（群落 A），ミカワシ
ンジュガヤとヒュウガホシクサ（群落 B），斜面上部にススキとチガヤ（群落 C）が優占し
た。ヒュウガホシクサの優占度が高い群落 B は 30.1 %以上の土壌水分率が維持されていた。
緩傾斜地は様々な異なる水分環境を創出し，本種を含む湿生植物から草原性植物の生育に重
要である。 
4）ヒュウガホシクサの同所的競合種との関係 
本種はミカワシンジュガヤ，イトイヌノハナヒゲおよびカリマタガヤの優占により生育が
抑制された。本種と同所的に生育するミカワシンジュガヤの 9 月期における草丈は 45 cm，
イトイヌノハナヒゲは 40 cm，カリマタガヤは 14 cm であり，最大葉長 5 cm ほどの根出葉
のみを持つ本種の生育に必要な光環境が減少したと考えられる。そのため本種の個体群の維
持には光環境を競合するこれらの植物群の管理が必要である。 
 
３．ヒュウガホシクサの保全を目的とした植生管理 
 本種の生育は同所的に生育する植物群の被圧により抑制されることが明らかになった。こ
のことから本種の持続的な保全を目的とした植生管理が必要である。植生管理はヒュウガホ
シクサおよび同所的に生育する植物群の全草刈りを 6 月から 8 月まで各月一回実施した。
刈り取り高はヒュウガホシクサの葉長が最大 5 cm 以下であることから，地表より 5 cm 高
で区画の刈り取りを実施し，その後の 10 月期の生育量を比較した。 
1）刈り取り管理による競合種の生育動態 
各刈り取り区の 10 月期の地上部全乾物重量は，未管理区，6 月，7 月，8 月刈り区の順に
低下し，それぞれの刈り取り区間で有意差が認められた。各刈り取り区のミカヅキグサ属植
物（イトイヌノハナヒゲおよびコイヌノハナヒゲ）の全重量が全体の 19 %，カリマタガヤ
の全重量が全体の 62 %，これらの植物群がヒュウガホシクサの生育地で 81 %以上を占めて
いることが明らかになった。各月の刈り取り管理によるそれらの植物群は，ミカヅキグサ属
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の乾物重は 8 月刈り区で有意な差が認められた。またカリマタガヤは 7 月および 8 月刈り
区が他の刈り取り区と有意な差が認められた。 
2）刈り取り管理による本種の結実動態 
ヒュウガホシクサの各処理区の頭花重量は 7 月刈り区が最も多く他の処理区と有意な差
が認められ，無処理区の 5 倍量であった。 
3）刈り取り管理による光環境の季節動態 
各刈り取り区の相対光量子束密度は，6 月刈り区は 8 月まで 85 %以上が維持されていた
が，9 月以降は 42 %以下に低下し，7 月刈り区は 6 月から 10 月まで 60 %以上が維持され
ていた。8 月刈り区は 8 月以前まで 26 %以下に低下したが，9 月以降は 99%以上が維持さ
れた。未管理は 7 月まで 71 %以上が維持されていたが，8 月以降は 21 %以下に低下した。 
 植生管理の結果，ヒュウガホシクサの頭花重が最も多かった 7 月刈り区は，8 月の相対光
量子束密度が 98 %以上になった。本種の季節動態における 8 月は花茎の伸長が確認された
ことから，8 月の光環境がヒュウガホシクサの種子生産に大きく関与していると考えられる。 
 
４．ヒュウガホシクサの保護を目的とした種子発芽特性 
 本種の種子休眠とその解除条件，発芽可能温度域，発芽適温，変温要求性，光発芽性およ
び生育地の土壌中における休眠状態を明らかにした。 
1）種子休眠と解除条件 
様々な温度環境による登熟直後の無処理種子の最大発芽率は 1.4 %であった。そのため本
種の種子は一次休眠を持ち発芽には休眠解除が必要である。各前処理区の最大発芽率は，無
処理区で 0.6 %，休眠解除のための低温湿層処理 30 日区（4 ℃・暗）で 2.0 %，60 日区で
93.2 %， 埋土区（生育地・埋土深 5 cm・10 月から 3 月まで越冬処理）で 62.2 %を示し，
低温湿層処理 60 日区は他の処理区間に有意な差が認められた。また 10，15，20，25 ℃の
暗条件を 60 日間経験した種子は，明・35 ℃区の発芽環境下において 10 ℃処理区で 85.4 %
を示し，15 ℃以上の処理区間に有意な差が認められた。このことから本種の種子の一次休
眠は 10 ℃以下の低温湿層処理を 60 日間経験により解除されることが明らかになった。 
2）発芽可能温度域と発芽適温 
低温湿層処理 60 日・明区の発芽は温度環境 15 ℃以下では観察されず，20 ℃で 4.4 %，
35 ℃区で 93.2 %であった。発芽が観察された処理区間に有意な差が認められ，本種の発芽
可能温度域は 20 ℃から 35 ℃，発芽適温は 35 ℃であることが明らかになった。 
3）変温要求性および光発芽性 
光発芽する発芽特性を持つ種には変温環境下では暗発芽が促進される種が報告されてい
る。しかし本種は変温区では明区で 60.8 %，暗区で 22.4 %で有意差が認められた。低温湿
層処理 60 日・暗区の発芽は温度環境 25 ℃以下では観察されず，30 ℃区で 13.6 %，35 ℃
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区で 23.2 %であった。これらの発芽が確認された温度区と低温湿層処理 60 日・明区との間
に有意な差が認められた。このことから本種の種子は光発芽性を持つことが明らかになった。
光発芽性は埋土などの実生の定着が困難な環境での発芽をさけるために機能すると考えら
れている。このことから本種の種子は土壌中の暗条件下では発芽が抑制され，永続的埋土種
子集団を形成することが考えられる。 
 
5. 総合考察 
ヒュウガホシクサの保全・保護に最も重要な課題は生育地の保全である。本種の生育は土
壌水分が 30 %以上の水分環境が維持された湿生環境であった。生育地の水分環境は，湧水
と灌漑用水池により維持されている。しかし，湧水源は天然記念物に指定されている川南湿
原の区域外にあり，湧水源が今後開発により消失する危険性もあることから行政による注視
が重要である。また本種の生育地は湿生環境の周辺および緩傾斜地の下部から中部に観察さ
れた。湿生環境は水位により水分環境が変動し，緩傾斜地に様々な水分環境が創出されるこ
とにより，本種の生育動態に変化が観察され，同所的に生育する植物の変化により成立する
植物群落も異なった。このような環境的な揺らぎは，本種の生育地の確保と植物の種多様性
を維持していくためにも非常に重要である。今後の湿原の環境整備を行う際の地形改変には
注意が必要である。 
次の大きな課題は湿原の植生遷移によるヒュウガホシクサの生育地の消失である。本湿原
は遷移が進行し本種の生育が 50 年近く確認されていなかったが，湿原の環境整備に伴った
土壌かく乱により再生し再発見に至った。これらの個体群の復元に寄与したのは本種の埋土
種子である。本種の種子は永続的埋土種子集団を形成する発芽特性を持つことが確認された
ことからも今後の環境整備にあたっては，本種の生育地の土壌の取り扱いには注意が必要で
ある。また今後はヒュウガホシクサが生育できる持続的な植生管理が重要である。植生管理
を実施するにあたってどのように実施するかは今回の調査により 7 月刈り取りがヒュウガ
ホシクサの生育に有効であり，結実量は無処理区の 5 倍量であった。希少種の保全・保護の
重要な課題として対象とする種の個体群の維持がある。ヒュウガホシクサと同様に一回繁殖
型一年生草本であるコシガヤホシクサは，生育地の不適切な水位管理により開花・結実が行
われなかった。その結果，次年度から生育が確認されなくなり，野生絶滅したことが報告さ
れている。このことから本種の個体群の維持には発芽から実生の定着，開花・結実が正常に
行われる環境の維持が重要である。 
発芽試験の結果からヒュウガホシクサの種子は光発芽性を持つことが明らかになった。ヒ
ュウガホシクサと同属の植物 Eriocaulon koernickianum Van Heurck & Müll. Arg.は，冬
季の野焼きや刈取りによる植物残渣の除去された環境に実生の定着が増加することが報告
されている。これらのことからホシクサ属植物の発芽と実生の定着には遷移が抑制され，植
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物残渣が除去され地表面が露出した環境が重要であると考えられる。現在，川南湿原は毎年
1 月に湿原内の植物の刈取り，残渣の持ち出しおよび火入れが行われている。この保全活動
により本種の発芽期である 4 月には地表面が露出した発芽に適した環境が創出されている。
このことから本種の保全・保護は発芽環境を創出する冬季の管理および本種の競合種を抑制
する夏季(7 月)の管理が重要である。今後も植生管理による植生動態の観察を継続する必要
がある。しかし，ヒュウガホシクサの自生個体群が消失し野生絶滅した場合には実生個体群
の確保が必要である。そのためには種子休眠と発芽適温の情報が有用である。ヒュウガホシ
クサの種子発芽には 60 日以上の低温湿層処理が必要であること，35 ℃が発芽適温である
ことが明らかとなり，これらの処理により的確に本種の実生個体群の安定した確保ができ，
本種の保護に大きく寄与するものである。 
本研究は川南湿原に生育するヒュウガホシクサを含む湿生植物群落の保全・保護に指針を
示した。この成果は植生遷移初期の湿生植物群落の保全に応用できることが期待される。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
本論文では，国内では宮崎県の湿原に唯一生育する絶滅危惧植物のヒュウガホシクサを対
象に，その保全と保護を目的とした生態特性，植生管理，種子発芽特性の解明に関する研究
を実施した。本湿原の水位は季節的に変動しており，湿原内におけるわずかな地盤高の差異
が，場所ごとの季節的な干出状況や土壌水分変動状況に差異をもたらしている。本種の発
芽・生育・結実時期は，湿原内の場所ごとの干出時期と土壌水分に明確に影響を受けている
ことが明らかになった。時期を変えた刈り取り管理の結果，7月の刈り取り管理により競合
種の生育が抑制され，光環境の改善により本種の結実量が増加した。種子発芽特性試験の結
果，本種の発芽休眠解除には 4℃，60日の低湿処理が必要であり，さらに光発芽性も示した。
以上の結果より，本種がこの湿原で存続・生育するメカニズムの一端を解明し，今後の保全・
保護に向けた指針を示した。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。 


絶滅危惧種ヒュウガホシクサの保全生態学的研究

NUT,NARETH

English

"Impacts of Land Use and Land Cover Changes on Hydrological Characteristics and Soil Erosion  in Stung Sangkae Catchment, Cambodia"

廣瀬,理惠子

米粉および麺用小麦粉を原料とするパンの品質向上ならびに機械化製パン技術の開発

東京農業大学博士（食品栄養学

宇野, 絹子

4556

UNO, Kinuko

4557

- 1 - 
 
氏 名   宇 野 絹 子 
学位（専攻分野の名称）   博 士（食品栄養学） 
学 位 記 番 号   甲 第 854号 
学位授与の日付   令和 4年 3月 20日 
学 位 論 文 題 目   非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）の肝線維化における CD44 
の関与の解明と食品成分によるその病態制御 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農学） 服 部 一 夫 
               教 授・博士（薬学） 井 上   順 
               教 授・医 学 博 士 中 江   大 
               教 授・博士（医学）  美谷島 克 宏 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
【背景・目的】 
非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）は，世界的な肥満人口の増大に伴い，患者数が
増加している。NAFLD は，脂肪肝を呈する生活習慣病の肝臓表現型であり，単純性脂肪肝
（NAFL）と非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）に分類される。この内，NASH は，脂
肪肝に加え，肝における慢性炎症及び線維化を呈する病態であり，肝硬変や肝がんへ進行す
るリスクを有しており，重度の肝線維症に進行した患者数も増加している。肝線維化は進行
に伴って肝疾患関連死が増加する事が明らかとなっているが，その根治的な治療法は確立さ
れておらず，肝硬変に至った場合の現在有効な治療法は肝移植しかない。従って，NASH
により生じる肝線維化はこの疾患を制御するためのターゲット病変であり，それに関与する
因子の探索は創薬研究において重要な役割を果たす。 
NASH の制御には病態メカニズムの解明と，その結果に基づいた科学的根拠のある方策
の発見・開発が必要であり，そのための基礎研究において，動物モデルは有用である。コリ
ン欠乏メチオニン低減アミノ酸食（CDAA 食）を給餌したラットモデルは，そうした動物
モデルのひとつとして開発されたもので，遺伝子操作されていない正常ラットに，化学物質
を投与することなく食餌の栄養成分を改変することによって，肝線維化を含む
NAFLD/NASH の肝表現型を再現でき，酸化ストレスと関連シグナル異常の関与の様相を
詳細に解析できるものである。 
心血管疾患を中心とした生活習慣病に対して増悪因子として挙げられるトランス脂肪酸
（TFA）の NASH における肝線維化への影響は明らかではなかった。申請者は，CDAA 食
誘発性 NASH 病態において，TFA が肝障害を増強する可能性があるものの，肝線維化に影
響しないことを確認した。 
CD44 は，ヒアルロン酸受容体の 1 つであり，リンパ球やマクロファージなどの炎症性細
- 2 - 
 
胞における発現するほか，がん幹細胞ないし小型肝細胞のマーカーでもあり，慢性炎症・免
疫・細胞再生など多岐に渡る生物現象に関与するとされている。さらに，2017 年には，肝
の慢性炎症を中心とした NASH 病態の制御因子としても機能していることが報告された。
ラカンカ（Siraitia grosvenorii）は，中国の山岳地帯で栽培されているウリ科植物の果実で
あり，気管支炎や急性胃炎，咽頭炎，便秘等に対する民間薬として古くから用いられている。
ラカンカ果実の抽出物は，食品添加物（甘味料）として使われているが，比較的毒性が低い
一方で，抗酸化作用を有するなど健康増進機能を持つことが知られており，糖尿病やがんを
含む多様な疾患への有効性が報告されている。 
以上の背景に鑑み，申請者は，以下の 2 点を目的として，本研究を計画し実施した。  
（１）NASH の病態進行に密接に関与する CD44 に着目し，CDAA 食誘発性 NASH 病態
ラットモデルにおける肝線維化を中心とした病態の進行過程における CD44 の寄与につい
て評価した。 
（２）ラカンカ果実の抽出物の健康増進機能に着目し，当該抽出物が TFA 含有 CDAA 食誘
発性 NASH 病態ラットモデルにおける肝病態に及ぼす影響を評価した。 
 
【材料及び方法】 
（１）CDAA 食誘発性ラット NASH 病態における CD44 発現解析 
実験は，6 週齢 Fischer 344 系雄性ラット（日本エスエルシー株式会社）に CDAA 食
（A16032904，Research Diets, Inc.）または通常食（CE-2，日本クレア株式会社）を 3 日
間，2 週間，4 週間，13 週間または 26 週間自由摂食させた。給餌期間中には一般状態観察，
体重及び摂餌量の測定を行い，給餌期間後にはイソフルラン麻酔下において腹大動脈より採
血し，放血殺による安楽死後に肝臓を摘出し，10％中性緩衝ホルマリン液において固定，
または-80℃で凍結保存した。血液サンプルは血液生化学解析に用い，肝臓は病理組織学的
解析または遺伝子発現解析によって炎症，肝線維化及び CD44 発現を評価した。 
 
（２）ラカンカ果実抽出物飲水投与による CDAA 食誘発性ラット NASH 病態軽減作用解析 
実験は，6 週 Hsd: Sprague Dawley 系雄性ラット（日本エスエルシー株式会社）に TFA
含有 CDAA 食（A16032903，Research Diets, Inc.）または通常食を給餌し，ラカンカ果実
抽出物 （三栄源エフ・エフ・アイ株式会社提供）を 0，0.06％，0.2％，0.6％添加した飲水
を自由摂取により投与した。試験期間は 13 週間とし，給餌期間中には一般状態観察，体重，
摂餌量，及び摂水量を測定し，給餌期間後には（１）と同様の解析を行った。全ての動物実
験は，東京農業大学動物実験委員会の承認を受けて実施し，温度 22±3℃，湿度 55±20％，
照明 12 時間明暗サイクルに制御された飼育施設内で，プラスチックケージに 3 匹毎に収容
して飼育した。 
- 3 - 
 
【結果】 
（１）CDAA 食誘発性ラット NASH 病態における CD44 発現解析 
CDAA 食投与群では，血中肝障害パラメータである AST 及び ALT 活性が上昇し，肝障
害を示唆した。肝における炎症関連遺伝子及び線維化関連遺伝子発現は，早期から変動を示
し，肝の炎症と線維化の発生・進展を示唆した。肝の病理組織学的解析において，肝細胞の
脂肪化は給餌 3 日から観察され，炎症性細胞浸潤は給餌 2 週間以降散見され，線維化は給
餌 4 週間から微弱に観察され，給餌 13 週間及び 26 週間で顕著となった。肝における CD44
遺伝子発現は，給餌 2 週間から顕著な発現増強を呈し，その後経時的に増強した。また，
CD44 のリガンドであるヒアルロン酸を合成する酵素（HAS2）遺伝子の発現も CDAA 食給
餌によって増強したが，ヒアルロン酸を分解する酵素（Hyal2）遺伝子の発現は明らかな変
動を示さず，肝におけるヒアルロン酸蓄積を示唆した。CD44 タンパク質は，早期から肝に
浸潤した炎症性細胞に検出され，病態の進行に伴って一部の胆管上皮細胞にも発現した。こ
の CD44 陽性胆管周囲には，ヒアルロン酸の沈着が見られた。これらの胆管病変は，肝線
維化領域と一致しており，CD44 陽性胆管上皮細胞の肝線維化への寄与が示唆された。 
（２）ラカンカ果実抽出物飲水投与による CDAA 食誘発性ラット NASH 病態軽減作用解析 
ラカンカ果実抽出物の飲水投与は，0.2％以上の用量で，CDAA 食によって誘導された血
中肝障害マーカーの活性上昇を有意に抑制または抑制傾向を示し，肝における炎症及び線維
化関連遺伝子および CD44 遺伝子の発現上昇を有意に抑制し，病理組織学的に検出された
肝線維化面積の増加も有意に減弱させた。以上の結果から，ラカンカ果実抽出物は，0.2％
以上の用量で飲水投与することにより，CDAA 食誘発性ラット NASH 病態を軽減させる効
果を発揮することが明らかとなった。 
 
【考察】 
CDAA 食の給餌は，ラットの肝臓において脂肪肝，慢性炎症及び線維化を誘導し，明ら
かな NASH 病態を発現させた。当該病態は経時的に悪化し，給餌 4 週間では微弱な，給餌
13 週間及び 26 週間では顕著な肝線維化を呈した。以上より，CDAA 食誘発性 NASH ラッ
トモデルは，肝線維化を対象とした NASH 病態のメカニズムの解明と当該病態に対して化
学物質等が及ぼす影響の評価に有用であることが示された。このモデルにおいて，CD44 は
早期から顕著に増加し，既報と同様に肝の慢性炎症の発生と進展に関与することが示された
が，本研究はそれに加えて肝の慢性炎症のみならず線維化においても重要な役割を果たすこ
とを明らかとした。 
CD44 の主要なリガンドの一つであるヒアルロン酸は，ヒトの重篤な肝線維化又は肝硬変
患者の血中に検出されることが知られており，重度肝線維化マーカーとしても使用されてい
る，肝線維化において注目すべき指標である。本研究は，胆管上皮細胞において発現する
- 4 - 
 
CD44 が，当該上皮から構成される胆管の周囲にヒアルロン酸沈着を誘引し，細胞外マトリ
ックスの肝組織への蓄積による肝線維化進行に寄与することを示唆する結果を得た。本研究
は，さらに，ラカンカ果実抽出物の飲水投与が CDAA 食誘発性ラット NASH 病態における
肝の慢性炎症及び線維化を軽減することを明らかとし，この効果の背景メカニズムに，酸化
ストレス抑制による抗酸化作用に加えて，CD44 発現抑制が関与していることを示唆する結
果を得た。 
 
【総括】 
本研究は，CD44 が NASH における肝の慢性炎症及び肝線維化の治療標的となりえる可
能性と共に，ラカンカ果実抽出物が CD44 の抑制的制御を介して NASH の制御に有用であ
る可能性を示した。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）は，生活習慣病の肝臓表現型である非アルコール性脂
肪性肝疾患（NAFLD）の内，脂肪肝に加え，肝における慢性炎症及び線維化を呈する病態で，
肝硬変や肝がんへ進行するリスクを有している。肝線維化は，NASHの予後に関係する重要
な要素であるが，根治的な治療法が確立されておらず，NASH制御のターゲット病変として
創薬研究において重要視されている。CD44は，ヒアルロン酸受容体の 1つで，慢性炎症・
免疫・細胞再生など多岐に渡る生物現象に関与するほか，肝慢性炎症を中心とした NASH病
態の制御因子として機能していると報告されている。また，食品（成分）を用いた病態抑制
は，NASH制御のための有望な方策のひとつと考えられている。本研究は，コリン欠乏メチ
オニン低減アミノ酸食（CDAA食）誘発性ラット NASHモデルを用いて，NASH病態，特に肝線
維化において CD44が果たす役割を解析すると共に，トランス脂肪酸やラカンカ果実抽出物
が NASH病態に及ぼす影響を評価した。 
NASH 病態における CD44の関与については，CDAA 食誘発性ラット NASHモデルを用いて各
種の解析を行った結果，特定の胆管上皮細胞における CD44 の発現が肝線維化に寄与するこ
とを新たに見出した。 
トランス脂肪酸が NASH病態に及ぼす影響については，トランス脂肪酸を含む CDAA食と含
まない CDAA 食を用いた比較解析により，トランス脂肪酸による肝細胞傷害を増強する可能
性を示した。 
ラカンカ果実抽出物が NASH 病態に及ぼす影響については，CDAA 食誘発性ラット NASH モ
デルに適用して各種の解析を行った結果，ラカンカ果実抽出物の酸化ストレス抑制による
- 5 - 
 
CD44発現抑制を介した病態軽減効果を明らかとした。 
本研究は，CD44が NASHにおける肝の慢性炎症及び肝線維化の治療標的となりえる可能性
と共に，ラカンカ果実抽出物が CD44の抑制的制御を介して NASHの制御に有用である可能性
を示した。 
以上のように，本研究の成果は NASHの病態解明と食品（成分）を利用したメカニズムに
基づく NASH制御に資するものであることから，審査委員一同は博士（食品栄養学）の学位
を授与する価値があると判断した。 


非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)の肝線維化におけるCD44の関与の解明と食品成分によるその病態制御

東京農業大学博士（国際バイオビジネス学

Maulana, Firdaus

- 1 - 
 
氏 名   Maulana Firdaus 
学位（専攻分野の名称）   博 士（国際バイオビジネス学） 
学 位 記 番 号   甲 第 871号 
学位授与の日付   令和 4年 9月 30日 
学 位 論 文 題 目   Assessing the economic impacts of mariculture and its sustainable 
 strategy: Finfish mariculture cases from the provinces of 
Lampung and Bali, Indonesia 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農学） 宮 浦 理 恵 
               教 授・博士（工学） 畑 中 勝 守 
               准 教 授・博士（国際バイオビジネス学） 下 口 ニ ナ 
               助 教・博士（学術） Ramadhona Saville 
                    博士（水産科学） 和 田 雅 昭＊ 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
インドネシアでは，人口増加と経済発展により魚介類の消費が拡大し生産量も増加してい
る。しかし，漁獲漁業は飽和状態であり，拡大する需要を満たす供給量を確保するためには
養殖業の持続的発展が不可欠である。一方，エビ養殖に代表される吃水養殖は沿岸環境破壊
をもたらすとして忌避されており，インドネシア政府は環境保全との両立を可能とするマリ
カルチャー（海上養殖）の推進を掲げている。そこで本研究では，マリカルチャーの持続的
発展が地域経済にもたらす影響を社会経済学的アプローチで分析すること，さらに環境経済
学の視点から環境保全と経済発展の両立について議論するとともに，政策提言を視野に入れ
たエビデンスを定量的に把握することを目的とした研究を実施した。 
研究対象地域として，共にマリカルチャーが盛んなランプン州とバリ州を選定し，現地調
査よりデータを収集した。まず，それぞれの州における社会統計データを収集し，産業構造
を整理した後，マリカルチャー振興による経済波及効果を推計した。その結果，どちらの州
においてもマリカルチャーの振興は経済波及効果がみとめられたものの，海洋汚染が深刻な
ランプン州では波及効果の基本乗数は 1.085 と僅かであった。しかし，バリ州では，主要産
業が観光業であるにもかかわらず基本乗数が 2.298 と高い経済波及効果が認められた。従来，
十分な検討がないまま，漠然とマリカルチャー振興は沿岸地域において常に地域経済に寄与
するとされていたが，計算結果が示すように，経済波及効果は限定的であることを示した。 
次に，マリカルチャー企業の経営分析を実施した。対象地域の比較分析から，収益性の要
因の一つが養殖規模であることを示し，同時に，給餌用ペレットの使用量がコスト増大を招
き収益性を悪化していることを示した。また，家計調査データを分析し，経営者世帯，従業
員世帯の貧困状況を，エンゲル係数を指標として議論した。その結果，経営者と従業員の世
 ＊公立はこだて未来大学システム情報科学部教授 
- 2 - 
 
帯の所得格差は大きく，研究対象地のいずれにおいても従業員の所得平均は地域ごとの最低
賃金を下回っていることが問題であり，エンゲル係数の比較では従業員世帯が貧困状態にあ
ると結論づけられた。これらから，マリカルチャーは雇用創出において地域経済に貢献して
はいるものの，今のところ所得格差の是正には貢献できていないものと結論づけられた。 
続いて，マリカルチャーの持続的発展のためのキーファクターとして，先行研究で指摘さ
れた 40 項目の要因について，重要な要因の抽出を検討した。オンラインと集会により集め
た 150 件のアンケートデータについて主成分分析を行い，環境保全と気象変動，市場での
情報交換，マイクロファイナス，運営コスト，漁業者の貧困状況の 5 つの主成分が持続的発
展のためのキーファクターであると結論づけられた。また，MICMAC 分析により，40 項目
の要因を独立性と影響度について得点化して分類した。次に，海洋水産省，地方行政や銀行
などを含む 19 の利害関係機関について MACTOR 分析を実施した。その結果，独立性指標
と影響度指標の関係から，漁業者にとって最も影響が高い機関は海洋水産省であり，続いて
州政府，地方政府の影響度が顕著に高いことを定量的に示した。MICMAC 分析と MACTOR
分析の結果を議論し，マリカルチャーの持続的発展の要因と政策課題を定量的に結び付ける
ことが可能であることを示すと同時に，海洋水産省が実施可能な政策においては，水質改善
を含む沿岸環境保全，漁業者向けマイクロファイナンス，技術教育・環境保全のための教育・
講習，政府系資金援助機関の設立の５項目が優先課題であると結論づけた。 
 次に，ランプン湾において現地調査を実施し，環境経済分析を実施した。漁獲漁業者，
海老養殖業者，カニ捕獲業者とマリカルチャー業者を対象に，デモグラフィック要因とマン
グローブ林保全を分析したところ，環境保全意識に有意な要因は教育レベルであり，高等教
育の必要性が示唆された。また，支払意欲金額を比較したところ，エビ養殖業者はマングロ
ーブ林保全のための支払意欲額が高いことなどが示された。さらに，ランプン州政府が実施
を検討している 4 つの環境政策に着目し，16 通りの組み合わせにて政策実施のシナリオを
作成し，マングローブ林保全の実現可能性確率を推計した。その結果，州政府が計画してい
るマングローブ・エコツーリズム開発の政策がマングローブ林保全において最も実現可能性
の高い優先政策であり，次いでマングローブ林保全に関する教育・講習会実施政策であると
結論づけられた。 
最後に，本研究は次のように提言する。 
1) ランプン州のマリカルチャーは経済波及効果や収益性が高いとは言えないと結論づ
けられた。政府は，マリカルチャー支援がすべての地域で有効ではないことに配慮し，
本研究が示したように経済波及効果を地域ごとに推計し，収益性改善のための課題を
分析し，政策実現の意思決定プロセスを整備する必要がある。 
2) マリカルチャーは雇用創出に寄与しているものの，所得格差の是正には貢献していな
いと結論づけられた。政府は，職業教育を活性化し，経営効率化と収益性の改善を推
- 3 - 
 
進し漁業従事者の所得向上に貢献する必要がある。 
3) マリカルチャーの持続可能性のため，政府は水質保全政策，マイクロファイナンス政
策などの政策を重点的に実施し，他機関との連携を強化する必要がある。 
4) マングローブ林保全については，エコツーリズムなど観光業との連携が有効であると
推定されたことから，他地域においても同様の手法にて政策シナリオを比較検討し環
境保全を展開していく必要がある。 
今後の課題として，継続的なモニタリングとデータ収集のための，スマート水産業の導入
とビッグデータ分析による政策決定プロセスの構築が必要であると考えられた。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
本研究は，インドネシア・ランプン州およびバリ州を対象に，海上水産養殖の一つである
マリカルチャーの振興が地域経済に与える影響について社会経済学的に議論するとともに，
政策提言のエビデンスを定量的に提示することを目的として研究を実施した。結果から，マ
リカルチャー振興の経済波及効果には顕著な地域差があり，また，マリカルチャー企業の経
営分析より経営者と労働者の所得格差が大きく，現状ではマリカルチャーの振興は貧困の解
決に十分に寄与していないことが示された。その上で，マリカルチャーの持続的発展と地域
経済活性化のための要因と利害関係機関について，MICMAC法およびMACTOR法より独
立性指標と影響度指標を推計し，沿岸環境保全やマイクロファイナンスなどの政策が重要で
あることを定量的に示した。本研究は，地域経済発展とマリカルチャーの持続的発展のため
の政策に寄与する成果を挙げたことと，その影響度を定量的に検証する手法を提案したこと
に新規性が認められる。以上より，研究成果等の重要性を評価した結果，審査委員一同は博
士(国際バイオビジネス学)の学位を授与する価値があると判断した。 


Assessing the economic impacts of mariculture and its sustainable strategy: Finfish mariculture cases from the provinces of Lampung and Bali, Indonesia

石川, 尚美

4540

ISHIKAWA, Naomi

4541

- 1 - 
 
氏 名   石 川 尚 美 
学位（専攻分野の名称）   博 士（経営学） 
学 位 記 番 号   甲 第 846号 
学位授与の日付   令和 4年 3月 17日 
学 位 論 文 題 目   新興ワイン産地における小規模ワイナリーの存立構造に関する 
調査・研究―北海道の事例を中心として― 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農学） 菅 原   優 
               教 授・博士（工学） 松 村 寛一郎 
               准 教 授・博士（経営学） 小 川 繁 幸 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
本論文は，日本の新興ワイン産地における小規模ワイナリーの存立構造の解明を目的とし
た実証研究である。 
日本ワインの歴史は古く，1858（安政５）年に欧米 5カ国との通商条約が締結され，多く
の外国人が来日してワインの需要が高まり，明治になって甲府において野生ぶどうからワイ
ンを試醸し 1874（明治７）年に製品化された。日本の酒造業は明治以前からの日本酒と焼
酎醸造に始まり，明治以降はビール，ウイスキー，ワインも加わり発展してきた。ビールと
ワインはほぼ同時期から醸造が開始され，ビールは 1877（明治 10）年頃より順調に出荷量
が増え価格も安くなり消費量が増える一方で，ワインについては明治政府が特に北海道と山
梨県においてぶどう栽培とワイン造りを奨励したものの，ヨーロッパ種ぶどうが日本の風土
に合わないことや，ワインの醸造技術の未熟さ等が原因で衰退した。その後，揺籃期を経て，
1970 年の外国産ワイン輸入自由化を契機として消費が拡大したが，現在の日本国内市場に
おけるワイン流通量の 66％は輸入ワインとなっており，国内製造は 34％に過ぎない。 
国内製造 34%のうち 29％は，海外原料を醸造したもの，もしくは海外原料と国産原料のブ
レンドワインとなっており，「日本ワイン」（国産ぶどうを 100％活用し日本国内で醸造した
もの）はわずか 5％しかない。しかし近年，降水量が多く一日の気温差が小さい日本に適し
たワイン用ぶどうの品種改良や栽培技術が向上し，国際的にも評価の高いワインが製造され
るようになっている。また，地域の新たな特産品としての「日本ワイン」が着目される中で，
産地形成に向けた「ワイン特区」等の規制緩和や自治体による支援策も展開されている。醸
造酒（ビール，日本酒，ワイン）の消費に占めるワインの割合は，1992 年には 1.5%であっ
たが 2019 年には 11.9%に伸長し，自家栽培ぶどうを利用して醸造する生産者，すなわちワ
イナリー振興による地域活性化が期待されている。こうしたワイナリー数は，2010 年 9 月
末の 175件に対して 2019年 3月末には 331件とほぼ倍増している。ただし，生産量が 100kl
- 2 - 
 
未満の小規模ワイナリーが全体の 85%を占めており（2018 年度国税庁課税部酒税課），その
98％が欠損・低収益企業となっている点が問題となっている。 
これまで日本におけるワイナリーに関する研究は，日本ワイン産業の実態について，原田
（2017）が社会科学分野におけるワイナリーの重要性について考察し，福﨑ら（2021）はワ
イナリー集積が急速に進展した長野県東御市における産地形成の過程を明らかにし，武者
（2016）は北海道におけるワイナリーの 6次産業化の現状を解明しているほか，石川（2020）
や石川・黒瀧（2021）がワイン産業の史的展開やワイナリー経営に関する産地の課題を明ら
かにしている。これらの先行研究は，いずれもワイン産業・産地形成に関する重要な研究で
あるが，「日本ワイン」の重要な担い手である小規模ワイナリーの実態に関する研究は乏し
い。 
そこで本論文では，文献調査，日本のワイン 3大産地（山梨県，長野県，北海道）のワイ
ナリーアンケート調査，北海道のワイナリーへのヒアリング調査をもとに，日本におけるワ
イン産業の特質と課題を抽出し，次に日本ワイン生産量の７割を占める 3大産地の産地形成
プロセス及びワイナリーの経営実態を明らかにした上で，新興ワイン産地である北海道の小
規模ワイナリーの存立構造及び小規模ワイナリーの持続的経営の課題の実証的解明を試み
たものである。 
本論文は全 5章から構成されており，各章の概要は以下のとおりである。 
第 1章において日本ワイン産業の史的展開を概観し，第 2章では，原料ぶどうの不足から
海外から濃縮ぶどう果汁を輸入し日本で醸造，またはワインそのものを輸入し日本で瓶詰め
する等の大手ワインメーカーを中心とする日本ワイン産業の特質を明らかにした。第 3章で
は，伝統産地である山梨県および長野県，新興産地としての北海道におけるワイン産地形成
の歴史的展開および産業振興策を俯瞰した。第 4章では，3道県に対してアンケート調査を
行い，経営実態や課題を把握し，産地形成に必要な項目を明らかにした。第 5章では，新興
産地である北海道の全ワイナリー（2019 年時点）の実態調査を行い，小規模ワイナリーの
持続的経営にむけた課題を検討した。なお，終章では，上記の調査研究において明らかとな
った諸点を踏まえ，今後，北海道が「日本ワイン」産地として維持・発展するための展望に
関する総合的考察を行っている。 
本研究の結果明らかになった主な事項は，以下の 6点である。 
第１に，これまでの日本のワイン産業は，歴史的に「大企業主導の海外原料依存型」の産
業構造となっていたことである。具体的には，明治政府の殖産興業による官主導型でワイン
製造が始められ，その後政府の緊縮財政に伴い民間に移譲されていったが，“赤玉ポートワ
イン”に代表されるような人工甘味ぶどう酒の時代が長く続いた。1970 年に外国産ワイン
の輸入が自由化され，食の欧米化の影響もあり，一気にワインの消費量が拡大したが，原料
ぶどうの生産が追いつかなかったことから，大手ワインメーカーは海外の原料（バルクワイ
- 3 - 
 
ン，輸入濃縮ブドウ果汁）に依存したワイン製造に傾斜することになる。その結果，ワイン
の国産原料比率に言及することが憚られる時代が長く続くことになったのである。 
第 2に，従来とは全く異なるタイプの「小規模ワイナリーの群生的誕生」である。この背
景には，ローカルワインの醸造が地域活性化の一手段と見なされるようになったこと，国産
ワインの推奨や小規模事業者の参入を容易にする制度改正が行われたこと等がある。実際，
1980 年代以降，自家栽培ぶどう・ワイン醸造による小規模ワイナリーの叢生や，自治体が
地域活性化に繋がることを期待して新規ワイナリー設立希望者を地域に招き入れる等の動
向が活発化していた。2000年以降，地産地消と共に食品加工原料も国内産志向が強くなり，
2003年に「構造改革特区制度」が施行され，ワイン製造関連の最大の規制緩和策としては，
酒造免許取得時の最低製造数量を大幅に引き下げた「ワイン特区」（2008年）が施行された。
2015年には国税庁が「果実酒等の製法品質表示基準」を制定して，原料が国産ぶどう 100％
の「日本ワイン」と「その他のワイン」（国内製造であるが，原料は外国産もしくは国産と
のブレンド）を明確に区別することとなり 2018 年から運用が開始されている。これらが近
年の小規模ワイナリー急増の政策的背景となっている。 
第 3 に，「ワイン産業の二層構造化」である。すなわち，低価格で日常品としてのワイン
製造を主とする大手ワインメーカーと，嗜好品としての個性的なワイン製造を行う小規模ワ
イナリーとが競合ではなく，それぞれが異なる購買層を獲得，共存する形に産業構造が変容
しつつある。 
日本では年間生産量が5,000㎘以上の大手ワインメーカー5社で国内製造ワインの約75％
を占め，残りの 25％を約 300 社が占める構造となっている。大手 5 社では，原料ぶどうの
不足から，海外から濃縮ぶどう果汁を輸入し日本で醸造する，或いはワインそのものを輸入
し日本で瓶詰めする等により日本ワインとブレンドし，安価な“国産ワイン”として製造・
販売をすることで規模を拡大している。醸造メーカーは農地法の規制により自社農園を持ち
にくく，原料ぶどうの増産が困難で契約栽培農家も安価なワイン用ぶどうの生産には前向き
ではなかった等の背景もあり，５社の輸入濃縮果汁使用割合は 95%に及ぶ。一方で，嗜好品
としてワインを購入する客層は，国産ぶどうを使用した個性的な小規模ワイナリーの単価の
高い製品を購入する傾向が強い。 
第 4に，日本ワインの 7割を生産する 3産地（山梨県，長野県，北海道）の産地形成プロ
セスの相違である。 
山梨県は，江戸時代から水田に不向きな土地に養蚕用の桑や果樹を植えていたが，特に勝
沼地域では従来から自生していたぶどうに着目し，明治に入り殖産興業の一環としてワイン
製造が始まっていた。現在は国内ワイン生産量の 30％強を生産する第 1 位の産地となって
いる。長野県は，明治になって開拓が進み農地が拡大したが，水田に不向きな土地は殖産興
業の一環としてぶどうと桑の栽培が奨励されていた。昭和初期に寿屋（現サントリー）と大
- 4 - 
 
黒葡萄酒（現メルシャン）の工場を誘致し，地元農家の栽培したぶどうを大手 2社がワイン
として醸造する体制が作られ，現在は約 25％を生産する第 2位のワイン産地となっている。
北海道は，開拓使がぶどう栽培を開始しワイン製造を始めたが，寒冷地であるためヨーロッ
パ種のぶどう栽培に適さず，やがて廃業に至った。1960 年代になって公営のワイナリーが
開設され，ワイン製造が再開され，2000 年以降ぶどう栽培に適した気候風土，畑地の単価
が安く必要な広さの土地を確保しやすい等の地理的・歴史的優位性から，急速に産地が形成
され，現在約 15％を生産する第 3位の新興産地となっている。 
第 5 に，日本におけるワイナリー経営の多様性である。① 自社管理畑の面積の大小およ
び栽培開始からの年数により経営実態が異なることが明らかになった。伝統産地である山梨
県は，そもそも自社管理畑の面積は小さく細分化されており，他のぶどう畑から原料ぶどう
を購入しワインを製造している。一方，新興産地である北海道は，自社管理畑の面積は広い
ものの，ぶどうの生育が十分でない等の理由により，自社畑で十分な量のぶどうを収穫する
ことができず，不足分を他の栽培農家から購入する傾向がある。長野県は，県内に伝統産地
と新興産地が混在するため，山梨県と北海道の両方の性格を合わせ持っている。② ぶどう
栽培やワイン醸造に関して産官学の連携が重要であり，山梨県や長野県では連携が進んでい
るのに対して，北海道は大手メーカーが存在せず大学を含めた研究機関も少ないため，知
識・技術の蓄積に乏しい点が課題であることが明らかになった。③ 起業動機が「創業者の
夢や生きがい」が第 1位となっている点は，3道県に共通して見られた特徴であり，特に 2000
年以降に起業したワイナリーに顕著であった。④ 経営方針については，それぞれの道県に
おいて違いが見られ，山梨県と北海道は半数のワイナリーが「現状維持」を志向し，長野県
は 6 割が「規模拡大」志向であった。⑤ 輸出志向に関しては，山梨県，長野県は 2 割以上
あるのに対し，北海道は 1割以下となっており，伝統産地と新興産地における経営方針の差
異が見受けられた。 
第 6 に，新興産地である北海道における小規模ワイナリーの特性である。① 新規参入者
のワイン造りの主たる目的は，営利の追求ではなく夢や生きがいの実現にある。② 多くの
ワイナリーで経営多角化（６次産業化，観光農園化等）の展開がなされている。③ 産地形
成の牽引役ともいうべきインキュベーターが存在し，新規参入者に対する栽培指導や受託醸
造を通じてぶどう栽培及びワイン醸造技術の共有等の機能を有している。また，新規参入者
の多くは資金調達面での経営課題を抱えているが，今後の持続的経営実現のために，技術向
上・後継者育成・ワイン文化の普及等の取組みを重視しながら，多様な経営展開を図ってい
る。 
以上の分析から，北海道で進む小規模ワイナリーの産地化に見られるように，営利以前に
夢や生きがいを動機とする起業が成立し得ること，小規模ワイナリーの起業手法は，日本に
おける新たな地域経済活性化の手法としても有効となり得ること，一方で，個々のワイナリ
- 5 - 
 
ーレベルでは経営の多角化や技術の相互支援・協力を行っているが，資金，設備等の所有資
源には脆弱さが伴っていることから，ワイン産地として定着，発展していくためには，産官
学連携によるぶどう栽培やワイン醸造の技術支援などの支援システムの構築が求められる
こと等が明らかになった。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
本論文は，北海道を中心とする新興ワイン産地における小規模ワイナリーの存立構造と持
続的経営の課題の解明を目的として，文献調査，日本ワイン 3大産地へのワイナリーアンケ
ート調査，北海道でのワイナリーへのヒアリング調査により，実証的に解明したものである。
第 1 に日本のワイン産業が歴史的に大企業主導の海外原料依存型の産業構造として成立し
ている一方で，小規模ワイナリーの群生的誕生のなかで欠損企業が多いという経営的特質，
第 2に日本ワイン 3大産地の形成プロセスと起業動機において「創業者の夢や生きがい」が
多いこと，第 3に新興ワイン産地における北海道の小規模ワイナリーの持続的経営の実現に
向けて産学官連携によるぶどう栽培やワイン醸造の技術支援の必要性を明らかにした。 
本論文は小規模ワイナリーの経営実態に関する研究蓄積が少ないなかで，持続的経営の課
題を解明した。よって，審査委員一同は博士（経営学）の学位を授与する価値があると判断
した。 


新興ワイン産地における小規模ワイナリーの存立構造に関する調査・研究―北海道の事例を中心として―

原口, 智江

4542

HARAGUCHI, Chie

4543

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氏 名   原 口 智 江 
学位（専攻分野の名称）   博 士（経営学） 
学 位 記 番 号   甲 第 847号 
学位授与の日付   令和 4年 3月 17日 
学 位 論 文 題 目   北海道の大規模畑作経営における女性の自立に関する調査研究 
―家族農業経営を中心として― 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（農学） 菅 原   優 
               教 授・博士（農学） 笹 木   潤 
               准 教 授・博士（経営学） 小 川 繁 幸 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
日本のジェンダー平等に関しては，現在も多くの課題が残されている。「ジェンダー・ギ
ャップ指数 2021」によると，日本の順位は 156 か国中 120 位で，ジェンダー平等に関して
は先進国の中でも最低レベルだといわれている。この傾向は農村においても同様であり，農
家女性は家事・育児を担うことを求められ，公的な会議の場での決定権の中心は男性である
など，ジェンダー非対称性は今もなお続いていると言える。 
さらに北海道の農家に着目すると，北海道の村落共同体は明治期以降に開拓入植したとい
う歴史性から，ムラの形成が農事組合を中心に作られた「農事組合」型村落という特徴を持
っているため，家父長制の形態も本州とは異なる。農業経営に関しては，北海道では大規模・
機械化を進展させた専業農家が多く，経営の中心が男性になりやすいことから，本州には見
られない独自のジェンダー問題が存在する。 
これまでの農業経営における女性の自立に関する研究としては，渡辺めぐみ(2009）が家
族農業経営における農業専従女性の役割がジェンダーイメージから「作られて」おり性別役
割分業が形成される過程を解明している。田畑（1986 年）は北海道の農村社会は本州と異
なり家父長制的な習慣が弱い点を明らかにし，渡辺麻由子(2003年）は北海道の農家女性の
起業活動研究を通じた北海道の農家女性の自立に関して考察している。原口・黒瀧（2021
年）は北海道農家女性が夫婦協働しながら自立する事例分析を通じて，「自己の財布を持つ
こと」，「余暇時間の確保」，「ネットワークの形成」の 3点の重要性を解明している。これら
の既存研究は，いずれも農業経営における女性の自立に関する重要な研究ではあるが，大規
模経営が展開されている北海道畑作地帯における農家女性の自立に関する研究は乏しい。 
以上を踏まえ，本論では，女性の自立を「個々人の生き方の自己決定・自己実現の視点か
ら人生における選択の権利を持つこと」と捉え，農協組織を含めた独自の機能集団的な「農
事組合」型村落の特徴を持ち，専業農家が多いために男性が経営の中心となりやすい北海道
- 2 - 
 
畑作地帯の家族農業経営を中心として，「農家女性の自立」に関する現状と課題を明らかに
することを目的とした。 
具体的には，第一の研究目的は，北海道における「イエと家父長制」と農家女性の自立の
関係性を明確にすることである。第二に，農業経営における農家女性の自立の重要項目を明
らかにし，第三に機能集団的な「農事組合」型村落における農家女性の自立の実態と課題解
明を目的とした。 
研究方法としては，まず，農家女性の自立と「イエと家父長制」に関する先行研究分析を
行った。次に，農業経営における農家女性に関するマクロデータ分析，国による農家女性に
関する支援政策の展開，北海道畑作地帯における資料等の分析を実施した。農家女性の自立
に関しては，本州において専業農家が比較的多い茨城県行方市と大規模・機械化体制が進展
しているオホーツク地域を対象地域としてアンケート調査を実施し，比較分析を行った。ま
た，オホーツク地域における先行事例調査および網走市における農家女性へのヒアリング調
査を実施した。 
第 1章では，イエ制度や家族との関係から家父長制概念の整理を中心に，農家女性とイエ
の関係性に関する先行研究分析を行なった。それによると，イエ・ムラ理論研究の中心的存
在となっていた日本農村社会学研究は，本州の農村部の研究を中心に発展してきたことから，
近代以降に農事実行組合を中心に村落が形成された歴史性をもつ北海道の「農事組合」型村
落に適用することが困難であることが明らかになった。そこで，近代以降に研究が盛んにな
ったフェミニズムが見出した，「近代」的家父長制の概念を適用し，北海道の農家は公的領
域と私的領域の分断によって性別役割分業（男は公的領域，女は私的領域をそれぞれ担う等）
意識が醸成されたとの仮説を設定した。 
第 2章では，農業の経営形態や経済的な側面から，農家女性の自立に関する先行研究につ
いて考察し，農業経済学分野においては「自立」の意味が異なって論じられていたことを明
らかにした。また，フェミニズムの視点が入ってきた 2000 年以降の研究蓄積をみると，農
家女性の自立のためには，①“自己の財布”を持つこと，②余暇時間を持つこと，③農家女
性同士のネットワークの形成が重要であることが解明されている。特にネットワークを形成
するグループ活動では農家女性が自由で主体的な発言をするために“男性を排除する”こと
が 1つの方法ととらえられていた。これら 3つの要素を本論では「自立への 3要素」と位置
づけた。 
第 3章では，第１に，現在の農家女性に関するマクロデータを中心に，女性の自立に関す
る近年の動向を概観しつつ，農林水産省等による国の支援策の実施状況を検証した。その結
果，北海道の農村では農家女性の社会参画が消極的であることが明らかになった。第２に，
過去に農家女性がイエやムラで活動していた実態を見るため，南網走農協（現在の JA オホ
ーツク網走）における『創立 30周年記念誌』等の資料をもとに，戦後から 1980年代の農家
- 3 - 
 
女性を中心に活動の内容とその目的を読み解いた。その結果，当時農家女性が村落で取り組
んでいた内容は家政管理者としての活動が多く，農作業労働から農家女性を排除することを
推進する傾向にあり，性別役割分業を肯定的にとらえていた実態が明らかとなった。第３に，
近年の北海道オホーツク地域における具体的な農家女性向けの活動として，JA 女性部とオ
ホーツク管内の普及センターの事例を検証した。その結果，JA女性部の活動については“農
業者女性が集まり語り合う”組合員同士の交流の場を提供することが主目的となっており，
農業経営に関する教育等の提供は不十分であることが分かった。また，農家女性向けの支援
活動については，農業改良普及センターが中心的に取り組んでいたが，近年は普及センター
の人件費削減によって，農業改良普及員の職員数が減少し，支援体制の維持が困難になって
いることが明らかとなった。 
第 4 章では，JA オホーツク網走女性部と，その比較対象地域として，本州において専業
農家が比較的多い茨城県行方市を取り上げた。JA オホーツク網走女性部 167 名と，JA なめ
がたしおさい女性部 150名に対して，農家女性の自立に関するアンケート調査を行った。調
査結果に基づき，農家女性の社会的地位と家族的地位について考察したところ，茨城県の農
家女性と比較して北海道の農家では夫婦間の性別役割分業が明確化している特殊性があり，
この点が北海道畑作地帯における農家女性が自立の課題となっていることが示唆された。 
第 5章では，オホーツク地域における農家女性の自立に関する先行事例として D氏を取り
上げ，農家女性が主体的な活動をするための重要項目について考察した。D氏は，機械化・
大規模化が進んでいる地域に居住しているが，夫婦での協働的な活動がみられ，農家女性の
経済的・精神的自立が実現されており，オホーツク地域における先行事例として適切である。
D氏が自立的活動を展開できている要因について考察したところ，①農業の 6次産業化を学
ぶ機会を作りネットワーク形成をした点，②子育てがひと段落したことによって時間的な余
裕ができたことが大きな転換となった点，③“自己の財布”を持つことで自己の裁量で自由
に支出ができるようになった点が重要であったことが解明された。 
第 6章では，北海道網走市の農家女性 5名に対するヒアリング調査を通じて，北海道の農
家女性の自立に関する現状と課題について分析した。その結果，①農協組織等が介入すると
農作業工程に農家女性は関わらなくなる傾向があり，②機械利用組合等への加入によって農
家女性が農業経営に関する意思決定権が排除される側面を有していることが明らかになっ
た。大規模・機械化地域においては，協同組合等の“組織”の存在が，農家女性の自立に対
する阻害要因となっていることが示唆された。 
終章では，以上の研究結果を踏まえ，総合的な考察と今後の課題を述べた。明らかになっ
たのは以下の３点である。 
第一に「イエと家父長制」の分析から，北海道の農家では近代家族的な公私の分断とそれ
に伴う性別役割分業が明確化されており，イエで主体性を形成することが，女性農家の社会
- 4 - 
 
的地位の確立に必ずしも繋がらないことが明らかになった。 
第二に「農業とフェミニズム」の分析では，先行研究によって明らにされていた「自立へ
の 3 要素」が，北海道の農家女性の自立には直結しないことが解明された。「自立への 3 要
素」に関して，北海道の農家女性では，①北海道では 97%の農家女性が専従者給与として毎
月一定の額の給与を得ており，その使い道も個人の裁量で自由に決定していることが分かり，
自家労働に対する経済的評価を得られていることが明らかになった。②近年の大規模・機械
化体制により農家女性の余暇時間が増え，農作業に関与しない農家女性も出現しており，オ
ホーツク地域の畑作地帯の農家女性は，農作業に取り組む選択肢以外にも，自己のキャリア
を形成する選択肢や，家事育児に専念する選択肢も選べる実態が解明された。③オホーツク
地域の農協女性部の活動は北海道内でも積極的な参加がみられ，農家女性同士のネットワー
ク形成が活発な地域といえるが，このネットワーク形成は農家女性の農業経営参画には必ず
しも繋がっていないことが分かった。また，農業経営において女性農家が活躍の場を持つ際
に，専業農家が多く男性が農業経営の中心となっている北海道においては，男性を除いた女
性のみのグループ活動は困難である実態も解明された。 
第三に「機能集団的な「農事組合」型村落と農家女性」の分析からは，協同組合の農作業
工程への介入が，農業経営内の公的領域と私的領域を分断していることが明らかとなった。
また，ヒアリング調査を通じて，北海道の農業の大規模化・機械化が，農業労働から女性を
排除する側面を有してきたことが明らかとなった。 
以上，北海道独自の機能集団的な「農事組合」型村落において農家女性の自立を達成する
ためには，農業協同組合等の組織側が，農家女性にも経営能力があれば経営主と同等の裁量
権を持つことができる制度作りを行うことが求められている。具体的には，農協を通して行
う営農計画書の作成の際に経営主だけに指導をするのでなく，その妻にも同様に指導ができ
る環境が求められている。また，経営主と同等の知識をもつために，農協や普及センターが
男性向けに取り組んでいるような農業経営や農業技術に関する教育支援を女性にも拡充さ
せ，農家女性側もこれらに積極的に取り組む必要があることが示唆された。 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
本論文は，北海道大規模畑作経営における女性の自立の課題を取り上げ，第 1に「イエと
家父長制」が農家女性の自立に与えた影響，第 2に「農業とフェミニズム」の視点として農
業の大規模化と機械化が農家女性の自立に与えた影響，第 3に「農事組合」型村落における
農家女性の自立の実態と課題の解明を目的として，農家女性の農業経営への参画の現状と課
題を理論的・実証的に明らかにしたものである。とくに農協組織の介入や大規模・機械化体
- 5 - 
 
制が進み性別役割分業が明確化したことは，農家女性を過重な農作業から解放する一方で，
農業労働から女性が排除され，農業経営内の自立を困難にさせていることを明らかにした。 
本論文は本州とは異なる北海道の「農事組合」型村落において大規模・機械化が進展する
畑作経営における農家女性の自立に対する阻害要因を実証的に解明した。よって，審査委員
一同は博士（経営学）の学位を授与する価値があると判断した。 


農業経営における女性の自立に関する調査研究―北海道畑作地帯の家族農業経営を中心として―

Carla Suzuki Altrao

4550

4551

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氏 名   Carla Suzuki Altrao 
学位（専攻分野の名称）   博 士（農芸化学） 
学 位 記 番 号   甲 第 851号 
学位授与の日付   令和 4年 3月 20日 
学 位 論 文 題 目   Characterization of disease suppression activity of Bacillus cyclic  
lipopeptide depended on the induced disease resistance in plants 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・博士（獣医） 梶 川 揚 申 
               教 授・農 学 博 士 五十君 靜 信 
               教 授・博士（農学） 横 田 健 治 
               教 授・博士（農学）  篠 原 弘 亮 
 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
Background 
A number of Bacillus strains have been reported to be biological control agents against several kinds 
of plant diseases. Most of the beneficial strains produce cyclic lipopeptides (cLPs), and cLPs, 
well-known antimicrobial compounds, are considered to play key roles in the suppression of plant 
diseases. A few papers have characterized the induced disease resistance elicited by cLPs so far, 
however, it is still unclear about the specificity to induce the disease resistance among the 
combinations of cLP molecules and host plants, and the signaling pathways in the innate immune 
system in planta. 
Surfactin and iturin A are Bacillus cLPs. Iturin A is composed of the heptapeptide NYNQPNS 
linked to a -amino fatty acid, and surfactin is composed of the heptapeptide ELLVDLL linked to a 
-hydroxy fatty acid. In the previous studies in my lab, both purified surfactin and iturin A show 
disease suppression against soil-borne diseases caused by Fusarium oxysporum on tatsoi and lettuce, 
respectively. However, excess amounts of cLP amendments in soil negate the disease suppression for 
both of surfactin and iturin A. 
In my PhD thesis, I aimed to characterize the effect of surfactin and iturin A to suppress disease 
via induced disease resistance in various edible plants and Arabidopsis thaliana. 
 
Comparative study of disease suppression on various edible host plants by Bacillus cyclic 
lipopeptides 
To evaluate disease suppression activities of purified cLPs via induced disease resistance, I 
conducted a bioassay system by hydroponic culture of host plants. Brassica oleracea  (cabbage), 
Solanum lycopersicum (tomato), Oryza sativa (rice), Glycine max (soybean) and Cucumis sativus 
- 2 - 
 
(cucumber) were used as host plants. Seedlings of host plants were treated with purified surfactin or 
iturin A on their roots by addition of cLP to hydroponic culture. Two-days after cLP-treatment, the 
bacterial pathogen suspension with sterilized 10 mM MgSO4 was inoculated on the abaxial side of 
leaves by infiltration method. 
Most of the studied host plants were elicited by both cLPs treatment on roots to suppress diseases 
through induced disease resistance, except tomato and cucumber. On tomato, only surfactin showed 
significantly disease suppression at a range of 1 to 4 µM, whereas no disease suppressions were 
observed at a range of 0.25 to 32 µM of iturin A. On cucumber, although significantly disease 
suppressions were observed by iturin A treatments, surfactin treatments enhanced disease comparing 
with disease control. It was notable that the effective disease-suppressing concentrations varied by 
host and cLP, and the negation of disease suppressive activity that was observed at excess 
concentrations of either surfactin or iturin A for all host plants was confirmed to be through loss of 
disease suppression. 
These findings strongly suggested that cLPs elicit induced disease resistance on a variety of edible 
host plants. 
 
Insights on conferring of disease suppression by Bacillus cyclic lipopeptides via induced disease 
resistance on Arabidopsis thaliana 
Induced disease resistance in plants is characterized into two systems; systemic acquired 
resistance, SAR, is an immune system triggered by pathogen recognition, which uses salicylic acid 
(SA) as a signaling molecule, whereas induced systemic resistance, ISR, triggered by rhizobacteria 
recognition, which uses jasmonic acid (JA) and ethylene. These two systems are inducible and 
strictly regulate the expression of distinct defense genes in planta. 
To identify the signaling system in induced disease resistance elicited by cLPs treatments, A. 
thaliana Col-0 and its mutants were used as host plants. As well as described above on edible host 
plants, I conducted a bioassay system by hydroponic culture. 
On A. thaliana Col-0 wild type, significant disease suppression against the bacterial disease on 
leaves was observed following root-treatments of purified surfactin and iturin A, respectively. 
However, the ranges of concentration to show disease suppressions differed between cLPs. Surfactin 
conferred significant disease suppression at a range of 4 to 16 µM in hydroponic culture, whereas 
iturin A conferred suppression at a range of 0.5 to 2 µM. Moreover, the disease suppression was 
negated at 32 µM surfactin and 4 µM iturin A, respectively, whereas no abnormalities were observed 
at 32 µM surfactin and 4 µM iturin A without bacterial pathogen inoculations. 
To evaluate the signaling pathways in A. thaliana conferring disease suppression by cLP 
- 3 - 
 
treatments, a series of A. thaliana Col-0 mutants. 
NPR1, nonexpressor of pathogenesis-related protein 1, has been identified as a mediator for the 
expression in both of SA signaling and JA signaling pathways in A. thaliana. In npr1 mutants, no 
disease suppression was observed using either surfactin- or iturin A-treatments, suggesting that the 
induced disease resistance elicited by cLPs was conferred through NPR1-dependent pathway. 
ICS1, isochorismate synthase 1, is a biosynthetic enzyme for SA via isochorismate pathway. 
Generated SA is an important plant hormone, and acts as a regulatory component during SA 
signaling of induced disease resistance in Arabidopsis. In an Arabidopsis ics1 mutant, no disease 
suppression was observed following treatment with surfactin or iturin A, suggesting that SA 
biosynthesis through the ICS pathway is important in the induced disease resistance elicited by 
surfactin and iturin A. 
JAR1, jasmonate resistant 1, is a jasmonate-amido synthetase in the biosynthesis of 
jasmonate-isoleucine conjugate which activates the JA signaling pathway in Arabidopsis. In jar1 
mutants, significant disease suppression was observed following treatments of 8 µM surfactin and 1 
µM iturin A, similar to as was observed in wild type Col-0, suggesting that the JA signaling pathway 
does not confer the disease suppression by induced disease resistance elicited by cLPs. 
Those findings revealed that SA acid signaling pathway via isochorismate pathway was the major 
signaling pathway in the induced disease resistance elicited by both cLPs. Moreover, negations of 
disease suppression were observed by excess amount of surfactin or iturin A treatment, and the 
negation of disease suppression was not correlated to the antagonistic effect by induction of JA 
signaling pathway in host plants. 
 
Conclusion 
In my PhD thesis, I characterized disease suppression activities of Bacillus cLPs depended on 
induced disease resistance. The cLPs, surfactin and iturin A, showed disease suppressive activities 
against bacterial leaf diseases by eliciting of induced disease resistance on a variety of edible host 
plants. On the other hand, the specificity to induce the disease resistance among the combinations of 
cLP molecules and host plants were observed on a particular host plants, tomato and cucumber. 
Moreover, under the excess amount of cLP treatments, the disease suppression were negated for both 
of cLPs whereas no abnormalities were observed without bacterial pathogen inoculations. 
On A. thaliana, the signaling pathway in induced disease resistance elicited by Bacillus cLPs was 
SA acid signaling pathway via isochorismate pathway. Moreover, negations of disease suppression 
were observed by excess amount of surfactin or iturin A treatment, and the negation of disease 
suppression was not correlated to the antagonistic effect by induction of JA signaling pathway in host 
- 4 - 
 
plants. 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
本博士論文は，枯草菌を利用した植物病害の生物防除において主体的な役割を示す環状リ
ポペプチドについて，宿主植物の病害抵抗性誘導に依存した病害抑制効果の検証とその機構
の解明を目的として次の成果を得た。①試験対象とした 2種類の環状リポペプチドは，各種
宿主植物において，病害抵抗性誘導に依存した顕著な病害抑制効果が確認された。②両環状
リポペプチドは共に過剰処理濃度では病害抑制効果が消失し，病害抑制効果を示す適正な処
理濃度域が存在すること，そしてその濃度域は環状リポペプチド分子種と宿主植物との組合
せにより異なることを明らかした。③シロイヌナズナ変異体を宿主とした評価系において，
両リポペプチドの病害抑制効果には，イソコリスミ酸生合成経路によるサリチル酸シグナル
経路による病害抵抗性誘導経路が主要な病害抵抗性誘導経路となることを明らかにした。こ
れらの研究成果などを詳細に検討した結果，審査委員一同は博士（農芸化学）の学位を授与
する価値があると判断した。 


Characterization of disease suppression activity of Bacillus cyclic lipopeptide depended on the induced disease resistance in plants

金原, 里恵子

4558

KANEHARA, Rieko

4559

食物摂取頻度調査票による糖質摂取量の妥当性および2型糖尿病リスクとの関連

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