Ehime University Institutional Repository

中曽, 久雄

Japanese

GPS捜査とプライバシー権

尾川, 満宏

学級活動ホームルーム活動でのキャリア教育を構想する適応と抵抗を通じた社会参画、承認と参加を育む学級経営

深田, 昭三

青井, 倫子

佐々木, 昌夫

原田, 義明

川崎, ひとみ

田渕, 香織

横田, 紘子

ライトテーブルを用いて幼児の創造的なアート表現を育む

竹下, 浩子

藤田, 昌子

妻鳥, 円香

大学生における消費者教育 : 食品ロスを題材として

Ehime University (愛媛大学)博士(医学)doctoral thesi

山岡, 慎大朗

YAMAOKA, Shintaroh

（第３号様式）     
 
 
学 位 論 文 要 旨 
 
            氏   名  山岡 慎大朗 
 
            論 文 名  ラット神経障害性疼痛モデルに対する運動負荷は脊髄後角における 
Rnf34 と PACAP 発現を抑制することにより鎮痛効果をもたらす 
 
 
学位論文要旨     
【背景】神経の圧迫や変性による痛みである神経障害性疼痛では、筋骨格系の炎症性病変のよ
うな非ステロイド性抗炎症薬の効果は弱く、オピオイド受容体作動薬やカルシウムチャネル阻
害剤などが使用されるが、痛みはしばしば遷延し、難治性の疼痛となることがある。近年、運
動療法により神経障害性疼痛が軽減したとの報告が散見されるが、そのメカニズムは未だ解明
されていない。 
【目的】神経障害性疼痛モデルを用いて、疼痛のシグナル入力部である脊髄後角浅層での遺伝
子発現解析を網羅的に行い、神経障害性疼痛における運動療法による除痛のメカニズムを解明
することである。 
【方法】6～8 週齢の雌 Wister rat を用いて神経因性疼痛モデル Spinal nerve ligation(SNL)
model を作製した。全身麻酔下に第 5 腰椎から第 1 仙椎レベルで皮膚を正中縦切開し、右 L6
横突起を切除して右 L5 根を結紮し閉創した。SNL model に運動を負荷させた群を exercise 群、
運動を負荷しない群を control 群、神経根を結紮しない Sham operation を行った群を Sham 群
とした。術後翌日より treadmill による運動負荷を開始した。速度は 10 m/min から開始し、
一日 10 分、一日に 1m/min ずつ 20m/min まで速度を増加させ、週に 5 回、術後最大 6 週まで行
った。疼痛閾値は von Frey test にて、術前・術後 3 日・1 週、以後 1 週おきに 6 週まで行っ
た。術後 1 週、3 週、6 週に、第 3～5 腰椎レベルの脊髄組織を採取し凍結標本を作製した。レ
ーザーマイクロダイセクション法により脊髄後角浅層を切り出して RNA 抽出を行い、RNA シー
クエンス(exercise/control, 6w; n=3)および定量的 PCR（exercise/control, 1w.3w.6w; n=
6）による解析を行った。 
【結果】control 群においては、両下肢に疼痛閾値の低下がみられたが、損傷側（右）の疼痛
閾値は反対側（左）と比較し術後 3 日目より 6 週目まで有意に低下していた。一方 Sham 群で
は疼痛閾値の低下を認めなかった。運動負荷の効果としては、exercise 群、control 群ともに
損傷側において術後 3 日目より疼痛閾値の低下を認め、control 群では 6 週まで同じレベルの
疼痛閾値低下が継続していたが、exercise 群においては術後 3 週目以後で疼痛閾値の有意な
改善がみられた。術後 6 週目の RNA シークエンスの結果、17314 遺伝子の RNA 配列が同定され
た。そのうち、Exercise 群において control 群よりも有意に発現上昇していたものが 241 遺
伝子、有意に減少していたものが 258 遺伝子であった。Exercise 群において発現上昇がみら 
氏名 山岡 慎大朗  
 
 
れた遺伝子のうち、海馬・脊髄に関連するものが 17 遺伝子、発現減少を示したものうち脳に
関連するものが 49 遺伝子であった。これらの遺伝子のうち、運動療法による疼痛改善に関与
すると考えられる候補遺伝子として Rnf34 と Pacap に着目し、RT-PCR によって両群間の遺伝
子発現変化を定量した。Rnf34 の発現は、術後 1 週目では両群間で有意差は認めなかったが、
術後 3 週目において exercise 群で有意な減少を認めた。術後 6 週では両群間に差は認めなか
った。Pacap の発現は、１週目で exercise 群での発現量は有意に上昇したが、3 週目では逆に
有意に減少した。6 週目においても exercise 群で発現量は減少していたが、両群間に有意な
差は認めなかった。 
【考察】SNL ラットの脊髄後角において運動負荷は RNF34 と PACAP の mRNA の発現低下をもた
らした。RNF34 はユビキチン化を介して GABAA 受容体の γ2 サブユニットの分解を促進して GAB
A の鎮痛作用を弱め、痛みを増強することが報告されている。本研究で示した RNF34 発現抑制
は、痛みのシグナルを抑制する GABA の作用を増強することとなり、運動療法の鎮痛作用のメ
カニズムの一部を説明しうるものである。また PACAP は、脊髄後角や DRG に存在し、神経障害
モデルで発現上昇し、さらに PACAP の阻害剤が痛みを抑制することが報告されている。本研究
で運動負荷により 3 週間以後で PACAP の遺伝子発現が低下していることは、PACAP の抑制が運
動負荷の鎮痛効果に関与した可能性が示唆された。 
脊髄後角における Rnf34 と Pacap 発現低下は、運動療法の効果メカニズムに関与している事
が示唆された。 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
キーワード（３～５） 
 
 
 
神経障害性疼痛 
SNLモデル 
運動療法 
レーザーマイクロダイセクション 
RNAシークエンス 
 


English

Altered gene expression of RNF34 and PACAP possibly involved in mechanism of exercise-induced analgesia for neuropathic pain in rats

Ehime University (愛媛大学)博士(農学)thesi

廣瀬, 拓也

HIROSE, Takuya

（様式５）(Style5) 
学位論文全文に代わる要約 
Extended Summary in Lieu of Dissertation 
 
 
氏名： 
Name 
廣瀬 拓也 
 
学位論文題目： 
Title of Dissertation 
高知県特産カンキツの種なし化および受粉技術に関する研究 
 
 
学位論文要約： 
Dissertation Summary 
 
ヒュウガナツおよびブンタン（‘土佐文旦’，‘水晶文旦’）は高知県の特産カンキツとして知られている．
いずれも自家不和合性が高く，かつ単為結果性が低い特性を持つことから，種子形成が不十分な場合は着
果が不安定になりやすく，受粉により着果安定を図るため慣行の栽培では種子が多くなりやすい．種は食
べる際に取り出さねばならず手間となるため，食べやすい種なしが好まれる傾向がある．一方，慣行の人
工受粉作業には受粉作業の他，受粉用花粉の準備作業があり，開花期間に労力が集中するため効率化が必
要である．そこで本研究は，施設ヒュウガナツおよび‘土佐文旦’の単為結果の促進方法および受粉用花
粉の特性を活かした種なし化技術，ヒュウガナツおよびブンタンへの受粉用の良質な花粉を確保するため
の技術および花粉を省力的に人工受粉する技術について検討した． 
 
第1章 施設ヒュウガナツの種なし化技術 
 
第1節 単為結果の促進方法 
ヒュウガナツの単為結果を高める手段としては，植物成長調整剤のジベレリンを満開7～10日後に処理
する方法がある．しかし，農薬登録では300～500 ppmの高濃度で処理することとなっているため，コス
トが問題である．そこで，25～50 ppm の低濃度および処理量を慣行の 10 分の 1 と少量で処理した場合
の着果への効果について検討した．その結果，低濃度や少量でのGA処理は慣行法に比べ効果が劣るもの
の，無処理よりは初期の着果を増やすことが示された． 
 
第2節 受粉用花粉の特性利用方法 
軟X線を照射した花粉を受粉してヒュウガナツの種なし果実形成を誘導する技術の有用性を，慣行法で
ある四倍体の‘カンキツ口之津 41 号’や‘西内小夏’花粉の受粉と比較して評価した．ヒュウガナツの
慣用受粉樹である‘土佐文旦’と，‘カンキツ口之津 41 号’および‘西内小夏’の花粉に，500，1,000，
2,000 Gyの軟X線照射して実験に用いた．軟X線を照射した花粉の発芽率およびその花粉を防虫ネット
で花粉遮断した‘宿毛小夏’に人工受粉した時の収穫時の着果率は花粉品種にかかわらず照射線量が高く
なるにつれ低下する傾向がみられた．完全種子は無照射の‘土佐文旦’，‘カンキツ口之津 41 号’および
‘西内小夏’花粉の受粉果では，それぞれ23.8個，0.4個および1.5個形成されたが，軟X線照射花粉を
受粉すると，ほぼ消失した．種子長10 mmを超える大きな不完全種子も，無照射の‘土佐文旦’，‘カン
キツ口之津41号’および‘西内小夏’花粉の受粉果では1.5個，3.9個および2.3個形成されたが，500 Gy
の軟X線照射花粉の受粉果では0.3個，0.2個および0.1個と減少し，1,000 Gy以上の軟X線照射花粉の
受粉果では消失した．顕微鏡観察において，無照射の‘カンキツ口之津 41 号’および‘西内小夏’花粉
を受粉した‘ヒュウガナツ’果実では，一部の胚は受粉8週間後にも生存しているのに対して，軟X線照
射‘土佐文旦’花粉を受粉した‘ヒュウガナツ’果実では健全な胚はまったく認められなかったことから，
（様式５）(Style5) 
軟X線照射は種子の発達をより強く阻害するものと考えられた．軟X線照射花粉の受粉によりヒュウガナ
ツ収穫果の果実重は小さくなった．ただし，この小玉化は，高知県のヒュウガナツ市場で消費者が種の少
ない小さな果実をより好むことから考えれば，果実の価値を大きく損なうものではない．以上の結果より，
軟X線照射した花粉を受粉する方法は大きな不完全種子を残さない点において有用なヒュウガナツ種なし
化生産技術であり，照射線量は500～1,000 Gyが適当である． 
 
第2章 ‘土佐文旦’の種なし化技術 
 
第1節 受粉用花粉の特性利用方法 
種なし化方法として知られている四倍体花粉の利用，‘西内小夏’花粉の利用および軟 X 線照射花粉の
利用による‘土佐文旦’の種なし化効果を確認・比較した．‘カンキツ口之津 41 号’（四倍体品種）およ
び‘西内小夏’花粉の利用は慣行法である‘ヒュウガナツ’花粉の利用に比べて果実重への影響は小さく，
完全種子を少なくできるが，種子長10 mm以上の不完全種子が増加した．一方，軟X線を750 Gy照射
した‘ヒュウガナツ’花粉の利用は果実重が小さくなるものの，完全種子および種子長10 mm以上の不
完全種子がほとんどなくなることが確認できた．軟X線を 750 Gy 照射した‘カンキツ口之津 41 号’お
よび‘西内小夏’花粉を利用した場合も果実重が小さくなるものの，完全種子および種子長10 mm以上
の不完全種子がほとんどなくなることが確認できた．しかし，いずれの方法も種子長 10 mm以下の不完
全種子はなくならず，完全な「種なし」にはならなかった． 
 
第2節 単為結果促進および虫媒受粉防止方法 
‘土佐文旦’における種なし果実の実用的な栽培技術を確立するため，虫媒受粉の防止方法，‘土佐文
旦’の単為結果性およびジベレリン処理による単為結果の向上効果を検討した．虫媒受粉の防止方法とし
て開花期に殺虫剤を散布するだけでは不十分であったが，開花前から開花終わりまで樹体へ防虫ネットを
被覆すれば訪花昆虫の接触をほとんど防げた．虫媒受粉を完全に遮断した条件で，少数の花に人工受粉を
行って受粉果と無受粉果が混在する状況（擬似虫媒受粉）を作った樹では，受粉した花の着いた枝およ
び周囲の枝では受粉を行った花以外は落果し，周囲に受粉された花がない枝でのみ単為結果した種なし果
実が認められた．その結果，擬似虫媒受粉樹の種なし果実の収量は無受粉樹よりも少なくなった．また，
無受粉で種なし果実生産をする場合，満開期にジベレリン処理（50 ppm溶液を1回散布）を行うと着果
率を高くでき，小玉果や傷害果を十分に摘果できるだけの着果が得られた．以上より，‘土佐文旦’の単
為結果性は虫媒受粉によりやや低く評価されており，虫媒受粉を完全に防止すれば果実は小さいものの単
為結果による種なし果実の生産が可能であることが示された．また，安定した種なし果実生産のためには
ジベレリン処理により単為結果率を向上させる必要があることが示された． 
 
第3節 種なし果実栽培での収量増加および果実肥大促進方法 
‘土佐文旦’の種なし果実栽培では前節において小玉で収量が低くなる傾向がみられたため，着果管理
の見直しによる収量増加および植物成長調整剤の利用による果実肥大の促進方法について検討した．通常
慣行生産では葉果比100を目安に着果させるが，種なし果実栽培では通常慣行生産の2倍の着果数である
葉果比 50 を目安に着果させても果実品質および翌年の着花へ影響がみられず，通常慣行生産並みの収量
が確保できることが示された．また，1-ナフタレン酢酸（NAA）を夏秋梢発生期に1か月間隔で2回散布
すれば夏秋梢の発生を抑えられ，果実肥大促進効果を得られることが示された． 
 
第3章 発芽率の高い受粉用花粉の確保技術 
 
第1節 花蕾の採取の時期および大きさの検討 
カンキツの人工受粉のための発芽率の高い良質な花粉の採取条件を確立することを目的に，花蕾の生長
（様式５）(Style5) 
と花粉発芽率の関係ならびに花蕾の採取時期が花粉の採取量と発芽率に及ぼす影響を検討した．開花直前
の花蕾の大きさは樹全体の開花が進むにつれ小さくなり，その花蕾の花粉の発芽率も低くなる傾向がみら
れた．また，開花2日前以前の花蕾から採取した葯は開葯率が低く，花粉の発芽率も低かった．以上より，
花粉採取用の花蕾は1～4分咲き時に開花直前～1日前のものを採取することが好ましいことが示された． 
 
第2節 開葯時の温・湿度条件の検討 
カンキツの人工受粉のための発芽率の高い良質な花粉の調製条件を確立することを目的に，開葯時の
温・湿度条件ならびに開葯処理時間が開葯率や花粉発芽率に及ぼす影響について検討した．開葯直後の発
芽率についてみると，‘ヒュウガナツ’花粉は 20℃で開葯させたとき 25～30℃より高くなったが，‘土佐
文旦’および‘水晶文旦’花粉には開葯温度の影響は認められなかった．開葯湿度に関しては，‘土佐文旦’
花粉では高湿度（70～80％RH）で開葯させた方が発芽が良好であったが，‘ヒュウガナツ’および‘水晶
文旦’花粉には湿度の影響は認められなかった．一方，長期間の冷凍貯蔵後の花粉の発芽率については，
‘土佐文旦’花粉は20～25℃で開葯させた方が30℃より高かった．また，いずれの品種でも，低湿度（40％
RH）条件で開葯させた方が高湿度条件で開葯させるより貯蔵後の発芽率が高かった．開葯処理時間につ
いては，‘ヒュウガナツ’花粉で24時間以上，‘土佐文旦’および‘水晶文旦’花粉で36時間以上が必要
と考えられた． 
 
第4章 省力的な人工受粉技術 
 
第1節 溶液受粉技術 
自家不和合性が高くかつ単為結果性が低いヒュウガナツの着果安定のため，省力的な人工受粉方法とし
ての溶液受粉技術について検討した．ショ糖を加えない寒天 0.1％溶液に‘水晶文旦’花粉を懸濁しても
花粉の発芽率を4時間は維持できた．この溶液に‘水晶文旦’花粉を4.0 g・L-1で懸濁してハンドスプレ
ーおよび電動噴霧器（MOTOMISTER）を用いて‘ヒュウガナツ’の花をめがけて噴霧すると，無処理よ
り収量が増加した．軟X線を照射した花粉を用いれば種なし果実の生産が可能であった．花粉品種はヒュ
ウガナツと和合性のあるカンキツ花粉なら使用できるが，花粉発芽率が低い場合は収量増加が見込めない
ので注意が必要である．  
 
第2節 電動受粉器の利用技術 
‘土佐文旦’の人工受粉作業の省力化のために電動受粉器を利用した受粉技術を検討した．‘ヒュウガ
ナツ’花粉を石松子で希釈して電動花粉交配器（PD-1GN）を用いた受粉では，筆を用いた慣行受粉と同
数の種子が果実に形成され，収量および果実品質には差がみられなかったが，作業時間は慣行受粉の31％
に短縮された．電動受粉器を用いる場合，花粉の希釈倍率を10倍にすると，花粉の使用量は慣行受粉の6
倍と多くなった．花粉の希釈倍率を 20 倍にすると，有核果率は低下したが収量および果実品質への影響
はみられず，花粉の使用量を削減できるため実用上有効と考えられた．軟X線を照射した花粉を用いれば
種なし果実の生産が可能であった． 
 
総合考察 
本研究では高知県特産カンキツの種なし化技術，種なし果実の高品質化栽培技術および効率的な受粉技
術について明らかにした．種なし果実は食べにくさを改善し，カットフルーツなど新たな需要を広げられ，
受粉技術は効率的な花粉調製および受粉作業により労力削減や大規模化を可能することで，高知県特産カ
ンキツの生産安定につながると考えられる． 
 
(注) 要約の文量は，学位論文の文量の約１０分の１として下さい。図表や写真を含めても構いません。
(Note)  The Summary should be about 10％ of the entire dissertation and may include illustrations 


高知県特産カンキツの種なし化および受粉技術に関する研究

林, 順司

HAYASHI, Jyunji

（第３号様式）(Form No. 3) 
学  位  論  文  要  旨  
Dissertation Abstract 
 
 
氏名：  
Name 
林 順司  
 
学位論文題目：  
Title of Dissertation 
Unique coenzyme binding mode of hyperthermophilic  
archaeal NAD(P)-dependent dehydrogenases  
(超好熱アーキア由来NAD(P)依存性脱水素酵素が示す新規
な補酵素結合様式 ) 
 
学位論文要旨：  
Dissertation Abstract 
 
 
 
 
 
 
The two NAD(P)-dependent dehydrogenases showing new variations of the cofactor 
binding were found in hyperthermophilic archaea. One is homoserine dehydrogense 
(HseDH) involved in the biosynthetic pathway from aspartate to homoserine, which is a 
common precursor for the synthesis of methionine, threonine , and isoleucine. The other is 
glycerol-1-phosphate dehydrogenase (G1PDH) involved in synthesis of 
sn-glycerol-1-phosphate, which is an archaea-specific glycerophosphate backbone of 
phospholipids. In the present study, the detailed characteristics and the crystal structures of 
these enzymes were determined, and the factors responsible for their unique 
cofactor-binding modes were analyzed. 
(1) HseDH: A gene encoding a HseDH was identified in the hyperthermophilic 
archaeon Pyrococcus horikoshii . The gene was overexpressed in Escherichia coli , and its 
product was purified and characterized. The expressed enzyme is the most thermostable 
HseDH yet described, retaining 70% of its activity even after incubation for 10 min at 95ºC. 
The crystal structure of the enzyme was determined at a resolution of 2.30 Å. Refinement of 
the structure and mass analysis showed the presence of the bound cofactor NADPH, 
although it has not been added during crystallization. The structure of Pc. horikoshii  
HseDH showed this enzyme to have a strong preference for NADP(H):  the  C2 ’ phospha te  
g roup  of  the  cofac to r  aden ine  r ibose  i s  t i gh t ly  he ld  at the nucleotide-binding site 
th rough  th ree  d i rec t  hydrogen  bonding  in te rac t ions  wi th  the  s ide  cha ins  o f  Arg40  
and Lys57 .  St r ik ing ly,  however, NADP did not act as a cofactor with this enzyme, but as 
a strong inhibitor of NAD-dependent homoserine oxidation. Furthermore, K57A mutan t  
acqui red  h igh  reac t ivi ty  aga ins t  NADP.  The  c rys ta l  s t ruc ture  o f  the  K57A muta n t  
wi th  bound  NADPH was  then  de te rmined  to  a  reso lu t ion  of  2.43 Å. St ruc tura l  
compar ison  sugges t s  tha t  the  la rge  number  o f  in te rac t ions  be tween  the  cofac to r  and  
the  enzyme a re  respons ib le  fo r  the  lack  of  reac t ivi ty  o f  the  enzyme  towards  NADP.  
（第３号様式）(Form No. 3) 
(2) G1PDH: A gene encoding a G1PDH was identified in the hyperthermophilic 
archaeon Pyrobaculum calidifontis . The gene was overexpressed in E. coli, and its product 
was purified and characterized. In contrast to conventional G1PDHs, the expressed enzyme 
showed strong preference for NADH: the reaction rate (Vmax) with NADPH was only 2.4% 
of that with NADH. The crystal structure of the enzyme was determined at a resolution of 
2.45 Å. The asymmetric unit consisted of one homohexamer. Refinement of the structure 
and HPLC analysis showed the presence of the bound cofactor NADPH in subunits D, E, 
and F, even though it was not added in the crystallization procedure. The phosphate group 
at C2’ of the adenine ribose of NADPH is tightly held through the five biased hydrogen 
bonds with Ser40 and Thr42. In comparison with the known G1PDH structure, the NADPH 
molecule was observed to be pushed away from the normal coenzyme binding site. 
Interestingly, the S40A/T42A double mutant enzyme acquired much higher reactivity than 
the wild-type enzyme with NADPH, which suggests that the biased interactions around the 
C2’-phosphate group make NADPH binding insufficien t for catalysis.  
The molecular basis for the cofactor preference observed in the two enzymes greatly 
differs from those of the conventional NAD(P)-dependent dehydrogenases. The present 
study indicates that the molecular details underlying cofactor preference in 
NAD(P)-dependent dehydrogenases are more complex than expected, and the cofactor 
specificity cannot be predicted even from the structural information in the absence of 
biochemical data.  
 


Unique coenzyme binding mode of hyperthermophilic archaeal NAD(P)-dependent dehydrogenases

谷口, しづく

TANIGUCHI, Shizuku

 
 
（第５号様式）  
                        学位論文審査の結果の要旨 
 
    氏    名 
           谷口 しづく 
審 査 委 員 
       
 
         論  文  名   
      イネの誘導性病害抵抗機構における植物揮発性物質の役割 
 
         審査結果の要旨 
 
 単子葉植物のモデル植物であり、我が国の主食でもあるイネは、病害による減
収率が20~30%に及ぶと言われており、その病害抵抗性に関する研究は非常に重要で
あるといえる。これまでのイネ病害抵抗性研究により、植物ホルモンの一つであるジ
ャスモン酸（JA）がイネの重要病害であるイネ白葉枯病やイネいもち病に対する抵
抗性に関与していることが明らかとなった。しかしながら、イネ病害抵抗性における
JAシグナルの下流については未解明であった。そこで、本研究ではJA応答性揮発性
物質に着目し、その誘導性病害抵抗機構における役割について解析を行った。 
まず、イネ白葉枯病抵抗性の誘導が見られたJA処理条件下でイネに蓄積する揮発性
物質を探索したところ、(E,E)-2,4-heptadienal、linalool、β-cyclocitral、β-elemene、β-
caryophyllene、methyl salicylate、β-iononeの7つの揮発性物質が再現性良く蓄積するこ
とが明らかとなった。これらの揮発性物質のうち、モノテルペンであるlinaloolは、
イネ白葉枯病菌（Xoo）やイネいもち病菌に対して直接的な抗菌活性を示さなかった
が、linalool合成酵素遺伝子過剰発現イネではイネ白葉枯病抵抗性が強化され、さら
に、多くの防御関連遺伝子の発現が恒常的に発現していることが明らかとなった。こ
れらのことから、linaloolは防御関連遺伝子の発現を誘導するシグナル物質として機
能していると示唆された。 
  (E,E)-2,4-Heptadienalは、シグナル物質としての作用は見られなかったが、Xoo
やイネいもち病菌に対して強い抗菌活性を示すことが明らかとなり、病原体の侵入を
直接的に防除する機能があると示唆された。興味深いことに、(E,E)-2,4-heptadienalは
イネに対しても毒性を示したことから、その合成や代謝については厳密に制御されて
いると予測された。 
 
 
 β-Cyclocitralは、病原菌に対して抗菌活性を示さなかったが、イネに処理するこ
とでイネ白葉枯病に対する抵抗性が強化された。また、β-cyclocitral処理により、防
御関連遺伝子の発現が誘導される一方で、植物ホルモンであるアブシシン酸
（ABA）の生合成および応答性遺伝子の発現が抑制されることが明らかとなった。
ABAはイネ白葉枯病抵抗性において負に働くと報告されているが、β-cyclocitralを処
理することで、ABAによって弱まったイネ白葉枯病抵抗性が一時的に抑制されるこ
とが明らかとなり、β-cyclocitralが植物ホルモン間の相互作用に関与するシグナル物
質であることが明らかとなった。 
 JA応答性揮発性物質がイネの誘導性病害抵抗機構において重要であることが明
らかとなったため、さらなる解析のために、JA処理イネで発現の誘導が見られた機
能未知なテルペン合成酵素（TPS）遺伝子であるOs04g27190（OsTPS19）および
Os04g27790（OsTPS24）の解析を行った。その結果、OsTPS19は、セスキテルペンで
あるβ-elemeneを合成することが明らかとなり、β-elemeneはXooには作用しないが、イ
ネいもち病菌には抗菌活性があることが明らかとなった。 
 OsTPS24は、モノテルペンであるγ-terpineneを合成することが明らかとなり、γ-
terpineneはイネいもち病菌には抗菌活性はなかったが、Xooに対して強い抗菌活性を
示すことが明らかとなった。さらに、γ-terpineneのXooへの抗菌活性の作用機序を解
析したところ、γ-terpineneはイネ白葉枯病菌の細胞膜に損傷を与えることで、抗菌活
性を示していることが明らかとなった。 
以上のことから、JA によって誘導される揮発性物質は、イネの誘導性病害抵抗機構
において、それぞれが多種多様な役割を持つことが明らかとなった。さらに、これま
での植物揮発性物質の研究は、耐虫性における役割についての研究が主であったが、
本研究により、病害抵抗性研究にも重要であることが明らかとなった。 
 
 
 
 学位論文の公開審査会は平成２９年２月４日に愛媛大学農学部で開催され、論
文発表と質疑応答が行われた。続いて開催された学位論文審査会において慎重に審査
を行った結果、審査委員が全員一致して博士（農学）の学位を授与するに値すると判
定した。 


イネの誘導性病害抵抗機構における植物揮発性物質の役割

山本, 憲司

YAMAMOTO, Kenji

（第３号様式）(Form No. 3) 
学  位  論  文  要  旨  
Dissertation Abstract  
 
 
氏名：  
Name  
山本  憲司  
 
学位論文題目：  
Tit le  o f  Dis ser ta t ion  
新規機能性成分環状ジペプチドの一斉分析法の開発と
その食品への応用  
 
学位論文要旨：  
Dis ser t a t ion  Abs t rac t  
 
 
 
 
 
 
 
 
2つのアミノ酸がペプチド結合で環化した化合物群は環状ジペプチド  ( D
KP)  とよばれ，タンパク質の構成単位である 20種のアミノ酸の組み合わせで
D体・ L体を区別しない場合， 210種が存在する． DKPは食品加工の焙煎，発
酵等の工程で生じ，コーヒー，ココア，ビール，日本酒等から検出されてい
る．これまでの食品分野における研究では，DKPは主に苦味成分として着目
されてきたが，近年，チキンエキスに含まれる cyclo( -Phe -Phe)  がセロトニン
再取り込み阻害活性，およびマウスでの学習意欲改善効果を示すことが明ら
かとされた．また，直鎖ジペプチドの P he -Pheには上記のような活性は認め
られず，環状化することで初めて生理活性を示すことも判明した．この報告
により，DKPが食品中の新たな機能性成分として着目されるに至った．しか
しながら，DKPの統一された分析法は確立されておらず，多くの食品の DKP
含量，および組成は明らかではなかった．そこで本研究では ,  DKPを対象と
したより汎用性の高い一斉分析法の確立を試みた．その後，開発した分析法
を用い，機能性成分に関する情報が十分蓄積されていない微生物発酵茶と和
食の根幹をなす食品素材であるかつお節等の各種節類を研究対象とし，DKP
含量を調べた．さらに，食品加工工程と DKP生成の関連を考察することを試
みた．  
DKP一斉分析法の開発 :  分析対象の DKPは市販品が入手可能であり，かつ
機能性が期待される 31種とした．食品試料はプーアル茶抽出液とした． LC-
MS/MSにおける各種パラメーターを最適化し，プーアル茶抽出液  (10  mg  
D.W.eq/ .mL)  を分析に供したところ，DKP31種の内， 18種が検出され，その
濃度は 0.0017-0 .11  ppm であった．また， 31種の DKPについて添加回収試験
を行った．その結果，回収率は 48-181%となり，その際の RSD (n=3)  は 15%
以下であった．このうち，21種の DKPについては，良好な精度と判断される
70-120%の範囲内の回収率が認められた．以上の結果より，本法を用いるこ
とで 31種の DKPの定量が可能と判断した．本結果は，DKPの一斉分析に関し
て，添加回収試験等による分析精度の確認にまで踏み込んだ初めての報告
である．  
微生物発酵茶中の DK P:  開発した一斉分析法を用いて，国内に存在する 4
種の微生物発酵茶に含まれる DKPの定量を行った．好気的発酵茶のバタバタ
茶，嫌気的発酵の阿波番茶抽出液に含まれる DKP含量の合計値は，それぞれ
0.0047 ppm， 0 .0069  ppm と非常に低濃度であった．対照的に，二段階発酵
茶である石鎚黒茶および碁石茶の抽出液の DKP含量は，それぞれ 0 .33  ppm，
1.2  ppmと単段階の発酵茶と比較して 4.8～ 255倍の値を示した．したがって，
好気的発酵，嫌気的発酵の両方が DKPの生成に関与していることが示唆され
（第３号様式）(Form No. 3) 
た．構成 DKPの割合は茶種によって異なっていたことから，製造工程や関与
する微生物が DKP生成に量的，および質的に影響するものと推察された．続
いて，碁石茶製造工程と DKP生成の関連について調べたところ，好気発酵 3-
4日目では 2.0倍に DKP含量が増加し，新たに 7種の DKPが生成した．嫌気発酵
前後では， 2 .3倍に DKP含量が増加し， cyc lo( -Asp-Phe )  が新たに生成した．
続いて，最も顕著に DKPが増加した嫌気発酵工程に関与する微生物の単離同
定を試みたところ，主に関与している微生物は乳酸菌であり，Lactobaci l lus  
pentosus，L.  p lantarumが同定された．過去にも乳酸菌が DKPの生成に関わっ
ていることを示唆する報告もあり，今回単離した微生物が DKPの生成に関与
している可能性があると推察された．碁石茶由来乳酸菌と DKP生成の関連に
ついては，今後追究を行う予定である．  
 各種節類中の DKP:  開発した一斉分析法をかつお節，ならびにその他の節
類抽出液に適用し，DKPを定量した．その結果，本枯節が最も高い DKP含量
 ( 12  ppm)  を示し，次いで，荒節  ( 9 .0  ppm)，そうだがつお節  ( 8 .7  ppm)，
さけ節  (7 .3  ppm)，あご節  (5 .0  ppm)，まぐろ節  (1 .2  ppm)  となった．いわ
し節ではすべての DKPが定量限界以下となった．続いて，かつお節製造工程
における DKP含量の推移を確認したところ，DKPが顕著に増加する工程は存
在せず，煮熟，焙乾，カビ付けの全製造工程において生成することが判明し
た．一方で，カビ付け工程中に新たに生成した cyclo( -Asp-Phe)  と cyclo( -Leu
-T r p)  はカビ付けに用いられた E uro t iu m  repensの関与が推察された．また，
cyclo ( -Val -Pro)， cyc lo( -Phe -Pro)  等の抗菌作用を持つと報告されている DKP
がかつお節独特の製造工程である二次焙乾で生成したことから，これらがか
つお節の製造期間およびその後の保管期間において，危害菌等の制御に関わ
っている可能性があるものと推察された．  
以上のように本研究では，近年新たな機能性成分として着目されつつある
DKPを対象とした一斉分析法を開発し，微生物発酵茶，およびかつお節等の
各種節類の分析に応用した．微生物発酵茶，および各種節類から DKPを検出
し，食品加工工程と DKP生成の関連を考察した報告は今回が初めてであった．
本法を用いて，今後さらに多くの食品から DKPが検出され，食品加工で DKP
が生成する詳細なメカニズム，意義が明らかになることが期待される．また，
本研究で確認された DKPのヒトにおける各種生理活性との関連については，
今後追究すべき課題である．  
 


新規機能性成分環状ジペプチドの一斉分析法の開発とその食品への応用

Dipak, Pandey

Studies of Egg Formation and Egg-Sperm Interaction in Teleost Spawn Pelagic Eggs

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