Studies on lichens at high risk of stone deterioration and their genetic lineages

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K20723
• Research Institution: Kashihara Archaeological Institute , Nara prefecture
• Principal Investigator: 河崎 衣美 奈良県立橿原考古学研究所, 企画学芸部資料課, 主任研究員 (60732419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 光二郎 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (10325938) ; 原田 浩 千葉県立中央博物館, その他部局等, 研究員(移行) (60250148) ; 大西 貴夫 奈良県立橿原考古学研究所, 調査部調査課, 指導研究員 (80260371)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 石造文化財 / 地衣類 / 生物劣化 / 遺伝子解析 / 劣化予測

Outline of Annual Research Achievements

本研究は地衣類を対象とした文化財保存科学と分子生物学、分類学との融合研究である。地衣類は菌類と藻類が共生した生物であり、分類上は菌類に属し、その特徴は菌類の種が決定している。文化財保存科学の分野において地衣類は、基物への機械的な穿入、代謝産物として有機酸を分泌し石材を変質させること等の劣化要因として挙げられる。しかしながらその影響は文化財の他の劣化要因と比較して認識されにくいものであるため、地衣類による石材劣化の定量的評価に関する研究はまだ少ない。地衣類による石材劣化のうち特に認識が困難である化学的劣化に関わる物質として、シュウ酸カルシウム等のバイオミネラル（生体鉱物）を生成する地衣類種があることが知られており、このシュウ酸塩鉱物は地衣類の代謝産物であるシュウ酸とカチオン成分との二次的生成物である。そこで本研究では、文化財保存の立場から、地衣体内におけるシュウ酸の含有量とその生成に関わる遺伝子との関わりを探ることにより、地衣類による石材劣化機構の一端を明らかにする。地衣類による石材の化学的劣化の可能性を定量的に把握し、それに関わる遺伝的系統を探求することによって、石造文化財の地衣類による劣化の予測とその予防に役立てるための手がかりを得る。初年度は研究の体制を整える期間と位置付け、基礎研究として定めた、石造文化財とその地衣類叢調査、岩上生地衣類の有機酸分析、地衣類の有機酸の生成に関与する遺伝子の探索研究に取り組んだ。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

調査対象を決定するため、奈良県内の石造文化財（遺構、石垣、石仏等）や露岩に付着する地衣類に関する予備調査を実施し、研究体制を整えることができた。そこで観察された地衣類について分類学的検討を行い、一部について含有物質分析、遺伝子解析を実施し、シュウ酸代謝関連酵素遺伝子の探索・単離を試みた。

Strategy for Future Research Activity

2020年度の予備調査成果より、主要調査対象において石造文化財における地衣類叢調査として、石造文化財とその周辺石材の地衣類を調査し、地衣類種、石材種等の記録を行う。このうち主要な岩上生地衣類の有機酸の含有量をイオンクロマトグラフィー等により分析する。同地衣類について有機酸の生成に関与する遺伝子の探索としてシュウ酸代謝関連酵素遺伝子の探索・単離を行う。これにより石材劣化リスクの高い地衣類の識別と、その遺伝的系統からの劣化予測に関して検討を行う。

Causes of Carryover

購入予定だった部品を適用する機器（イオンクロマトグラフ装置）の故障により、修理が完了する次年度に当該部品の購入を持ち越すこととなったため。イオンクロマトグラフィーによりシュウ酸をはじめとした有機酸の分析を行う。