彼は厳しい指導教授___、三年間研究に励んだ。

正解は「のもとで」です。「〜のもとで」は「〜という強い影響力や指導、条件の下で、ある行動が行われる」という意味を表し、指導者の下で学ぶ、といった文脈によく合います。

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