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森林機能の最大化のためのゲノム・形質・生態の革新的な統合アプローチ

Planned Research

Project AreaDigital biosphere: integrated biospheric science for mitigating global environment change
Project/Area Number 21H05314
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (IV)
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小野田 雄介  京都大学, 農学研究科, 教授 (70578864)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 北島 薫  京都大学, 農学研究科, 教授 (40721379)
井鷺 裕司  京都大学, 農学研究科, 教授 (50325130)
Project Period (FY) 2021-09-10 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥123,630,000 (Direct Cost: ¥95,100,000、Indirect Cost: ¥28,530,000)
Fiscal Year 2025: ¥21,580,000 (Direct Cost: ¥16,600,000、Indirect Cost: ¥4,980,000)
Fiscal Year 2024: ¥21,320,000 (Direct Cost: ¥16,400,000、Indirect Cost: ¥4,920,000)
Fiscal Year 2023: ¥21,450,000 (Direct Cost: ¥16,500,000、Indirect Cost: ¥4,950,000)
Fiscal Year 2022: ¥21,320,000 (Direct Cost: ¥16,400,000、Indirect Cost: ¥4,920,000)
Fiscal Year 2021: ¥37,960,000 (Direct Cost: ¥29,200,000、Indirect Cost: ¥8,760,000)
Keywords生態系機能 / 森林 / ゲノム / 形質 / UAV / 森林生態系機能 / 樹冠 / 生産生態学 / 適応 / 浸透交雑 / 森林機能 / 樹冠構造 / 温暖化
Outline of Research at the Start

気候変動下において、国土の2/3を占める森林の機能を最大化するために、ゲノム・形質・生態を有機的に連結した新しいアプローチを提案・実行することを目的とする。森林のCO2吸収能力の最大化のためには、日射あたりの森林生産量を上げる必要があり、従来から注目されている葉レベルの評価に加えて、新技術を駆使して、樹冠レベルの評価を行う。また温暖化に対して、主要樹種がどのように適応するかを、ゲノム解読と集団遺伝学的アプローチにより解析する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、気候変動下において、国土の2/3を占める森林の機能を最大化するために、ゲノム・形質・生態を有機的に連結した新しいアプローチを提案・
実行することを目的としている。本課題には、2つの研究グループがあり、形質チームはドローンLiDARを使い、森林生産を決定する樹冠構造を明らかにし、ゲノムチームは、温暖化に伴う樹種の生育適地が移動とその適応の程度を、ゲノムレベルから明らかにしようとしている。
R4年度においては、形質チームは、R3年度に確立したLiDARドローンによる森林調査方法を、全国の11の森林固定試験地に適用し、異なる森林で、空撮データと地上データを統合させ、樹種によって異なる樹冠アロメトリー情報を評価した。またR3年度に和歌山で行ったパイロット調査の結果の論文化を進めた(投稿中)。
ゲノムチームは、樹木が浸透交雑によって、温暖化などの環境変動に適応する能力を獲得するプロセスについて、コナラとミズナラおよびハイマツとキタゴヨウをモデル樹種として、国内の異なる地域で、標高傾度に沿って集中サンプリングを行った。また、滋賀県の蛇谷ケ峰において、低地から高地まで採取した種子を用いて、北白川試験地にて栽培実験を行い、現地環境の効果を排除して、遺伝的な形質の違いを評価した。北半球に広く分布するアキノキリンソウの北極圏環境への適応分析では,北極圏集団の系統的由来を明らかにするために,ユーラシア大陸全域から採取した試料を対象に縮約ゲノム分析による系統地理解析を実施した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

計画通りに進んでいるため

Strategy for Future Research Activity

引き続き、形質チームとドローンチームがそれぞれの課題を進めつつ、ゲノム・形質・生態を有機的に連結した新しいアプローチを検討していく。形質チームは、ドローンLiDARによる森林調査をもう10ヶ所ほどで行い、日本全国スケールでの解析を進める。またゲノムチームも、新たな調査地を増やし、温暖化に伴う樹種の生育適地が移動とその適応の程度を、広範囲かつ詳細に明らかにしていく。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (83 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (24 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Peer Reviewed: 24 results,  Open Access: 12 results) Presentation (57 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] CITA(スペイン)

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      Nadal Miquel、Clemente‐Moreno Mar?a J.、Perera‐Castro Alicia V.、Roig‐Oliver Margalida、Onoda Yusuke、Gul?as Javier、Flexas Jaume
    • Journal Title

      Ecology Letters

      Volume: 26 Issue: 4 Pages: 549-562

    • DOI

      10.1111/ele.14176

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      Masuda, K., Setoguchi, H., Nagasawa, K., Ishihara, M., Sawa, K., Horie K., Tsuboi, H., Fukumoto, S., Tango, A., and Sakaguchi, S.
    • Journal Title

      Journal of Biogeography

      Volume: - Issue: 3 Pages: 551-563

    • DOI

      10.1111/jbi.14552

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    • Author(s)
      Shibabayashi Mayu、Shimizu Taiga、Tokuhiro Chinatsu、Suyama Yoshihisa、Sakaguchi Shota、Ito Takuro、Yu Chih-Chieh、Chung Kuo-Fang、Nagasawa Jun’ichi、Shiuchi Toshiaki、Kokubugata Goro、Abe Atsushi、Naiki Akiyo、Nagano Atsushi J.、Isagi Yuji
    • Journal Title

      Frontiers in Ecology and Evolution

      Volume: 11 Pages: 1093321-1093321

    • DOI

      10.3389/fevo.2023.1093321

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      Nagasawa Koki、Fukumoto Shigeru、Setoguchi Hiroaki、Ishihara Masae、Hiratsuka Ken-ichi、Masuda Kazutoshi、Sakaguchi Shota
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      Genes & Genetic Systems

      Volume: 97 Issue: 2 Pages: 93-99

    • DOI

      10.1266/ggs.21-00087

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • Year and Date
      2022-04-01
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      Sakaguchi, S., Oishi, M., Takahashi, D., Matsuo, A., Hirota, S.K., Suyama, Y. and Setoguchi, H.
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      Acta phytotaxonomica et geobotanica

      Volume: 73 Issue: 1 Pages: 49-56

    • DOI

      10.18942/apg.202109

    • ISSN
      1346-7565, 2189-7042
    • Year and Date
      2022-02-28
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    • Author(s)
      Ye Yunhan、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
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      New Phytologist

      Volume: 234 Issue: 3 Pages: 1047-1058

    • DOI

      10.1111/nph.18022

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      Guillemot Joannes incld Yusuke Onoda
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      Volume: 28 Issue: 8 Pages: 2622-2638

    • DOI

      10.1111/gcb.16082

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    • Author(s)
      Matsuo Tomonari、Hiura Tsutom、Onoda Yusuke
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      Journal of Vegetation Science

      Volume: 33 Issue: 3

    • DOI

      10.1111/jvs.13135

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      Guo Wen-Yong incld Onoda Yusuke
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      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Issue: 25

    • DOI

      10.1073/pnas.2026733119

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    • Author(s)
      Maenpuen Phisamai、Katabuchi Masatoshi、Onoda Yusuke、Zhou Cong、Zhang Jiao‐Lin、Chen Ya‐Jun
    • Journal Title

      American Journal of Botany

      Volume: 109 Issue: 8 Pages: 1242-1250

    • DOI

      10.1002/ajb2.16038

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      Dong Ning、Prentice Iain Colin、Wright Ian J.、Wang Han、Atkin Owen K.、Bloomfield Keith J.、Domingues Tomas F.、Gleason Sean M.、Maire Vincent、Onoda Yusuke、Poorter Hendrik、Smith Nicholas G.
    • Journal Title

      Journal of Ecology

      Volume: 110 Issue: 11 Pages: 2585-2602

    • DOI

      10.1111/1365-2745.13967

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    • Author(s)
      Nagai Shin、Saitoh Taku M.、Takeuchi Yayoi、Miura Tomoaki、Aiba Masahiro、Kurokawa Hiroko、Onoda Yusuke、Ichii Kazuhito、Nasahara Kenlo Nishida、Suzuki Rikie、Nakashizuka Tohru、Muraoka Hiroyuki
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 111-133

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12371

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      Kobayashi Keito、Ohashi Mizue、Fujihara Michiro、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
    • Journal Title

      Journal of Forest Research

      Volume: 28 Issue: 1 Pages: 42-50

    • DOI

      10.1080/13416979.2022.2090669

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    • Author(s)
      Kimura, T., Yamada, T., Sakaguchi, S., Ito, M., Maki, M.
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      Journal of Biogeography

      Volume: 49 Issue: 5 Pages: 836-852

    • DOI

      10.1111/jbi.14342

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    • Author(s)
      Takahashi Daiki、Isagi Yuji、Li Pan、Qiu Ying‐Xiong、Setoguchi Hiroaki、Suyama Yoshihisa、Matsuo Ayumi、Tsunamoto Yoshihiro、Sakaguchi Shota
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      Journal of Systematics and Evolution

      Volume: 60 Issue: 6 Pages: 1405-1416

    • DOI

      10.1111/jse.12849

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      Han, Q., Li, J., Shen, H., Sakaguchi, S., Isagi, Y. and Setoguchi, H.
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      Journal of Animal & Plant Sciences

      Volume: 32 Issue: 4 Pages: 1110-1119

    • DOI

      10.36899/japs.2022.4.0515

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    • Author(s)
      Kurata Seikan、Sakaguchi Shota、Ikeda Hajime、Hirota Shun K.、Kurashima Osamu、Suyama Yoshihisa、Ito Motomi
    • Journal Title

      Plant Systematics and Evolution

      Volume: 308 Issue: 4 Pages: 28-28

    • DOI

      10.1007/s00606-022-01820-4

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      Takahashi D.、Sakaguchi S.、Teramine T.、Setoguchi H.
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      Plant Biology

      Volume: 24 Issue: 6 Pages: 987-997

    • DOI

      10.1111/plb.13456

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    • Author(s)
      Kusuma Yayan Wahyu Candra、Matsuo Ayumi、Suyama Yoshihisa、Wanke Stefan、Isagi Yuji
    • Journal Title

      Conservation Genetics

      Volume: 23 Issue: 6 Pages: 1039-1052

    • DOI

      10.1007/s10592-022-01470-6

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      Naoko Emura, Tomoaki Muranaka, Takaya Iwasaki, Mie N Honjo, Atsushi J Nagano, Yuji Isagi, Hiroshi Kudoh
    • Journal Title

      Annals of Botany

      Volume: 130 Issue: 7 Pages: 1029-1040

    • DOI

      10.1093/aob/mcac138

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      Ayako Izuno ,Yusuke Onoda,Gaku Amada,Keito Kobayashi,Mana Mukai,Yuji Isagi,Kentaro K. Shimizu
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      PLOS Genetics

      Volume: 18 Issue: 1 Pages: e1009987-e1009987

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009987

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      Ng Kevin Siong、Kobayashi MJ.、Fawcett JA.、Hatakeyama M、Paape T、Ng CH、Ang CC、Tnah LH、Lee CT、Nishiyama T、Sese J、O’Brien MJ.、Copetti D、Isa Mohd NM、Ong RC、Putra M、Siregar IZ.、Indrioko S、Kosugi Y、Izuno A、Isagi Y、Lee SL, Shimizu KK.
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1166-1166

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02682-1

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    • Author(s)
      Narita Ayu、Nakahama Naoyuki、Izuno Ayako、Hayama Kayo、Komaki Yoshiteru、Tanaka Takefumi、Murata Jin、Isagi Yuji
    • Journal Title

      Conservation Genetics

      Volume: 22 Issue: 5 Pages: 717-727

    • DOI

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    • Author(s)
      Ito Ryosuke K.、Harada Shigeo、Tabata Ryoichi、Watanabe Katsutoshi
    • Journal Title

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      Volume: 35 Issue: 2 Pages: 333-346

    • DOI

      10.1111/jeb.13955

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Published: 2021-10-22   Modified: 2025-04-17  

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