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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 2025)
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機能形質 / ゲノム / UAV / 生態系機能 / 樹冠 / 森林生態系機能 / 森林資源量評価 / ドローン / 温暖化適応 / 浸透交雑 / アロメトリー / 森林 / 形質 / ゲノム生態学 / 生産生態学 / 適応 / 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。R6年度においては、形質チームは、R4-5年度に、全国の23の森林固定試験地において取得したデータの解析を進め、樹種によって異なる樹冠アロメトリー式の作成や、樹種タイプによる成長特性の違いの広域評価を進めた。特筆すべきは、全国の森林固定試験地で取得したドローンLiDARによる詳細地形データや樹高データ、オルソ画像、さらには151種4328個体の樹冠データを公開したことである。ドローンLiDARは世界的にも普及しつつあるが、これほど多様な樹種をカバーしたデータセットは世界初である。ゲノムチームは、交雑帯1地点、ミズナラ・コナラの純系個体群、および圃場栽培株から、追加で580個体の全ゲノム解析を実施した。これらの全ゲノム情報を用いて標高勾配に沿ったクラインの時系列移動推定を行い、過去約200年間でミズナラが低標高側へ進出していることを明らかにした。この移動には気候変動に加え、種間相互作用・人的要因などが関与している可能性が示された。ハイマツーキタゴヨウの研究では、浸透交雑がもたらす気候変動への適応的意義の解明を目的として、八甲田山の交雑帯において温暖環境適応種であるキタゴヨウから寒冷環境適応種であるハイマツに浸透した候補遺伝子の機能推定を行い、地球温暖化のもとで増大すると予測される生物的・非生物的ストレス反応に関連する遺伝子が浸透した可能性を示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

計画時には10箇所ほどの森林固定試験地で調査することを目標にしていたが、全国23箇所で調査でき、かつそのデータをデータペーパーとして公開できた。本研究は森林資源量評価を大きく革新させるものである。

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。これまで取得したデータの解析を深化させ、研究のアウトプットを加速する。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (143 results)
  • Research Data

    (2 results)

All 2025 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (41 results) (of which Int'l Joint Research: 17 results,  Peer Reviewed: 41 results,  Open Access: 23 results) Presentation (99 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Wageninge University and Research(オランダ)

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      Takeshige Ryuichi、Htoo Kyaw Kyaw、Onishi Masanori、Rahman Farhadur Md.、Onoda Yusuke and 20 coauthors.
    • Journal Title

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      Volume: in press Issue: 4 Pages: 657-670

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12555

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      Htoo Kyaw Kyaw、Onishi Masanori、Farhadur Rahman Md.、Kitajima Kaoru、Onoda Yusuke
    • Journal Title

      Forest Ecology and Management

      Volume: 569 Pages: 122185-122185

    • DOI

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      Volume: 205 Issue: 1 Pages: 1-11

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      Onuki Keisuke、Ito Ryosuke K.、Mishina Tappei、Hashiguchi Yasuyuki、Ikeya Koki、Uehara Kazuhiko、Nishio Masaki、Tabata Ryoichi、Mori Seiichi、Watanabe Katsutoshi
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      Volume: 24 Issue: 1 Pages: 141-141

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      Ito Ryosuke K、Mishina Tappei、Hashiguchi Yasuyuki、Watanabe Katsutoshi
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      Volume: online early Issue: 2

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      Volume: 296 Pages: 110686-110686

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      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 27410-27410

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      Volume: 14 Issue: 9

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      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 957-957

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      Volume: 549 Pages: 121442-121442

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      Amada Gaku、Yoshiko Kosugi、Kitayama Kanehiro、Onoda Yusuke
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      Volume: 43 Issue: 8 Pages: 1400-1415

    • DOI

      10.1093/treephys/tpad053

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      Ecosystems

      Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 1061-1076

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      Alonso-Forn David、Sancho-Knapik Domingo、Fari?as Mar?a Dolores、Nadal Miquel、Mart?n-S?nchez Rub?n、Ferrio Juan Pedro、de Dios V?ctor Resco、Peguero-Pina Jos? Javier、Onoda Yusuke、Cavender-Bares Jeannine、Arenas Tom?s G?mez ?lvarez、Gil-Pelegr?n Eustaquio
    • Journal Title

      Annals of Botany

      Volume: 131 Issue: 5 Pages: 789-800

    • DOI

      10.1093/aob/mcad030

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      Volume: 226 Issue: 21 Pages: 1-14

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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
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      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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    • Journal Title

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      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
    • Journal Title

      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.
    • Journal Title

      Acta phytotaxonomica et geobotanica

      Volume: 73 Issue: 1 Pages: 49-56

    • DOI

      10.18942/apg.202109

    • ISSN
      1346-7565, 2189-7042
    • Year and Date
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    • Journal Title

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    • DOI

      10.1111/nph.18022

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      Volume: 49 Issue: 5 Pages: 836-852

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      Volume: 60 Issue: 6 Pages: 1405-1416

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      Volume: 32 Issue: 4 Pages: 1110-1119

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      Volume: 308 Issue: 4 Pages: 28-28

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      ミドリ印刷
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      • Funder Name
        Japan Society For The Promotion Of Science
      • e-Rad_funder
        1025
      • Identifier of Crossref Funder Registry

        https://doi.org/10.13039/501100001691

      • Japan Grant Number
        JP21H05314
      • Project Name
        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
    • Title
      Forest structure and crown dataset of 22 Japanese natural forests
    • Issued Date
      2026-04-06
    • Abstract
      日本各地の22箇所の森林の樹冠データベース
    • Research Field
      ライフサイエンス
    • Data Type
      dataset
    • Data Utilization and Provision Policy
      The dataset is distributed under the CC BY-NC 4.0 license.
    • Access Rights Type
      open access
    • Repository Information
      DIAS
    • URI

      https://jalter.diasjp.net/data/ERDP-2025-04

    • Contributor
      • Contributor Type
        Data Manager
      • Contributor Name
        DIAS Office
      • Contributor Type
        Hosting Institution
      • Contributor Name
        JAMSTEC
      • Contributor Type
        Contact Of Data Manager
      • Contributor Name
        dias-office*diasjp.net (メールアドレスは「@」を「*」に置換しています。)
    • Data No.

      JP21H05314-2024-0001

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      • e-Rad_funder
        1025
      • Identifier of Crossref Funder Registry

        https://doi.org/10.13039/501100001691

      • Japan Grant Number
        JP21H05314
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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
    • Title
      Forest structure and crown dataset of 22 Japanese natural forests
    • Issued Date
      2026-04-06
    • Abstract
      日本各地の22箇所の森林の樹冠データベース
    • Research Field
      ライフサイエンス
    • Data Type
      dataset
    • Data Utilization and Provision Policy
      The dataset is distributed under the CC BY-NC 4.0 license.
    • Access Rights Type
      open access
    • Repository Information
      DIAS
    • URI

      https://jalter.diasjp.net/data/ERDP-2025-04

    • Contributor
      • Contributor Type
        Data Manager
      • Contributor Name
        DIAS office
      • Contributor Type
        Hosting Institution
      • Contributor Name
        JAMSTEC
      • Contributor Type
        Contact Of Data Manager
      • Contributor Name
        dias-office*diasjp.net (メールアドレスは「@」を「*」に置換しています。)
    • Data No.

      JP21H05314-2024-0002

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      2024 Annual Research Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2026-04-14  

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