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野外植物集団における被食防衛反応と植物間コミュニケーションに関する研究

Research Project

Project/Area Number 10J00424
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Ecology/Environment
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

石崎 智美  北海道大学, 大学院・環境科学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords食害 / 誘導防衛 / 植物間コミュニケーション / 植食者誘導性揮発性物質 / 国際情報交換 / アメリカ合衆国 / 形質変化 / 季節変動 / 遺伝的近縁度 / クローン成長 / 実生 / Artemisia tridentata
Research Abstract

キク科ヨモギ属のsagebrushは食害を受けると被害部位から強い匂いを放出し、自らおよび近隣個体の防衛反応を誘導する(植物間コミュニケーション)。本研究では植物間コミュニケーションの生態学的役割を明らかにすることを目的とした。
匂い受容後に誘導される防衛反応機構の詳細を解明するため、匂い受容後の葉形質の変化、および、植食者(アブラムシ)の選好性の変化を測定した。その結果、匂い暴露処理を行った枝では、処理の2か月後に植食者の選好性が低下し、水分含量が減少することが明らかになった。今後は、他の形質の変化についても調査を行い、防衛機構の詳細を明らかにする予定である。
また、sagebrushでは、匂い受容の時期によって誘導される防御反応の強さが異なり、展葉期に匂いを暴露した場合に最も食害が減少することが示されている。そこで、展葉期(5月)または花序形成期(7月)における、食害または匂いの受容がsagebrushの成長および種子繁殖に与える影響について調査を行った。本研究では、カリフォルニア州の野外集団において、隣接して生育する2個体を選び、そのうち片方の個体に展葉期または花序形成期に個体あたり25%の葉を切除する摘葉処理を行った。その後、結実期(9月)に摘葉個体および無傷の隣接個体(匂い暴露個体)の成長量と花柄乾燥重量を測定した。その結果、摘葉処理を行った個体では、展葉期の処理によって成長量が減少することが明らかになった。従って、展葉期の食害は個体の適応度を低下させる可能性が高く、この時期に防衛反応を強く誘導することが重要であると考えられた。一方、匂い暴露処理を行った個体では、花序形成期の処理により花柄乾燥重量が増加した。以上のことから、sagebrushは、食害を受ける時期により、匂いに対する反応を変化させ適応度の低下を防ぐことが示唆された。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Clonal growth of sagebrush (Arttemisia tridentata) (Asteraceae) and its relationship to volatile communication2012

    • Author(s)
      Satomi Ishizaki, Kaori Shiojiri, Richard Karban, Masashi Ohara
    • Journal Title

      Plant Species Biology

      Volume: 27 Issue: 1 Pages: 69-76

    • DOI

      10.1111/j.1442-1984.2011.00333.x

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prolonged exposure is required for communication in sagebrush2012

    • Author(s)
      Kaori Shiojiri, Richard Karban, Satomi Ishizaki
    • Journal Title

      Arthropod-Plant Interactions

      Volume: 6(印刷中) Issue: 2 Pages: 197-202

    • DOI

      10.1007/s11829-011-9180-1

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanisms of reproductive isolation of interspecific hybridization between Trillium camschatcense and T.tschonoskii (Melanthiaceae)2012

    • Author(s)
      Satomi Ishizaki, Tamayo Abe, Masashi Ohara
    • Journal Title

      Plant Species Biology

      Volume: 27(印刷中) Issue: 3 Pages: 204-214

    • DOI

      10.1111/j.1442-1984.2012.00378.x

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clonal growth of sagebrush (Artemisia tridentata) (Asteraceae) and its relation to volatile communication2011

    • Author(s)
      Ishizaki S., Shiojiri K., Karban R., Ohara M.
    • Journal Title

      Plant Species Biology

      Volume: 26(印刷中)

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An air transfer experiment confirms the role of volatile cues in communication between plants2010

    • Author(s)
      Karban R., Shiojiri K., Ishizaki S.
    • Journal Title

      American Naturalist

      Volume: 176 Pages: 381-384

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 植物間コミュニケーションによる食害抵抗性の誘導およびそれらに影響を与える生態学的要因2012

    • Author(s)
      石崎智美, 大原雅, 塩尻かおり, Richard Karban
    • Organizer
      日本生態学会第59回大会
    • Place of Presentation
      龍谷大学(大津市)
    • Year and Date
      2012-03-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Sagebrush (Artemisia tridentata)の被食防衛反応と植物間コミュニケーション2011

    • Author(s)
      石崎智美, 塩尻かおり, Richard Karban, 大原雅
    • Organizer
      北海道植物学会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-02
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物間コミュニケーションがsagebrush(Artemisia tridentata)の実生の生存および食害に与える影響2011

    • Author(s)
      石崎智美, 大原雅, 塩尻かおり, Richard Karban
    • Organizer
      日本生態学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2011-03-10
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of genetic relationship on volatile communication of sagebrush (Artemisia tridentata)2010

    • Author(s)
      Ishizaki S., Shiojiri K., Karban R., Ohara M.
    • Organizer
      Ecological interaction networks that promote biodiversity From Gene to Ecosystem
    • Place of Presentation
      京都大学芝蘭会館別館
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://noah.ees.hokudai.ac.jp/eandg/ohara/publications.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://noah.ees.hokudai.ac.jp/e_and_g/ohara/publications.html

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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