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開放系二酸化炭素増加処理をした落葉広葉樹の被食防衛物質の局在性の解明

Research Project

Project/Area Number 18658060
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 林学・森林工学
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

小池 孝良  Hokkaido University, 大学院・農学研究院, 教授 (10270919)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 寺澤 実 (寺沢 実)  北海道大学, 名誉教授 (50003124)
秋元 信一  北海道大学, 大学院・農学研究院, 教授 (30175161)
笹 賀一郎  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70125318)
高木 健太郎  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 助教 (20322844)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords温暖化 / 窒素沈着 / 光合成能力 / ブナ / ミズナラ / フェノール / 組織化学 / 局在 / 光合成
Research Abstract

ブナとミズナラの光学顕微鏡写真の結果から、高CO_2処理ではブナとミズナラの葉の柵状組織が発達していた。成長と防御はトレードオフの関係であることから防御に投資できる分は限られるために、被食防衛物質は葉の内部全体に均一に分布させるのではなく、重要な器官や組織に分布させる効率のよい防御を行っている。予想では、CO_2濃度が高まると二次代謝産物量が増え、被食防衛物質の量も増加することによって防衛物質を余分に葉内により広く分布させることができると考えていた。ブナでは高CO_2処理区で被食防衛物質が表皮細胞だけでなく、柵状組織にも顕著に局在していたが、これは高CO_2処理によって二次代謝産物が増加し、防御物質をより多く生産することで、葉の全体へ広く局在させることができるようになったためと考えられる。事実、定量分析の結果からは特に縮合タンニン量が高CO_2処理によって増加していたことと対応していた。
ミズナラではCO_2処理と窒素付加による局在への影響は見られなかった。しかし、これらの樹種は比較的遷移後期に出現する樹種であり、光合成産物を貯蔵してから翌年以降の成長へ回す特徴を持つ。このため1年目では影響への応答が現れにくいために変化が見られなかったと考えられる。
ブナとミズナラでLMAの値が高CO_2処理によって増加する傾向が見られたが、ホオノキとウダイカンバではほとんど差が見られなかった。ブナとミズナラのLMAの増加は、顕微鏡観察の結果から柵状組織の発達に関係していると考えられる。LMAは葉の堅さと対応しているので、ブナとミズナラでは高CO_2処理によって葉の物理的防御が高まったと考えられる。また、窒素付加による影響はほとんど見られなかったが、ブナで施肥区よりも対照区でLMAが高くなる傾向が見られた。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Methane emission from leaves of larch, birch and oak saplings grown underelevated CO_2 in northern Japan -A preliminary study-2007

    • Author(s)
      Kitaoka, S., Sakata, T., Koike, T., Tobita, H., Uemura, A., Kitao, M., Maruyama, Y., Sasa, K. and Utsugi, H
    • Journal Title

      Journal of Agriculture Meteorology 63

      Pages: 201-206

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of leaf lifespan, photosynthesis and defensive traits across seven species of deciduous broad-leaf tree seedlings2006

    • Author(s)
      Matsuki, S., Koike, T.
    • Journal Title

      Annals of Botany 97

      Pages: 813-817

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Tradeoff between shade adaptation and mitigation of photoinhibition in leaves of Querucus mongolica and Acer mono acclimated to deep shade2006

    • Author(s)
      Kitao, M., Lei, T.T., Koike, T., Tobita, H., Maruyama, Y.
    • Journal Title

      Tree Physiology 26

      Pages: 441-448

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Photosynthesis, leaf longevity and defense characteristics in trees of Betulaceae planted in Northern Japan2006

    • Author(s)
      Koike, T., Matsuki, S., Choi, D.S., Matsumoto, T., Watanabe, Y., Maruyama, Y.
    • Journal Title

      Eurasian Journal of Forest Research 9

      Pages: 69-78

    • NAID

      120000962205

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 変動環境に対するミズナラ稚樹の葉内被食防衛物質の局在の変化2008

    • Author(s)
      渡邊陽子、北岡 哲、大塚優佳、日向潔美、笹 賀一郎、小池孝良
    • Organizer
      目本森林学会
    • Place of Presentation
      東京農工大学農学部
    • Year and Date
      2008-03-28
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 落葉広葉樹個葉における被食防衛物質の局在と変動環境に対する応答2007

    • Author(s)
      渡邊陽子、北岡 哲、大塚優佳、日向潔美、笹 賀一郎、小池孝良
    • Organizer
      樹木医学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学野依記念館
    • Year and Date
      2007-11-30
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      2007 Annual Research Report
  • [Book] ブナ林再生の応用生態学2008

    • Author(s)
      小池孝良(分担執筆)
    • Total Pages
      310
    • Publisher
      文一総合出版
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      2007 Annual Research Report
  • [Book] 植物と環境ストレス(伊豆田猛編著)2006

    • Author(s)
      小池孝良
    • Publisher
      コロナ社、東京
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      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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