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Mechanism of nitrogen supply to conifer seedlings from the symbiotic system of feathermoss, cyanobacteria, and mycorrhizal fungi in the regeneration on fallen logs

Research Project

Project/Area Number 18H02231
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Matsushita Norihisa  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00282567)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福田 健二  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30208954)
練 春蘭  東京大学, アジア生物資源環境研究センター(現在使用不可), 教授 (40376695)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords共生 / 窒素固定 / 倒木更新 / 亜高山帯林 / 北方林 / シアノバクテリア / イワダレゴケ / タチハイゴケ / 窒素固定速度 / 更新 / マツ科樹木 / 葉齢 / 単離 / コメツガ / シラビソ
Outline of Final Research Achievements

In boreal and subalpine forests, feathermoss communities develop on fallen logs are one of the main regeneration sites for conifers. The dominant bryophytes in the communities, such as Hylocomius splendens and Pleurozium schreberi, are colonized by nitrogen-fixing cyanobacteria, suggesting that the feathermoss-cyanobacteria symbiosis plays an important role in supplying nitrogen to conifer seedling on fallen logs. To understand the symbiosis between feathermosses and cyanobacteria and nitrogen fixation by cyanobacteria on fallen logs, we clarified (1) spatial distribution and nitrogen fixation rate of cyanobacteria in feathermoss communities on fallen logs, (2) environmental factors affecting cyanobacterial colonization on H. splendens and nitrogen fixation rate of cyanobacteria, (3) community structure of cyanobacteria colonizing H. splendens.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本では森林の更新や物質循環に関する多くの研究が行われてきたが,コケ植物に着生するシアノバクテリアの窒素固定については全く着目されてこなかった。本研究では,コケ植物上におけるシアノバクテリアの詳細な空間分布の解明や新たなシアノバクテリア系統の発見など,国際的にも新規性の高い成果を得ることができた。一方,北方林は,陸上生態系の中でも気候変動の影響を受けやすい場所と推測されている。シアノバクテリアによる窒素固定量は,北方林への窒素供給量の半分以上を占めると推測されていることから,本研究の成果は,今後の気候変動が北方林の更新や物質循環に与える影響を評価するうえでも重要な知見になると期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Snow mold fungus <i>Racodium therryanum</i> is phylogenetically <i>Herpotrichia juniperi</i>2021

    • Author(s)
      Iwakiri A, Matsushita N, Fukuda K
    • Journal Title

      Mycoscience

      Volume: advpub Issue: 0 Pages: 406-409

    • DOI

      10.47371/mycosci.2021.10.001

    • NAID

      130008118966

    • ISSN
      1340-3540, 1618-2545
    • Year and Date
      2021-11-05
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] New microsatellite markers for the population studies of Racodium therryanum, a causal agent of snow blight in Japan2021

    • Author(s)
      Iwakiri A, Sakaue D, Matsushita N, Fukuda K
    • Journal Title

      Forest Pathology

      Volume: 51 Issue: 2

    • DOI

      10.1111/efp.12666

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genet distribution of the snow blight fungus <i>Racodium therryanum</i> in a nursery of conifers in Hokkaido2020

    • Author(s)
      岩切鮎佳,坂上大翼,松下範久,福田健二
    • Journal Title

      Tree and Forest Health

      Volume: 24 Issue: 3 Pages: 153-159

    • DOI

      10.18938/treeforesthealth.24.3_153

    • NAID

      40022367700

    • ISSN
      1344-0268, 2189-7204
    • Year and Date
      2020-07-31
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イワダレゴケ茎葉体のシアノバクテリア着生及び窒素固定量の齢別傾向2021

    • Author(s)
      原巳美子,中村俊彦,松下範久,福田健二
    • Organizer
      第132回日本森林学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 天然林における暗色雪腐病菌の集団遺伝構造2021

    • Author(s)
      岩切鮎佳,松下範久,福田健二
    • Organizer
      第132回日本森林学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 亜高山帯林の倒木上イワダレゴケ群落における共生シアノバクテリアの分布2020

    • Author(s)
      原巳美子,久保光,中村俊彦,松下範久,福田健二
    • Organizer
      第131回日本森林学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] エゾマツの発芽を阻害する菌害の検討2019

    • Author(s)
      岩切鮎佳,松下範久,福田健二
    • Organizer
      樹木医学会第24回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] アカエゾマツの苗床における暗色雪腐病菌のジェネット分布2018

    • Author(s)
      岩切鮎佳,坂上大翼,松下範久,福田健二
    • Organizer
      樹木医学会第23回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 暗色雪腐病菌の苗畑と造林地における遺伝構造の比較2018

    • Author(s)
      岩切鮎佳,坂上大翼,松下範久,福田健二
    • Organizer
      第130回日本森林学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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