共生微生物を活用した絶滅危惧樹木の革新的育苗技術開発

• Project/Area Number: 18H03955
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 奈良 一秀 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (60270899)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 陽介 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (30324552) ; 酒井 敦 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70353696) ; 金谷 整一 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90353648) ; 岩泉 正和 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (50391701)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥43,680,000 (Direct Cost: ¥33,600,000、Indirect Cost: ¥10,080,000); Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2021: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2020: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2019: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000); Fiscal Year 2018: ¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
• Keywords: 菌根菌 / 絶滅危惧樹木 / 外交配

Outline of Annual Research Achievements

樹木の成長や定着には菌根菌という根に共生する菌類が決定的な役割を果たしている。一般的な樹木の場合は、共生できる菌根菌も普遍的に分布しているため、苗畑の育苗において菌根菌の感染源不足で樹木の成長が阻害されることはほとんどない。しかし、分布域の極めて限られる絶滅危惧樹木の場合、成長や定着の鍵を握る菌根菌は僅かな残存林にのみ局在しており、どの苗畑にも分布していないことが分かってきた。こうした特定の菌根菌が苗畑に存在しないことが絶滅危惧樹木の育苗を困難にしている主因とも考えられる。そこで本研究では、絶滅危惧樹木トガサワラおよびヤクタネゴヨウを対象にして、それぞれに特異的に共生し、実生の更新に重要な働きをすると考えられる菌根菌トガサワラショウロとヤクタネショウロを育苗に活用することを目指し、必要な学術知見を得ることを目的とする。
トガサワラショウロとヤクタネショウロは、どちらも胞子散布を動物に依存することから、隔離状態にある宿主樹木（風媒花粉）集団以上に集団間の遺伝的な分化や集団内の近親交配が進行している可能性が高い。そこで、それぞれの菌種において集団間の生植隔離が進んでいるのかどうか、人為的な集団間の外交配が可能なのかどうか、外交配によって共生機能が回復するのかどうかを検証している。本年度は外交配の確認に十分な数のマイクロサテライトマーカーを開発するため、それぞれの菌種について、次世代シーケンサーでゲノム配列を取得したのち、多型が豊富で判別が容易な返し数の多い３塩基繰マイクロサテライト領域を中心にプライマーを設計し、増幅と多型の確認を行なった。その結果、各菌種について２０以上の多型性のあるマーカーを開発できた。これらを用いた交配確認を現在進めている。また、結実状況の調査については両樹種で継続調査を行なっているほか、トガサワラの現地実生の更新についても継続調査中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナの影響で研究活動が制限されたため、予算の一部を繰越して研究計画をすすめているが、研究内容自体には大きな変更はない。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通りに進める。

Research Products

• [Journal Article] ヤクタネゴヨウのマツ材線虫病対策 (2022)
  • Author(s): 金谷整一
  • Journal Title: 樹木医学研究 Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Soil spore bank communities of ectomycorrhizal fungi in Pseudotsuga japonica forests and neighboring plantations (2022)
  • Author(s): Okada Keita Henry、Matsuda Yosuke
  • Journal Title: Mycorrhiza Volume: 32 Pages: 83-93
  • DOI: 10.1007/s00572-021-01065-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial distribution of spore banks of ectomycorrhizal fungus, <i>Rhizopogon togasawarius</i>, at <i>Pseudotsuga japonica</i> forest boundaries (2022)
  • Author(s): Okada Keita Henry、Abe Hiroshi、Matsuda Yosuke、Nara Kazuhide
  • Journal Title: Journal of Forest Research Volume: 印刷中 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1080/13416979.2021.2023386
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ectomycorrhizal fungal communities in ice-age relict forests of Pinus pumila on nine mountains correspond to summer temperature (2020)
  • Author(s): Koizumi T, Nara K
  • Journal Title: ISME Journal Volume: 14 Pages: 189-201
  • DOI: 10.1038/s41396-019-0524-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 屋久島の森林生態系と絶滅危惧種ヤクタネゴヨウの保全 (2020)
  • Author(s): 金谷整一・手塚賢至
  • Journal Title: 農業新時代 Volume: 1 Pages: 30-37
  • NAID: 40022558008
• [Journal Article] Towards the conservation of ectomycorrhizal fungi on endangered trees: native fungal species on Pinus amamiana are rarely conserved in trees planted ex situ (2019)
  • Author(s): Sugiyama Y, Murata M, Kanetani S, Nara K
  • Journal Title: Mycorrhiza Volume: 29 Pages: 195-205
  • DOI: 10.1007/s00572-019-00887-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Discovery of Rhizopogon assocated with Larix from northeastern Siberia: insights into host shift of ectomycorrhizal fungi (2019)
  • Author(s): Miyamoto Y, Maximov TC, Sugimoto A, Nara K
  • Journal Title: Mycoscience Volume: 60 Pages: 274-280
  • DOI: 10.1016/j.myc.2019.03.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 絶滅危惧針葉樹ヤクタネゴヨウの遺伝的多様性と集団遺伝構造 (2022)
  • Author(s): 柴野達彦、金谷整一、手塚賢至、池亀寛治、大久保達彦、逢沢峰昭
  • Organizer: 日本森林学会大会
• [Presentation] 絶滅危惧樹木トガサワラが天然更新する環境条件 (2022)
  • Author(s): 酒井敦、安藤暁子、奈良一秀
  • Organizer: 日本森林学会大会
• [Presentation] 絶滅危惧樹木ヤクタネゴヨウ育苗のための外生菌根菌接種方法の検討 (2021)
  • Author(s): 大嶋健資・奈良一秀
  • Organizer: 土壌微生物学会
• [Presentation] 絶滅危惧種トガサワラの残存林周辺に潜在する外生菌根菌の空間分布 (2020)
  • Author(s): 岡田経太・松田陽介
  • Organizer: 第131回日本森林学会大会．名古屋大学（名古屋市）
• [Presentation] ヤクタネショウロの埋土胞子は何年生きるか：過去の松枯れ被害地から推定 (2020)
  • Author(s): 村田政穂・金谷整一・奈良一秀
  • Organizer: 第131回日本森林学会大会（名古屋大学, 3/27-3/30）
• [Presentation] 高知県安田川山希少個体群保護林におけるトガサワラの成長と更新 (2020)
  • Author(s): 酒井敦・安藤暁子・奈良一秀
  • Organizer: 第131回日本森林学会大会（名古屋大学, 3/27-3/30）
• [Presentation] 絶滅危惧樹木ヤクタネゴヨウ保全のための外生菌根菌の遺伝的救助 (2020)
  • Author(s): 大嶋健資・杉山賢子・金谷整一・村田政穂・奈良一秀
  • Organizer: 第131回日本森林学会大会（名古屋大学, 3/27-3/30）
• [Presentation] Molecular detections of soil inocula of an ectomycorrhizal fungus, Rhizopogon togasawariana, in Japanese Douglas-fir forests (2019)
  • Author(s): Okada K, Matsuda Y
  • Organizer: Asian Mycological Congress 2019(AMC 2019), Mie Center for the Arts,Tsu, Mie, Oct 1-Oct4
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] What will happen to ectomycorrhizal fungi in fragmented forests? : population genetic implications from endangered or relict forests (2019)
  • Author(s): Nara K
  • Organizer: The 10th International Workshop on Edible Mycorrhizal Mushroom (Oct. 20-25, Suwa, Nagano)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] What will happen to ectomycorrhizal fungi in fragmented forests? : population genetic implications from endangered or relict forests (2019)
  • Author(s): Nara K
  • Organizer: The 10th International Workshop on Edible Mycorrhizal Mushroom (Oct. 20-25, Suwa, Nagano)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 埋土胞子の混合接種による遺伝的に分化した外 生菌根菌集団間の外交配の誘導 (2019)
  • Author(s): 大嶋健資・杉山賢子・金谷整一・村田政穂・奈良一秀
  • Organizer: 第130回日本森林学会大会（新潟コンベンションセンター, 3/20-23）
• [Book] トガサワラ.高知県レッドデータブック2022植物編 (2022)
  • Author(s): 酒井敦（分担執筆）
  • Total Pages: 288
  • Publisher: 高知県