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北東アジアの塩類土壌地帯での再造林樹種に資する新耐性指標の探索と利用

Research Project

Project/Area Number 18J20319
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Forest science
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

菅井 徹人  北海道大学, 農学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsカラマツ属 / 耐塩性 / イオン恒常性 / 樹木根 / ハコヤナギ属 / 養分恒常性 / 塩ストレス
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、中国東北部からユーラシア大陸極東における持続可能な森林管理を見据えて、土壌塩類化等の環境劣化が、人工林に広く利用されているカラマツ属苗木に及ぼす影響を生理生態学的な視点から評価し、変動環境下における適地適木と育林基盤の構築を目指した。主な研究対象としてグイマツ、カラマツ、また育種開発されたグイマツ雑種F1の苗木を用い、個体レベルから個葉・個根レベルにおける耐塩性を種間比較法で評価した。個葉レベルでは光合成活性と、葉内のナトリウムやカリウムなどのカチオン濃度との関係に着目した。塩ストレスによる葉のナトリウム濃度の増加に伴った光合成速度等の生理活性の阻害度合いを従来の耐塩性指標とした上で、さらに本研究では葉のナトリウム濃度の増加に伴う、カリウム等の濃度の低下程度をカチオンの恒常性の指標として種ごとに算出し、耐塩性に関連する個葉レベルの新指標とした。従来の耐塩性指標と新指標との関係を種間比較法で評価した結果、塩ストレス下におけるカラマツ属における個葉生理活性は、葉のイオンバランスが維持されているほど高いことが示された。さらに本研究では、地上部の形質に加えて、地下部、根系の塩ストレス応答を、カラマツ属の根系成長が最も活発な時期において評価した。個根レベルでは主根と、一次成長根と二次成長根の側根の構造別で評価したところ、構造別の根系には形態特性の明瞭な変化が見られなかった。一方で、主根と側根、一次成長根と二次成長根間の形態特性の比率は、個体の耐塩性が低いほど塩ストレスで低下しており、カラマツ属における根系全体における形態的バランス維持が耐塩性に関連する可能性がある。これらの結果から、カラマツ属の地上部や地下部の形質は個体レベルの耐塩性を関連することが示唆されたが、本試験の結果は3種に限られており、提案した新しい耐塩性指標の一般性は更に検証する必要があると考えられた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 形態形質と内部構造からみたトドマツ苗木の当年生葉の発達と遮光処理に対する応答2021

    • Author(s)
      石塚 航、菅井 徹人
    • Journal Title

      北海道林業試験場研究報告

      Volume: 58 Pages: 51-60

    • NAID

      40022618805

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 土壌の締め固めと苗木の生育—根系への注目—2020

    • Author(s)
      菅井 徹人、小池 孝良、渡部 敏裕
    • Journal Title

      Shinrin Kagaku

      Volume: 90 Issue: 0 Pages: 14-18

    • DOI

      10.11519/jjsk.90.0_14

    • NAID

      130007937011

    • ISSN
      0917-1908, 2424-1490
    • Year and Date
      2020-10-01
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluating Soil-Root Interaction of Hybrid Larch Seedlings Planted under Soil Compaction and Nitrogen Loading2020

    • Author(s)
      Tetsuto Suga, Satoko Yokoyama, Yutaka Tamai, Hirotaka Mori, Enrico Marchi, Toshihiro Watanabe, Fuyuki Satoh, Takayoshi Koike
    • Journal Title

      Forests

      Volume: 11 Issue: 9 Pages: 947-947

    • DOI

      10.3390/f11090947

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Developing ozone risk assessment for larch species2020

    • Author(s)
      Paoletti Elena、Hoshika Yasutomo、Agathokleous Evgenios、Sugai Tetsuto、Koike Takayoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Forests and Global Change

      Volume: (In press)

    • DOI

      10.3389/ffgc.2020.00045

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Leaf defense capacity of Japanese elm (Ulmus davidiana var. japonica) seedlings subjected to a nitrogen loading and insect herbivore dynamics in a free air ozone-enriched environment2020

    • Author(s)
      Sugai Tetsuto、Okamoto Shota、Agathokleous Evgenios、Masui Noboru、Satoh Fuyuki、Koike Takayoshi
    • Journal Title

      Environmental Science and Pollution Research

      Volume: 27 Issue: 3 Pages: 3350-3360

    • DOI

      10.1007/s11356-019-06918-w

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Salt Stress Reduced the Seedling Growth of Two Larch Species Under Elevated Ozone2019

    • Author(s)
      Sugai Tetsuto、Yannan Wang、Watanabe Toshihiro、Satoh Fuyuki、Qu Laiye、Koike Takayoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Forests and Global Change

      Volume: 2 Pages: 1-12

    • DOI

      10.3389/ffgc.2019.00053

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nitrogen loading increases the ozone sensitivity of larch seedlings with higher sensitivity to nitrogen loading2019

    • Author(s)
      Sugai Tetsuto、Watanabe Toshihiro、Kita Kazuhito、Koike Takayoshi
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 663 Pages: 587-595

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2019.01.292

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 被陰に対するトドマツ個葉の順化能力と産地間の遺伝的変異2020

    • Author(s)
      菅井徹人
    • Organizer
      2020年度北海道植物学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 崩壊斜面におけるカラマツ実生の光合成特性とマルチスペクトル画像の関係2020

    • Author(s)
      菅井 徹人・和田 尚之・大橋 瑞江・渡部 敏裕・中田 康隆・速水 将人
    • Organizer
      第67回日本生態学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] What we start with seedlings planted on landslides caused by Hokkaido Eastern Iburi Earthquake2019

    • Author(s)
      Sugai Tetsuto, Wada Hisayuki, Hayamizu Masato, Nakata Yasutaka, Ohashi Mizue, Watanabe Toshihiro
    • Organizer
      第5回北海道大学部局横断シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 土壌窒素バランスに対する小麦の葉位別イオノーム解析と光合成機能の関連2019

    • Author(s)
      菅井徹人・丸山隼人・渡部敏裕・信濃卓郎
    • Organizer
      日本土壌肥料学会北海道支部 2019年度秋季支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ナトリウムによるテンサイの生育促進機構に関する研究2019

    • Author(s)
      小濱諒太・合田健登・丸山隼人・菅井徹人・信濃卓郎・渡部敏裕
    • Organizer
      日本土壌肥料学会北海道支部 2019年度秋季支部大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 塩ストレス下で生育したカラマツ属3種の葉内養分と地下部形質の関係性2019

    • Author(s)
      菅井徹人・矢原ひかり・牧田直樹・渡部敏裕
    • Organizer
      第50回記念根研究集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Photosynthetic responses of larch species to salt and/or N loading -Tentative report-2018

    • Author(s)
      Sugai Tetsuto, Watanabe Toshihiro, Maruyama Hayato, Koike Takayoshi
    • Organizer
      The 4th Asia Atmospheric Pollution Workshop
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of salinity stress on the growth and physiology of hybrid larch F1 and its parents exposed to elevated ozone2018

    • Author(s)
      菅井徹人、汪 雁楠、張 超群、来田和人、小池孝良、渡部敏裕
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of ozone on two larch species treated with ammonium sulfate or salt loading2018

    • Author(s)
      Sugai Tetsuto, Wang Yannag, Tsubo Natsumi, Zhang Conquan, Watanabe Toshihiro, Kita Kazuhito, Koike Takayoshi
    • Organizer
      International Conference on Ozone and Plant Ecosystems 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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