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Altitudinal variation in leaf out phenology and its evolutionary response to climate change in Fagus crenata populations

Research Project

Project/Area Number 18K05737
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

Ishida Kiyoshi  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (10343790)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords開葉フェノロジー / 開芽積算温度 / 晩霜 / 消雪日 / 集団間変異 / 表現型可塑性 / 遺伝的変異 / 気候温暖化 / ブナ / 開芽時期 / 標高傾度 / 地形間変異 / 消雪時期 / 晩霜害 / 多雪山地 / 開葉時期 / 標高 / 集団内変異 / 積算温度 / 冷温日数 / 場所間変異 / 年度間変異 / 発芽時期 / 局所適応 / 耐凍性 / 自然選択 / 標高間変異 / 気候変動 / 進化的応答
Outline of Final Research Achievements

We studied local variations and phenotypic plasticity in leaf out phenology of Fagus crenata populations in the Hakkoda mountains, Aomori prefecture, on the basis of field survey at multiple areas with different altitudes and topographies. We revealed that observed local variation was related to the late frost regimes and the day of snow-melting. We also found that the temperature sum of budburst and that of leaf expansion correlated with the chilling days (chilling duration during autumn to spring before leaf out) and that the extent of phenotypic plasticity of the temperature sum differed between populations with different topographies. In plantation experiments, we observed that the day of budburst od seedlings differed between provenances with different altitudes and late frost regimes, indicating genetic variation along altitude and topographies. In addition, we suggested that the extent of phenological response to climate warming would differ between populations.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自然集団を対象とした観測により明らかにしたブナの開芽時期の標高・地形間変異と表現型可塑性についての知見は、今後の気候温暖化に伴ってブナ集団の春の季節性が短期的にどのように変化するのかを予測することに貢献する。また、標高別植栽試験によって明らかにしたブナの開芽日における表現型可塑性の遺伝的変異は、気候温暖化に伴う集団の進化的応答(次世代における開芽日の変化)の予測の基礎となる。環境変化に対する樹木集団の進化的応答のポテンシャルを推定した研究事例は少なく、本研究の成果は環境変動に対する樹木の適応可能性についての理解の深化に貢献するものといえる。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Habitat Segregation between <i>Fagus crenata</i> and <i>Quercus crispula</i>: Factors Causing Their Distributions on a Snowy Mountain2021

    • Author(s)
      渡辺陽平・白濱千紘・石田清
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Forest Society

      Volume: 103 Issue: 6 Pages: 379-390

    • DOI

      10.4005/jjfs.103.379

    • ISSN
      1349-8509, 1882-398X
    • Year and Date
      2021-12-01
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      Oribe Y, Morioka M, Shirahama C, Kawabe S, Nabeshima E, and Ishida K
    • Journal Title

      Dendrochronologia

      Volume: 69 Pages: 125875-125875

    • DOI

      10.1016/j.dendro.2021.125875

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      Tamaki I, Wadasaki N, Ishida K and Tomaru N
    • Journal Title

      Plant species biology

      Volume: 36 Issue: 4 Pages: 596-601

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12344

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      石田清・倉内優衣・中林綾香
    • Journal Title

      東北森林科学会誌

      Volume: 26 Pages: 1-12

    • NAID

      40022545965

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    • Author(s)
      池田紘士・石田清・石田祐宣・ほか15名
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    • Publisher
      弘前大学出版会
    • ISBN
      9784907192921
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    • Publisher
      弘前大学出版会
    • ISBN
      9784907192921
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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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