| Project/Area Number |
20H00436
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
Han Qingmin 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 (40391180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮澤 真一 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 (10578438)
壁谷 大介 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 (30353650)
野口 享太郎 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 (70353802)
佐竹 暁子 九州大学, 理学研究院, 教授 (70506237)
松本 麻子 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 (90353862)
飯尾 淳弘 静岡大学, 農学部, 准教授 (90422740)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥44,980,000 (Direct Cost: ¥34,600,000、Indirect Cost: ¥10,380,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2020: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000)
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| Keywords | 生態・生物多様性 / 結実豊凶 / 根圏 / 遺伝子情報 / 窒素代謝 / 資源動態 / 遺伝情報 / 糖分組成 |
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| Outline of Research at the Start |
気候変動による森林生態系における物質循環への影響に関する研究の多くは樹冠中心に行われ、地下の生態系は「ブラックボックス」とされてきた。しかし、葉や果実の分解や細根から栄養塩の吸収など地下生態系の諸プロセスは、森林生態系の物質循環の駆動力であると注目されつつある。そこで本研究では、遺伝情報に基づく個体毎の樹冠－細根－菌根菌共生系の空間分布の解明、地上部－地下部間の窒素・炭素資源動態の経時変動パターンの解明に取り組む。これらと花芽形成および窒素代謝に関わる遺伝子発現の因果関係を検出することにより、植物－土壌系の窒素循環が結実豊凶現象を制御する仕組みの解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
To elucidate the mechanisms underlying the masting phenomenon, it is essential to uncover the "black box" of belowground nitrogen dynamics. In a Fagus crenata forest, we identified the fine-root distribution of six individual trees using genetic markers. Our findings suggest that masting may result from evolutionary selection favoring insulation from spatial heterogeneity in soil nutrient availability, thereby enhancing reproductive success. Inorganic nitrogen is implicated as a potential trigger for floral bud initiation. Additionally, we clarified the role of non-structural carbohydrates in supporting mast seeding. These results have been published in six international journals. Furthermore, six collaborative studies with international teams, aimed at understanding the evolutionary regulation of resource allocation in woody plant reproduction, were published in leading scientific journals.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果は、根圏を可視化し、地上部の樹冠と地下部の根圏共生系を統合した“個体”を識別できた初めての知見であり、樹木の結実豊凶メカニズムの全貌解明を画期的に進展させるだけでなく、個体間の競争・共生に関わる学問分野や陸域の炭素・窒素などの物質循環の研究を飛躍的に発展させるものである。ブナなどの堅果類樹木の結実間隔や着果量の予測だけでなく、今後予想される気候変動に対応したブナ林の天然更新や保全技術の開発、さらにはツキノワグマなどブナの結実に依存する野生生物の保護や管理手法の策定など、幅広い分野での応用面においても大いに貢献することが期待される。
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