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Elucidation of abnormal xylem formation mechanism under insect defoliation

Research Project

Project/Area Number 20K06156
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40020:Wood science-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Watanabe Yoko  北海道大学, 農学研究院, 研究員 (30532452)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安江 恒  信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (00324236)
大野 泰之  地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 森林研究本部 林業試験場, 研究主幹 (30414246)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords失葉 / 光合成産物の分配 / 木質形成 / ウダイカンバ / カラマツ / 13CO2パルスラベリング / ナイフマーキング / white ring / 木部繊維壁 / 仮道管壁 / 食葉性昆虫 / 炭素安定同位体パルスラベリング / 形成層 / carbon allocation
Outline of Research at the Start

近年、冷温帯林で食葉性昆虫が大発生し、森林樹木の成長期の失葉が頻発している。その結果、年輪幅の減少などが生じ異常な木質が形成される。これは、失葉とその後の再展葉による光合成産物の減少が原因であると考えられるが、未だそのメカニズムは解明されていない。本課題では、炭素安定同位体を含む二酸化炭素を光合成により樹体内に取り込ませ、成長期の失葉とその後の再展葉による光合成産物の分配の変化を追うことで、異常な木質形成のメカニズムを解明する。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to clarify whether anomalous xylem formation under insect defoliation is caused by changes in carbon allocation by defoliation treatment, 13CO2 pulse labeling, and pinning methods. The results suggest that under defoliation, xylem formation did not occur using photosynthates before defoliation treatment, but may have been formed by photosynthates acquired after refoliation or by storage materials in the tree. The results of this study indicate that insect defoliation alters the carbon allocation and affects subsequent xylem formation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで成長期の失葉と異常な木質形成の関連が指摘されていたが、詳細は不明だった。本研究は、樹木が成長期に失葉した場合の光合成産物の分配の変化と木質形成の関係を明らかにすることができた。この異常な木質形成は木材として利用するときに材質低下を招くことが知られている。今後、地球環境変動下で食葉性昆虫の大発生の頻度増加が予測されており、本研究の結果は、地球環境変動下での森林管理および木材利用における知見を提供することができる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 北海道におけるクスサンの発生状況と樹木への影響2023

    • Author(s)
      大野泰之・渡邊陽子
    • Journal Title

      北方林業

      Volume: 74 Pages: 1-4

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 食葉性昆虫の大規模食害による失葉下での樹木の木質形成2021

    • Author(s)
      渡邊陽子・大野泰之
    • Journal Title

      昆虫と自然

      Volume: 56 Pages: 27-30

    • NAID

      40022518437

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ウダイカンバにおける光合成産物の肥大成長への配分への摘葉の影響2023

    • Author(s)
      山本陽太・渡辺陽子・大野泰之・安江 恒
    • Organizer
      第73回日本木材学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 食葉性昆虫の大発生による失葉は木質形成に影響する2021

    • Author(s)
      渡邊陽子
    • Organizer
      日本木材学会 組織と材質研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 食葉性昆虫による食害とその後の樹木の成長・生存 -北海道における事例-2021

    • Author(s)
      大野泰之
    • Organizer
      日本木材学会 組織と材質研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Insect defoliationによるウダイカンバの木質形成への影響2021

    • Author(s)
      渡辺陽子・大野泰之・安江 恒
    • Organizer
      第71回日本木材学会大会(東京農工大学、オンライン)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 木本植物の被食防衛2023

    • Author(s)
      小池 孝良、塩尻 かおり、中村 誠宏、鎌田 直人
    • Total Pages
      280
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320058408
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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