森林の形成と持続性に関与する因子の分子生物学的解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08408022
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 東 順一 京都大学, 農学研究科, 教授 (80115782)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武田 博清 京都大学, 農学研究科, 助教授 (60109048) ; 片山 幸士 京都大学, 農学研究科, 助教授 (30026512) ; 小崎 隆 京都大学, 農学研究科, 教授 (00144345) ; 高藤 晃雄 京都大学, 農学研究科, 教授 (50026598) ; 津田 盛也 京都大学, 農学研究科, 教授 (10026578)
• Keywords: 森林の形成 / 持続性 / 分子生物学 / 持続性に関する因子

Research Abstract

森林は植物-分解者-土壌の系での有機物、養分物質の蓄積、維持とリサイクルの上に成り立ている。このこのサイクルの中で初めて種の多様性が存在する。しかし、森林の形成に必要な因子はなにであるか、また森林の持続性の保持に必要な因子については不明な点が多い。そこで、本研究では最先端的な研究手法を用いてこのリサイクル系に関与する生物群とこの系の保持に不可欠な糖質・タンパク質・遺伝子群を同定し、その機能の向上ののための戦略の手がかりを得ることを目的としている。三年にわたる本研究課題のなかで初年度にあたる今年度の研究で得られた成果の概要は以下のとおりである。
1)自然環境の元での樹木系植物構成成分の分解を分析したところ、C源ではセルロースのみが特異的に分解されるのではなく、セルロース・ヘミセルロース系マトリックス成分がほぼ均等に分解し、リグニンに富む残渣を形成するとともに、植食者のN源との比(C/N比)一定になる機構解明のヒントが得られた。このことから植食者の有する分解酵素系の予測と意義を推定した。
2)植食者の昆虫であるシロアリによるセルロース分解における中腸のβ-グルコシダーゼの役割を明確にすることができた。
3)森林における無機元素の動態を分析し、リターの持つ重みと酸性降下雨の影響を把握した。
4)セルロースの生分解性を解明する基礎としてセルロース及びその誘導体の高次構造解析を行った。
5)植物と菌間の相互作用を菌側のDNA多様性解析を行うことにより分析し、分子同定法を確立した。
6)砂漠化に伴う土壌の劣化のメカニズムを解析するとともに根圏における無機窒素の動態を分析した。
7)ダニ、天敵と植物間の相互作用物質の生体化学を元にした植物者の人為的制御と環境への影響を分析し、天敵の導入の有用性を明らかにした。

Research Products

• [Publications] 武田博清: "森林生態系における物質循環のしくみ" 化学と生物. 35. 26-31 (1996)
• [Publications] M.Hasegawa: "Carbon and nutrient dynamics in decomposing pine needle litter in relation to the fungal and faunal abundances" Pedobiologia. 40. 171-181 (1996)
• [Publications] H.Takeda: "Templates for the organization of soil animal communities in tropical forests" The Raffles Bull.Zool.44. 25-32 (1996)
• [Publications] T.Iwata: "Molecular and crystal structure of cellulose propanoate diacetate(CPDA,2,3-di-O-acetyl-6-O-propanoyl cellulose)" Cellulose. 3. 91-106 (1996)
• [Publications] T.Iwata: "Molecular and crystal structure of cellulose acetate dipropanoate(CADP,6-acetyl-2,3-di-O-propanoyl cellulose)" Cullulose. 3. 107-124 (1996)
• [Publications] Y.Fujii: "Changes in chemical composition within an internode of elongating bamboo" Holzforschung. 50. 525-530 (1996)
• [Publications] S.Kido: "Isolation and characterization of arabinogalactan proteins released by cellulase digestion of cabbage leaves" J.Agric.Food.Chem.44. 3431-3436 (1996)
• [Publications] M.Kobayashi: "Two chains of rhamnogalacturonan II are cross-linked by borate-diol ester bonds in higher plant cell walls" Plant Physiol.110. 1017-1020 (1996)
• [Publications] K.Shimizu: "Genetic analysis of Cochliobolus heterostrophus albino mutants with deficiencies at two loci" Mycoscience. 36. 345-349 (1996)
• [Publications] J.Yanai: "Effects of inorganic nitrogen application on the dynamics of the soil solution compisition in the root zone of maize" Plant and Soil. 180. 1-9 (1996)
• [Publications] K.Itami: "Evaluation of relationship between dispersibility of soils and cherge characteristics using a modified ion adsorption method ; An example of soils from Wakayama Prefecture" Japan Soil Sci.Plant Nutr.42. 521-530 (1996)
• [Publications] K.Itami: "Effects of removal of free oxides on changes in dispersibility and charge characteristics of soils" Soil Sci.Plant Nutr.42. 593-602 (1996)
• [Publications] 武田博清: "森林生体学(岩坪五郎編)" 東京 文永堂出版, (1996)
• [Publications] 津田盛也: "総合防除と環境保全型農業、環境保全型農業(櫻井倬編)" 農林統計協会, (1996)