Carbon allocation model for explaining fungal interspecific interaction and decomposition

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22444
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Fukasawa Yu 東北大学, 農学研究科, 助教 (30594808)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上村 真由子 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (60444569) ; 井手 淳一郎 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (70606756) ; 三浦 政司 鳥取大学, 地域価値創造研究教育機構, 准教授 (80623537)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 菌類 / 競争 / シミュレーション / 炭素配分 / トレードオフ / 分解

Outline of Final Research Achievements

To demonstrate fungal interspecific competition by computer simulation, we developed agent-based model including carbon allocation strategies of fungi. The model consists of mycelia as agents, their growth, secondary metabolites production, and nutrient transfer as behavioural tactics. Also, we described the effect of secondary metabolites on competitor's growth as interspecific interactions, and the effects of temperature stress on fungal behavioural tactics. Based on this model, we developed an computer simulator to represent fungal competition.

Free Research Field

菌類生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

菌種間競争を説明する有効なモデルの構築は長年追求されてきた研究課題であるが、これまで化学分析や遺伝子解析等における技術的な限界のために明確なモデルを示すことができなかった。本研究は、複雑な菌類群集の分解機能という生態学的に極めて重要なテーマにおける有効なブレイクスルーを提案できると考えられ、挑戦する意義は大きい。その成果からは、温暖化による炭素循環への影響の予測精度向上や、効率的なバイオマスエネルギー変換法など、様々な分野への応用が期待できる。