2020 Fiscal Year Annual Research Report
Strategy to control flowering gene expression in masting trees based on identification of individual roots
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20H00436
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
韓 慶民 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)
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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| Keywords | 生態・生物多様性 / 結実豊凶 / 根圏 / 遺伝情報 / 窒素代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
異常気象の頻発など環境変動は、送受粉、捕食、種子散布といった生物間相互作用にずれを生じさせ、森林生態系の生物多様性に打撃を与える可能性が高い。このため、生物多様性を支える基盤である樹木の種子生産について、その結実豊凶のメカニズムを解明し、環境変化に応答する樹木の結実間隔や着果量を予測し、生物多様性を維持するための対応策を提案することが求められている。
これまでに窒素資源がブナ種子の豊凶を制限する要因であることや、樹体内の窒素資源量の変動が開花遺伝子の発現量に影響を与えていることが明らかになっているが、土壌からの窒素吸収を担う細根や菌根菌の動態など「地下生態系」の機能は「ブラックボックス」のままであった。本研究では、まずは遺伝情報に基づいて根における個体分布を可視化し、地上部の樹冠と地下部の根圏共生系を統合した個体（群）を作り出す。これらの真の個体を対象として、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。
R2年度は、新潟県苗場山麓にあるブナ林分を対象に、15個体を含むプロットを1m×1mのメッシュに区分し、各メッシュの表層から有機物層、鉱質土層（0-5㎝）を掘り取り、土壌と細根を回収した。採取した土壌サンプルの窒素濃度を分析し、細根量及び土壌の栄養塩の空間分布図を作成した。有機物層と鉱質土層では、窒素濃度が5倍も差があることが明らかになった。また、細根の水平方向の分布範囲は樹冠よりも遥かに広く、地上部の個体空間配置と必ずしも一致しないことが分かった。さらに、導管・篩管からの樹液の採取技術を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、対象個体の枝・葉およびプロット内の細根・土壌サンプルの採取を実施できた。そのうえで土壌の窒素分析を行い、プロット内の土壌窒素分布図を完成させた。また葉の遺伝情報を基に、採取した細根の個体同定が可能であることを確認した。さらに樹液流束の測定を開始して、道管・師管からの樹液採取技術を確立した。以上のことから、研究は概ね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
R2年度と同様、R3年度も地上部の枝・葉、地下部の細根を定期的採取し、細根の個体識別を行うとともに、採取したサンプルの資源量と開花遺伝子の発現量の分析を始める。さらに樹液流束の計測を継続して、導管・篩管から採取した樹液のアミノ酸及び無機体窒素を定量する。
さらに、R2年度1m×1mのメッシュに採取した細根の個体識別を進め、地下部と地上部を統合した個体の空間分布図の作成を進む。
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Research Products
(2 results)
