How does the interspecific variation of leaf traits affect the acclimation capacity of plants?

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03316
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小口 理一 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任講師 (10632250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日浦 勉 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70250496) ; 南光 一樹 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 (40588951) ; 高橋 俊一 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (80620153) ; 牧野 能士 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20443442)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 順化能力 / 葉の厚さ / 光合成能力 / 種内変異 / 生態学

Outline of Annual Research Achievements

環境変動に対する生態系の応答が注目されるが、どのような植物がどこまで順化できるのかを正しく説明できる理論は未だ導かれていない。本研究では葉の厚さおよび光合成能力の順化能力が種内でどのように変異しているかを調べ、これらの順化能力に関連する形質・環境・遺伝子を明らかにしたい。材料には日本で最も優占する広葉樹種と針葉樹種であるブナとスギおよび、モデル植物のシロイヌナズナを用いている。ブナについては日本国内で緯度の異なる10サイトから集めた集団を生育する北海道大学苫小牧研究林共通圃場で5集団について、スギについては、同様に14サイトから集めた集団を生育する筑波大学に設けられた共通圃場で6集団について、被陰実験を行なっている。高さが数mを超える個体を用いているため、個体全体を覆う被陰は非現実的であり、枝を被陰できる被陰箱を設置して実験を開始した。シロイヌナズナについては、世界各地で集められたエコタイプ種子をリソースセンターから取得し、人工気象機内の２つの生育光強度で共通圃場実験を行なっている。葉の厚さについては、レーザー変位計とアクチュエーターを利用した測定法を導入し、厚さの葉内分布の測定を可能とした。ブナでは葉脈のない部分の葉の厚さだけで比べると、低緯度由来ほど厚い傾向はあるものの、葉脈も含めて測定した厚さほどのエコタイプ間差は見られないことがわかってきた。スギについては、針葉断面の縦横比に集団間差があることを示唆する結果が、シロイヌナズナではエコタイプ間での葉の厚さの違いを示す結果が出始めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ブナとスギについては、共通圃場での被陰実験が、ほぼ予定通り開始できた。しかし、新型コロナウイルスの影響で、実験補助の雇用が難しかったことで、研究代表者の測定に割かれる時間が増えたため、データの解析が遅れている。また、同じく新型コロナウイルスの影響で、他サンプル同時光合成測定機器の資材の納品に遅れが生じ、補助金の繰越を行う必要があった。

Strategy for Future Research Activity

野外共通圃場での被陰実験および、人工気象機での共通圃場実験については、予定通りに進めたい。他サンプル同時光合成測定機を導入し、光合成能力の解析について、推進したい。