2016 Fiscal Year Annual Research Report
Nitrogen acquisition strategy of boreal forest plants: Winter nitrogen assimilation and its energy source
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25712017
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小山 里奈 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (50378832)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物栄養代謝 / 北方林 / 冬季 / 光合成 / 窒素同化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、非常に厳しい環境下に成立している北方林において、これまで無視あるいは軽視されてきた冬季が植物の生育に果たす役割を明らかにすることを目的として行った。米国アラスカ州内陸部におけるクロトウヒを対象とした野外調査と、低温インキュベーターを用いて冬季の環境条件を再現したアカエゾマツ苗木を対象とした実験を組み合わせ、非生育期間とされてきた冬季にも北方林の植物は窒素を獲得し得るという仮説の検証を試みた。
植物の主要窒素源には土壌中のアンモニア態窒素と硝酸態窒素があるが、本研究では特に硝酸態窒素に着目した。野外調査の調査地で冬季の初期から後期までの様々な時期にクロトウヒの硝酸態窒素利用と窒素利用にかかるエネルギー供給の観点から光合成を測定し、夏季の結果とも比較した。また、低温インキュベータを用いてアカエゾマツ苗木の光合成特性の気温の変化に対する反応を把握した。クロトウヒの硝酸態窒素利用に関しては、冬季にも硝酸態窒素同化を司る酵素の活性が見られた上、夏季の活性と有意な違いは認められず、冬季も含め年間を通じて硝酸態窒素を同化する能力を保っていることが示された。それに対して、植物体内の硝酸態窒素濃度には季節および部位によって差が見られたことから、土壌からの硝酸態窒素吸収と同化のタイミングには違いがある可能性が示された。光合成に関しては、野外調査において最大光合成速度が冬季の初期に温度が低下していくのに伴って低下するのに対し、冬季の後期に温度が上昇してもすぐには上昇しなかった。温度条件のみを変化させたインキュベータ実験においても同様の結果が得られた。
近年、地球温暖化の進行により、特に冬季の初期および後期に突発的に高温になる頻度が上昇しているとされている。本研究の結果から、このような高温に対して、北方林の常緑針葉樹の光合成と硝酸態窒素同化は異なる反応を示すであろうことが示唆された。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
