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Evaluating physiological plasticity of trees to climate change using functional trait variation of xylem anatomy

Research Project

Project/Area Number 20H03031
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

石井 弘明  神戸大学, 農学研究科, 教授 (50346251)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 榎木 勉  九州大学, 農学研究院, 准教授 (10305188)
鍋嶋 絵里  愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (10710585)
宮崎 祐子  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (20443583)
東 若菜  神戸大学, 農学研究科, 助教 (20780761)
鵜川 信  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (30582738)
高木 正博  宮崎大学, 農学部, 教授 (70315357)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords温暖化適応 / 人工林 / 生理的順化 / 気候変動 / 樹木生理学 / スギ精鋭樹 / 地上部生産量 / 成長量 / 表現型可塑性 / 遺伝子発現 / スギ / 肥大成長 / 樹木解剖学 / 林木育種
Outline of Research at the Start

気候変動は、人工林の生産量にどのような影響を及ぼすのか?気候変動に対する社会的適応が求められるなか、森林資源の保全と管理についても適応策が急務となっている。樹木は世代交代が遅く環境変化に対する適応進化の速度が遅い。さらに固着性であるため、生存期間中の環境変化に対して個体が順化できるかどうかが、生存・繁殖の鍵を握る。本研究では、日本の主要造林木スギを対象に、野外観察と温暖化実験を組み合わせ、樹木の年輪に記録された通水組織の経年・季節変化を、細胞・組織レベルまで詳細に解析する。得られた木部機能形質の個体内変異から、過去の気候変化や実験的な温暖化処理に対する樹木の水分生理機能の応答を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

2022年より繰り越しとなっていた、鹿児島大学高隈演習林における年利試料採取を行い、地上部純一次生産(ANPP)と窒素利用様式の品種による違いを宮崎大学演習林のスギ品種試験地と比較した。地上部成長量は早生型で大きかった。リターフォール量も早生型がやや多かったが,バイオマスあたりの量は晩生型で多かった。晩生型は光合成生産物を葉に多く配分することが樹幹の成長の遅い原因の一つと考えられる。品種によるANPPの違いは生産性の高い宮崎演習林では見られたが,生産性の低い高隈演習林では品種による違いが小さかった。リターフォールによる林床への窒素供給量は早生型でやや多かったが,窒素は地上部純一次生産を制限しないと推察された。
また、2品種(早生:ヤイチ、晩生:メアサ)の肥大成長特性を網羅的に遺伝子発現レベルから理解することを目的にトランスクリプトームを解析し、形成層帯の活動時期(7月)と休止時期(11月)の比較解析を2022年に行った。早生型で発現が高い遺伝子群として細胞分裂に関与するものが多くみられ、それらは11月でも晩生型の7月における発現量より高いことが早生型(ヤイチ)の成長を特徴づける可能性が示唆されたため、GO termで紐付けされたいくつかの遺伝子についてその挙動の詳細な解析を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

開始当初のコロナウィルスの影響および2度にわたる気象災害(大雪、台風)により現地調査が延期されたため。

Strategy for Future Research Activity

試料調整およびデータ解析を進め、成果発表を行う。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 九州産スギ品種の窒素利用の可塑性と撹乱に対する肥大成長の応答2023

    • Author(s)
      榎木勉・Uchiyama Christmas, 高木正博,鵜川信,鍋島絵里,石井弘明
    • Organizer
      第134回日本森林学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 成長特性の異なるスキ品種間での樹幹加温に対する発現変動遺伝子解析2023

    • Author(s)
      宮崎祐子、東 若菜、Uchiyama Christmas、高木正博、石井弘明
    • Organizer
      第134回日本森林学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 九州産スギ品種の窒素利用の可塑性と撹乱に対する肥大成長の応答2022

    • Author(s)
      榎木勉,Chrismas Uchida,高木正博,鵜川信,鍋嶋絵里,石井弘明
    • Organizer
      第134回日本森林学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 成長特性の異なるスギ品種間での 樹幹加温に対する発現変動遺伝子解析2022

    • Author(s)
      宮崎祐子、東 若菜、Uchiyama Christmas、高木正博、石井弘明
    • Organizer
      第134回日本森林学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The daily use of stem-water storage in two clonal cultivars of Japanese cedar estimated from sap flow and dendrometer.2022

    • Author(s)
      Wakana A. Azuma,Masahiro Takagi,Christmas Uchiyama,Hiroaki Ishii
    • Organizer
      the 12th International Workshop on Sap Flow
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 土壌環境にともなうスギの細根特性の変化は品種間で異なるか?2022

    • Author(s)
      清野浩人、鵜川信、榎木勉、石井弘明
    • Organizer
      第77回九州森林学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 土壌環境にともなうスギの細根特性の変化は品種間で異なるか?2021

    • Author(s)
      清野浩人、鵜川信、榎木勉、石井弘明
    • Organizer
      九州森林学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 九州産スギ6品種の成長と窒素利用様式2021

    • Author(s)
      榎木勉,高木正博,鵜川信,鍋嶋絵里,石井 弘明
    • Organizer
      日本森林学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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