種子の防御と散布のためのエネルギーコスト：繁殖資源分配研究の新視点

• Project/Area Number: 22K19347
• 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: Tottori University
• Principal Investigator: 衣笠 利彦 鳥取大学, 農学部, 准教授 (80403377)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 及川 真平 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (90400308)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 種子 / 翼果 / 堅果 / 液果 / 資源分配 / 繁殖 / エネルギーコスト / 種子付属体 / 散布 / 防御

Outline of Research at the Start

生産に高いエネルギーコストが必要な種子を持つ植物は、種子の散布や防御にも高いエネルギーコストを費やしているのではないだろうか？　種子には、クルミの殻やカエデ類の翼など、種子の防御や散布のための構造（以後「種子付属体」）が付属する。種子付属体のこのような生態学的意義は広く知られているが、その形成に必要なコストはほとんど分かっていない。そこで国内に自生する植物から広く種子と種子付属体を採集し、そのエネルギーコスト（燃焼熱）と主要な構成成分の量を測定する。繁殖への資源投資戦略において種子付属体への投資が占める重要性を、エネルギーコストの観点から明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

クルミの殻やカエデ類の翼といった、種子の防御や散布のための付属的構造（以後「種子付属体」）の生産コストを評価し、種子/付属体への資源投資戦略の種間差を解明する。また、種子/付属体への資源投資戦略の種間差に、種による種子の構成コストの違いや付属体の機能の違いが関わっているかどうか検証を試みる。生産コストは、バイオマスだけでなく、窒素量や構成コスト（燃焼熱）で評価する。これにより、繁殖への資源投資戦略における種子付属体への投資の重要性を解明する。
2022年は、研究分担者と分担し、27種の木本種の果実（種子および種子付属体）を採取し、それぞれの種子および種子付属体の乾燥重量を測定し一部サンプルの窒素分析を行った。採取した果実の内訳は、液果13種、堅果7種、翼果7種であった。これら27種を合わせて分析したところ、種子重量と付属体重量には有意な正の相関が認められた。しかし付属体/種子乾重比は種によって0.08（ヒマラヤスギ）から4.35（オニグルミ）まで大きくばらつき、付属体の機能（防御：堅果、誘引：液果、飛翔：翼果に大まかに3分）による明確な違いもみられなかった。種子重量は堅果で他より明らかに大きかったが、液果と翼果には明確な違いはみられなかった。
2023年は引き続き木本種の果実を採取して分析対象種を増やすとともに、バイオマスに加えて窒素および燃焼熱を測定し、種子/付属体への資源投資戦略についてエネルギーコストの面から分析を行う。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2022年は27種の植物サンプリングを行い、バイオマス測定を行う事ができた。また燃焼熱測定のためにカロリーメーターの修理を行い、試運転により正常稼働することを確認した。2022年のサンプリング結果を踏まえ、2023年に採取する種の選定を完了している。以上から概ね順調に進んでいると判断した。

Strategy for Future Research Activity

2023年は、2022年のサンプリング結果を踏まえ、系統分類学的な偏りを低減するよう10種程度の追加採取を予定している。また2022年に採取した種とあわせて、窒素および燃焼熱測定を行うことで必要な測定は全て完了する。燃焼熱測定は茨城大学設置のカロリーメーターを使用する予定であるが、測定の効率化のために、鳥取大学の分析センターに設置されている熱量計の使用も検討する。