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13Cラベリングとイオン顕微鏡を組み合わせた森林樹木への炭素固定プロセスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H04513
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 森林科学
研究機関京都大学

研究代表者

檀浦 正子  京都大学, 地球環境学堂, 助教 (90444570)

研究分担者 高橋 けんし  京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (10303596)
竹内 美由紀  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (20378912)
小南 裕志  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 (70353688)
高梨 聡  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 (90423011)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード気候変動・炭素収支 / 森林炭素循環 / パルスラベリング / 安定同位体 / イオン顕微鏡 / 炭素収支
研究成果の概要

いくつかの樹種を対象に炭素安定同位体パルスラベリングを行い、呼吸として放出される炭素は1)レーザー式同位体装置(TDLS)、固体として固定される炭素は2)質量分析計(IRMS)、分布についてはイオン顕微鏡(NanoSIMS)を用いて追跡をおこなった。固体の炭素を、詳細に分画し、可溶性炭素やデンプンについての詳細な変動を追跡することができた。また可溶性炭素を糖に分画することで、乾燥条件下における炭素配分について新たな知見を得ることができた。NanoSIMSを用いての観察では、可溶性炭素の観察は困難であったが、デンプン粒においては13C分布を観察することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気候変動により地球上の様々な地域で乾燥が進むことが懸念されている。本研究により、樹木が乾燥条件下では光合成産物を単糖に変換して浸透圧を調整していることや、師部の形状を変化させていることが示され、乾燥条件下での樹木の炭素配分の一端を解明することができた。また樹種により、固定された炭素の、糖やデンプンなどの非構造性炭素への配分が異なることが明らかになった。このことは、環境応答を考える際に、樹種による違いを考慮に入れることが重要であることを示している。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] INRA/Universite de Nancy(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] INRA-Nancy/Universite de Lorraine/INRA-Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] INRA-Nancy/Universite de Lorraine/INRA-Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite de Lorraine/INRA(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 炭素収支における<sup>13</sup>Cパルスラベリング手法の適用と展望2019

    • 著者名/発表者名
      檀浦正子
    • 雑誌名

      森林科学

      巻: 85 号: 0 ページ: 13-18

    • DOI

      10.11519/jjsk.85.0_13

    • NAID

      130007610895

    • ISSN
      0917-1908, 2424-1490
    • 年月日
      2019-02-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Introduction to the invited issue on phloem function and dysfunction2019

    • 著者名/発表者名
      Epron Daniel、Dannoura Masako、Holtta Teemu
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 39 号: 2 ページ: 167-172

    • DOI

      10.1093/treephys/tpz007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Drought impacts on tree phloem: from cell-level responses to ecological significance2019

    • 著者名/発表者名
      Salmon Yann、Dietrich Lars、Sevanto Sanna、Holtta Teemu、Dannoura Masako、Epron Daniel
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 39 号: 2 ページ: 173-191

    • DOI

      10.1093/treephys/tpy153

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Initial hydraulic failure followed by late-stage carbon starvation leads to drought-induced death in the tree Trema orientalis2019

    • 著者名/発表者名
      Kono Yuri、Ishida Atsushi、Saiki Shin-Taro、Yoshimura Kenichi、Dannoura Masako、Yazaki Kenichi、Kimura Fuku、Yoshimura Jin、Aikawa Shin-ichi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 8-16

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0256-7

    • NAID

      120006547397

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The impact of prolonged drought on phloem anatomy and phloem transport in young beech trees2018

    • 著者名/発表者名
      Dannoura Masako、Epron Daniel、Desalme Dorine、Massonnet Catherine、Tsuji Shoko、Plain Caroline、Priault Pierrick、G?rant Dominique
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 39 号: 2 ページ: 201-210

    • DOI

      10.1093/treephys/tpy070

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimation of phloem carbon translocation belowground at stand level in a hinoki cypress stand2018

    • 著者名/発表者名
      Epron D., Dannoura M., Ishida A., Kosugi Y.
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 00 号: 2 ページ: 00-00

    • DOI

      10.1093/treephys/tpy016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of potassium on maize leaf carbon exportation under drought condition2017

    • 著者名/発表者名
      Martineau E., Domec JC., Bosc A., Dannoura M., Gibon Y., Bernard C., Jordan-Meille L.
    • 雑誌名

      Acta Physiol Plant

      巻: 39 号: 10 ページ: 219-219

    • DOI

      10.1007/s11738-017-2515-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Seasonal variations drive short-term dynamics and partitioning of recently assimilated carbon in the foliage of adult beech and pine2017

    • 著者名/発表者名
      Desalme, D., Priault, P., Gerant, D., Dannoura, M., Maillard, P., Plain, C., Epron, D.
    • 雑誌名

      New Phytologyst

      巻: 213(1) 号: 1 ページ: 140-153

    • DOI

      10.1111/nph.14124

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 安定同位体を用いた森林における炭素循環研究-木の中のみえない炭素の流れを探る2017

    • 著者名/発表者名
      高梨聡
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 71(1) ページ: 55-62

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 炭素安定同位体パルスラベリングを用いて樹木の師液流を測定する2016

    • 著者名/発表者名
      檀浦正子,種子田春彦,小林剛
    • 雑誌名

      日本生態学会誌

      巻: 66 号: 2 ページ: 501-513

    • DOI

      10.18960/seitai.66.2_501

    • NAID

      130005406219

    • ISSN
      0021-5007, 2424-127X
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マツとブナの葉における非構造性炭水化物動態の日周期の違い2020

    • 著者名/発表者名
      檀浦正子、Alexandre BOSC, Dainel EPRON
    • 学会等名
      第131回日本森林学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 13Cパルスラベリング手法を用いたモウソウチクの炭素輸送過程の追跡2020

    • 著者名/発表者名
      小林慧人、Shitephen Wang、檀浦正子、高梨聡、小南裕志、北山兼弘、小野田雄介
    • 学会等名
      第131回日本森林学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コナラの萌芽更新時における炭素動態2020

    • 著者名/発表者名
      高梨聡、安宅未央子、檀浦正子
    • 学会等名
      第131回日本森林学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マツの根の解剖学的構造と呼吸量2019

    • 著者名/発表者名
      檀浦正子、辻祥子
    • 学会等名
      第50回根研究学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 長光路レーザー吸収分光による大気微量成分の超高感度検出とフラッ クス測定への応用2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 けんし, 坂部綾香, 伊藤雅之, 岩田拓記, 安宅未央子, 小杉緑子
    • 学会等名
      2019年度 日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アカマツの冬季吸収炭素の放出特性2019

    • 著者名/発表者名
      高梨聡、檀浦正子、中野隆志、小南裕志、深山貴文
    • 学会等名
      第66回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 冷温帯アカマツの光合成・呼吸と生長フェノロジー2019

    • 著者名/発表者名
      高梨聡、檀浦正子、中野隆志、小南裕志、深山貴文
    • 学会等名
      第130回日本森林学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 13Cパルスラベリング法を用いた、ヒノキ幼木の乾燥条件下での炭素利用2019

    • 著者名/発表者名
      辻千晃、檀浦正子、Daniel Epron、高梨聡、小南裕志、吉川彬
    • 学会等名
      第130回日本森林学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 13CO2ラベリングを用いたポプラ木部における光合成産物の分布解析2019

    • 著者名/発表者名
      竹内美由紀,則定真利子,磯貝明
    • 学会等名
      第69回木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Incorporation of tracer 13C to developing xylem of poplar2019

    • 著者名/発表者名
      Miyuki Takeuchi, Mariko Norisada and Akira Isogai
    • 学会等名
      Cell wall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポプラ木部細胞壁形成における光合成産物の利用2019

    • 著者名/発表者名
      竹内美由紀,則定真利子,磯貝明
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tracing photosynthetic carbon distribution during xylem formation2019

    • 著者名/発表者名
      Miyuki Takeuchi, Mariko Norisada and Akira Isogai
    • 学会等名
      22th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS22)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 13Cパルスラベリング法を用いたヒノキ幼木の乾燥条件下での炭素利用2018

    • 著者名/発表者名
      辻千晃、檀浦正子、Daniel Epron、高梨聡、小南裕志、吉川彬
    • 学会等名
      第129回日本森林学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冷温帯アカマツの光合成・呼吸と生長フェノロジー2018

    • 著者名/発表者名
      高梨聡、檀浦正子、中野隆志、小南裕志、深山貴文
    • 学会等名
      第129回日本森林学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 炭素の固定から見た木部細胞壁形成2018

    • 著者名/発表者名
      竹内 美由紀、則定 真利子、磯貝 明
    • 学会等名
      第68回木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 乾燥ストレス条件における ヨーロッパブナの師部形状と師液輸送 Phloem anatomy and transport of carbon under drought stress in Europe Beech2017

    • 著者名/発表者名
      檀浦正子, 辻祥子, DESALME, Dorine, PRIAULT, Pierrick, PLAIN, Caroline, EPRON, Daniel
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 炭素安定同位体パルスラベリングを用いた水欠乏・炭素欠乏の樹木の炭素動態の解明2017

    • 著者名/発表者名
      檀浦正子
    • 学会等名
      樹木の乾燥枯死・樹病枯死メカニズムの解明と温暖化等による乾燥影響評価
    • 発表場所
      京都大学東京オフィス(東京都千代田区)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Differences in phloem anatomy alters its function under drought stress2017

    • 著者名/発表者名
      Dannoura M., Tsuji S., Desalme D., Priault P., Plain C., Epron D.
    • 学会等名
      IUFRO 125th Anniversary Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 13 CO2 pulse labelling experiment reveals phloem function impairment in young beech trees subjected to severe drought2017

    • 著者名/発表者名
      Desalme D., Priault P., Dannoura M., Plain C., Angeli N., MASSONNET C., Epron D.
    • 学会等名
      IUFRO 125th Anniversary Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Potassium nutrition and water availability affect phloem transport of photosynthetic carbon in eucalypt trees2017

    • 著者名/発表者名
      Epron D., Cabral O., Laclau J., Dannoura M., Parker Ana P., Plain C., Moreira M., Nouvellon Y.
    • 学会等名
      IUFRO 125th Anniversary Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phloem conductance (and carbone translocation) at stand level: scaling anatomical data2017

    • 著者名/発表者名
      Daniel Epron, Masako Dannoura, Atsushi Ishida, Yoshiko Kosugi
    • 学会等名
      iPhloem
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How does phloem carbon translocation capacity scale with canopy photosynthesis in a hinoki cypress plantation?2017

    • 著者名/発表者名
      Dannoura M., and Epron D.
    • 学会等名
      「光合成機能の環境応答とモデリング」ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 13Cラベリングによる光合成生産物の樹幹内転流の把握2017

    • 著者名/発表者名
      檀浦正子
    • 学会等名
      「樹木年輪」研究会・組織と材質研究会合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 同位体イメージングによる木部細胞壁形成過程の追跡2017

    • 著者名/発表者名
      竹内 美由紀、則定 真利子、磯貝 明
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Imaging mass spectrometry analysis of woody cell wall using 13CO2 pulse labeling2017

    • 著者名/発表者名
      Miyuki Takeuchi, Mariko Norisada and Akira Isogai
    • 学会等名
      253rd American Chemical Society National meeting & exposition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonality of carbon flow in a pine tree estimated using in situ 13C pulse-labeling method2016

    • 著者名/発表者名
      Takanashi, S.、Dannoura, M.、Nakano, T.、Kominami, Y.、Miyama, T.
    • 学会等名
      IUFRO Regional Congress for Asia and Oceania 2016
    • 発表場所
      Beijin(China)
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コナラにおける葉内炭素動態-13CパルスラベリングとNanoSIMSを用いてー2016

    • 著者名/発表者名
      檀浦正子・田中千晴・安宅未央子・高梨聡・竹内美由紀・吉村謙一・小南裕志・Priault Pierrick
    • 学会等名
      第127回 日本森林学会
    • 発表場所
      神奈川県藤沢市、日本大学生物資源科学部
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素安定同位体を用いた樹体内炭素動態の解明2016

    • 著者名/発表者名
      高梨聡・檀浦正子・中野隆志・小南裕志・深山貴文
    • 学会等名
      第127回 日本森林学会
    • 発表場所
      神奈川県藤沢市、日本大学生物資源科学部
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Tracing photosynthetic carbon in leaves with nanoSIMS after 13CO2 labelling2015

    • 著者名/発表者名
      Dannoura M.,Takeuchi M., Kominami Y., Takanashi S., Yoshimura K., Ataka M.
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly 2015
    • 発表場所
      ウィーン、オーストリア
    • 年月日
      2015-04-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Toward Future Earth (分担執筆)2016

    • 著者名/発表者名
      Dannnoura M., Bosc A., Epron D(chapter2) (eds.) Katsumi Takeshi and Shizuka Hashimoto
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      Kaisei Publishing Co.,Ltd.
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-11-04  

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