オゾン増加環境での落葉樹の植物起源揮発性有機化合物と食葉性昆虫の動態解明

• 研究課題/領域番号: 16K14932
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 森林科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 小池 孝良 北海道大学, 農学研究院, 教授 (10270919)
• 研究分担者: 佐藤 冬樹 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (20187230) ; 宮崎 雄三 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60376655) ; 中村 誠宏 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (80545624)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 生物起源揮発性炭素化合物 / 対流圏オゾン / 被食防衛物質 / 食害耐性 / 狹食者 / BVOCブレンド比 / BVOC滞在時間 / 紫外線 / BVOC / 揮発性有機化合物 / セスキテルペン / モノテルペン / Y字菅試験 / 樹林地 / 虫害 / 越境大気汚染 / 緑化樹 / 生物起源揮発性有機化合物 / 白金触媒 / ハンノキハムシ / 開放系システム / 植食者 / 被食防衛

研究成果の概要

北大札幌研究林の野外開放系O3;暴露施設（対照区40ppb、O3区80ppb）を用いたシラカンバの虫害調査からは、摂食実験ではシラカンバ狭食者であるハンノキハムシ（以下、ハムシ）はO3区の葉をより選好する傾向を示すが野外O3区の食害率は抑制された。そこで、植物の香り成分BVOC（Biogenic Volatile Organic Compound）に着目した。多くの昆虫種は宿主植物の探索にBVOCを利用しているが、BVOCは大気中のO3との反応によって、その機能・寿命を変化さる。大気中O3;濃度の上昇はBVOCを介した植食性昆虫の誘因作用が低下することをY字管BVOC選好性試験から示唆した。

研究成果

• [国際共同研究] Cairo University/Department of Entomology(Egypt)
• [雑誌論文] ハンノキハムシの行動選択に及ぼす対流圏オゾンの影響 BVOC（生物起源揮発性有機化合物）と食害行動の関係性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 増井昇・小池孝良
  • 雑誌名: 北方森林学会 巻: 66 ページ: 47-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth and nutrition of Agelastica coerulea (Coleoptera: Chrysomelidae) larvae changed when fed with leaves obtained from an O3-enriched atmosphere. (2018)
  • 著者名/発表者名: Abu ElEla, S., A, Agathokleous, E., Koike，T.
  • 雑誌名: Environmental Science and Pollution Research 巻: 25 号: 13 ページ: 13186-13194
  • DOI: 10.1007/s11356-018-1683-1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 高オゾン濃度環境下におけるシラカンバのBVOC 放出 ハンノキハムシ食害傾向との関係性に迫る (2017)
  • 著者名/発表者名: 増井昇・望月智貴・谷 晃・斎藤秀之・渋谷正人・小池孝良
  • 雑誌名: 北方森林学会 巻: 65 ページ: 23-25
  • NAID: 130008094452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ozone alters the feeding behavior of the leaf beetle Agelastica coerulea (Coleoptera: Chrysomelidae) into leaves of Japanese white birch (Betula platyphylla var. japonica) (2017)
  • 著者名/発表者名: Eugenios Agathokleous, Tetsuichi Sakikawa, Shahenda A. Abu ElEla, Tomoki Mochizuki, Masahiro Nakamura, Makoto Watanabe, Kimitaka Kawamura, Takayoshi Koike
  • 雑誌名: Environmental Science and Pollution Research 巻: 24(21) 号: 21 ページ: 17577-17583
  • DOI: 10.1007/s11356-017-9369-7
  • NAID: 120006484247
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 高オゾン濃度環境下におけるシラカンバのBVOC放出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 増井 昇・望月智貴・谷 晃・斎藤秀之・澁谷正人・小池孝良
  • 雑誌名: 北方森林研究 巻: 65 ページ: 23-26
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Monoterpene emissions from needles of hybrid larch F1 (Larix gmelinii var. japonica × Larix kaempferi) grown under elevated carbon dioxide and ozone. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki T, Watanabe M, Koike T, and Tani A
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 148 ページ: 197-202
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2016.10.041
  • 査読あり
• [学会発表] Forest declining of mountain birch in northern Japan: Examination of effect of the elevated ozone on birch (2018)
  • 著者名/発表者名: Koike,T・Sakuma A・Watanabe M
  • 学会等名: Changing environment, plant stress and their ecological implications，65th Ecological Society of Japan, Sapporo Convention Center, 北海道・札幌市
• [学会発表] 高濃度オゾン環境下におけるシラカンバの食害動向とBVOCの関係性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 増井昇・望月智貴・谷晃・小池孝良・佐藤冬樹
  • 学会等名: 第29回 日本森林学会大会（高知県・高知市・高知大学朝倉キャンパス）
• [学会発表] BVOC emitted from Japanese white birch under high ozone level - Relationship between insects and trees - (2018)
  • 著者名/発表者名: Masui N・Mochizuki T・Tani A・Koike T
  • 学会等名: Changing environment, plant stress and their ecological implications，65th Ecological Society of Japan, Sapporo Convention Center, 北海道・札幌市
• [学会発表] ハンノキハムシの行動選択に及ぼす対流圏オゾンの影響（予報）～BVOC（生物起源揮発性有機化合）と食害行動の関係性～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 増井 昇・小池孝良
  • 学会等名: 第66回北方森林学会、北海道・札幌市・札幌コンベンションセンター
• [学会発表] BVOC emission from shoots of young Japanese white birch stands under elevated ozone concentration (2017)
  • 著者名/発表者名: Masui N, Mochizuki T, Tani A, Satoh F, Koike T
  • 学会等名: Sustainable Forest Ecosystems under Air Pollution and Climate Change IUFRO Tokyo 2017.東京都・府中市・東京農工大学農学部
  • 国際学会
• [学会発表] 高オゾン濃度環境下におけるシラカンバのBVOC放出 (2017)
  • 著者名/発表者名: 増井昇・望月智貴・谷 晃・小池孝良
  • 学会等名: 日本生態学会北海道地区大会2016年度
  • 発表場所: 北海道大学環境科学院（北海道・札幌市）
• [学会発表] 高濃度CO2、O3、それら複合曝露がグイマツ雑種F1のモノテルペン放出に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 望月智貴, 渡辺 誠, 小池孝良, 谷 晃
  • 学会等名: 第57回大気環境学会年会
  • 発表場所: 北海道大学工学部（北海道・札幌市）
• [学会発表] 高オゾン濃度環境下におけるシラカンバのBVOC放出- ハンノキハムシとの関係性に迫る - (2016)
  • 著者名/発表者名: 増井 昇・望月智貴・谷 晃・斎藤秀之・澁谷正人・小池孝良
  • 学会等名: 第65回北方林林学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
• [図書] Effects of ozone on Japanese trees In: (Izuta T ed.) Air Pollution Impacts on Plants in East Asia (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M, Hoshika Y, Koike T, Izuta T
  • 総ページ数: 322
  • 出版者: Springer Verlag Tokyo
  • ISBN: 9784431564362
• [学会・シンポジウム開催] The 28th IUFRO conference for Specialists in Air Pollution and Climate Change Impacts on Forest Ecosystems: “Actions for Sustainable Forest Ecosystems under Air Pollution and Climate Change” (2017)