窒素を巡る競争における植物間の相互作用の解明

• 研究課題/領域番号: 17K19370
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 日本女子大学
• 研究代表者: 上田 実希 日本女子大学, 理学部, 講師 (70570315)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 窒素 / リン / 競争 / 相互作用 / 土壌 / 窒素獲得 / 植物間相互作用

研究成果の概要

植物の個体間相互作用が窒素を巡る土壌中での競争に及ぼす影響を調べる目的で、異なる個体群由来のオオバコ（Plantago asiatica）と、土壌とその土壌に含まれる土壌微生物群集を材料として、土壌中の養分を巡る植物間および植物－微生物間の競争実験を行った。さらに、実験の進捗状況から、当初の対象であった窒素に加えてリンの動態も測定した。その結果、個体間相互作用は土壌中の窒素およびリンを巡る植物間そして植物―土壌微生物間の競争に有意な影響を及ぼしていることを明らかにした。また、その様式は窒素とリンの間で異なっていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

土壌養分の獲得、特に本研究で着目した窒素およびリンの獲得は、多くの陸上生態系において植物の生産の律速する重要な要因である。このため、植物間や植物－土壌微生物間の土壌養分を巡る競争については多数の研究が行われてきた。しかし、植物間の相互作用の競争への影響に関する研究はこの10年で飛躍的に伸びた分野であり、植物－微生物間の養分を巡る競争への影響は研究されていなかった。本研究から、土壌養分を巡る競争への影響の存在が明らかとなった。また、その影響の様式が窒素とリンという養分間で異なったことは、植物の養分利用戦略を知る上で重要であるだけでなく、陸上生態系の生産を律速する要因の理解にもつながるものである。