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先端根圏に共生する菌根菌への炭素配分に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K06128
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関東京農業大学

研究代表者

今井 伸夫  東京農業大学, 地域環境科学部, 准教授 (00722638)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード菌根菌 / 森林 / 炭素動態 / 呼吸 / 土壌微生物 / 炭素配分 / 二酸化炭素 / 根 / 外生菌根 / アーバスキュラー菌根 / 土壌呼吸 / 炭素フラックス / 温暖化
研究開始時の研究の概要

樹木は光合成で得た炭素のうちの相当量を、根とそれに共生する菌根菌に呼吸基質として配分している。菌根菌呼吸はこれまで、測定の技術的困難さにより根呼吸と一括りにされほとんど無視されてきた。しかし、菌根菌と根ではサイズや生理機構が全く異なるため、呼吸の環境応答特性は両者で異なると考えられる。また菌根菌呼吸は、宿主樹木の生活型(常緑・落葉、アーバスキュラー・外生菌根性)によっても変化すると考えられる。本研究では、先端根圏における菌根菌呼吸の野外リアルタイム測定手法の開発し、菌根菌呼吸に及ぼす宿主樹木の生活型(常緑・落葉)と菌根菌タイプ(外生菌根性・アーバスキュラー性)の影響を明らかにする。

研究成果の概要

これまで、菌根菌への炭素配分はホストである植物根の呼吸と一括りにされほとんど無視されてきた。また、従来の菌根菌呼吸の測定は、あくまで林分レベルでの測定であった。そのため、複数樹木の根系が混合値しか得られず、また呼吸速度そのものが低かった。菌根菌呼吸は、宿主樹種、菌根菌種、根サイズ、先行光合成量などによって異なると考えられる。こうしたより詳細な応答を調べるには、各樹種の根端レベルでの呼吸測定手法が必要である。そこで本研究は、シリンジ型マイクロチャンバーと殺菌剤を組み合わせた、先端根圏における菌根菌呼吸速度の測定手法を開発した。そして、菌根菌呼吸が宿主樹木の生活型により異な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

樹木は光合成で得た炭素のうちの相当量を、根とそれに共生する菌根菌に呼吸基質として配分している。こうした根圏呼吸の理解は、温暖化応答予測や物質循環の解明に欠かせない。本研究は、これまで植物根の呼吸と一括りにされほとんど無視されてきた菌根菌呼吸速度の測定手法を開発した。また本手法は、従来の林分レベルでの測定では不可能だった、各樹種の高活性根圏における菌根菌呼吸を測定するもので、菌根菌への炭素配分パターンの詳細な理解に寄与できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Interspecific differences in the responses of root phosphatase activities and morphology to nitrogen and phosphorus fertilization in Bornean tropical rain forests2022

    • 著者名/発表者名
      Hirano Yu、Kitayama Kanehiro、Imai Nobuo
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 12 号: 3

    • DOI

      10.1002/ece3.8669

    • 関連する報告書
      2021 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] Litterfall silicon flux in relation to vegetation differences in old‐growth and logged lowland forests in Borneo2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Ryosuke、Imai Nobuo、Aoyagi Ryota、Kitayama Kanehiro、Kitajima Kaoru
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 36 号: 5 ページ: 892-900

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12253

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The global abundance of tree palms2020

    • 著者名/発表者名
      Muscarella R, Emilio T, Phillips OL et al. (Imai N 94/223 persons)
    • 雑誌名

      Global Ecology and Biogeography

      巻: 29 号: 9 ページ: 14951514-14951514

    • DOI

      10.1111/geb.13123

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Climatic controls of decomposition drive the global biogeography of forest-tree symbioses2019

    • 著者名/発表者名
      Steidinger BS, Crowther TW, Liang J et al. (Imai N 99/222 persons)
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 569 号: 7756 ページ: 404-408

    • DOI

      10.1038/s41586-019-1128-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impacts of selective logging on spatial structure of tree species composition in Bornean tropical rain forests2019

    • 著者名/発表者名
      Imai N, Sugau JB, Pereira JT, Titin J, Kitayama K
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 24 号: 6 ページ: 335-340

    • DOI

      10.1080/13416979.2019.1666958

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 暖温帯二次林における菌根菌糸生産の季節変化 :異なる菌根菌タイプの樹種間比較2022

    • 著者名/発表者名
      寺井水萌, 小南裕志, 今井伸夫
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 暖温帯二次林における根滲出物速度の季節変化2022

    • 著者名/発表者名
      平野侑, 三苫果鈴, 佐々木優子, 牧田直樹, 今井伸夫
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 暖温帯林における菌根菌の菌糸成長に及ぼす宿主樹種の影響2021

    • 著者名/発表者名
      青木一真, 小南裕志, 今井伸夫
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 暖温帯林における菌根菌の菌糸成長に及ぼす宿主樹種の影響2020

    • 著者名/発表者名
      青木一真, 小南裕志, 今井伸夫
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 菌根菌糸の呼吸速度測定手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      今井伸夫
    • 学会等名
      菌根研究会大会JCOM2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of nitrogen and phosphorus fertilization on the morphology and phosphatase activity of fine roots in Bornean tropical rain forests2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Y, Kitayama K, Imai N
    • 学会等名
      British Ecological Society annual meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] マングローブ林の生態系生態学2021

    • 著者名/発表者名
      ダニエル M アロンギ著、今井伸夫, 古川恵太, 中嶋亮太, 檜谷昂訳
    • 総ページ数
      283
    • 出版者
      東京農業大学出版会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] マングローブ林の生態系生態学 (翻訳書)2021

    • 著者名/発表者名
      今井伸夫, 古川恵太, 中嶋亮太, 檜谷昂
    • 総ページ数
      283
    • 出版者
      東京農業大学出版会
    • ISBN
      9784886945051
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 今井伸夫の個人HP

    • URL

      http://nobuoimai.web.fc2.com/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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