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種子乾燥耐性の種内・種間比較から探る樹木種子の環境適応

研究課題

研究課題/領域番号 19K06136
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
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

木村 恵  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所 林木育種センター, 主任研究員 等 (20436520)

研究分担者 井上 みずき  日本大学, 文理学部, 准教授 (80432342)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード乾燥耐性 / 難貯蔵種子 / リカルシトラント種子 / 種子形質 / 種内変異 / 生息域外保存 / オーソドックス種子 / 遺伝資源 / ジーンバンク / 貯蔵可能種子 / 休眠 / 地域変異
研究開始時の研究の概要

種子の乾燥耐性は散布後の種子の寿命、発芽のタイミングに影響を及ぼすと考えられるため、気温や降水量など生育地の環境要因に強く適応すると予測されるが、樹木種子の乾燥耐性に関する知見は限られており、その環境適応の実体についてはほとんどわかっていない。本研究では1)まず様々な分類群に属する樹木種子の乾燥耐性を種間で比較し、種子の形態的な特徴から乾燥耐性を予測する推定モデルを作成する。このモデルを活用し、2)様々な環境に渡り広範囲で生育する樹種に着目し、種子の乾燥耐性と発芽タイミングを同種の集団間で比較し、降水量や気温との関係を明らかにし、発芽前ステージにおける樹木の環境適応の可能性について考察する。

研究成果の概要

150種を超える樹種について種子の形質を計測した。これらの樹種について既報モデルで乾燥耐性の推定を行い、データベースや乾燥実験から得られた実際の乾燥耐性の情報と比較を行った。多くの樹種については推定が可能であったが、推定できなかった樹種もあったことから、生育地の気象要因を考慮し、一般化線形モデルを活用して推定精度の向上を検討した。また、国内に広く分布するウワミズザクラ等の樹種について、種子特性の地理的変異を明らかにした。種子の乾燥重量と年平均気温の間には相関がみられ、環境適応が示唆される結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果によって様々な樹種、集団の種子、発芽ステージの脆弱性が予想できることから、遺伝資源の保全や希少種の保全において、生息域内外での保全策策定において活用できる。例えば、種子が乾燥耐性を持つ樹種は種子を長期間保存できるため、生息域外での室内保存が可能である。一方、乾燥耐性を持たない樹種に関しては生息域内外での種子の長期保存は困難であるため、成体での保存や生息域内での保存が不可欠となる。こうした活用情報を普及するため、植物園スタッフや一般市民向けの講演や啓蒙記事の執筆を行った。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Seed size and weight of 129 tree species in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Kimura Megumi K.、Mizuki Inoue、Kawamura Ryoma、Koike Misato、Furumoto Ryo、Kusumoto Buntarou、Fuji Akinori、Kubota Yasuhiro、Enoki Tsutomu
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 35 号: 5 ページ: 787-791

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12139

    • 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
  • [学会発表] 小笠原諸島に生育する樹木の種子は長期保存が可能か2023

    • 著者名/発表者名
      木村恵
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小笠原諸島に生育する樹木種子の乾燥耐性2022

    • 著者名/発表者名
      木村恵
    • 学会等名
      森林遺伝育種学会木第11回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Desiccation tolerance of seeds and germination characteristics of tree species growing in the Ryukyu Islands, Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      KIMURA Megumi
    • 学会等名
      Australasian Seed Science Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 国内樹木種74属114種の種子形質とそれを用いた種子の乾燥耐性予測2020

    • 著者名/発表者名
      木村恵, 小池みさと, 井上みずき, 川村遼馬, 古本良, 楠本聞太郎, 藤彰矩, 久保田康裕, 榎木勉
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 林木ジーンバンクに保存された種子の形質データの公開

    • URL

      https://www.ffpri.affrc.go.jp/ftbc/business/issue/documents/35-5.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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