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トランスクリプトーム解析による東南アジア熱帯の群集レベルのフェノロジー現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15875
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関宮崎大学 (2020-2021)
横浜市立大学 (2019)

研究代表者

徳本 雄史  宮崎大学, キャリアマネジメント推進機構, 准教授 (60780153)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードフェノロジー / 熱帯林 / フタバガキ科 / マメ科 / カキ科 / 群集同調開花 / 東南アジア熱帯 / 群集レベル / 開花フェノロジー / トランスクリプトーム / RNA-seq / 同調開花 / 熱帯樹木 / 展葉 / 時系列データ / 東南アジア / 熱帯フェノロジー / 繁殖生態 / 森林群集
研究開始時の研究の概要

本申請研究は、季節性が乏しい東南アジア熱帯地域における樹木群集の展葉・開花フェノロジーについて、分類群の異なる樹種の表現型の観察データ、発現遺伝子量のデータと気象データの関係性を元に、遺伝子レベルから明らかにする。マレーシア連邦・サバ州ダナムバレー保護地域に生育する林冠構成樹種から低木層の樹種を選定し、定期的にフェノロジー観察と葉芽のサンプリングを行う。サンプルから発現遺伝子を抽出し、その量を定量化した後、その時系列変動を明らかにする。さらに展葉・開花フェノロジー、気象データとの関係性を解析することで、群集レベルでの熱帯樹木のフェノロジーと、環境との関係を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では東南アジア熱帯の林冠で見られるフタバガキ科、マメ科、カキ科の個体を対象として、フェノロジーと気象データ、そして発現遺伝子との関係から、種レベルかつ群集レベルのフェノロジー現象を明らかにすることを目的とした。調査期間中に降水量の低下と群集レベルの開花が起こり、調査対象の個体の多くが開花した。発現遺伝子の解析から、開花前に乾燥応答の遺伝子と低温応答の遺伝子のいずれかまたは両方の発現量が変化していた。これは同調開花のトリガーとされてきた乾燥と低温の2つが、複数の林冠樹種で発現遺伝子のレベルから確認されたことと、林冠樹種が機微な気象条件の変化で生物季節的な現象を起こしていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では東南アジア熱帯で林冠に到達するフタバガキ科、マメ科、カキ科の3つの分類群の樹木を対象に、2019年に起きた降水量の減少やその後の展葉、群集レベルの同調開花の期間において、種レベル及び種間で共通の環境応答性が明らかになった。これまで観察ベースで明らかになっていた東南アジア熱帯の群集レベルの同調開花現象について、発現遺伝子レベルから明らかになった事例として非常に学術的な意義がある。さらに種間での環境応答性の違いも確認され、これらのデータが気候変動後の熱帯樹木の動態や将来予測などの基盤的データとなりうることから、社会的な意義も非常に高い。

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

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Malaysia Sabah(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] サバ大学(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] チューリッヒ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universiti Malaysia Sabah(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 東南アジアのフェノロジーの理解に向けたmulti-species トランスクリプトーム解析2022

    • 著者名/発表者名
      徳本雄史、永井信、久米朋宣、清水健太郎
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 森林群集の生物季節と各種の機能性への理解2021

    • 著者名/発表者名
      徳本雄史
    • 学会等名
      2021年度三学会合同宮崎例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Machine learning of transcriptome data in natura: drought as a trigger for flowering in aseasonal tropics2020

    • 著者名/発表者名
      Kentaro K. Shimizu, Eri Yamasaki, Jianqiang Sun, Toshiaki Tameshige, Yuji Tokumoto, Jun Sese
    • 学会等名
      SwissPLANT annual symposium 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of rainfall exclusion on tropical emergent tree in Southeast Asian tropics2020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tokumoto, Masaki J Kobayashi, Masaomi Hatakeyama, Yuta Inoue, Yayoi Takeuchi, Daisuke Todaka, Tomonori Kume, Tomo'omi Kumagai, Tomoaki Ichie, Tohru Nakashizuka, Michiko Nakagawa, Shoko Sakai, Kentaro K Shimizu
    • 学会等名
      World Biodiversity Forum 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative molecular phenology of tropical plants in South-east Asia2020

    • 著者名/発表者名
      Chongmeng Xu, Yuji Tokumoto, Kentaro K Shimizu
    • 学会等名
      World Biodiversity Forum 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of artificial rainfall exclusion on gene expression of tropical emergent tree Dryobalanops aromatica (Dipterocarpaceae)2019

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tokumoto, Masaki J Kobayashi, Masaomi Hatakeyama, Yuta Inoue, Daisuke Todaka, Tomoaki Ichie, Tohru Nakashizuka, Michiko Nakagawa, Kentaro K. Shimizu
    • 学会等名
      Frontiers in plant environmental response research: local signaling, long-distance communication and memory for developmental plasticity
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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