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鉱山跡地の先駆植物が樹木実生に提供する、機能性微生物感染のためのセーフサイト

研究課題

研究課題/領域番号 19K20473
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構 (2023)
北海道大学 (2021-2022)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2019-2020)

研究代表者

春間 俊克  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 任期付研究員 (40836417)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードススキ / アカマツ / 内生菌 / 重金属 / 鉱山跡地 / 鉱山 / 重金属耐性 / 重金属ストレス / 樹木実生
研究開始時の研究の概要

現在、高濃度の重金属を含む鉱山跡地の緑化において、遷移初期草本の定着だけでなく森林形成を考慮した樹木実生の定着が望まれている。鉱山跡地の遷移初期草本であるススキは根の内生菌によって有害金属耐性が増強されることが報告されている。ススキの周囲の樹木実生が比較的健全に生育していることから、ススキの周囲は樹木実生の生育の場として機能する可能性を見出した。本研究では、鉱山跡地におけるススキの周囲の樹木実生と、単独で生育している樹木実生の代謝産物や内生菌の感染率などを比較することで、樹木実生の定着に対するススキおよびその内生菌の影響を考察する。

研究成果の概要

調査地とした鉱山跡地にはススキやアカマツの定着が確認され、緑化に有用だと考えられた。ススキの株の内側ではアカマツ芽生え(実生)が健全に生育していた一方、外側では葉が褐色になっており、生育が阻害されていることが確認された。植物の重金属ストレス耐性には根に生育する微生物が寄与するため、ススキとアカマツ実生の根から微生物を分離したところ、共通の微生物が分離された。また、地温を測定したところ、ススキの株内では株外と比較して1日の地温変動(日較差)が小さいことが確認された。以上から、ススキは微生物の共有や地温の日較差を低減することで、鉱山跡地におけるアカマツ実生の定着を促進すると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本の高度成長を支えた鉱山の多くは、現在操業が停止している。そのため、国内には多くの鉱山跡地があり、付近住民の安全の他に環境・景観などの観点から、その緑化が強く望まれている。従来ススキなどの草本はアカマツ等樹木の侵入・定着を妨げるとされてきた。しかし本研究は、鉱山跡地のような強い環境ストレス下では、ススキがアカマツ実生の生育を促進し、定着に寄与する可能性を示唆した。これらの結果は、特定の条件下では草本が樹木の定着を促進することを示しており、今後の鉱山や荒廃地などの緑化技術という社会的ニーズの高い技術に対して基礎的な知見を提供すると考えられた。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 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

    (28件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Miscanthus sinensis contributes to the survival of Pinus densiflora seedlings at a mining site via providing a possible functional endophyte and maintaining symbiotic relationship between P. densiflora and endophytes from high soil temperature stress2024

    • 著者名/発表者名
      Haruma Toshikatsu、Doyama Kohei、Lu Xingyan、Noji Kenta、Masuya Hayato、Arima Takahiko、Tomiyama Shingo、Yamaji Keiko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 5 ページ: 0286203-0286203

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0286203

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phialocephala fortinii increases aluminum tolerance in Miscanthus sinensis growing in acidic mine soil2021

    • 著者名/発表者名
      T. Haruma, K. Yamaji, H. Masuya
    • 雑誌名

      Letters in Applied Microbiology

      巻: 73 号: 3 ページ: 300-307

    • DOI

      10.1111/lam.13514

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉱山集積場の緑化のための多様な植物の初期成長と呼吸特性の評価2021

    • 著者名/発表者名
      黒澤陽子, 王莫非, 森茂太, 春間俊克, 野路建太, 土山紘平, 山路恵子, 富山眞吾
    • 雑誌名

      環境資源工学

      巻: 67 号: 3 ページ: 122-127

    • DOI

      10.4144/rpsj.67.122

    • NAID

      130008046006

    • ISSN
      1348-6012, 1349-9262
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metal Accumulation and Tolerance in Artemisia indica var. maximowiczii (Nakai) H. Hara. and Fallopia sachalinensis (F.Schmidt) Ronse Decr., a Naturally Growing Plant Species at Mine Site2021

    • 著者名/発表者名
      Lu Xingyan、Yamaji Keiko、Haruma Toshikatsu、Yachi Mitsuki、Doyama Kohei、Tomiyama Shingo
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 11 号: 8 ページ: 806-806

    • DOI

      10.3390/min11080806

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Zn tolerance in the evergreen shrub, Aucuba japonica, naturally growing at a mine site: Cell wall immobilization, aucubin production, and Zn adsorption on fungal mycelia2021

    • 著者名/発表者名
      Doyama Kohei、Yamaji Keiko、Haruma Toshikatsu、Ishida Atsushi、Mori Shigeta、Kurosawa Yoko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 9 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0257690

    • 関連する報告書
      2021 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] Fe, Mn and 238U Accumulations in Phragmites australis Naturally Growing at the Mill Tailings Pond; Iron Plaque Formation Possibly Related to Root-Endophytic Bacteria Producing Siderophores2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamoto Yukihiro、Doyama Kohei、Haruma Toshikatsu、Lu Xingyan、Tanaka Kazuya、Kozai Naofumi、Fukuyama Kenjin、Fukushima Shigeru、Ohara Yoshiyuki、Yamaji Keiko
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 11 号: 12 ページ: 1337-1337

    • DOI

      10.3390/min11121337

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 鉱山跡地に自生するアオキの根面微生物と内生菌の機能2024

    • 著者名/発表者名
      土山紘平、山路恵子、春間俊克
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 鉱山集積場において、内生菌が関与したススキのストレス耐性機構の解明2024

    • 著者名/発表者名
      松代雄太、山路恵子、盧星燕、土山紘平、春間俊克、谷内美月、升屋勇人、富山眞吾
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 鉱山跡地に自生するススキによるアカマツ実生の定着促進機構の解明2024

    • 著者名/発表者名
      春間俊克、山路恵子、土山紘平、盧星燕、野路建太、升屋勇人、 有馬孝彦、富山眞吾
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 鉱山跡地の緑化修復後における植生遷移について2023

    • 著者名/発表者名
      山路恵子、土山紘平、春間俊克、盧星燕、谷内美月、松代雄太、黒澤陽子、森茂太、山縣三郎、富山眞吾
    • 学会等名
      グリーンレメディエーション研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Heavy metal tolerance mechanisms in Abies sachalinensis growing at an old mine site.2023

    • 著者名/発表者名
      Toshikatsu Haruma, Yosuke Yamamoto, Naoto Nishimoto, Shingo Tomiyama.
    • 学会等名
      The 70th Annual Meeting of the Ecological Society of Japan, 2023, March.
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 緑化研究の最前線~鉱山跡地をいかに緑化するか~2023

    • 著者名/発表者名
      春間俊克、西本直人、山本耀介、富山眞吾
    • 学会等名
      グリーンレメディエーション研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉱山跡地に自生する植物の重金属ストレス耐性機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      春間俊克
    • 学会等名
      土質基礎研究委員会環境地 盤分科会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Effect of Root-endophytic Aquapteridospora sp. on Metal-tolerance of Miscanthus sinensis, Naturally Growing at a Storage Site.2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Matsushiro, Keiko Yamaji, Xingyan Lu, Kohei Doyama, Toshikatsu Haruma, Hayato Masuya, Shingo Tomiyama.
    • 学会等名
      INTECOL 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functions of Metabolites Produced by the Root Endophyte, Pezicula ericae, infecting Aucuba japonica, naturally growing at a mine site.2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Doyama, Keiko Yamaji, Toshikatsu Haruma, Hayato Masuya, Shojiro Hishiyama, Atsushi Kato.
    • 学会等名
      INTECOL 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clarification of Heavy-metal Tolerance Mechanism in Polygonum thunbergii Growing Naturally in Mine Pond via Seasonal Field Analysis.2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Yachi, Kohei Doyama, Toshikatsu Haruma, Keiko Yamaji.
    • 学会等名
      INTECOL 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of Heavy Metal Tolerance in Artemisia indica var. maximowiczii Growing at a Mine Site, Considering Root Endophytic Fungi.2022

    • 著者名/発表者名
      Xingyan Lu, Kohei Doyama, Toshikatsu Haruma, Shingo Tomiyama, Hayato Masuya, Keiko Yamaji.
    • 学会等名
      INTECOL 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A dark-septa endophyte might enhance survival rate of Pinus densiflora seedlings in Miscanthus sinensis patches at a storage site.2022

    • 著者名/発表者名
      Toshikatsu Haruma, Kenta Noji, Kohei Doyama, Lu Xingyan, Hayato Masuya, Saburo Yamagata, Shingo Tomiyama, Keiko Yamaji.
    • 学会等名
      INTECOL 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヨシの根におけるウラン吸着能および鉄プラーク形成機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      春間俊克, 土山紘平, 田中万也, 高橋嘉夫, 福山賢仁, 小原義之, 山路恵子
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉱山跡地に生育するミゾソバの重金属蓄積能の経時的解析2022

    • 著者名/発表者名
      谷内美月, 土山紘平, 春間俊克, 山路恵子
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉱さいたい積場のヨシにおける重金属元素の蓄積及び鉄プラーク形成へ関与する内生細菌2022

    • 著者名/発表者名
      中本幸弘, 山路恵子, 春間俊克, 土山紘平, 盧星燕, 田中万也, 香西直文, 福山賢仁, 福嶋繁, 小原義之
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of heavy metal tolerance in Artemisia indica var. maximowiczii growing at a mine site, considering root endophytic fungi interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Xingyan LU, Kohei DOYAMA, Toshikatsu HARUMA, Shingo TOMIYAMA, Hayato MASUYA, Keiko YAMAJI
    • 学会等名
      The 69th Annual Meeting of the Ecological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Functions of compound produced by the endophyte, Pezicula ericae, infecting Aucuba japonica roots2022

    • 著者名/発表者名
      Kouhei DOYAMA, Keiko YAMAJI, Toshikatsu HARUMA
    • 学会等名
      The 69th Annual Meeting of the Ecological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉱山跡地に自生するアオキと内生菌Pezicula ericaeの機能2022

    • 著者名/発表者名
      土山紘平, 山路恵子, 春間俊克
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉱山跡地に自生するススキが関与したアカマツの有害金属耐性機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      春間俊克, 野路建太, 松代雄太, 土山紘平, 盧星燕, 升屋勇人, 富山眞吾, 山路恵子
    • 学会等名
      環境資源工学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉱山集積場に自生するススキが関与したアカマツ実生の生残要因の解明2021

    • 著者名/発表者名
      春間俊克、山路恵子、野路建太、土山紘平、盧星燕、升屋勇人、黒澤陽子、森茂太
    • 学会等名
      第68回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 内生菌Phialocephala fortinii が増強するススキの Al 耐性機構2019

    • 著者名/発表者名
      春間俊克
    • 学会等名
      第67回日本生体学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 自生植物利用による緑化方法. In 休廃止鉱山の新たな緑化対策等に関するガイダンス2022

    • 著者名/発表者名
      山路恵子、春間俊克
    • 総ページ数
      81
    • 出版者
      経済産業省
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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