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気候と土壌酸性度の2勾配に対する根圏コンソーシアム応答の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02232
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関三重大学

研究代表者

松田 陽介  三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (30324552)

研究分担者 谷川 東子  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (10353765)
北上 雄大  三重大学, 生物資源学研究科, 助教 (40882684)
小長谷 啓介  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90612739)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードスギ / 細根 / 真菌 / 細菌 / 線虫 / 窒素 / 人工林 / 細根系 / 真菌類 / 細菌類 / 内生菌 / アーバスキュラー菌根菌
研究開始時の研究の概要

気候変動や山火事,土壌の酸性化などによる環境かく乱が,世界各地の森林の生態系機能の低下を引き起こしている.私たちは,「樹木根」,「細根に共生する菌根菌」,「根圏に生息する細菌」,「微生物を食する土壌動物(線虫)」を根圏コンソーシアム(共同体)と捉え,土壌酸性化が本州中部のスギ人工林の根圏コンソーシアムを変遷させることを明らかにした.次の段階として,気候変動に対する根圏コンソーシアムの応答,そのメンバーに加えて新規に発見された「機能が不明な根内内生菌」の理解をする必要が生じた.そこで本研究では,気候の変化が樹木の根圏微生物コンソーシアムの枠組みや働きに及ぼす影響を明らかにしようとしている.

研究成果の概要

気候変動,土壌の酸性化による環境かく乱が,世界各地の森林生態系機能の低下を引き起こしている.本研究では,樹木根,菌根菌,細菌,線虫を根圏コンソーシアムと捉え,異なる気候帯と土壌酸性化がこのコンソーシアムに及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.冷温帯から亜熱帯に分布するスギ人工林の根圏の真菌と細菌類群集,土壌線虫は生息する土壌環境に有意な影響を受けていた.スギの根と葉を基質とした2.5年間の培養実験により,根の浸出液中の主な窒素形態は硝酸塩であり,その累積量は葉の浸出液の22.6倍であった。細菌群集は、硝酸濃度と浸出水pHに関連していたのに対し、真菌群集構造の変化は浸出水pHに関連していた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,スギ人工林における樹木細根を取り巻く土壌生物の動態を包括的に解き明かし,見えない地下部の生物多様性に関して有用な視点を提供した.さらに器官特異的なリターの窒素動態と関わる微生物を理解することで、窒素循環を予測するための視点を提供した.以上の情報は,局所的および地球規模の環境変化に対する森林生態系の応答,健全性を予測するための基礎情報を提供する.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 台湾林業試験場(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾林業試験場(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Distribution and characterization of nematodes in above-ground microhabitats in a natural pristine cedar forest in Yakushima Island, Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Kitagami Yudai、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Zoology

      巻: 102 号: 3 ページ: 264-271

    • DOI

      10.1139/cjz-2023-0107

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fungi and bacteria in the rhizosphere of Cryptomeria japonica exhibited different community assembly patterns at regional scales in East Asia2023

    • 著者名/発表者名
      Obase Keisuke、Kitagami Yudai、Tanikawa Toko、Chen Chien-Fan、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      Rhizosphere

      巻: 28 ページ: 100807-100807

    • DOI

      10.1016/j.rhisph.2023.100807

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Contrasting patterns of nitrogen release from fine roots and leaves driven by microbial communities during decomposition2023

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Toko、Maie Nagamitsu、Fujii Saori、Sun Lijuan、Hirano Yasuhiro、Mizoguchi Takeo、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 855 ページ: 158809-158809

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2022.158809

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Archaeal community structures associated with fine root systems of <i>Cryptomeria japonica</i> (Cupressaceae) in central Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Mine Taichiro、Kitagami Yudai、Tanikawa Toko、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 28 号: 1 ページ: 33-41

    • DOI

      10.1080/13416979.2022.2108657

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-throughput sequencing covers greater nematode diversity than conventional morphotyping on natural cedar forests in Yakushima Island, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Kitagami Yudai、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      European Journal of Soil Biology

      巻: 112 ページ: 103432-103432

    • DOI

      10.1016/j.ejsobi.2022.103432

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of climatic and edaphic conditions on structuring patterns of soil nematode communities in Japanese cedar (Cryptomeria japonica) plantations2022

    • 著者名/発表者名
      Kitagami Yudai、Obase Keisuke、Chen Chien-Fan、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 524 ページ: 120518-120518

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2022.120518

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-throughput sequencing and conventional morphotyping show different soil nematode assemblages but similar community responses to altitudinal gradients on Mt. Ibuki, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Kitagami Yudai、Obase Keisuke、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      Pedobiologia

      巻: 90 ページ: 150788-150788

    • DOI

      10.1016/j.pedobi.2021.150788

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of ectomycorrhizal fungal species on population growth and food preference of a fungivorous nematode2022

    • 著者名/発表者名
      Kitagami Yudai、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      Mycorrhiza

      巻: 32 号: 1 ページ: 95-104

    • DOI

      10.1007/s00572-021-01063-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soil spore bank communities of ectomycorrhizal fungi in Pseudotsuga japonica forests and neighboring plantations2022

    • 著者名/発表者名
      Okada Keita Henry、Matsuda Yosuke
    • 雑誌名

      Mycorrhiza

      巻: 32 号: 1 ページ: 83-93

    • DOI

      10.1007/s00572-021-01065-y

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial distribution of spore banks of ectomycorrhizal fungus, <i>Rhizopogon togasawarius</i>, at <i>Pseudotsuga japonica</i> forest boundaries2022

    • 著者名/発表者名
      Okada Keita Henry、Abe Hiroshi、Matsuda Yosuke、Nara Kazuhide
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1080/13416979.2021.2023386

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Colonization status and community structure of arbuscular mycorrhizal fungi in the coniferous tree, Cryptomeria japonica, with special reference to root orders2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Yosuke、Kita Kohei、Kitagami Yudai、Tanikawa Toko
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: 468 号: 1-2 ページ: 423-438

    • DOI

      10.1007/s11104-021-05147-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 針葉樹林と広葉樹林の土壌細菌・真菌・線虫群集構造と共起ネットワーク構造.2024

    • 著者名/発表者名
      北上雄大・松田陽介
    • 学会等名
      第135回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 樹木根圏に関わる微生物2024

    • 著者名/発表者名
      松田陽介
    • 学会等名
      日本樹木医会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 針葉樹人工林と広葉樹二次林の土壌と樹種の入れ替えが土壌線虫群集に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      北上雄大・松田陽介
    • 学会等名
      第45回日本土壌動物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 根内内生菌の種内変異が有機物分解能と植物の生育に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      戸田やよい・大塚理香子・北上雄大・山中豪・松田陽介
    • 学会等名
      第13回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Proton and nitrogen releases from woody fine roots during their decomposition processes.2023

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa T, Maie N, Fujii S, Sun L, Hirano Y, Mizoguchi T, Matsuda Y
    • 学会等名
      10th International Conference on Acid Deposition
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of climatic and edaphic conditions on structuring patterns of soil nematode communities in Japanese cedar (Cryptomeria japonica) plantations2023

    • 著者名/発表者名
      Kitagami Y・Obase K・Chen CF・Matsuda Y
    • 学会等名
      The 10th East Asian Federation of Ecological Societies International Congress
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Diversity and community structure of culturable root endophytic fungi isolated from Cryptomeria japonica grown at artificial forests along a latitudinal gradient2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Y・Kitagami Y・Tanikawa T・Chen CF・Obase K
    • 学会等名
      Asian Mycological Congress 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 植物の根に関わる微生物~菌根菌の働きとその利用~.2023

    • 著者名/発表者名
      松田陽介
    • 学会等名
      日本樹木医会三重県支部
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スギ林の異なる基質が根圏におけるアンモニア酸化アーキア群集に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      大上楽・北上雄大・松田陽介
    • 学会等名
      第134回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スギ細根由来の内生菌のプテアーゼ活性とスギ実生の生育に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      大塚理香子・北上雄大・山中豪・松田陽介
    • 学会等名
      第134回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スギ細根に由来する内生菌の接種がスギ実生の生育に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      大塚理香子・北上雄大・山中豪・松田陽介
    • 学会等名
      第12回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 真菌食性線虫の増殖に関わるスギ細根由来の内生菌の餌資源特性2022

    • 著者名/発表者名
      河村実紀・北上雄大・松田陽介
    • 学会等名
      第12回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スギ人工林の異なる基質がアンモニア酸化アーキアと細菌の分布に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      大上楽・北上雄大・松田陽介
    • 学会等名
      第12回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] スギ細根から分離された内生菌の成長量と植物体化学成分の分解能力2022

    • 著者名/発表者名
      千葉尚哉・松田陽介・平野恭弘・谷川東子
    • 学会等名
      第12回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Genetic diversity of arbuscular mycorrhizal fungi associated with planted Japanese cedar trees along a latitudinal gradient2022

    • 著者名/発表者名
      Linda Y, Kitagami Y, Tanikawa T, Obase K, Chen CF, Matsuda Y
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Mycorrhiza
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Community assemblages of rhizosphere bacteria and fungi along with environmental gradients in Cryptomeria japonica plantations, in Japan and Taiwan.2022

    • 著者名/発表者名
      Obase K, Mine T, Kitagami Y, Tanikawa T, Chen CF, Matsuda Y
    • 学会等名
      Asian Mycological Congress 2021
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Diversity and assemblage patterns of soil nematodes in Cryptomeria japonica plantations.2022

    • 著者名/発表者名
      Kitagami Y, Obase K, Tanikawa T, Chen CF, Matsuda Y
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Community assembly of rhizosphere fungi and bacteria along environmental gradients in Cryptomeria japonica plantations2022

    • 著者名/発表者名
      Obase K, Mine T, Kitagami Y, Tanikawa T, Chen CF, Matsuda Y
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Culturable endophytic fungi of Cryptomeria japonica roots among man-made forests along a latitudinal gradient2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Y, Kitagami Y, Tanikawa T, Chen CF, Obase K
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Species richness of arbuscular mycorrhizal fungal associated with Japanese cedar forest along a latitudinal gradient.2022

    • 著者名/発表者名
      Linda Y, Kitagami Y, Tanikawa T, Obase K, Chen CF, Matsuda Y
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 異なる生育環境がスギの細根形態とAM菌感染に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      小島直也・Yustikasari Linda・北上雄大・松田陽介
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 外生菌根菌4種が真菌食性線虫Aphelenchoides sp.の個体数と餌選択性に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      北上雄大・松田陽介
    • 学会等名
      2021年度日本線虫学会 第28回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スギ地上部の異なる器官に分布する線虫の群集構造と餌資源量の推定2021

    • 著者名/発表者名
      北上雄大・鈴木康平・松田陽介
    • 学会等名
      第11回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 異なる生育環境がスギ人工林における細根系の形態に及ぼす影響の解明2021

    • 著者名/発表者名
      小島直也・北上雄大・松田陽介
    • 学会等名
      第11回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 環境傾度に沿ったスギ根圏のアーキア群集構造2021

    • 著者名/発表者名
      峰太一郎・北上雄大・小長谷啓介・Chien-Fan Chen・松田陽介
    • 学会等名
      生態学会2021年度中部地区大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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