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植食者による食害圧の違いを考慮した外来植物/在来植物相互作用の総合的解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K17916
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分64040:自然共生システム関連
研究機関秋田県立大学

研究代表者

坂田 ゆず  秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (50779759)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード外来植物 / 植食者 / 見かけの競争 / 植物ー昆虫相互作用 / 送粉者 / 外来昆虫
研究開始時の研究の概要

本研究では、気候によって外来植食者の分布やフェノロジーが異なる系を用いて、外来植物が植食者と送粉者を介して在来植物の繁殖に及ぼす影響を異なる気候条件下で明らかにする。具体的には、北米から日本に侵入した秋咲き(10-11月)のキク科のセイタカアワダチソウ(以下セイタカ)と在来の秋咲きのキク科植物を対象として、日本でセイタカを食害する主要な2種の植食者である北米からの外来昆虫に着目し、在来キク科の繁殖(種子生産と成長)をアウトプットとした相互作用を紐解く。野外調査と複数年にわたる圃場実験、さらに気温や食害量を操作する室内実験を組み合わせて、相互作用の詳細なメカニズムを明らかにする。

研究実績の概要

本研究では、気候によって外来植食車の分布やフェノロジーが異なる系を用いて、外来植物が植食者と送粉者を介して在来植物の繁殖に及ぼす間接的な影響を異なる気候条件下で評価することを目的としている。
2023度より研究を再開し、圃場実験により、外来植物が在来植物の食害や繁殖に対して及ぼす影響(訪花促進・抑制効果と成長抑制効果)を測定した。また、複数の植食性昆虫による食害実験を並行して行い、外来植物と在来植物の嗜好性の違いを評価した。複数地点における野外集団における調査により、季節ごとの植食者相および葉、花、種子の食害率を測定した。
外来のアワダチソウグンバイは温暖な気候条件下では高密度で発生し、冷涼な気候条件下では低密度で発生する。アワダチソウグンバイはセイタカアワダチソウから近接して生育する在来のキク科植物へ移動することで、在来のキク科植物をも食害する。 また、在来のバッタ類は、外来植物のセイタカアワダチソウやハルジオン、ヒメジオンと在来のノコンギクの両方を食害する。圃場における実験から、外来植物の生活史の違いによって、開花後の葉の形質や葉数が異なることで、外来植物が植食者を介して近隣の在来植物に与える影響が異なることが明らかになった。また、キク科だけでなく、イネ科の系とも比較することで、系によって植食者が外来植物よりも在来植物を食害するメカニズムが異なることが示された。さらに植物だけでなく植食者のフェノロジーの違いも考慮する必要があることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2022年度に申請者の産前産後の休暇、育児休業の取得に伴う研究の中断により、実験を中断したため進捗がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

植食者を介した外来植物と在来植物の相互作用について、今後は複数の環境の違いを評価していく予定である。気候条件に加えて、周囲の土地利用や歴史の違いについても評価できるように調査、解析をすすめていく予定である。また、これまでの成果を学会等の発表、論文の執筆をすすめていく。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Contrasting patterns of genetic structure and population demography in two <i>Dicraeus</i> species feeding on bamboo flowers in Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Sakata Yuzu、Hirota Shun K、Matsuo Ayumi、Kobayashi Keito、Nakahama Naoyuki、Suyama Yoshihisa
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 未定 号: 2 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1093/biolinnean/blad171

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Host plant utilisation of two <i>Dicraeus</i> species (Diptera: Chloropidae) feeding on bamboo flowers2023

    • 著者名/発表者名
      Sakata Yuzu、Kato Mei、Kobayashi Keito
    • 雑誌名

      Journal of Natural History

      巻: 57 号: 13-16 ページ: 771-783

    • DOI

      10.1080/00222933.2023.2210798

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plant size, latitude, and phylogeny explain within-population variability in herbivory2023

    • 著者名/発表者名
      THE HERBIVORY VARIABILITY NETWORK et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 382 ページ: 679-683

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Different effects of two exotic herbivores on the pollinator‐mediated effect of an exotic plant on a native plant2022

    • 著者名/発表者名
      Sakata Yuzu、Ueyama Shiho
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 64 号: 4 ページ: 336-348

    • DOI

      10.1002/1438-390x.12125

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-trophic consequences of mass flowering in two bamboos (Poales: Poaceae).2022

    • 著者名/発表者名
      Yuzu Sakata, Keito Kobayashi, Akifumi Makita
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 137 号: 4 ページ: 642-650

    • DOI

      10.1093/biolinnean/blac121

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植食性昆虫を介した外来植物と在来植物の相互作用 学術情報2022

    • 著者名/発表者名
      坂田 ゆず
    • 雑誌名

      日本生態学会誌

      巻: 72 号: 1 ページ: 41

    • DOI

      10.18960/seitai.72.1_41

    • ISSN
      0021-5007, 2424-127X
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geographic variation and temporal changes in plant-herbivore interaction: Case studies with Solidago altissima in native and introduced ranges2021

    • 著者名/発表者名
      Sakata Yuzu
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: 37 号: 1 ページ: 6-19

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12353

    • 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] 秋田県沿岸域の身近な樹木における植食性昆虫のフェノロジーと生活史特性の関係2024

    • 著者名/発表者名
      真野翔太、坂田ゆず
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 秋田県沿岸域のマツ林におけるノウサギの採食行動2024

    • 著者名/発表者名
      寺田涼音、坂田ゆず
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 植物たちの護身術2024

    • 著者名/発表者名
      種生物学会 編 / 坂田ゆず・角田智詞 責任編集
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      文一総合出版
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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