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土壌栄養が菌根菌への炭素配分に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 21KK0271
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関東京農業大学

研究代表者

今井 伸夫  東京農業大学, 地域環境科学部, 准教授 (00722638)

研究期間 (年度) 2022 – 2024
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
キーワード土壌呼吸 / 菌根菌 / 菌糸生産 / 菌糸呼吸 / 炭素フラックス / 温暖化 / 純一次生産 / 外生菌根
研究開始時の研究の概要

樹木は光合成で得た炭素のうちの相当量を、根とそれに共生する菌根菌に呼吸基質として配分している。菌根菌呼吸はこれまで、測定の技術的困難さにより根呼吸と一括りにされほとんど無視されてきた。また、菌根菌への炭素配分比の制御要因として、土壌栄養が他の要因(気候・林齢・樹種など)よりも影響力が大きいことがモデル予測されている。しかし、土壌栄養が菌根菌への炭素配分比に及ぼす影響を野外で実証した例はない。そこで本研究は、1. 技術的な最大の問題であった腐生菌コンタミの量を明示できる、高精度な菌根菌呼吸の測定手法開発、2. 土壌栄養が菌根菌への炭素配分比(総一次生産に対する)に及ぼす影響の解明、を目的とする。

研究実績の概要

セイヨウトネリコ(以下ヤチダモ)はヨーロッパの温帯林における主要構成樹種であるが、近年、これを枯死させる病原菌が急速に分布を広げ、ヤチダモ枯れ(Ash dieback)被害がヨーロッパ各国で深刻な問題になっている。ヤチダモはアーバスキュラー菌根性樹種である一方、同じく主要構成樹種であるブナ(ヨーロッパブナ)やナラ(ヨーロッパナラ)は外生菌根性樹種である。オックスフォード大演習林Wytham Woodsでは、急速な樹種組成の変化が物質循環にどのような影響を及ぼすのかを調べるために、ブナ・ナラ林、ヤチダモ林、環状剥皮をしたヤチダモ林(Ash diebackを模した処理)間で様々な生態調査が行われている。2022年11月から2023年10月までの1年間、オックスフォード大 地理・環境学スクール 環境変化研究所 生態系ラボにおいて留学する機会を得た。そこで、上記実験系を用い、2023年3月から、菌糸イングロースコア法を用いて、菌根菌糸の生産、呼吸、炭素利用効率(carbon-use efficiency:CUE、生産/生産+呼吸)を3森林間で比較する研究を行った。現地での呼吸測定と菌糸抽出を終え、今後は菌糸の顕微撮影画像の解析と菌糸生産量の推定を行う予定である。
受入研究者とその研究者らは、熱帯林における炭素動態に関して広範な研究を行っており、コロンビア、インド、オーストラリアの熱帯林における調査・視察に同行した。また、研究代表者が研究を行ってきたマレーシア・サバ州の熱帯林における炭素動態研究について、共同研究の可能性について議論した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初、オックスフォード大演習林Wytham Woodsにおいて、土壌栄養傾度に沿った菌根菌への炭素配分比を調べる予定であった。しかし、プロット間の土壌栄養濃度の差が予想より低く、良好な結果が得られない可能性が高いことが分かった。渡航後からAsh diebackサイトにおいての研究の準備を始めたが、順調に現地での測定は終了することが出来た。

今後の研究の推進方策

Ash dieback研究については、今後は菌糸の顕微撮影画像の解析と菌糸生産量の推定を行う予定である。これらは、研究代表者に経験があるため実施に問題はない。本研究結果をまとめ、まずは共同研究者らとともにイギリス生態学会にて発表、そして論文発表へとつなげる予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Consistent patterns of common species across tropical tree communities2024

    • 著者名/発表者名
      Cooper et al. (Imai N 149th/353)
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 625 号: 7996 ページ: 728-734

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06820-z

    • 関連する報告書
      2023 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] Relationship between herbivory and leaf traits in mangroves on Iriomote Island, southern Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Hirano Yu、Marui Motoki、Tachikake Shuhei、Kato Taku、Imai Nobuo
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 29 号: 3 ページ: 204-213

    • DOI

      10.1080/13416979.2023.2279003

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global patterns and environmental drivers of forest functional composition2023

    • 著者名/発表者名
      Bouchard et al. (Imai N 43th/103)
    • 雑誌名

      Global Ecology and Biogeography

      巻: 33 号: 2 ページ: 303-324

    • DOI

      10.1111/geb.13790

    • 関連する報告書
      2023 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] Integrated global assessment of the natural forest carbon potential2023

    • 著者名/発表者名
      Mo et al. (Imai N 99th/232)
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 624 号: 7990 ページ: 92-101

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06723-z

    • 関連する報告書
      2023 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] The global biogeography of tree leaf form and habit2023

    • 著者名/発表者名
      Ma et al. (Imai N 97th/232)
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 9 号: 11 ページ: 1795-1809

    • DOI

      10.1038/s41477-023-01543-5

    • 関連する報告書
      2023 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] Native diversity buffers against severity of non-native tree invasions2023

    • 著者名/発表者名
      Delavaux et al. (Imai N 93th/226)
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 621 号: 7980 ページ: 773-781

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06440-7

    • 関連する報告書
      2023 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] Evenness mediates the global relationship between forest productivity and richness2023

    • 著者名/発表者名
      Hordijk et al. (Imai N 91th/221)
    • 雑誌名

      Journal of Ecology

      巻: 111 号: 6 ページ: 1308-1326

    • DOI

      10.1111/1365-2745.14098

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 2,500mの標高勾配に沿った外生菌根菌糸の生産と呼吸の変化2024

    • 著者名/発表者名
      寺井水萌、小南裕志、今井伸夫
    • 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] Diversity, composition, and forest structure along a 2,500-m elevation gradient in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Imai
    • 学会等名
      International Association for Vegetation Science
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elevational change in mycorrhizal mycelium carbon use in central Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Minamo Terai, Yuji Kominami, Nobuo Imai
    • 学会等名
      British Ecological Society (BES) annual meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Soil and mycorrhizal mycelium respiration along a 2,500-m elevation gradient in central Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Minamo Terai, Yuji Kominami, Nobuo Imai
    • 学会等名
      AsiaFlux Conference
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 温帯山地の標高傾度に沿った菌根菌糸の呼吸と生産の変化2023

    • 著者名/発表者名
      寺井水萌、小南裕志、今井伸夫
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-02-08   更新日: 2024-12-25  

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