| 研究課題/領域番号 |
23K21217
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02243 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40010:森林科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人森林研究・整備機構 |
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研究代表者 |
才木 真太朗 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員 (30824114)
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| 研究分担者 |
佐橋 憲生 日本大学, 生物資源科学部, 研究員 (10202102)
安藤 裕萌 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員 (20824410)
福本 桂子 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員 (30822712)
南光 一樹 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 (40588951)
原山 尚徳 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 (60353819)
森 英樹 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員 (80827551)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | FWU / 撥水性 / 葉面菌 / 年輪年代学 / 樹木生理学 / 葉面吸水 / 樹幹流 / クチクラ蒸散 / 蛍光染色 / 土壌乾燥 / 菌類 / 霧 / 亜熱帯林 / 常緑樹 / 小笠原諸島 / 温帯落葉樹 / 小川試験地 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
微量な雨や霧及び露から葉が水を獲得すること（FWU; Foliar water uptake）が、樹木の水欠乏ストレスの緩和や葉と木部の形成に大きく寄与することが分かってきた。この事実は、従来の樹木の水移動モデルでは見落とされている、葉からの吸水経路を新たに加えて樹木の生存や成長を考慮しなければならないことを意味する。そこで本課題では、物理学や生理学、形態学、統計学的手法によってFWUが樹木の成長や生存へ与える影響を包括的に解明する。それにより、葉の表面構造と生理機能に基づいたFWUの役割を明らかにし、FWUを組み込んだ樹木の成長や生存のプロセスモデルを構築する。
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| 研究実績の概要 |
微量な雨や霧、露から葉が水を獲得すること（FWU; Foliar Water Uptake）は、樹木の水欠乏ストレスの緩和や葉と木部の形成に大きく寄与することが分かってきた。この事実は、従来の樹木の水移動モデルでは見落とされていた葉からの吸水経路を新たに加えて、樹木の生存や成長を考慮する必要性を示している。これまでの研究では、葉の表面の撥水性や霧、雨の時の樹幹流量に樹種間で差があることが明らかになっている。一方で、葉の表面や幹に付着した水が細胞内へ吸収される際の経路は、まだ明らかにされていない。そこで、蛍光染色液を用いて葉表面からの吸水経路の観察方法と葉の吸水量の定量方法を確立するために、森林総研内の複数の樹種で実験を行った。葉に蛍光染色液を塗布した後、24時間相対湿度100%で静置し、脱イオン水で十分に洗浄してから蛍光顕微鏡で観察した。その結果、葉の表皮や毛などの器官から水が吸収される様子が確認できた。
また、森林に雨が降ると樹冠で雨が遮られる。この降雨遮断量は、森林の水収支を考える上で重要な指標である。降雨遮断量と葉の表面の撥水性には負の相関があることが知られており、葉の表面の撥水性は葉の表面構造によって影響を受けることも明らかになっている。そのため、葉の表面構造と撥水性の関係について多くの研究が行われてきた。我々の研究では、葉の表面の微生物が葉の表面構造を変化させ、その結果として撥水性が変化するという仮説を立てて研究を行った。その結果、特定の微生物が葉の表面構造を変化させ、撥水性を高めることが確認できた。この成果は、これまでの葉の表面の撥水性を計算する関数に新たな変数を加える必要性を示唆している。これらの成果は論文としてまとめ、科学雑誌へ投稿中である。
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| 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
当年度の計画通り、葉のどの部位から吸水が行われているかを確かめる実験方法を確立することができた。これに加えて、葉の表面構造に影響を与える微生物の発見と、その微生物が葉面吸水へ与える影響について、新たな知見を得ることができた。この成果については現在投稿用論文への執筆を行っている。これらのことから、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究から、葉の表面の撥水性に樹種間差があることがわかってきた。一方で、その葉の力学特性、表面構造、生理特性との関係性については未だ明らかになっていない。そこで、複数の科の樹種を対象に、葉の撥水性・力学特性・生理特性を同時に測定することで、これらの形質間の関係性について明らかにする。
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