地下生態系の「ブラックボックス」解明による群集理論の再検証

• 研究課題/領域番号: 26711026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 東樹 宏和 京都大学, 生態学研究センター, 准教授 (60585024)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円); 2014年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 生態系 / 生物間相互作用 / ネットワーク / 共生 / 群集 / 土壌 / 真菌 / 種間相互作用 / 生物多様性 / 内生菌 / シーケンシング / 菌根 / 地下 / 生態学 / 進化 / 微生物 / 次世代シーケンシング / 生物群集

研究成果の概要

生態系内における生物間相互作用の研究は、従来、観察し易い地上の相互作用を対象に行われてきた。本プロジェクトでは、研究が進んでいない地下生態系内の生物間相互作用に着目し、その複雑相互作用ネットワークの根本的構造を、地上の生物間相互作用と比較した。一連の研究成果は、Nature Communications, Science Advances, Nature Ecology and Evolution, Nature Plantsといったハイインパクト科学誌で出版された。

研究成果

• [国際共同研究] スタンフォード大学/生物学部(米国)
• [国際共同研究] ベルン大学/植物科学研究所(スイス)
• [国際共同研究] 中国科学院/遺伝・発生生物学研究所(中国)
• [国際共同研究] アムステルダム自由大学/生態科学研究学部(オランダ)
• [国際共同研究] スタンフォード大学/カリフォルニア大学サンタクルーズ校(米国)
• [国際共同研究] オーフス大学(デンマーク)
• [国際共同研究] サンパウロ大学(ブラジル)
• [国際共同研究] Stanford University(米国)
• [雑誌論文] Priority effects can persist across floral generations in nectar microbial metacommunities. (2018)
  • 著者名/発表者名: Toju H, Vannette RL, Gauthier MPL, Dhami MK, Fukami T
  • 雑誌名: Oikos 巻: 127 号: 3 ページ: 345-352
  • DOI: 10.1111/oik.04243
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Root-associated fungi shared between arbuscular mycorrhizal and ectomycorrhizal conifers in a temperate forest (2018)
  • 著者名/発表者名: Toju, H. and Sato, H.
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 9 ページ: 433-433
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00433
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Core microbiomes for sustainable agroecosystems (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Toju, Kabir G. Peay, Masato Yamamichi, Kazuhiko Narisawa, Kei Hiruma, Ken Naito, Shinji Fukuda, Masayuki Ushio, Shinji Nakaoka, Yusuke Onoda, Kentaro Yoshida, Klaus Schlaeppi, Yang Bai, Ryo Sugiura, Yasunori Ichihashi, Kiwamu Minamisawa, E. Toby Kiers
  • 雑誌名: Nature Plants 巻: 4 号: 5 ページ: 247-257
  • DOI: 10.1038/s41477-018-0139-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Species-rich networks and eco-evolutionary synthesis at the metacommunity level. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toju H, Yamamichi M, Guimaraes P R Jr, Olesen J M, Mougi A, Yoshida T and Thompson J N
  • 雑誌名: Nature Ecology and Evolution 巻: 1 号: 2 ページ: 0024-0024
  • DOI: 10.1038/s41559-016-0024
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Host shifts enhance diversification of ectomycorrhizal fungi: diversification rate analysis of the ectomycorrhizal fungal genera Strobilomyces and Afroboletus with a 80-gene phylogeny (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato H, Tanabe AS, Toju H
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 214 号: 1 ページ: 443-454
  • DOI: 10.1111/nph.14368
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ericaceous plant-fungus network in a harsh alpine-subalpine environment (2016)
  • 著者名/発表者名: Toju H, Tanabe AS, Ishii HS
  • 雑誌名: Molecular Ecology 巻: 25 号: 13 ページ: 3242-3257
  • DOI: 10.1111/mec.13680
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Networks depicting the fine-scale co-occurrences of fungi in soil horizons (2016)
  • 著者名/発表者名: Toju H, Kishida O, Katayama N, Takagi K
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 11 号: 11 ページ: e0165987-e0165987
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0165987
  • NAID: 120005895363
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure of phyllosphere fungal communities in a tropical dipterocarp plantation: a massively parallel next-generation sequencing analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Izuno A, Tanabe AS, Toju H, Yamasaki M, Indrioko S, Isagi Y
  • 雑誌名: Mycoscience 巻: 57 号: 3 ページ: 171-180
  • DOI: 10.1016/j.myc.2015.12.005
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Network modules and hubs in the symbiont fungal biome of plant roots. (2016)
  • 著者名/発表者名: Toju H, Yamamoto S, Tanabe AS, Hayakawa T, Ishii HS
  • 雑誌名: Journal of the Royal Society Interface 巻: in press 号: 116 ページ: 20151097-20151097
  • DOI: 10.1098/rsif.2015.1097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrasting diversity and host association of ectomycorrhizal basidiomycetes versus root-associated ascomycetes in a dipterocarp rainforest (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato H, Tanabe AS, Toju H
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10 号: 4 ページ: e0125550-e0125550
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0125550
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Below-ground plant–fungus network topology is not congruent with above-ground plant–animal network topology (2015)
  • 著者名/発表者名: Toju H, Guimarães PR Jr, Olesen JM, and Thompson JN
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 1 号: 9
  • DOI: 10.1126/sciadv.1500291
  • NAID: 120005666205
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-throughput DNA barcoding for ecological network studies (2015)
  • 著者名/発表者名: Toju H
  • 雑誌名: Population Ecology 巻: 57 号: 1 ページ: 37-51
  • DOI: 10.1007/s10144-014-0472-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Assembly of complex plant-fungus networks. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toju H, Guimaraes PR Jr, Olesen JM, and Thompson JN
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 5273-5273
  • DOI: 10.1038/ncomms6273
  • NAID: 120005477689
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diet disparity among sympatric herbivorous cichlids in the same ecomorphs in Lake Tanganyika: amplicon pyrosequences on algal farms and stomach contents (2014)
  • 著者名/発表者名: Hata, H, Tanabe, AS, Yamamoto, S, Toju, H, Kohda, M, Hori, M
  • 雑誌名: BMC Biology 巻: 12 号: 1 ページ: 90-90
  • DOI: 10.1186/s12915-014-0090-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spatial segregation and aggregation of ectomycorrhizal and root-endophytic fungi in the seedlings of two Quercus species. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto S, Sato H, Tanabe AS, Hidaka A, Kadowaki K, H Toju
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9(5) 号: 5 ページ: e96363-e96363
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0096363
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Exploring "hidden" ecosystem functions of plant-microbiome linkages" linkages (2018)
  • 著者名/発表者名: Toju H
  • 学会等名: Symposium: Advances in Ecology with Functional Traits
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 「コア共生微生物」で強い植物をつくる： みえてきた微生物共生ネットワーク (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 日本育種学会若手の会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2017-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代シーケンシングで食物網を探る： クモ・寄生蜂・土壌動物・植食性昆虫 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和・馬場友希
  • 学会等名: 日本応用動物昆虫学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-29
• [学会発表] 私たちは生態系を設計できるのか？ 情報革新で究極の相互作用網を編む (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 日本生態学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 自然生態系に潜む超多様な真菌たちは農業の救世主となるのか? (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 茨城大学重点研究ジョイントシンポジウム
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2017-03-09
  • 招待講演
• [学会発表] Detecting core microbiomes for designing natural and agricultural ecosystems (2017)
  • 著者名/発表者名: Toju H
  • 学会等名: RIKEN Shirasu Lab Seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ネットワークで生物種間の関係を探る (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: ネットワーク科学セミナー2017
  • 招待講演
• [学会発表] コア共生微生物の探索技術を基に農業生態系のデザインを考える (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 植物微生物研究会 第27回研究交流会
  • 招待講演
• [学会発表] 微生物どうしの関係性をネットワークでとらえる (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 住友化学セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 微生物群集内における内生菌の機能解明に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 茨城大学重点研究ジョイントシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 植物体内の多様な植物共生菌 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 近畿作物・育種研究会
  • 招待講演
• [学会発表] コア共生微生物で農業生態系を設計する (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 植物科学シンポジウム2017
  • 招待講演
• [学会発表] 微生物間の相互作用ネットワークを俯瞰する (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: えこえぴWS2017
  • 招待講演
• [学会発表] 白眉と地球生態系 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 白眉の日講演
• [学会発表] 菌根菌・内生菌・寄生菌で構成される植物共生微生物系を読み解く -ネットワーク科学の視点から- (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2017
• [学会発表] 最強の植物内生菌がわかったかもしれない (2017)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 第3回農学中手の会
• [学会発表] 植物と共生微生物の超複雑ネットワークを読み解く (2016)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: IGERセミナー
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] 植物を取り巻く微生物叢から中核菌候補を抽出する (2016)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 科学技術未来戦略ワークショップ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 菌類・微生物の「超」多様性をひも解き、地球の未来を考える (2016)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 第32回国際生物学賞記念シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-11-23
  • 招待講演
• [学会発表] 強い農業生態系」の設計に向けて： 共生微生物・捕食者群集・土壌生物圏 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 第２回農学中手の会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2016-11-10
• [学会発表] 群集生態学であぶり出す共生微生物間の大規模ネットワーク (2016)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 微生物生態学会シンポジウム
  • 発表場所: 横須賀
  • 年月日: 2016-10-24
  • 招待講演
• [学会発表] DNA情報とネットワーク理論で微生物生態系を読み解く (2016)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] MiSeqを用いた超多検体分析 –サンプリングからシーケンスまで– (2016)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] High-throughput DNA sequencing and network science for designing eco-evolutionary feedback research (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Toju
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High-throughput DNA sequencing for understanding hyper-species-rich ecological and coevolutionary networks (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Toju
  • 学会等名: EE Biology Department Seminar, UCSC
  • 発表場所: University of California, Santa Cruz
  • 年月日: 2016-01-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Coevolutionary Networks.in Metacommunities (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Toju
  • 学会等名: The Society of American Naturalist Meeting
  • 発表場所: Asilomar, California
  • 年月日: 2016-01-11
  • 国際学会
• [学会発表] How can we use high-throughput DNA sequencing towards the understanding of natural community dynamics?" (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Toju
  • 学会等名: Eco-Evo Lunch, Stanford Biology
  • 発表場所: Stanford University
  • 年月日: 2015-10-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Uncovering the most complex biosphere: coexistence of microbes in the soil (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Toju
  • 学会等名: 日本数理生物学会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2015-08-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] フロンティアを失った世代の逆襲： 微生物の超多様性に生命進化の本質を見いだす (2015)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2015-08-22
  • 招待講演
• [学会発表] 魑魅魍魎はびこる土壌微生物圏に秩序は見いだせるのか？ 環境DNAデータをネットワーク理論で料理する (2015)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 中央大学
  • 年月日: 2015-08-20
  • 招待講演
• [学会発表] 大規模DNAバーコーディング情報をもとに地下生態系の超複雑ネットワークを紐解く (2015)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 複雑ネットワークグループセミナー
  • 発表場所: 国立情報学研究所
  • 年月日: 2015-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] 土壌真菌群集と植物のネットワーク解析： 土壌管理への展望」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 学会等名: 土壌微生物学会60周年記念シンポジウム
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2014-10-24
  • 招待講演
• [図書] DNA情報で生態系を読み解く―環境DNA・大規模群集調査・生態ネットワーク― (2016)
  • 著者名/発表者名: 東樹宏和
  • 総ページ数: 224
  • 出版者: 共立出版
• [備考] 植物を支える「共生ネットワーク」は地上と地下で構造が違う －見えてきた地下生物圏の構造－
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/151024_1.html
• [備考] 植物体内の共生菌社会を動かす中心核 －農業における微生物利用の新たな戦略－
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/160309_1.html