大規模産地試験林を用いた樹木の局所環境適応遺伝子の解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H04732
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 津村 義彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (20353774)
• 研究分担者: 永松 大 鳥取大学, 農学部, 教授 (20353790) ; 小林 元 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (40325494) ; 内山 憲太郎 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 (40501937) ; 戸丸 信弘 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50241774) ; 本間 航介 新潟大学, 佐渡自然共生科学センター, 准教授 (50323960) ; 吉田 俊也 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (60312401) ; 後藤 晋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (60323474) ; 久本 洋子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (60586014) ; 高木 正博 宮崎大学, 農学部, 教授 (70315357) ; 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) ; 廣田 充 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90391151) ; 種子田 春彦 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90403112) ; 飯尾 淳弘 静岡大学, 農学部, 准教授 (90422740)
• 研究期間 (年度): 2021-04-05 – 2024-03-31
• キーワード: 地球温暖化 / 産地試験 / ダケカンバ / 環境要因 / 遺伝的要因 / 成長 / 環境適応 / 形質

研究実績の概要

地球温暖化などの環境の急激な変化に樹木がどのように応答するかを明らかにするため、ダケカンバの天然分布域全体をカバーする11産地から集めた種子を用いて、世界的に見ても大規模なダケカンバの産地試験林を北海道から九州までの11箇所（植栽地）に設定した。ダケカンバは主に森林限界周辺の寒冷地に分布するために、温暖化の影響を特に受けやすく脆弱であると予想されるが、実際にどの程度の温度上昇で生存や成長ができなくなるかは不明である。これらの産地試験林では、樹木の成長と形態形質や光合成関連などの生理形態形質の調査、DNA解析、遺伝子発現解析を行ってきた。その結果、高緯度の集団ほど、高い樹高、広い葉面積、高いSLA、早い芽吹きを示した。また最も南由来の集団が他の集団に比べて遺伝的多様性が低く、遺伝的に異なる集団であることが明らかになった。植栽地間の比較から、生理特性の産地変異は光合成よりも水利用特性で大きく、成長の悪い産地ほど葉の水利用効率が高いことが明らかになっている。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

予定以上に研究が進捗しており、遺伝解析の結果、４倍体と考えられていたダケカンバに2倍体個体が見つかった。これらは紀伊半島の釈迦ヶ岳の集団であった。

今後の研究の推進方策

今後はこれまで行ってきた成長、形質、生き残り個体数だけでなく、この釈迦ヶ岳集団や四国の高地の集団を重点的に調査する予定である。

研究成果

• [学会発表] ダケカンバ産地試験における ３年生苗の樹冠構造 (2023)
  • 著者名/発表者名: 室谷 楓香、小林元、後藤晋、戸丸信弘、津村義彦
  • 学会等名: 日本森林学会大会
• [学会発表] ダケカンバの電子伝達速度と気孔コンダクタンスの産地間変異 (2023)
  • 著者名/発表者名: 中田修人、佐藤温起、岡田健太郎、荒木響子、相原隆貴、津村義彦、後藤晋、飯尾淳弘
  • 学会等名: 日本森林学会大会
• [学会発表] ダケカンバ相互移植実験における産地；環境；樹形の関係性の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 棚田みのり、後藤晋、戸丸信弘、本間航介、小林元、津村義彦
  • 学会等名: 日本森林学会大会
• [学会発表] Diversity of soil fungal communities associated with Betula ermanii in five transplanted sites (2023)
  • 著者名/発表者名: AYE MYAT MYAT PAING, Nobuhiko SHIGYO, Yoshihiko TSUMURA, Masahiro TAKAGI, Yoko HISAMOTO & Susumu GOTO
  • 学会等名: rd International Symposium of Long-term Forest Monitoring Research in Asia
  • 国際学会
• [学会発表] Patterns of Survival and Growth of Betula ermanii After Transplanting to Warm Sites (2022)
  • 著者名/発表者名: AYE MYAT MYAT PAING ；Shufen CHEN ；Kyoko ARAKI ；Takaki AIHARA；Mitsuru HIROTA ；Yoshihiko TSUMURA ；Nobuhiro TOMARU ；Kousuke HOMMA ；Toshiya YOSHIDA ；Hajime KOBAYASHI ；Atsuhiro IIO ；Dai NAGAMATSU ；Masahiro TAKAGI ；Haruhiko TANEDA ；Yoko HISAMOTO ；Susumu GOTO
  • 学会等名: 第11回森林遺伝育種学会大会