開花遺伝子発現量と土壌・植物養分条件の統合分析による一斉開花機構の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26251042
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 佐竹 暁子 九州大学, 理学研究院, 准教授 (70506237)
• 研究分担者: 沼田 真也 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (20391138) ; 韓 慶民 国立研究開発法人森林総合研究所, その他部局等, 主任研究員 等 (40391180) ; 市榮 智明 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (80403872) ; 谷 尚樹 国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, その他部局等, 主任研究員 (90343798) ; 千葉 由佳子 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70509546)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 植物 / モデル化 / 生理学 / 遺伝子 / 環境 / 土壌 / 窒素 / 熱帯

研究実績の概要

前年度と同様に、北海道羊ヶ丘植栽ブナ林および新潟県苗場天然ブナ林において、遺伝解析および栄養塩量分析用のサンプルを1ヶ月間隔で継続的に採取した。新潟調査地から得られたサンプルは、前年と同様にFT遺伝子およびLFY、AP1遺伝子の発現量の季節変化をquantitative real-time PCRによって追跡し、3年目のデータを蓄積した。北海道調査地から得られたサンプルは、新しく設計したマイクロアレイを用いて約3万の遺伝子の発現量の季節変化を定量化した。北海道羊ヶ丘植栽ブナ林では、初年度と最終年度においてこれら遺伝子は高く発現していた。一方で、新潟県苗場天然ブナ林では3年間の調査期間のうち、初年度のみこれら遺伝子の発現が高く、それ以外の年は低いレベルに維持されていた。双方の調査地において、FT、LFY、AP1遺伝子発現量と翌春の開花量との間に強い関連が見出された。また、イオン交換樹脂を利用した土壌中の簡易モニターも前年度と同様に実施し、土壌中の栄養塩濃度の季節変化および年変化を明らかにするためのデータを蓄積した。土壌の窒素量と開花遺伝子発現量の年変化には関係性がみられなかったため、ブナの繁殖における豊凶は土壌から得られる窒素量の年変動によって引き起こされる可能性は低いことが示唆された。

マレーシアにおける調査地においても前年度同様に遺伝子発現解析および栄養塩量分析用のサンプルを1ヶ月間隔で継続的に採取し、ブナと同様の方法で分析し3年目のデータを蓄積した。開花フェノロジー長期データと気象データを用いた分析、および遺伝子発現変化に関わるデータを遺伝子発現制御動態を数理モデルによって分析した結果を論文としてとりまとめ、それぞれ国際誌に投稿した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] マラヤ大学/マレーシア森林研究所(マレーシア)
  • 国名: マレーシア
  • 外国機関名: マラヤ大学/マレーシア森林研究所
• [国際共同研究] ガジャマジャ大学(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: ガジャマジャ大学
• [国際共同研究] 国立東華大学(台湾)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: 国立東華大学
• [国際共同研究] スミソニアン研究所(パナマ)
  • 国名: パナマ
  • 外国機関名: スミソニアン研究所
• [雑誌論文] Growth and survival of hybrid dipterocarp seedlings in a tropical rain forest fragment in Singapore. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenzo, T., Ichie, T., Norichika, Y., Kamiya, K., Nanami, S., Igarashi, S., Sano, M., Yoneda, R., Lum, S.K.Y.
  • 雑誌名: Plant Ecology & Diversity 巻: 9 ページ: 447-457
  • DOI: 10.1080/17550874.2016.1265606
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of rainfall exclusion on leaf gas exchange traits and osmotic adjustment in mature canopy trees of Dryobalanops aromatica (Dipterocarpaceae) in a Malaysian tropical rain forest. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Y., Ichie, T., Kenzo, T., Yoneyama, A., Kumagai, T., Nakashizuka, T.
  • 雑誌名: Tree Physiology 巻: NA ページ: NA
  • DOI: 10.1111/mec.12344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between seasonal progression of floral meristem development and FLOWERING LOCUS T expression in the deciduous tree Fagus crenata (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, Y., Satake, A.
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: NA ページ: NA
  • DOI: NA
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reproduction-related variation in carbon allocation to woody tissues in Fagus crenate using a natural 13C approach (2016)
  • 著者名/発表者名: Han, Q., Kagawa, A., Kabeya, D., Inagaki, Y.
  • 雑誌名: Tree Physiology 巻: 36 ページ: 1343-1352
  • DOI: 10.1093/treephys/tpw074
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Satellite-based characterization of climatic conditions before large-scale general flowering events in Peninsular Malaysia (2016)
  • 著者名/発表者名: Azmy, M.M., Hashim, M., Numata, S., Hosaka, T., Nur Supardi, M.N., Fletcher, C.D.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6:32329 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/srep32329
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Responses of pre-dispersal seed predators to sequential flowering of Dipterocarps in Malaysia (2016)
  • 著者名/発表者名: Hosaka, T., Yumoto, Y., Chen, Y.Y., Sun, I.F., Wright, S.J., Numata, S., Nur Supardi, M.N.
  • 雑誌名: Biotropica 巻: 49 ページ: 177-185
  • DOI: 10.1111/btp.12371
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Variation in leaf and soil δ15N in diverse tree species in a lowland dipterocarp rainforest, Malaysia (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka-Oda, A., Kenzo, T., Inoue, Y., Yano, M., Koba, K., Ichie, T.
  • 雑誌名: Trees －Structure and Function 巻: 30 ページ: 509-522
  • DOI: 10.1007/s00468-015-1298-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ecological distribution of leaf stomata and trichomes among tree species in a Malaysian lowland tropical rain forest. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ichie, T., Inoue, Y., Takahashi, N., Kamiya, K., Kenzo, T.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 129 ページ: 625-635
  • DOI: 10.1007/s10265-016-0795-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parameterisation and validation of a resource budget model for masting using spatiotemporal flowering data of individual trees. (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe, T., Tachiki, Y., Kon, H., Nagasaka, A., Onodera, K., Minamino, K., Han, Q., Satake, A.
  • 雑誌名: Ecology Letters 巻: 19 ページ: 1129-1139
  • DOI: 10.1111/ele.12651
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Florigen distribution determined by a source--sink balance explains the diversity of inflorescence structures in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Satake, A., Seki, M., Iima, M., Teramoto, T., Nishiura, Y.
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 巻: 395 ページ: 227-237
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2016.01.035
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 結実がブナの木質器官への炭 素配分動態に及ぼす影響－安定 性同位体アプローチによる解析－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 韓慶民, 香川聡, 壁谷大介, 稲垣善之
  • 学会等名: 第128回日本森林学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学, 鹿児島市
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-29
• [学会発表] 2015年－2016年における苗場山ブナ林の細根動態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野口享太郎, 韓慶民, 壁谷大介, 稲垣善之, 古澤仁美
  • 学会等名: 第128回日本森林学会大会
  • 発表場所: 鹿児島大学, 鹿児島市
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-29
• [学会発表] 東南アジア熱帯雨林の巨大林冠木の水利用：雨水遮断実験による土壌乾燥に対する応答 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉藤奈津子, 熊谷朝臣, 市栄智明, 久米朋宣, 立石麻紀子, 井上裕太, 米山仰, 中静透
  • 学会等名: 第64回日本生態学会大会
  • 発表場所: 早稲田大学, 東京
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-29
• [学会発表] Variations in plant functional traits of Asian woody species (2017)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, H., Aiba, M., Onoda, Y., Hyodo, F., Kachina, P., Ichie, T., Nakashizuka, T.
  • 学会等名: 第64回日本生態学会大会
  • 発表場所: 早稲田大学, 東京
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-29
• [学会発表] Developing predictive models based on genetic information to forecast future phenological change (2017)
  • 著者名/発表者名: Satake, A.
  • 学会等名: 第64回日本生態学会大会
  • 発表場所: 早稲田大学, 東京
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-29
• [学会発表] ブナの各器官における炭水化物濃度の年変動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 壁谷大介, 野口享太郎, 韓慶民
  • 学会等名: 第64回日本生態学会大会
  • 発表場所: 早稲田大学, 東京
  • 年月日: 2017-03-14 – 2017-03-18
• [学会発表] Long-term reproductive phenology and flora of dipterocarps (2017)
  • 著者名/発表者名: Numata, S., Hosaka, T.
  • 学会等名: 2nd JASTIP Bioresources and Biodiversity Lab Workshop
  • 発表場所: Kyoto Univ
  • 年月日: 2017-01-23 – 2017-01-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The epigenetic memory of winter in flowering plants (2016)
  • 著者名/発表者名: Satake, A.
  • 学会等名: Forum "Math-for-Industry" 2016 Biology, Agriculture and Environment
  • 発表場所: Queensland University of Technology, Brisbane, Australia
  • 年月日: 2016-11-21 – 2016-11-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Parameterization and validation of a resource budget model for masting using spatiotemporal flowering data of individual trees (2016)
  • 著者名/発表者名: Satake, A.
  • 学会等名: The 2016 (26th) Annual Meeting of the Japanese Society for Mathematical Biology
  • 発表場所: 九州大学, 福岡
  • 年月日: 2016-09-07 – 2016-09-09
• [学会発表] 一斉開花 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐竹暁子
  • 学会等名: 研究集会「数理で解き明かす森羅万象」
  • 発表場所: 広島大学, 東広島
  • 年月日: 2016-08-20 – 2016-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] Influence of resource dynamics on flowering gene expression in masting Fagus crenata trees (2016)
  • 著者名/発表者名: Han, Q., Kabeya, D., Satake, A.
  • 学会等名: The Ecological Society of America Annual Meeting 2016
  • 発表場所: Greater Fort Lauderdale/Broward County Convention Center, Fort Lauderdale, Florida, USA
  • 年月日: 2016-08-07 – 2016-08-12
  • 国際学会
• [学会発表] 操作実験による土壌の強度乾燥がフタバガキ科巨大高木の葉の水利用に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井上裕太, 市栄智明, 田中憲蔵, 米山仰, 熊谷朝臣, 中静透
  • 学会等名: 第26回日本熱帯生態学会年次大会
  • 発表場所: 筑波大学, 茨城
  • 年月日: 2016-06-18 – 2016-06-19
• [学会発表] 東南アジア熱帯雨林における巨大高木リュウノウジュ属樹種の種間交雑 (2016)
  • 著者名/発表者名: 濵田稔史, 名波哲, 山倉拓夫, 伊東明, 上谷浩一, 市栄智明, 田中憲蔵, Lucy Chong
  • 学会等名: 第26回日本熱帯生態学会年次大会
  • 発表場所: 筑波大学, 茨城
  • 年月日: 2016-06-18 – 2016-06-19
• [学会発表] 植物の同調開花について (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐竹暁子
  • 学会等名: 研究会「第2回非線形現象の捉え方」
  • 発表場所: 石垣市商工会館, 石垣
  • 年月日: 2016-05-13 – 2016-05-15
  • 招待講演
• [学会発表] Flowering phenology under seasonal and aseasonal environments: gene expression assessment in the temperate and tropical zones (2016)
  • 著者名/発表者名: Satake, A.
  • 学会等名: The 64th NIBB conference "Evolution of seasonal timers"
  • 発表場所: Okazaki Conference Center, Okazaki, Japan
  • 年月日: 2016-04-22 – 2016-04-24
  • 国際学会 / 招待講演