炭素分配戦略の視点から明らかにする天然スギ機能形質の地理変異

从碳分配策略揭示天然日本雪松功能性状的地理变异

基本信息

批准号：
21H02227
负责人：
日浦勉
金额：
$ 10.82万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

スギは日本の森林で最もバイオマスの大きい樹種であり、全国に分布し森林面積の約20％を占めている。すなわちスギという樹種が日本の温帯林生態系の骨格構造を形成していると言っても過言ではない。近年、日本各地に分布する天然スギ集団が遺伝的に分化しているだけでなく、根浸出物や二次代謝物質などの機能形質にも大きな違いがあることが明らかになりつつある。しかしながら、機能形質の地理変異をもたらした要因や形質間の相互関係、更にはそれらの生態系機能への影響はほとんど明らかにされていない。本研究は全国14集団の天然スギを対象に、複数の共通圃場での比較実験により機能形質の地理変異を詳細に調べ、炭素の配分を基軸としてその機能間関係を明らかにするとともに、降雨遮断・付加実験などによって、異なるスギ集団がCa動態や水循環を中心とする生態系機能に及ぼす潜在的影響の違いを明らかにする。本課題では炭素分配を基軸として成長と防御、水利用様式などの機能的連関を明らかにする。繁殖への投資の変異も林冠木では重要な要素と考えられるが、幼木を対象にすれば除外することが可能である。川渡、新潟、筑波、熊本の共通圃場には14集団のエコタイプ個体が十分な反復を持って生育し、樹高2-4m程度となっている。ここで共通してみられる機能形質の違いは自然選択による局所適応を反映していると考えられる。本研究では1）根からの浸出物放出量、2) BVOCの成分と放出量、3)葉のCaやリン（P）、窒素（N）を始め二次代謝物質など様々な化学的成分、4)光合成・蒸散における水利用特性、などの形質や機能の解析を数多くの個体を用いて行う。異なった環境下にある複数の共通圃場での結果を比較することで機能形質の反応基準（遺伝-環境交互作用）も明確にする。

雪松是日本森林中最大的生物质物种，在全国范围内分布，约占森林地区的20％。换句话说，说雪松树形成了日本温带森林生态系统的骨骼结构并不夸张。近年来，很明显，不仅天然雪松种群分布在日本的基因分化中，而且功能性状（例如根渗滤液和次级代谢产物）也存在重大差异。但是，尚未阐明导致功能性状，性状之间的相互作用以及它们对生态系统功能的影响的因素。这项研究通过在多个共同领域的比较实验以详细的方式研究了该国14个自然雪松群体中功能性状的地理变化，并阐明了基于碳分配的互操作关系，以及在生态系统在生态系统上的潜在效果的差异，对生态系统的效果的潜在效果，对ca ca and ca ca and ca and ca and ca and caplation and ca and caplation and ca and caplation and ca caplaft and ca cycace and ca and cycage and caplaft cycace and降低。这个问题将阐明基于碳分配的增长，防御和用水方法等功能联系。繁殖投资的突变也被认为是森林树冠树的重要因素，但是如果它们针对幼树，则可以被排除在外。在川多，Niigata，Tsukuba和Kumamoto的共同领域中，有14个生态型个体以足够的重复生长，达到约2-4m的高度。此处常见的功能性状差异被认为反映了由于自然选择而引起的局部适应。在这项研究中，我们分析了从根部释放的渗滤液量，2）BVOC和释放量，3）3）各种化学成分，例如Leaf CA，磷（P），氮（N），氮（N）和次生代谢产物和4）使用光合性和过渡性的个人。比较不同环境下多个公共场的结果也阐明了功能性状的响应标准（遗传环境相互作用）。