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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02227/
• 关键词: 地理変異; 水分生理; 根滲出物; BVOC; 遺伝変異; 水利用; カルシウム; 降雨遮断; 機能形質; スギ; 共通圃場; 炭素分配; 生態系機能

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。

ス ギ は Japan の forest で most も バ イ オ マ ス の big き い tree で あ り distribution, national に し forest area accounted for about 20% を の め て い る. す な わ ち ス ギ と い う tree が Japan の temperature 帯 forest ecosystems の bone structure を form し て い る と said っ て も had said で は な い. In recent years, Japan に distribution around the す る natural ス ギ set 団 が but 伝 に differentiation し て い る だ け で な く, root extract や secondary metabolism substance な ど の function character に も big き な violations い が あ る こ と が Ming ら か に な り つ つ あ る. し か し な が ら, function character の geography - different を も た ら し た by や の masato each other between character and more に は そ れ ら の ecosystem function へ の influence は ほ と ん ど Ming ら か に さ れ て い な い. は national 14 sets this study 団 の natural ス ギ を like に seaborne, plural の common nursery field で の is be 験 に よ り function character の geography - different を detailed に べ, carbon の partition を basic shaft と し て そ の function between masato を and Ming ら か に す る と と も に, rainfall interrupt, plus be 験 な ど に よ っ て, different な る ス ギ set 団 が dynamic や を water circulation Ca center と す る The potential impacts of ecosystem functions に and ぼす are related to を を and ら にする. This topic で は carbon allocation を basic shaft と し て growth と defense, water use others な ど の functioning even masato を Ming ら か に す る. Breeding へ の investment の - different も canopy wood で は is key factor な と exam え ら れ る が, juvenile wood を like に seaborne す れ except ば す る こ と が may で あ る. Sichuan crossing, niigata, tsukuba, kumamoto の common nursery field に は 14 sets 団 の エ コ タ イ プ individual が very な repeatedly を hold っ て fertility し, degree of tree height 2-4 m と な っ て い る. The common で てみられる functional form and quality are contrary to the <s:1> で natural selection 択による bureau is appropriate 応を reflects the <s:1> て ると ると examination えられる. This study で は 1) root か ら の extract release amount, 2) them の component と release quantity, 3) leaf の Ca や リ ン (P), smothering element (N) beginning を め secondary metabolism substance な ど others 々 な chemical composition, 4) photosynthesis, transpiration に お け る water use characteristics, な ど の character や function analytical を の more く の individual を with い う て line. Different な っ た environment に あ る plural の common nursery field で の results を す る こ と で function character の anti 応 benchmark (legacy 伝 - environment interaction) も clear に す る.

项目成果

広域分布樹木の機能的地理変異が生態系機能に及ぼす影響

广泛分布的树木功能地理变异对生态系统功能的影响