北極域の植生変化予測に向けた樹木定着プロセスの解明

阐明用于预测北极地区植被变化的树木建立过程

• 批准号: 20H03016
• 负责人: 宮本 裕美子
• 金额: $ 7.07万
• 依托单位: Shinshu University (2021-2023)Hokkaido University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03016/
• 关键词: 気候変動; 菌根菌; 宿主特異性; シベリア; 生物間相互作用; 温暖化; 森林分布; カラマツ; ツンドラ

温暖化に伴い、森林分布が拡大することが予測されている。樹木はその成長に必要な養水分を根で共生する外生菌根菌を介して吸収しているため、実生の定着や分布域の拡大には菌根共生が必要である。本研究では、樹木の生育していない非森林帯に樹木実生が定着するために適した条件を検証することを目的とする。当該年度は、菌根菌埋土胞子の特定に向けたバイオアッセイ試験のデータ解析を実施した。シベリア北極域の森林―ツンドラ境界で採取した土壌にダフリアカラマツ苗を植え、温室で育苗した。結果、合計で外生菌根菌11種の形成が確認された。そのうちカラマツ属に特異的なヌメリイグチ属３種は森林境界から30km離れたツンドラ帯の調査地からも確認され、宿主不在のツンドラ帯にも広範囲に胞子が分布している傾向が初めて明らかとなった。これは、カラマツがツンドラ帯へ侵入する際に、ヌメリイグチ属の埋土胞子が菌根感染源となる可能性を示唆しており、学術的に重要な知見である。次に、実生の乾燥重量を測定し、菌根形成によってカラマツ成長が促進されるのか検証した。結果、菌種数と実生の乾燥重量に正の相関が見られたが（P=0.07）、値のばらつきが大きく傾向は明瞭ではなかった。また出現頻度の高い菌種について実生の乾燥重量を比較したが、特定の菌種による実生の成長促進効果については本バイオアッセイからは明らかではなかった。以上の解析を論文にまとめ国際誌に発表した。現地土壌を用いたバイオアッセイ試験では菌根形成したサンプル数（実生数）が少なく、菌根菌による実生成長へ効果は不明確であった。そこで新たにカラマツ苗を準備し、培地から菌根菌種を接種する試験を進めた。5ヵ月温室で育苗した結果、Tomentella terrestrisは菌根形成率が高かったが、カラマツ特異的なショウロ属やヌメリイグチ属は菌根形成率が低かった。

随着全球变暖，据预测，森林分布将扩大。由于树木通过外生菌的真菌吸收其生长所需的养分，因此共生是幼苗定居和扩大分布范围所必需的。这项研究旨在验证树幼苗定居在树木不生长的非森林区域的适当条件。在今年中，进行了数据分析，以识别粘液菌真菌ROE孢子的生物测定测试。达夫里亚·拉尔奇（Daphria Larch）幼苗在西伯利亚北极地区的森林刺激边界收集的土壤中种植，并在温室中种植。结果，总共确认了11种外生霉素真菌的形成。其中，也从距森林边界30公里的苔原带的调查地点确认了三种特有落叶丘的属属的种类，这是第一次揭示孢子分布在苔原带的宽阔区域，没有宿主，那里没有孢子。这表明，当Larch入侵Tundra带时，Slurpillars属的孢子可能成为菌根感染的来源，并且是一个重要的学术发现。接下来，测量了幼苗的干重以验证菌根形成是否促进落叶松的生长。结果，在细菌的数量和幼苗的干重之间发现了正相关（p = 0.07），但是值的变化很大，趋势尚不清楚。此外，尽管比较了出现高频率的物种的幼苗干重，但从生物测定中尚不清楚特定细菌的作用。上述分析被编译成一篇论文，并在国际杂志上发表。在使用局部土壤的生物测定测试中，形成的菌根样品的数量（幼苗数量）很小，对菌根真菌的生产长度的影响尚不清楚。因此，制备了新的落叶幼苗，并进行了测试以从培养基中接种菌根真菌。在温室中种植幼苗五个月后，tomentella terrestris的菌根率很高，而落叶尔奇特异性S.和S. S. Larch特异性属S.和S. S. S. L.的菌根率低。

项目成果

Changes in Forest Conditions in a Siberian Larch Forest Induced by an Extreme Wet Event

极端潮湿事件引起的西伯利亚落叶松林森林状况的变化

• DOI: 10.3390/f13081331
• 发表时间: 2022
• 期刊: forests
• 影响因子: 2.9
• 作者: Aleksandr Nogovitcyn;Ruslan Shakhmatov;MOROZUMI Tomoki;TEI Shunsuke;MIYAMOTO Yumiko;NAGAI Shin;Trofim C. Maximov;SUGIMOTO Atsuko
• 通讯作者: SUGIMOTO Atsuko

Insti.Biological Problems Cryolithozone/Noth-Eastern Federal University(ロシア連邦)

Insti.Biological Problems Cryolithozone/东北联邦大学（俄罗斯联邦）

The dominance of Suillus species in ectomycorrhizal fungal communities on Larix gmelinii in a post-fire forest in the Russian Far East

俄罗斯远东地区火灾后森林落叶松外生菌根真菌群落中乳牛霉属的优势

• DOI: 10.1007/s00572-020-00995-3
• 发表时间: 2020
• 期刊: Mycorrhiza
• 影响因子: 3.9
• 作者: Miyamoto Yumiko;Danilov Aleksandr V.;Bryanin Semyon V.
• 通讯作者: Bryanin Semyon V.

森林限界北上に寄与する菌根菌種の特定

促进森林边界北移的菌根真菌物种的鉴定

• 发表时间: 2021
• 作者: 宮本 裕美子;Kononov Alexander;Maximov Trofim;杉本 敦子
• 通讯作者: 杉本 敦子

北極域タイガ―ツンドラ境界における宿主植物間の外生菌根菌適合性

北极虎-苔原边界寄主植物之间的外生菌根相容性

• 发表时间: 2020
• 作者: 宮本裕美子・Trofim C. Maximov・杉本敦子