大規模データを用いた日本のブナ科広葉樹林の外生菌根菌多様性の決定要因探索と予測

利用大规模数据探索和预测日本壳斗科阔叶林外生菌根真菌多样性的决定因素

基本信息

批准号：
20J01732
负责人：
松岡俊将
金额：
$ 3.08万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01732/
关键词：
菌類菌根菌生物多様性生物地理

项目摘要

当該年度は、私がこれまでに取得してきた外生菌根菌群集データを用いての群集・多様性解析結果の論文化と、これらのデータを基にした菌類の出現予測モデルの構築と予備解析、そして野外調査を進めた。まず、従来から用いたれていた調査地単位での群集解析手法を用いて、日本の森林における外生菌根菌群集構造の解析とその論文化を行なった。これらの結果から、外生菌根菌群集の空間パターンは、樹種ごとに異なる要因により駆動されていることが明らかになった。これらの結果をベースに、個別の種ごとの出現予測を行うため、スパース回帰、joint species distribution model、機械学習(ランダムフォレスト)を用いたモデルの構築を進めた。文献情報や情報学分野の研究者からのアドバイスを基に、解析用のRスクリプトの作成と改良を行なった。そして実際の群集データの一部を用いて予備解析を進めることで、パラメーターや計算時間の推定行った。モデルから得られた結果の拡張やモデルの外挿性の確認のため、野外調査による追加データの収集も行なった。前年度同様に新型コロナウイルスの感染拡大による緊急事態宣言の発出とそれに伴う所属・協力機関の活動方針により野外調査は制限されたものの、関西を中心にブナ科広葉樹林においてサンプリングを行なった。採集した樹木細根は、実験室に持ち帰り、実体顕微鏡下で菌根の選択と洗浄を行い菌根からDNAを抽出抽出した。MiSeqによるアンプリコンシーケンスとバイオインフォマティクス解析により、上記の外生菌根菌出現予測モデルの外挿データを得た。

在今年，我使用迄今为止获得的Ectomycorrhizal真菌社区数据进行了社区和多样性分析的结果，并构建了一个模型，以根据这些数据预测真菌的出现，并进行了现场研究。首先，我们分析了日本森林中外生霉素真菌群落的结构，并使用了过去使用的调查区域中使用的社区分析方法进行了分析文化，该方法曾经使用过。这些结果表明，外生菌骨真菌群落的空间模式是由不同树种的不同因素驱动的。基于这些结果，我们使用稀疏回归，联合物种分布模型和机器学习（随机森林）开发了一个模型，以预测每个物种的发生。根据文学和信息学领域的研究人员的建议，我们创建并完善了R脚本进行分析。然后，使用一些实际的社区数据进行初步分析以估计参数和计算时间。还通过现场调查收集了其他数据，以扩大从模型获得的结果并确认模型的推断。与上一年一样，由于新的冠状病毒及其分支机构和合作伙伴组织的活动，现场调查受到紧急状态的紧急情况的限制，但采样是在宽阔的山毛榉森林中进行的，主要是在Kansai地区。收集的细树根被带回实验室，并在立体显微镜下选择菌根根并洗涤，以从菌根根中提取和提取DNA。通过使用Miseq的扩增子测序和生物信息学分析获得了上述模型中的外推数据，以预测外生菌骨真菌出现。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

近縁なイネ科植物の葉における老衰段階に伴う菌類群集組成の比較

近缘草类叶片衰老阶段真菌群落组成比较

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
秦野悠貴;松岡俊将;長谷川元洋;大園享司
通讯作者：
大園享司

Integrative assessment of the effects of shrub coverage on soil respiration in a tundra ecosystem

苔原生态系统中灌木覆盖对土壤呼吸影响的综合评估

DOI：
10.1016/j.polar.2020.100562
发表时间：
2021
期刊：
Polar Science
影响因子：
1.8
作者：
Masumoto Shota;Kitagawa Ryo;Nishizawa Keita;Osono Takashi;Hasegawa Motohiro;Iimura Yasuo;Matsuoka Shunsuke;Kaneko Ryo;Uchida Masaki;Mori Akira S.
通讯作者：
Mori Akira S.

環境DNAから探る菌類多様性の空間・時間パターン

从环境 DNA 探索真菌多样性的时空模式