ソバ生産における生態学的集約化：送粉昆虫と野生植物の時空間動態から探る

荞麦生产的生态集约化：探索授粉昆虫和野生植物的时空动态

基本信息

批准号：
22KJ0849
负责人：
永野裕大
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ソバの送粉サービスを対象に生物多様性保全と作物生産を持続的に両立可能な人為管理の構築を目的としている。そのために、以下の２つの視点から調査を実施した。① 畦畔管理が送粉サービスに与える効果とそのメカニズム自身のこれまでの研究から、ソバ栽培時期に畦畔草地での草刈を控えて花資源や植生高を維持することで、通常の管理（開花直前に草刈）よりも送粉サービスが増加することが明らかになってきた。今年度は、この効果が一貫して表れるかを確かめるとともに、そのメカニズムに迫る調査を実施した。草刈管理の効果については、これまでの結果と同様に花資源・植生高の維持によって送粉サービスが増加した。メカニズムとしては、植物ー送粉者ネットワークにおける栄養（採餌）・非栄養（休息）相互作用に着目し、それぞれ日中と夜間に調査した。そこから野生植物からソバへの間接効果の指標を算出した。その結果、栄養/非栄養効果の比率は、季節や植物種、訪花昆虫ごとに異なり、ソバの訪花昆虫個体数と結実率ともに栄養/非栄養効果の比率が中程度のところで最大になった。つまり、栄養・非栄養の両プロセスが相補的に送粉サービスを高めていることが示唆された。② 訪花昆虫による花資源の利用実態訪花昆虫による花資源の利用実態として、昆虫と植物の関係である送粉ネットワークに着目した。しかし野外での直接観察によって構築された送粉ネットワークは不完全であることが指摘されている。これの克服には昆虫の体表に付着した花粉を分析する方法が有効であり、本研究では体表花粉のDNAメタバーコーディング技術によって明らかにすることとした。ソバの開花前と開花中に畦畔草地の野生植物に訪花していた昆虫を採集し、分析に用いた。今年度はDNA抽出やPCRサイクルなどのプロトコルを確定する状況まで進展している。

本研究旨在建立荞麦授粉服务的人工管理系统，可持续平衡生物多样性保护和作物生产。为此，我们从以下两个角度进行了调查。 ①根据前期田埂管理对授粉服务的影响及其机制的研究，我们发现，在荞麦种植季节避免刈割垅草甸，以保持花卉资源和植被高度，正常管理（已明确授粉服务）比割草增加更多（在开花前割草）。今年，我们进行了一项研究，以确认这种效果是否持续显现并调查其机制。至于割草管理的效果，授粉服务通过维持花卉资源和植被高度而增加，与之前的结果类似。至于机制，我们重点关注植物-传粉媒介网络中营养（取食）和非营养（休息）的相互作用，并在白天和夜间对其进行研究。由此计算出野生植物对荞麦的间接影响指数。结果表明，营养/非营养效应的比例随季节、植物种类和访花昆虫的不同而变化，当该比例达到最大值时，荞麦的访花昆虫数量和坐果率均达到最大值。营养/非营养影响为中等。换句话说，有人认为营养和非营养过程可以互补地增强授粉服务。 ② 访花昆虫利用花卉资源的实际状况作为访花昆虫利用花卉资源的实际状况，我们重点关注授粉网络，即昆虫与植物之间的关系。然而，有人指出，通过现场直接观察构建的授粉网络并不完整。解决这个问题的一个有效方法是分析附着在昆虫体表的花粉，在这项研究中，我们决定使用体表花粉的 DNA 元条形码技术来澄清这一点。收集了荞麦开花前和开花期间在草原草甸中拜访野生植物的昆虫并用于分析。今年，DNA 提取和 PCR 循环等方案的最终确定取得了进展。