東北大学研究者紹介

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ヒコサカ　コウキ

彦坂　幸毅

Kouki Hikosaka

所属

大学院生命科学研究科　生態発生適応科学専攻　生態ダイナミクス講座（機能生態分野）

職名

教授

学位

博士（理学）（東京大学）

researchmap

https://researchmap.jp/read0184548

J-GLOBAL ID

200901088873239797

e-Rad 研究者番号

10272006

ORCID

https://orcid.org/0000-0003-1744-3775

Researcher ID

A-5415-2013

学歴 2

東京大学　理学系研究科　植物学専攻

～ 1995年3月
東北大学　理学部　生物学科

～ 1990年3月

委員歴 22

Frontiers in Forests and Global Change　Associate Editor

2018年4月～継続中
New Phytologist　Advisor

2016年4月～継続中
Plant, Cell and Environment　Editorial board

2010年1月～継続中
Oecologia　Editorial board

2006年8月～継続中
日本光合成学会　幹事

2003年5月～継続中
公益社団法人日本植物学会　理事

2023年3月～ 2025年3月
公益社団法人日本植物学会　代議員

2018年6月～ 2024年6月
一般社団法人日本生態学会　代議員

2021年12月～ 2023年11月
Journal of Plant Research　Editor-in-Chief

2017年3月～ 2021年3月
公益社団法人日本植物学会　理事

2017年3月～ 2021年3月
Journal of Plant Research　Editor

2013年1月～ 2016年12月
日本学術振興会科学研究費委員会　科学研究費委員会専門委員

2013年12月～ 2014年11月
公益社団法人日本植物学会　代議員

2012年6月～ 2014年5月
独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構　競争的資金事業に係る専門委員

2012年12月～ 2013年3月
Journal of Plant Research　Editorial board

2009年1月～ 2012年12月
日本植物学会　庶務担当理事

2009年1月～ 2010年12月
日本植物学会東北支部会　在仙幹事

2000年1月～ 2010年12月
Ecological Research　Editor

2005年8月～ 2010年7月
日本植物学会　ホームページ委員

2007年1月～ 2008年12月
独立行政法人大学入試センター教科科目第一委員会　委員

2006年4月～ 2008年3月
日本学術振興会科学研究費委員会　科学研究費委員会専門委員

2005年1月～ 2005年12月
日本生態学会東北地区会　地区委員兼庶務幹事

2006年10月～

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所属学協会 3

日本光合成学会
日本植物学会
日本生態学会

研究キーワード 6

窒素利用
順化
地球環境変化
環境応答
光合成
植物生態学

研究分野 1

ライフサイエンス / 生態学、環境学 / 植物生理生態学

受賞 4

日本生態学会賞

2020年3月　日本生態学会
Ecological Research Award 2008

2008年3月　日本生態学会
Journal of Plant Research Most-cited Paper Award

2007年9月　（社）日本植物学会
日本植物学会奨励賞

2006年9月　社団法人日本植物学会　窒素利用の観点からの光合成系順化の解析

論文 184

The coordination between root and leaf functional traits across 33 woody plant species shifts between mycorrhizal types

Katsumi C Suzuki, Hirofumi Kajino, Shusaku Hirokawa, Hajime Tomimatsu, Kohmei Kadowaki, Kouki Hikosaka

Tree Physiology　2026年1月8日

DOI： 10.1093/treephys/tpaf151 　
Leaf Litter Decomposition Along an Elevation Gradient Across Two Contrasting Forest Types: Implications for Future Climate Change

Hiroko Kurokawa, Takahisa Arai, Sakino Takayanagi, Kobayashi Makoto, Karibu Fukuzawa, Masatoshi Katabuchi, Michio Oguro, Masahiro Aiba, Soichiro Nagano, Kouki Hikosaka, Hideaki Shibata, Nobuhiro Kaneko, Tohru Nakashizuka

Ecological Research　2026年1月

DOI： 10.1111/1440-1703.70021 　
Photochemical reflectance index and its relation to photosynthetic characteristics under dynamic light environment

Jing-Qi Zhang, Kouki Hikosaka, Hajime Tomimatsu

Plant and Cell Physiology　2025年11月28日

DOI： 10.1093/pcp/pcaf111 　
How Environment Affects Ontogenetic Differences in Leaf Functional Traits of Woody Plants

Ziyan Zhang, Kouki Hikosaka, Ülo Niinemets, Qingmin Han, Jeannine Cavender‐Bares, Liting Zheng, Dong He, Enrong Yan, Mengguang Han, Guangze Jin, Zhili Liu

Global Ecology and Biogeography　34　(10)　2025年10月2日
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1111/geb.70133 　

ISSN：1466-822X

eISSN：1466-8238

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ABSTRACT Aim The consistency of patterns in ontogenetic differences in plant traits across the globe has not been thoroughly studied. Environmental conditions affect leaf functional traits, and these effects can differ between adult trees and saplings due to varying environmental conditions in their aerial and soil environments. Our integrative analysis aims to reveal the global universality of woody plants' ontogeny and explores influencing factors. Location Global. Time Period Studies published in 1989–2023. Major Taxa Studied Woody plants. Methods We performed a global meta‐analysis of woody plants with different plant functional types at 64 sites around the world, assessed the ontogenetic differences in nine key leaf traits and explored the environmental factors that affected the ontogenetic differences. Results We observed that (1) leaf traits differed significantly between adult trees and saplings, with environmental factors playing varying roles. Photosynthetic capacity per unit area (A_a) and nitrogen content per unit dry mass (N_m) were lower in saplings than in adults under low solar radiation, but this trend reversed with increased solar radiation. Differences in stomatal density (SD) and stable carbon isotope composition (δ¹³C) between adults and saplings were greatest under low solar radiation; (2) ontogenetic differences in leaf thickness (LT), leaf dry mass per area (LMA) and stomatal conductance (g_s) were greater at lower mean annual temperature (MAT); (3) at high mean annual precipitation (MAP), adults had higher nitrogen content per unit area (N_a), while saplings had higher N_m than adults; (4) soil conditions were strongly correlated with ontogenetic differences in LT and SD, with soil pH as a key driver of variation in A_a, LT, SD, N_a and N_m. Main Conclusions Our findings indicate that ontogeny strongly modifies leaf functional traits and that multiple environmental factors influence the magnitude of ontogenetic differences in leaf traits. This underscores the importance of considering ontogeny when predicting trait values across plant developmental stages, modelling vegetation composed of individuals of different ages and forecasting vegetation responses to environmental changes.
Evaluating fungal pathogen resistance across the leaf economics spectrum using the generalist fungus Sclerotinia sclerotiorum

Keisuke O. Watanabe, Kaori Kohzuma, Hiroko Kurokawa, Kouki Hikosaka

Scientific Reports　2025年7月1日

DOI： 10.1038/s41598-025-07473-w 　

ISSN：2045-2322
Leaf economics of deciduous and evergreen plants: how do they exhibit trait optimization under resource variations and environmental constraints

Kouki Hikosaka, Yusuke Onoda, Kaoru Kitajima

Oecologia　2025年7月

DOI： 10.1007/s00442-025-05734-z 　
Joining the locals: Plant invaders shift leaf defenses to match native neighbors

Jason Fridley, Robert J. Griffin‐Nolan, Lamine Bensaddek, Guillaume Decocq, Kouki Hikosaka, Thomas Kichey, Julie LeVonne, Masako Mishio

Ecology　2025年6月

DOI： 10.1002/ecy.70129 　

ISSN：0012-9658 1939-9170

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<jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Local adaptation is common in invasive plants, but there is no consensus as to whether shifts in functional traits between invader “home” and “away” ranges contribute to their success in competition with native species. Theory based on enemy release suggests that invaders should reallocate limiting resources away from nutritive‐based defenses and toward high growth potential. However, empirical studies of home–away trait shifts are typically conducted on a single invader and fail to consider how environmental differences across regions may impact leaf trait syndromes. We measured nine defense‐related leaf traits for 27 invasive species across their home and away ranges in France, Japan, and the United States, and compared them to distributions of those same traits for co‐occurring native species in both their home and away ranges. Our study included a total of 21 woody species sampled under forest canopies, and 23 herbaceous species sampled in fields and roadsides. Traits included toxic leaf alkaloids and cyanogenic glycosides; structural attributes including cell wall mass and fiber content; carbon (C), nitrogen (N), C:N, and total protein content; and specific leaf area. We found significant overall shifts in both qualitative (alkaloids) and quantitative (fiber, cell wall, N content) defense traits, particularly in woody species that are hypothesized to be more apparent to herbivores. However, the direction of trait shifts was not consistent across regions. Rather, for seven of nine traits, trait means of invaders shifted toward the means of native species in the recipient communities, likely reflecting environmental differences among regions rather than a shift in allocation from defense to growth. We suggest this “join the locals” pattern, whereby trait shifts in invaders match regional differences in native trait syndromes due to environmental variation, is a reasonable null model for studies of adaptive evolution in invasive species. Although the “join the locals” pattern is not mutually exclusive with shifts in functional traits caused by enemy release, our study involving multiple species and habitats suggests environmental gradients override trait shifts driven by varying herbivore communities.</jats:p>
Changes in subalpine moorland plant community diversity and trait composition in response to woody plant encroachment

Yuhi Orishikida, Yuki Iwachido, Yutaro Yoshitake, Akihito Goto, Daichi Makishima, Kouki Hikosaka, Takehiro Sasaki

Plant Ecology　2025年4月6日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s11258-025-01516-y 　

ISSN：1385-0237

eISSN：1573-5052
Winter leaf reddening and photoprotection accessed by vegetation indices and its influence on canopy light-use efficiency of a Japanese cypress (Chamaecyparis obtusa) forest

Siyu Chen, Yoshiko Kosugi, Linjie Jiao, Ayaka Sakabe, Daniel Epron, Tatsuro Nakaji, Hibiki Noda, Kouki Hikosaka, Kenlo Nishida Nasahara

Agricultural and Forest Meteorology　363　110427-110427　2025年3月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.agrformet.2025.110427 　

ISSN：0168-1923
An Intraspecific Negative Correlation Between the Repair Capacity of Photoinhibition of Cold Acclimated Plants and the Habitat Temperature

Riichi Oguchi, Soichiro Nagano, Ana Pfleger, Hiroshi Ozaki, Kouki Hikosaka, Barry Osmond, Wah Soon Chow

Plant, Cell & Environment　2025年3月

DOI： 10.1111/pce.15270 　
The relationships between photochemical reflectance index (PRI) and photosynthetic status in radish species differing in salinity tolerance.

Elsayed Mohamed, Hajime Tomimatsu, Kouki Hikosaka

Journal of plant research　2025年1月24日

DOI： 10.1007/s10265-025-01615-x 　

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Since photosynthesis is highly sensitive to salinity stress, remote sensing of photosynthetic status is useful for detecting salinity stress during the selection and breeding of salinity-tolerant plants. To do so, photochemical reflectance index (PRI) is a potential measure to detect conversion of the xanthophyll cycle in photosystem II. Raphanus sativus var. raphanistroides is a wild radish species closely related to domesticated radish, and is distributed throughout the coastal regions of Japan, where it is thought to be salt tolerant. In this study, we raised wild and domesticated radishes under various salt conditions and assessed growth, photosynthetic status, and PRI. When grown at mild salt stress (50 mM NaCl), wild radish leaves showed photosynthetic activity levels comparable to control plants, whereas the photosynthetic activity of domesticated radish was suppressed. This result suggests that wild radishes are more salt-tolerant than domesticated radishes. Although photosynthetic rate and the photochemical quantum yield were significantly correlated with PRI in both species, the PRI resolution was insufficient to distinguish differences in salt tolerance between wild and domesticated radish. Wild radish had a lower maximum quantum yield (Fv/Fm) when grown under moderate salt stress (200 mM NaCl), suggesting chronic photoinhibition. The relationship between non-photochemical quenching (NPQ) and PRI was significant when leaves with chronic photoinhibition were eliminated but this relationship was not significant when they were included. In contrast, the relationship between photosynthesis and PRI was significant regardless of whether leaves displayed chronic photoinhibition or not. We conclude that PRI is useful to detect relatively large reductions in photosynthetic rate under salinity stress, and that care should be taken to evaluate NPQ from PRI.
Na+-driven pH regulation by Na+/H+ antiporters promotes photosynthetic efficiency in cyanobacteria

Masaru Tsujii, Ayumu Kobayashi, Ayaka Kano, Kota Kera, Tomoko Takagi, Noriko Nagata, Seiji Kojima, Kouki Hikosaka, Riichi Oguchi, Kintake Sonoike, Chihiro Azai, Tomomi Inagaki, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi

Plant Physiology　2024年10月24日
出版者・発行元： Oxford University Press (OUP)
DOI： 10.1093/plphys/kiae562 　

ISSN：0032-0889

eISSN：1532-2548

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Abstract Photosynthetic organisms have developed mechanisms to regulate light reactions in response to varying light conditions. Photosynthetic electron transport leads to the formation of a ΔpH across the thylakoid membrane, which is crucial for regulating electron transport. However, other pH modulators remain to be identified, particularly in cyanobacteria. In this study, we evaluated the potential involvement of six Na+/H+ antiporters (NhaS1–NhaS6) in control of pH in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Synechocystis showed a strong requirement for Na+ at high light intensities, with ΔnhaS1 and ΔnhaS2 strains unable to grow under high light conditions. We analyzed Na+ efflux–driven H+-uptake activities of NhaS1–NhaS6 in inverted membranes of Escherichia coli. Biological fractionation and immunoelectron microscopy revealed that NhaS1 localizes to both the plasma and thylakoid membranes while NhaS2 localizes to the plasma membrane. Measurement of photosynthesis activity indicated that NhaS2 promotes ATP production and electron transport from PQ to P700. Measurements of pH outside of the cells and in the cytoplasm suggested that both NhaS1 and NhaS2 are involved in plasma membrane–mediated light-dependent H+ uptake and cytoplasmic acidification. NhaS1 and NhaS2 were also found to prevent photoinhibition under high light treatment. These results indicate that H+ transport mediated by NhaS1 and NhaS2 plays a role in regulating intracellular pH and maintaining photosynthetic electron transport.
Hyperspectral image extraction to evaluate the photosynthetic and stress status of plants, using a photochemical reflectance index (PRI) 招待有り査読有り

Tetsu Ogawa, Maro Tamaki, Takae Usui, Kouki Hikosaka

Scientia Horticulturae　336　1-9　2024年10月

DOI： 10.1016/j.scienta.2024.113349 　

ISSN：0304-4238
A negative correlation between the rate coefficient of repair after photoinhibition of cold acclimated plants and the mean annual temperature of the habitats ofArabidopsis thalianaecotypes

Riichi Oguchi, Soichiro Nagano, Ana Pfleger, Hiroshi Ozaki, Kouki Hikosaka, Barry Osmond, Wah Soon Chow

2024年7月10日

DOI： 10.1101/2024.07.07.602425 　
Correction of photochemical reflectance index (PRI) by optical indices to predict non-photochemical quenching (NPQ) across various species

Yukiko Nakamura, Katsuto Tsujimoto, Tetsu Ogawa, Hibiki M. Noda, Kouki Hikosaka

Remote Sensing of Environment　305　114062-114062　2024年5月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.rse.2024.114062 　

ISSN：0034-4257
Heterotic growth of hybrids of Arabidopsis thaliana is enhanced by elevated atmospheric CO2

Masako Mishio, Emi Sudo, Hiroshi Ozaki, Riichi Oguchi, Ryo Fujimoto, Nobuharu Fujii, Kouki Hikosaka

American Journal of Botany　2024年4月

DOI： 10.1002/ajb2.16317 　
Away-range shifts in leaf function of a global invader: a case of resource reallocation?

Robert Griffin-Nolan, Lamine Bensaddek, Guillaume Decocq, Kouki Hikosaka, Thomas Kichey, Julie LeVonne, Masako Mishio, Jason Fridley

Biological Invasions　2024年2月17日

DOI： 10.1007/s10530-024-03262-0 　

ISSN：1387-3547 1573-1464
八甲田山における地温変化が土壌窒素無機化速度に及ぼす影響査読有り

新井孝尚, 福澤加里部, 黒川紘子, 彦坂幸毅, 中静透, 柴田英昭

日本生態学会誌　74　(1)　1　2024年
出版者・発行元：一般社団法人日本生態学会
DOI： 10.18960/seitai.74.1_1 　

ISSN：0021-5007

eISSN：2424-127X

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森林生態系における土壌窒素の形態変化は、生態系の一次生産や養分循環にとって森林生態系における土壌窒素の形態変化は、生態系の一次生産や養分循環にとって重要なプロセスである。本州北部の八甲田山において、標高別の土壌窒素無機化・硝化速度の特性、標高に沿った地温の違いによる速度変化を調べた。標高400$301C1,400 mの範囲で、標高200 mおきに計6地点を調査地に設定した。各調査地においてバリード・バッグ法とレジンコア法を用いて標高別の正味窒素無機化・硝化速度を求めた。正味窒素無機化・硝化速度は標高傾度に沿った単調変化を示さなかった。全体として正味アンモニウム態窒素（NH4-N）の生成が正味硝酸態窒素（NO3-N）の生成よりも高い傾向が認められた。また、土壌内で生成したNH4-Nは降雨浸透によって速やかに下層へ溶脱し、それがNO3-N動態や正味窒素無機化速度に影響を及ぼしていることが示唆された。これらの結果と、標高600 mおよび1,000 mで採取した土壌を用いた現地移動培養実験の結果を組み合わせると、将来の地温上昇によって土壌微生物によるNH4-NやNO3-Nの正味生成速度が上昇することが示唆された。
Competitive asymmetry in a forest composed of a shade-tolerant species depends on gap formation

Masahiro Yamakawa, Yusuke Onoda, Hiroko Kurokawa, Michio Oguro, Tohru Nakashizuka, Kouki Hikosaka

Forest Ecology and Management　549　121442-121442　2023年12月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.foreco.2023.121442 　

ISSN：0378-1127
Greenhouse gases Observing SATellite 2 (GOSAT-2): mission overview

Ryoichi Imasu, Tsuneo Matsunaga, Masakatsu Nakajima, Yukio Yoshida, Kei Shiomi, Isamu Morino, Naoko Saitoh, Yosuke Niwa, Yu Someya, Yu Oishi, Makiko Hashimoto, Hibiki Noda, Kouki Hikosaka, Osamu Uchino, Shamil Maksyutov, Hiroshi Takagi, Haruma Ishida, Takashi Y. Nakajima, Teruyuki Nakajima, Chong Shi

Progress in Earth and Planetary Science　10　(1)　2023年7月3日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}
DOI： 10.1186/s40645-023-00562-2 　

ISSN：2197-4284
Regional‐Scale Wilting Point Estimation Using Satellite SIF, Radiative‐Transfer Inversion, and Soil‐Vegetation‐Atmosphere Transfer Simulation: A Grassland Study

Tomoki Kiyono, H. M. Noda, Tomo'omi Kumagai, Haruki Oshio, Yukio YOSHIDA, Tsuneo Matsunaga, K. Hikosaka

Journal of Geophysical Research: Biogeosciences　128　(4)　2023年4月
出版者・発行元： American Geophysical Union ({AGU})
DOI： 10.1029/2022jg007074 　

ISSN：2169-8953 2169-8961
Does selection occur at the intermediate zone of two insufficiently isolated populations? A whole-genome analysis along an altitudinal gradient

Naofumi Yoshida, Shin Ichi Morinaga, Takeshi Wakamiya, Yuu Ishii, Shosei Kubota, Kouki Hikosaka

Journal of Plant Research　136　(2)　183-199　2023年3月

DOI： 10.1007/s10265-022-01429-1 　

ISSN：0918-9440

eISSN：1618-0860
Enhanced growth rate under elevated CO2 conditions was observed for transgenic lines of genes identified by intraspecific variation analyses in Arabidopsis thaliana

Riichi Oguchi, Kousuke Hanada, Minami Shimizu, Masako Mishio, Hiroshi Ozaki, Kouki Hikosaka

PLANT MOLECULAR BIOLOGY　110　(4-5)　333-345　2022年11月

DOI： 10.1007/s11103-022-01265-w 　

ISSN：0167-4412

eISSN：1573-5028
Plant and microbial community composition jointly determine moorland multifunctionality 査読有り

Takehiro Sasaki, Naohiro I. Ishii, Daichi Makishima, Rui Sutou, Akihito Goto, Yutaka Kawai, Hayami Taniguchi, Kunihiro Okano, Ayumi Matsuo, Alfred Lochner, Simone Cesarz, Yoshihisa Suyama, Kouki Hikosaka, Nico Eisenhauer

JOURNAL OF ECOLOGY　110　(10)　2507-2521　2022年10月

DOI： 10.1111/1365-2745.13969 　

ISSN：0022-0477

eISSN：1365-2745
Predicting diversity changes in subalpine moorland ecosystems based on geometry of species distributions and realistic area loss 査読有り

Daichi Makishima, Naohiro Ishii, Rui Sutoh, Akihito Goto, Yutaka Kawai, Hayami Taniguchi, Kei Uchida, Masaya Shimazaki, Tohru Nakashizuka, Yoshihisa Suyama, Kouki Hikosaka, Takehiro Sasaki

Journal of Vegetation Science　33　(5)　in press　2022年9月

DOI： 10.1111/jvs.13150 　

ISSN：1100-9233

eISSN：1654-1103
Leaf density and chemical composition explain variation in leaf mass area with spectral composition among 11 widespread forbs in a common garden

Qing‐Wei Wang, Chenggang Liu, Thomas Matthew Robson, Kouki Hikosaka, Hiroko Kurokawa

Physiologia Plantarum　173　(3)　698-708　2021年8月8日
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1111/ppl.13512 　

ISSN：0031-9317

eISSN：1399-3054
Corrected photochemical reflectance index (PRI) is an effective tool for detecting environmental stresses in agricultural crops under light conditions 招待有り査読有り

Kaori Kohzuma, Maro Tamaki, Kouki Hikosaka

JOURNAL OF PLANT RESEARCH　134　(4)　683-694　2021年6月

DOI： 10.1007/s10265-021-01316-1 　

ISSN：0918-9440

eISSN：1618-0860
Imaging, screening and remote sensing of photosynthetic activity and stress responses

Kaori Kohzuma, Kintake Sonoike, Kouki Hikosaka

JOURNAL OF PLANT RESEARCH　134　(4)　649-651　2021年6月

DOI： 10.1007/s10265-021-01324-1 　

ISSN：0918-9440

eISSN：1618-0860
Estimating leaf photosynthesis of C3 plants grown under different environments from pigment index, photochemical reflectance index, and chlorophyll fluorescence

Katsuto Tsujimoto, Kouki Hikosaka

Photosynthesis Research　148　(1-2)　33-46　2021年5月28日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}
DOI： 10.1007/s11120-021-00833-3 　

ISSN：0166-8595

eISSN：1573-5079
Linking remote sensing parameters to CO2 assimilation rates at a leaf scale 招待有り査読有り

Kouki Hikosaka, Katsuto Tsujimoto

JOURNAL OF PLANT RESEARCH　134　(4)　695-711　2021年5月

DOI： 10.1007/s10265-021-01313-4 　

ISSN：0918-9440

eISSN：1618-0860
Plant size, environmental factors and functional traits jointly shape the stem radius growth rate in an evergreen coniferous species across ontogenetic stages 査読有り

Zhili Liu, Kouki Hikosaka, Fengri Li, Liangjun Zhu, Guangze Jin

JOURNAL OF PLANT ECOLOGY　14　(2)　257-269　2021年4月

DOI： 10.1093/jpe/rtaa093 　

ISSN：1752-9921

eISSN：1752-993X
Potential extinction debt due to habitat loss and fragmentation in subalpine moorland ecosystems 査読有り

Daichi Makishima, Rui Sutou, Akihito Goto, Yutaka Kawai, Naohiro Ishii, Hayami Taniguchi, Kei Uchida, Masaya Shimazaki, Tohru Nakashizuka, Yoshihisa Suyama, Kouki Hikosaka, Takehiro Sasaki

PLANT ECOLOGY　222　(4)　445-457　2021年4月

DOI： 10.1007/s11258-021-01118-4 　

ISSN：1385-0237

eISSN：1573-5052
Intraspecific variations in leaf traits, productivity and resource use efficiencies in the dominant species of subalpine evergreen coniferous and deciduous broad-leaved forests along the altitudinal gradient 査読有り

Kouki Hikosaka, Hiroko Kurokawa, Takahisa Arai, Sakino Takayanagi, Hiroshi O. Tanaka, Soichiro Nagano, Tohru Nakashizuka

JOURNAL OF ECOLOGY　109　(4)　1804-1818　2021年4月

DOI： 10.1111/1365-2745.13603 　

ISSN：0022-0477

eISSN：1365-2745
Dividing the pie: A quantitative review on plant density responses 国際誌査読有り

Johannes A. Postma, Vera L. Hecht, Kouki Hikosaka, Eric A. Nord, Thijs L. Pons, Hendrik Poorter

PLANT CELL AND ENVIRONMENT　44　(4)　1072-1094　2021年4月

DOI： 10.1111/pce.13968 　

ISSN：0140-7791

eISSN：1365-3040
With gratitude from the Editor-in-Chief of the Journal of Plant Research

Kouki Hikosaka

JOURNAL OF PLANT RESEARCH　134　(1)　1-2　2021年1月

DOI： 10.1007/s10265-021-01252-0 　

ISSN：0918-9440

eISSN：1618-0860
Photosynthesis, chlorophyll fluorescence and photochemical reflectance index in photoinhibited leaves 国際誌査読有り

Kouki Hikosaka

FUNCTIONAL PLANT BIOLOGY　48　(8)　815-826　2021年

DOI： 10.1071/FP20365 　

ISSN：1445-4408

eISSN：1445-4416
The latitudinal and altitudinal variations in the biochemical mechanisms of temperature dependence of photosynthesis within Fallopia japonica 査読有り

Satoshi Machino, Soichiro Nagano, Kouki Hikosaka

ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY　181　104248-104248　2021年1月

DOI： 10.1016/j.envexpbot.2020.104248 　

ISSN：0098-8472

eISSN：1873-7307
2020 Awards in the Journal of Plant Research.

Kouki Hikosaka

Journal of plant research　133　(5)　609-610　2020年9月

DOI： 10.1007/s10265-020-01216-w 　
Temperature-related cline in the root mass fraction in East Asian wild radish along the Japanese archipelago. 査読有り

Wataru Ishizuka, Kouki Hikosaka, Motomi Ito, Shin-Ichi Morinaga

Breeding science　70　(3)　321-330　2020年6月

DOI： 10.1270/jsbbs.18201 　

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Wild plants with a wide distribution, including those exposed to a wide variety of environmental conditions, may have variations in key functional traits relevant for agricultural applications. The East Asian wild radish (Raphanus sativus var. raphanistroides) is an appropriate model plant because it is widely distributed and has outstanding sink capacity as well as two cultivars within the species. Multiple common garden trials with 14 populations and three testing sites were conducted across the Japanese archipelago to quantify variations in yield and allocation. Significant inter-population variations and interaction effects with testing sites were detected for the root and shoot mass and the root mass fraction (RMF). While the rank order of the population changed drastically among sites and the variance components of genetic effects were small in yield traits (2.4%-4.7%), RMF displayed a large genetic variance (23.2%) and was consistently higher in the northern populations at all sites. Analyses revealed that the mean temperature of growing season of the seed origin was the most prominent factor explaining variation in RMF, irrespective of the sites. We concluded that the trait of resource allocation had a temperature-related cline and plants in cooler climates could invest more resources into their roots.
Variations in leaf economics spectrum traits for an evergreen coniferous species: Tree size dominates over environment factors 査読有り

Zhili Liu, Kouki Hikosaka, Fengri Li, Guangze Jin

FUNCTIONAL ECOLOGY　34　(2)　458-467　2020年2月

DOI： 10.1111/1365-2435.13498 　

ISSN：0269-8463

eISSN：1365-2435
New Year's greetings 2020 from the Journal of Plant Research.

Kouki Hikosaka

Journal of plant research　133　(1)　1-2　2020年1月

DOI： 10.1007/s10265-019-01155-1 　
Functional shifts in leaves of woody invaders of deciduous forests between their home and away ranges. 国際誌査読有り

Kelsey A Martinez, Jason D Fridley, Riichi Oguchi, Masahiro Aiba, Kouki Hikosaka

Tree physiology　39　(9)　1551-1560　2019年9月1日

DOI： 10.1093/treephys/tpz065 　

ISSN：0829-318X
2019 Awards in the Journal of Plant Research.

Kouki Hikosaka

Journal of plant research　132　(4)　459-460　2019年7月

DOI： 10.1007/s10265-019-01120-y 　
Limitation in the Photosynthetic Acclimation to High Temperature in Canopy Leaves of Quercus serrata 査読有り

Daisuke P. Yamaguchi, Dai Mishima, Kozue Nakamura, Junji Sano, Tatsuro Nakaji, Tsutom Hiura, Kouki Hikosaka

FRONTIERS IN FORESTS AND GLOBAL CHANGE　2　19　2019年5月

DOI： 10.3389/ffgc.2019.00019 　

eISSN：2624-893X
Acclimation and adaptation components of the temperature dependence of plant photosynthesis at the global scale. 国際誌査読有り

Dushan P Kumarathunge, Belinda E Medlyn, John E Drake, Mark G Tjoelker, Michael J Aspinwall, Michael Battaglia, Francisco J Cano, Kelsey R Carter, Molly A Cavaleri, Lucas A Cernusak, Jeffrey Q Chambers, Kristine Y Crous, Martin G De Kauwe, Dylan N Dillaway, Erwin Dreyer, David S Ellsworth, Oula Ghannoum, Qingmin Han, Kouki Hikosaka, Anna M Jensen, Jeff W G Kelly, Eric L Kruger, Lina M Mercado, Yusuke Onoda, Peter B Reich, Alistair Rogers, Martijn Slot, Nicholas G Smith, Lasse Tarvainen, David T Tissue, Henrique F Togashi, Edgard S Tribuzy, Johan Uddling, Angelica Vårhammar, Göran Wallin, Jeffrey M Warren, Danielle A Way

The New phytologist　222　(2)　768-784　2019年4月

DOI： 10.1111/nph.15668 　

ISSN：0028-646X
Plasticity of functional traits and optimality of biomass allocation in elevational ecotypes of Arabidopsis halleri grown at different soil nutrient availabilities 査読有り

Wang, Q.-W, Daumal, M, Nagano, S, Yoshida, N, Morinaga, S.-I, Hikosaka, K

Journal of Plant Research　132　(2)　237-249　2019年3月

DOI： 10.1007/s10265-019-01088-9 　

ISSN：0918-9440

eISSN：1618-0860
Modeling leaf CO2 assimilation and Photosystem II photochemistry from chlorophyll fluorescence and the photochemical reflectance index. 国際誌査読有り

Kouki Hikosaka, Hibiki M Noda

Plant, cell & environment　42　(2)　730-739　2019年2月

DOI： 10.1111/pce.13461 　

ISSN：0140-7791
New year's greetings 2019 from the Journal of Plant Research.

Kouki Hikosaka

Journal of plant research　132　(1)　1-2　2019年1月

DOI： 10.1007/s10265-019-01087-w 　
Dependence of functional traits related to growth rates and their CO2 response on multiple habitat climate factors across Arabidopsis thaliana populations. 査読有り

Hiroshi Ozaki, Riichi Oguchi, Kouki Hikosaka

Journal of plant research　131　(6)　987-999　2018年11月

DOI： 10.1007/s10265-018-1058-1 　

ISSN：0918-9440
The role of biomass allocation between lamina and petioles in a game of light competition in a dense stand of an annual plant. 国際誌査読有り

Kenta Yoshinaka, Hisae Nagashima, Yusuke Yanagita, Kouki Hikosaka

Annals of botany　121　(5)　1055-1064　2018年4月18日

DOI： 10.1093/aob/mcy001 　

ISSN：0305-7364

eISSN：1095-8290
Physiological validation of photochemical reflectance index (PRI) as a photosynthetic parameter using Arabidopsis thaliana mutants 国際誌査読有り

Kaori Kohzuma, Kouki Hikosaka

BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS　498　(1)　52-57　2018年3月

DOI： 10.1016/j.bbrc.2018.02.192 　

ISSN：0006-291X

eISSN：1090-2104
Habitat filtering determines the functional niche occupancy of plant communities worldwide 査読有り

Li, Yuanzhi, Shipley, Bill, Price, Jodi N., Dantas, Vinicius de L., Tamme, Riin, Westoby, Mark, Siefert, Andrew, Schamp, Brandon S., Spasojevic, Marko J., Jung, Vincent, Laughlin, Daniel C., Richardson, Sarah J., Le Bagousse-Pinguet, Yoann, Schob, Christian, Gazol, Antonio, Prentice, Honor C., Gross, Nicolas, Overton, Jake, Cianciaruso, Marcus V., Louault, Frederique, Kamiyama, Chiho, Nakashizuka, Tohru, Hikosaka, Kouki, Sasaki, Takehiro, Katabuchi, Masatoshi, Dussault, Cedric Frenette, Gaucherand, Stephanie, Chen, Ning, Vandewalle, Marie, Batalha, Marco Antonio

Journal of Ecology　106　(3)　1001-1009　2018年

DOI： 10.1111/1365-2745.12802 　

ISSN：0022-0477
The effect of interspecific variation in photosynthetic plasticity on 4-year growth rate and 8-year survival of understorey tree seedlings in response to gap formations in a cool-temperate deciduous forest. 国際誌査読有り

Riichi Oguchi, Tsutom Hiura, Kouki Hikosaka

Tree physiology　37　(8)　1113-1127　2017年8月1日

DOI： 10.1093/treephys/tpx042 　

ISSN：0829-318X

eISSN：1758-4469
Mutant selection in the self-incompatible plant radish (Raphanus sativus L. var. sativus) using two-step TILLING 査読有り

Kaori Kohzuma, Motoko Chiba, Soichiro Nagano, Toyoaki Anai, Miki U. Ueda, Riichi Oguchi, Kazumasa Shirai, Kousuke Hanada, Kouki Hikosaka, Nobuharu Fujii

BREEDING SCIENCE　67　(3)　268-276　2017年6月

DOI： 10.1270/jsbbs.16200 　

ISSN：1344-7610

eISSN：1347-3735
Physiological and structural tradeoffs underlying the leaf economics spectrum. 国際誌査読有り

Yusuke Onoda, Ian J Wright, John R Evans, Kouki Hikosaka, Kaoru Kitajima, Ülo Niinemets, Hendrik Poorter, Tiina Tosens, Mark Westoby

The New phytologist　214　(4)　1447-1463　2017年6月

DOI： 10.1111/nph.14496 　

ISSN：0028-646X

eISSN：1469-8137
Greetings from the new Editor-in-Chief.

Kouki Hikosaka

Journal of plant research　130　(3)　417-418　2017年5月

DOI： 10.1007/s10265-017-0939-z 　
Decades-long effects of high CO2 concentration on soil nitrogen dynamics at a natural CO2 spring 査読有り

Miki U. Ueda, Yusuke Onoda, Chiho Kamiyama, Kouki Hikosaka

ECOLOGICAL RESEARCH　32　(2)　215-225　2017年3月

DOI： 10.1007/s11284-016-1432-1 　

ISSN：0912-3814

eISSN：1440-1703
Nitrogen Distribution in Leaf Canopies of High-Yielding Rice Cultivar Takanari 査読有り

Muryono, Mukhammad, Chen, Charles P., Sakai, Hidemitsu, Tokida, Takeshi, Hasegawa, Toshihiro, Usui, Yasuhiro, Nakamura, Hirofumi, Hikosaka, Kouki

Crop Science　57　(4)　2080-2088　2017年

DOI： 10.2135/cropsci2016.07.0589 　

ISSN：0011-183X
Nitrogen resorption in senescing leaf blades of rice exposed to free-air CO2 enrichment (FACE) under different N fertilization levels 査読有り

Oikawa, Shimpei, Ehara, Hitomi, Koyama, Mika, Hirose, Tadaki, Hikosaka, Kouki, Chen, Charles P., Nakamura, Hirofumi, Sakai, Hidemitsu, Tokida, Takeshi, Usui, Yasuhiro, Hasegawa, Toshihiro

Plant and Soil　418　(1-2)　231-240　2017年

DOI： 10.1007/s11104-017-3280-3 　

ISSN：0032-079X
Functional differentiation in UV-B-induced DNA damage and growth inhibition between highland and lowland ecotypes of two Arabidopsis species 査読有り

Qing-Wei Wang, Soichiro Nagano, Hiroshi Ozaki, Shin-Ichi Morinaga, Jun Hidema, Kouki Hikosaka

ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY　131　110-119　2016年11月

DOI： 10.1016/j.envexpbot.2016.07.008 　

ISSN：0098-8472

eISSN：1873-7307
Effects of seasonal change and experimental warming on the temperature dependence of photosynthesis in the canopy leaves of Quercus serrata. 国際誌査読有り

Daisuke P Yamaguchi, Tatsuro Nakaji, Tsutom Hiura, Kouki Hikosaka

Tree physiology　36　(10)　1283-1295　2016年10月

DOI： 10.1093/treephys/tpw021 　

ISSN：0829-318X

eISSN：1758-4469
Ultraviolet-B-induced DNA damage and ultraviolet-B tolerance mechanisms in species with different functional groups coexisting in subalpine moorlands 査読有り

Qing-Wei Wang, Chiho Kamiyama, Jun Hidema, Kouki Hikosaka

OECOLOGIA　181　(4)　1069-1082　2016年8月

DOI： 10.1007/s00442-016-3644-z 　

ISSN：0029-8549

eISSN：1432-1939
Plant-plant interactions mediate the plastic and genotypic response of Plantago asiatica to CO2: an experiment with plant populations from naturally high CO2 areas 査読有り

Marloes P. van Loon, Max Rietkerk, Stefan C. Dekker, Kouki Hikosaka, Miki U. Ueda, Niels P. R. Anten

ANNALS OF BOTANY　117　(7)　1197-1207　2016年6月

DOI： 10.1093/aob/mcw064 　

ISSN：0305-7364

eISSN：1095-8290
Trait-Based Approaches for Understanding Species Niche, Coexistence, and Functional Diversity in Subalpine Moorlands 査読有り

Kouki Hikosaka, Takehiro Sasaki, Chiho Kamiyama, Masatoshi Katabuchi, Shimpei Oikawa, Masaya Shimazaki, Hiroshi Kimura, Tohru Nakashizuka

Structure and Function of Mountain Ecosystems in Japan　17-40　2016年4月5日
Canopy Photosynthesis: From Basics to Applications

Kouki Hikosaka

2016年
出版者・発行元： Springer Netherlands
DOI： 10.1007/978-94-017-7291-4 　

ISSN：1572-0233 2215-0102
Which plant trait explains the variations in relative growth rate and its response to elevated carbon dioxide concentration among Arabidopsis thaliana ecotypes derived from a variety of habitats? 査読有り

Oguchi, Riichi, Ozaki, Hiroshi, Hanada, Kousuke, Hikosaka, Kouki

Oecologia　180　(3)　865-876　2016年

DOI： 10.1007/s00442-015-3479-z 　

ISSN：0029-8549
A meta-analysis of leaf nitrogen distribution within plant canopies 査読有り

Hikosaka, Kouki, Anten, Niels P. R., Borjigidai, Almaz, Kamiyama, Chiho, Sakai, Hidemitsu, Hasegawa, Toshihiro, Oikawa, Shimpei, Iio, Atsuhiro, Watanabe, Makoto, Koike, Takayoshi, Nishina, Kazuya, Ito, Akihiko

Annals of Botany　118　(2)　239-247　2016年

DOI： 10.1093/aob/mcw099 　

ISSN：0305-7364
Optimality of nitrogen distribution among leaves in plant canopies 査読有り

Hikosaka, Kouki

Journal of Plant Research　129　(3)　299-311　2016年

DOI： 10.1007/s10265-016-0824-1 　

ISSN：0918-9440
A global meta-analysis of the relative extent of intraspecific trait variation in plant communities 査読有り

Andrew Siefert, Cyrille Violle, Loic Chalmandrier, Cecile H. Albert, Adrien Taudiere, Alex Fajardo, Lonnie W. Aarssen, Christopher Baraloto, Marcos B. Carlucci, Marcus V. Cianciaruso, Vinicius de L. Dantas, Francesco de Bello, Leandro D. S. Duarte, Carlos R. Fonseca, Gregoire T. Freschet, Stephanie Gaucherand, Nicolas Gross, Kouki Hikosaka, Benjamin Jackson, Vincent Jung, Chiho Kamiyama, Masatoshi Katabuchi, Steven W. Kembel, Emilie Kichenin, Nathan J. B. Kraft, Anna Lagerstrom, Yoann Le Bagousse-Pinguet, Yuanzhi Li, Norman Mason, Julie Messier, Tohru Nakashizuka, Jacob McC Overton, Duane A. Peltzer, I. M. Perez-Ramos, Valerio D. Pillar, Honor C. Prentice, Sarah Richardson, Takehiro Sasaki, Brandon S. Schamp, Christian Schoeb, Bill Shipley, Maja Sundqvist, Martin T. Sykes, Marie Vandewalle, David A. Wardle

ECOLOGY LETTERS　18　(12)　1406-1419　2015年12月

DOI： 10.1111/ele.12508 　

ISSN：1461-023X

eISSN：1461-0248
Correction: A Genome Scan for Genes Underlying Microgeographic-Scale Local Adaptation in a Wild Arabidopsis Species. 国際誌査読有り

Kubota S, Iwasaki T, Hanada K, Nagano AJ, Fujiyama A, Toyoda A, Sugano S, Suzuki Y, Hikosaka K, Ito M, Morinaga SI

PLoS genetics　11　(9)　e1005488　2015年9月

DOI： 10.1371/journal.pgen.1005488 　

ISSN：1553-7390
Optimal stomatal behaviour around the world 査読有り

Yan-Shih Lin, Belinda E. Medlyn, Remko A. Duursma, I. Colin Prentice, Han Wang, Sofia Baig, Derek Eamus, Victor Resco de Dios, Patrick Mitchell, David S. Ellsworth, Maarten Op de Beeck, Goran Wallin, Johan Uddling, Lasse Tarvainen, Maj-Lena Linderson, Lucas A. Cernusak, Jesse B. Nippert, Troyw. Ocheltree, David T. Tissue, Nicolas K. Martin-St Paul, Alistair Rogers, Je M. Warren, Paolo De Angelis, Kouki Hikosaka, Qingmin Han, Yusuke Onoda, Teresa E. Gimeno, Craig V. M. Barton, Jonathan Bennie, Damien Bonal, Alexandre Bosc, Markus Loew, Cate Macinins-Ng, Ana Rey, Lucy Rowland, Samantha A. Setterfield, Sabine Tausz-Posch, Joana Zaragoza-Castells, Mark S. J. Broadmeadow, John E. Drake, Michael Freeman, Oula Ghannoum, Lindsay B. Hutley, Jeff W. Kelly, Kihachiro Kikuzawa, Pasi Kolari, Kohei Koyama, Jean-Marc Limousin, Patrick Meir, Antonio C. Lola da Costa, Teis N. Mikkelsen, Norma Salinas, Wei Sun, Lisa Wingate

NATURE CLIMATE CHANGE　5　(5)　459-464　2015年5月

DOI： 10.1038/NCLIMATE2550 　

ISSN：1758-678X

eISSN：1758-6798
A Genome Scan for Genes Underlying Microgeographic-Scale Local Adaptation in a Wild Arabidopsis Species 査読有り

Kubota, Shosei, Iwasaki, Takaya, Hanada, Kousuke, Nagano, Atsushi J., Fujiyama, Asao, Toyoda, Atsushi, Sugano, Sumio, Suzuki, Yutaka, Hikosaka, Kouki, Ito, Motomi, Morinaga, Shin-Ichi

Plos Genetics　11　(7)　e1005361　2015年

DOI： 10.1371/journal.pgen.1005361 　

ISSN：1553-7404
Homeostasis of the temperature sensitivity of respiration over a range of growth temperatures indicated by a modified Arrhenius model 査読有り

Noguchi, Ko, Yamori, Wataru, Hikosaka, Kouki, Terashima, Ichiro

New Phytologist　207　(1)　34-42　2015年

DOI： 10.1111/nph.13339 　

ISSN：0028-646X
Optimal stomatal behaviour around the world 査読有り

Lin, Yan-Shih, Medlyn, Belinda E., Duursma, Remko A., Prentice, I. Colin, Wang, Han, Baig, Sofia, Eamus, Derek, Resco de Dios, Victor, Mitchell, Patrick, Ellsworth, David S., Op de Beeck, Maarten, Wallin, Goran, Uddling, Johan, Tarvainen, Lasse, Linderson, Maj-Lena, Cernusak, Lucas A., Nippert, Jesse B., Ocheltree, Troyw., Tissue, David T., Martin-St Paul, Nicolas K., Rogers, Alistair, Warren, Je M., De Angelis, Paolo, Hikosaka, Kouki, Han, Qingmin, Onoda, Yusuke, Gimeno, Teresa E., Barton, Craig V. M., Bennie, Jonathan, Bonal, Damien, Bosc, Alexandre, Loew, Markus, Macinins-Ng, Cate, Rey, Ana, Rowland, Lucy, Setterfield, Samantha A., Tausz-Posch, Sabine, Zaragoza-Castells, Joana, Broadmeadow, Mark S. J., Drake, John E., Freeman, Michael, Ghannoum, Oula, Hutley, Lindsay B., Kelly, Jeff W., Kikuzawa, Kihachiro, Kolari, Pasi, Koyama, Kohei, Limousin, Jean-Marc, Meir, Patrick, Lola da Costa, Antonio C., Mikkelsen, Teis N., Salinas, Norma, Sun, Wei, Wingate, Lisa

Nature Climate Change　5　(5)　459-464　2015年

DOI： 10.1038/NCLIMATE2550 　

ISSN：1758-678X
Ecophysiology of resource allocation and trade-offs in carbon gain under changing environment. 招待有り査読有り

Hikosaka K, Yasumura Y, Muller O, Oguchi R

Trees in a changing environment, Ecophysiology, adaptation and future survival series, plant ecophysiology volume 9　2014年8月26日
IS UV-INDUCED DNA DAMAGE GREATER AT HIGHER ELEVATION? 査読有り

Qing-Wei Wang, Jun Hidema, Kouki Hikosaka

AMERICAN JOURNAL OF BOTANY　101　(5)　796-802　2014年5月

DOI： 10.3732/ajb.1400010 　

ISSN：0002-9122

eISSN：1537-2197
Vulnerability of moorland plant communities to environmental change: consequences of realistic species loss on functional diversity 査読有り

Takehiro Sasaki, Masatoshi Katabuchi, Chiho Kamiyama, Masaya Shimazaki, Tohru Nakashizuka, Kouki Hikosaka

JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY　51　(2)　299-308　2014年4月

DOI： 10.1111/1365-2664.12192 　

ISSN：0021-8901

eISSN：1365-2664
Temperature response of photosynthesis in C-3, C-4, and CAM plants: temperature acclimation and temperature adaptation 査読有り

Wataru Yamori, Kouki Hikosaka, Danielle A. Way

PHOTOSYNTHESIS RESEARCH　119　(1-2)　101-117　2014年2月

DOI： 10.1007/s11120-013-9874-6 　

ISSN：0166-8595

eISSN：1573-5079
Global dependence of field-observed leaf area index in woody species on climate: a systematic review 査読有り

Iio, Atsuhiro, Hikosaka, Kouki, Anten, Niels P. R., Nakagawa, Yoshiaki, Ito, Akihiko

Global Ecology and Biogeography　23　(3)　274-285　2014年

DOI： 10.1111/geb.12133 　

ISSN：1466-822X

eISSN：1466-8238
Leaf-trait responses to environmental gradients in moorland communities: contribution of intraspecific variation, species replacement and functional group replacement 査読有り

Kamiyama, Chiho, Katabuchi, Masatoshi, Sasaki, Takehiro, Shimazaki, Masaya, Nakashizuka, Tohru, Hikosaka, Kouki

Ecological Research　29　(4)　607-617　2014年

DOI： 10.1007/s11284-014-1148-z 　

ISSN：0912-3814

eISSN：1440-1703
Seasonal change in light partitioning among coexisting species of different functional groups along elevation gradient in subalpine moorlands 査読有り

Kamiyama, Chiho, Oikawa, Shimpei, Hikosaka, Kouki

New Phytologist　204　(4)　913-923　2014年

DOI： 10.1111/nph.12960 　

ISSN：0028-646X

eISSN：1469-8137
Optimal nitrogen distribution within a leaf canopy under direct and diffuse light 査読有り

Hikosaka, Kouki

Plant Cell and Environment　37　(9)　2077-2085　2014年

DOI： 10.1111/pce.12291 　

ISSN：0140-7791

eISSN：1365-3040
Variations in Species Composition of Moorland Plant Communities Along Environmental Gradients Within a Subalpine Zone in Northern Japan 査読有り

Takehiro Sasaki, Masatoshi Katabuchi, Chiho Kamiyama, Masaya Shimazaki, Tohru Nakashizuka, Kouki Hikosaka

WETLANDS　33　(2)　269-277　2013年4月

DOI： 10.1007/s13157-013-0380-6 　

ISSN：0277-5212
Pinus pumila Photosynthesis Is Suppressed by Water Stress in a Wind-Exposed Mountain Site 査読有り

Nagano, Soichiro, Nakano, Takashi, Hikosaka, Kouki, Maruta, Emiko

Arctic Antarctic and Alpine Research　45　(2)　229-237　2013年

DOI： 10.1657/1938-4246-45.2.229 　

ISSN：1523-0430
Effects of elevated CO2 on leaf area dynamics in nodulating and non-nodulating soybean stands 査読有り

Oikawa, Shimpei, Okada, Masumi, Hikosaka, Kouki

Plant and Soil　373　(1-2)　627-639　2013年

DOI： 10.1007/s11104-013-1826-6 　

ISSN：0032-079X
Nestedness and niche-based species loss in moorland plant communities 査読有り

Takehiro Sasaki, Masatoshi Katabuchi, Chiho Kamiyama, Masaya Shimazaki, Tohru Nakashizuka, Kouki Hikosaka

OIKOS　121　(11)　1783-1790　2012年11月

DOI： 10.1111/j.1600-0706.2012.20152.x 　

ISSN：0030-1299
Diversity partitioning of moorland plant communities across hierarchical spatial scales 査読有り

Sasaki, Takehiro, Katabuchi, Masatoshi, Kamiyama, Chiho, Shimazaki, Masaya, Nakashizuka, Tohru, Hikosaka, Kouki

Biodiversity and Conservation　21　(6)　1577-1588　2012年

DOI： 10.1007/s10531-012-0265-7 　

ISSN：0960-3115
Not only light quality but also mechanical stimuli are involved in height convergence in crowded Chenopodium album stands 査読有り

Nagashima, Hisae, Hikosaka, Kouki

New Phytologist　195　(4)　803-811　2012年

DOI： 10.1111/j.1469-8137.2012.04218.x 　

ISSN：0028-646X
Polygonum sachalinense alters the balance between capacities of regeneration and carboxylation of ribulose-1,5-bisphosphate in response to growth CO2 increment but not the nitrogen allocation within the photosynthetic apparatus 査読有り

Akita, Risako, Kamiyama, Chiho, Hikosaka, Kouki

Physiologia Plantarum　146　(4)　404-412　2012年

DOI： 10.1111/j.1399-3054.2012.01631.x 　

ISSN：0031-9317
An evolutionary game of leaf dynamics and its consequences for canopy structure 査読有り

Hikosaka, Kouki, Anten, Niels P. R.

Functional Ecology　26　(5)　1024-1032　2012年

DOI： 10.1111/j.1365-2435.2012.02042.x 　

ISSN：0269-8463
Environmental dependence of population dynamics and height growth of a subalpine conifer across its vertical distribution: an approach using high-resolution aerial photographs 査読有り

Masaya Shimazaki, Takehiro Sasaki, Kouki Hikosaka, Tohru Nakashizuka

GLOBAL CHANGE BIOLOGY　17　(11)　3431-3438　2011年11月

DOI： 10.1111/j.1365-2486.2011.02491.x 　

ISSN：1354-1013
風洞実験によるオオオナモミの風耐性における力学的性質の解析

長嶋寿江, 太田福雄, 伊賀由佳, 彦坂幸毅

日本生態学会第58回大会講演論文集, 札幌(2011.3.8-12)　2011年
Phenotypic and genetic differences in a perennial herb across a natural gradient of CO2 concentration 査読有り

Nakamura, Ito, Onoda, Yusuke, Matsushima, Noe, Yokoyama, Jun, Kawata, Masakado, Hikosaka, Kouki

Oecologia　165　(3)　809-818　2011年

DOI： 10.1007/s00442-010-1900-1 　

ISSN：0029-8549
Plants in a crowded stand regulate their height growth so as to maintain similar heights to neighbours even when they have potential advantages in height growth 査読有り

Nagashima, Hisae, Hikosaka, Kouki

Annals of Botany　108　(1)　207-214　2011年

DOI： 10.1093/aob/mcr109 　

ISSN：0305-7364
Optimal use of leaf nitrogen explains seasonal changes in leaf nitrogen content of an understorey evergreen shrub 査読有り

Muller, Onno, Hirose, Tadaki, Werger, Marinus J. A., Hikosaka, Kouki

Annals of Botany　108　(3)　529-536　2011年

DOI： 10.1093/aob/mcr167 　

ISSN：0305-7364
Effects of elevated CO2 concentration on seed production in C-3 annual plants 査読有り

Hikosaka, Kouki, Kinugasa, Toshihiko, Oikawa, Shimpei, Onoda, Yusuke, Hirose, Tadaki

Journal of Experimental Botany　62　(4)　1523-1530　2011年

DOI： 10.1093/jxb/erq401 　

ISSN：0022-0957
Mechanisms underlying interspecific variation in photosynthetic capacity across wild plant species 査読有り

Hikosaka, Kouki

Plant Biotechnology　27　(3)　223-229　2010年

DOI： 10.5511/plantbiotechnology.27.223 　

ISSN：1342-4580
Phenotypic Plasticity in Photosynthetic Temperature Acclimation among Crop Species with Different Cold Tolerances 査読有り

Wataru Yamori, Ko Noguchi, Kouki Hikosaka, Ichiro Terashima

PLANT PHYSIOLOGY　152　(1)　388-399　2010年1月

DOI： 10.1104/pp.109.145862 　

ISSN：0032-0889

eISSN：1532-2548
Interactions between elevated CO2 and N-2-fixation determine soybean yield-a test using a non-nodulated mutant 査読有り

Oikawa, Shimpei, Miyagi, Kay-May, Hikosaka, Kouki, Okada, Masumi, Matsunami, Toshinori, Kokubun, Makie, Kinugasa, Toshihiko, Hirose, Tadaki

Plant and Soil　330　(1-2)　163-172　2010年

DOI： 10.1007/s11104-009-0189-5 　

ISSN：0032-079X
Effects of atmospheric CO2 concentration, irradiance, and soil nitrogen availability on leaf photosynthetic traits of Polygonum sachalinense around natural CO2 springs in northern Japan 査読有り

Osada, Noriyuki, Onoda, Yusuke, Hikosaka, Kouki

Oecologia　164　(1)　41-52　2010年

DOI： 10.1007/s00442-010-1635-z 　

ISSN：0029-8549
Light interception in species with different functional groups coexisting in moorland plant communities 査読有り

Kamiyama, Chiho, Oikawa, Shimpei, Kubo, Takuya, Hikosaka, Kouki

Oecologia　164　(3)　591-599　2010年

DOI： 10.1007/s00442-010-1674-5 　

ISSN：0029-8549
WHY DOES VIOLA HONDOENSIS (VIOLACEAE) SHED ITS WINTER LEAVES IN SPRING? 査読有り

Hikosaka, Kouki, Kawauchi, Yoshie, Kurosawa, Takahide

American Journal of Botany　97　(12)　1944-1950　2010年

DOI： 10.3732/ajb.1000045 　

ISSN：0002-9122
Cold-Tolerant Crop Species Have Greater Temperature Homeostasis of Leaf Respiration and Photosynthesis Than Cold-Sensitive Species 査読有り

Wataru Yamori, Ko Noguchi, Kouki Hikosaka, Ichiro Terashima

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　50　(2)　203-215　2009年2月

DOI： 10.1093/pcp/pcn189 　

ISSN：0032-0781
Does leaf photosynthesis adapt to CO2-enriched environments? An experiment on plants originating from three natural CO2 springs 査読有り

Onoda, Yusuke, Hirose, Tadaki, Hikosaka, Kouki

New Phytologist　182　(3)　698-709　2009年

DOI： 10.1111/j.1469-8137.2009.02786.x 　

ISSN：0028-646X
A paradox of leaf-trait convergence: why is leaf nitrogen concentration higher in species with higher photosynthetic capacity? 査読有り

Hikosaka, Kouki, Osone, Yoko

Journal of Plant Research　122　(3)　245-251　2009年

DOI： 10.1007/s10265-009-0222-z 　

ISSN：0918-9440
The role of Rubisco and cell walls in the interspecific variation in photosynthetic capacity 査読有り

Hikosaka, Kouki, Shigeno, Aki

Oecologia　160　(3)　443-451　2009年

DOI： 10.1007/s00442-009-1315-z 　

ISSN：0029-8549
The leaf anatomy of a broad-leaved evergreen allows an increase in leaf nitrogen content in winter 査読有り

Muller, Onno, Oguchi, Riichi, Hirose, Tadaki, Werger, Marinus J. A., Hikosaka, Kouki

Physiologia Plantarum　136　(3)　299-309　2009年

DOI： 10.1111/j.1399-3054.2009.01224.x 　

ISSN：0031-9317
Carbon balance in a monospecific stand of an annual herb Chenopodium album at an elevated CO2 concentration 査読有り

Borjigidai, Almaz, Hikosaka, Kouki, Hirose, Tadaki

Plant Ecology　203　(1)　33-44　2009年

DOI： 10.1007/s11258-008-9502-2 　

ISSN：1385-0237
Needle traits of an evergreen, coniferous shrub growing at wind-exposed and protected sites in a mountain region: does Pinus pumila produce needles with greater mass per area under wind-stress conditions? 査読有り

Nagano, S., Nakano, T., Hikosaka, K., Maruta, E.

Plant Biology　11　94-100　2009年

DOI： 10.1111/j.1438-8677.2009.00253.x 　

ISSN：1435-8603
Relationships between photosynthetic activity and silica accumulation with ages of leaf in Sasa veitchii (Poaceae, Bambusoideae) 査読有り

Motomura, Hiroyuki, Hikosaka, Kouki, Suzuki, Mitsuo

Annals of Botany　101　(3)　463-468　2008年

DOI： 10.1093/aob/mcm301 　

ISSN：0305-7364
Costs and benefits of photosynthetic light acclimation by tree seedlings in response to gap formation 査読有り

Oguchi, R., Hikosaka, K., Hiura, T., Hirose, T.

Oecologia　155　(4)　665-675　2008年

DOI： 10.1007/s00442-007-0951-4 　

ISSN：0029-8549
Does leaf shedding increase the whole-plant carbon gain despite some nitrogen being lost with shedding? 査読有り

Oikawa, Shimpei, Hikosaka, Kouki, Hirose, Tadaki

New Phytologist　178　(3)　617-624　2008年

DOI： 10.1111/j.1469-8137.2008.02415.x 　

ISSN：0028-646X
Reproductive yield of individuals competing for light in a dense stand of an annual, Xanthium canadense 査読有り

Matsumoto, Yosuke, Oikawa, Shimpei, Yasumura, Yuko, Hirose, Tadaki, Hikosaka, Kouki

Oecologia　157　(2)　185-195　2008年

DOI： 10.1007/s00442-008-1062-6 　

ISSN：0029-8549
特集1 分子レベルから生態現象へ : 生理生態学の展開趣旨説明

彦坂幸毅, 綿貫豊

日本生態学会誌　57　(3)　334-334　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本生態学会
DOI： 10.18960/seitai.57.3_334 　

ISSN：0021-5007
総括 : 生理生態学の役割 (<特集1>分子レベルから生態現象へ : 生理生態学の展開)

綿貫豊, 彦坂幸毅

日本生態学会誌　57　(3)　369-372　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本生態学会
DOI： 10.18960/seitai.57.3_369 　

ISSN：0021-5007

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生理生態学の学問分野としての定義にはいくつかの異なる見解があるが、生態学への貢献でみれば、「解析対象とする生態学的現象の至近要因の解明」である。至近要因に関するブラックボックスを小さくすることで、より一般的な理解をもたらすので、普遍的な予測が可能になる。同時に、生物個体のふるまいの長所と短所、あるいは利益とコストの定量化を行うことで、究極要因の解明にも貢献する。分子生物学的手法は生理生態学にも有効である。生理生態学者は、ミクロ系の研究の動向にも目を向け、必要となったときにイニシアチブをもって研究グループを組織できる行動力が必要である。
Nitrogen resorption and protein degradation during leaf senescence in Chenopodium album grown in different light and nitrogen conditions 査読有り

Yuko Yasumura, Kouki Hikosaka, Tadaki Hirose

FUNCTIONAL PLANT BIOLOGY　34　(5)　409-417　2007年

DOI： 10.1071/FP06307 　

ISSN：1445-4408

eISSN：1445-4416
Elevated CO2 concentration, nitrogen use, and seed production in annual plants 査読有り

Miyagi, Kay-May, Kinugasa, Toshihiko, Hikosaka, Kouki, Hirose, Tadaki

Global Change Biology　13　(10)　2161-2170　2007年

DOI： 10.1111/j.1365-2486.2007.01429.x 　

ISSN：1354-1013
Effect of elevated CO2 levels on leaf starch, nitrogen and photosynthesis of plants growing at three natural CO2 springs in Japan 査読有り

Onoda, Yusuke, Hirose, Tadaki, Hikosaka, Kouki

Ecological Research　22　(3)　475-484　2007年

DOI： 10.1007/s11284-006-0030-z 　

ISSN：0912-3814
Intraspecific variation in temperature dependence of gas exchange characteristics among Plantago asiatica ecotypes from different temperature regimes 査読有り

Ishikawa, Kazumasa, Onoda, Yusuke, Hikosaka, Kouki

New Phytologist　176　(2)　356-364　2007年

DOI： 10.1111/j.1469-8137.2007.02186.x 　

ISSN：0028-646X
Seasonal changes in the temperature response of photosynthesis in canopy leaves of Quercus crispula in a cool-temperate forest 査読有り

Hikosaka, Kouki, Nabeshima, Eri, Hiura, Tsutom

Tree Physiology　27　(7)　1035-1041　2007年

DOI： 10.1093/treephys/27.7.1035 　

ISSN：0829-318X
Seasonal changes in photosynthesis, nitrogen content and nitrogen partitioning in Lindera umbellata leaves grown in high or low irradiance 査読有り

Yuko Yasumura, Kouki Hikosaka, Tadaki Hirose

TREE PHYSIOLOGY　26　(10)　1315-1323　2006年10月

DOI： 10.1093/treephys/26.10.1315 　

ISSN：0829-318X

eISSN：1758-4469
Resource allocation to vegetative and reproductive growth in relation to mast seeding in Fagus crenata 査読有り

Yuko Yasumura, Kouki Hikosaka, Tadaki Hirose

FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT　229　(1-3)　228-233　2006年7月

DOI： 10.1016/j.foreco.2006.04.003 　

ISSN：0378-1127

eISSN：1872-7042
Temperature acclimation of photosynthesis: mechanisms involved in the changes in temperature dependence of photosynthetic rate 査読有り

Hikosaka, K, Ishikawa, K, Borjigidai, A, Muller, O, Onoda, Y

Journal of Experimental Botany　57　(2)　291-302　2006年

DOI： 10.1093/jxb/erj049 　

ISSN：0022-0957
Leaf anatomy and light acclimation in woody seedlings after gap formation in a cool-temperate deciduous forest 査読有り

Oguchi, R., Hikosaka, K., Hiura, T., Hirose, T.

Oecologia　149　(4)　571-582　2006年

DOI： 10.1007/s00442-006-0485-1 　

ISSN：0029-8549
Seasonal changes in temperature dependence of photosynthetic rate in rice under a free-air CO2 enrichment 査読有り

Borjigidai, A, Hikosaka, K, Hirose, T, Hasegawa, T, Okada, M, Kobayashi, K

Annals of Botany　97　(4)　549-557　2006年

DOI： 10.1093/aob/mcl001 　

ISSN：0305-7364
Leaf lifespan and lifetime carbon balance of individual leaves in a stand of an annual herb, Xanthium canadense 査読有り

Oikawa, Shimpei, Hikosaka, Kouki, Hirose, Tadaki

New Phytologist　172　(1)　104-116　2006年

DOI： 10.1111/j.1469-8137.2006.01813.x 　

ISSN：0028-646X
Plant responses to elevated CO2 concentration at different scales: Leaf, whole plant, canopy, and population 査読有り

Kouki Hikosaka, Yusuke Onoda, Toshihiko Kinugasa, Hisae Nagashima, Niels P. R. Anten, Tadaki Hirose

Forest Ecosystems and Environments: Scaling Up from Shoot Module to Watershed　3-13　2005年
出版者・発行元： Springer Tokyo
DOI： 10.1007/4-431-29361-2_1 　
Leaf canopy as a dynamic system: Ecophysiology and optimality in leaf turnover 査読有り

Hikosaka, K

Annals of Botany　95　(3)　521-533　2005年

DOI： 10.1093/aob/mci050 　

ISSN：0305-7364
Seasonal change in the balance between capacities of RuBP carboxylation and RuBP regeneration affects CO2 response of photosynthesis in Polygonum cuspidatum 査読有り

Onoda, Y, Hikosaka, K, Hirose, T

Journal of Experimental Botany　56　(412)　755-763　2005年

DOI： 10.1093/jxb/eri052 　

ISSN：0022-0957
Plant responses to elevated CO2 concentration at different scales: leaf, whole plant, canopy, and population 査読有り

Hikosaka, K, Onoda, Y, Kinugasa, T, Nagashima, H, Anten, NPR, Hirose, T

Ecological Research　20　(3)　243-253　2005年

DOI： 10.1007/s11284-005-0041-1 　

ISSN：0912-3814
Biomass allocation and leaf chemical defence in defoliated seedlings of Quercus serrata with respect to carbon-nitrogen balance 査読有り

Hikosaka, K, Takashima, T, Kabeya, D, Hirose, T, Kamata, N

Annals of Botany　95　(6)　1025-1032　2005年

DOI： 10.1093/aob/mci111 　

ISSN：0305-7364
Leaf anatomy as a constraint for photosynthetic acclimation: differential responses in leaf anatomy to increasing growth irradiance among three deciduous trees 査読有り

Oguchi, R, Hikosaka, K, Hirose, T

Plant Cell and Environment　28　(7)　916-927　2005年

DOI： 10.1111/j.1365-3040.2005.01344.x 　

ISSN：0140-7791
Respiration and reproductive effort in Xanthium canadense 査読有り

Kinugasa, T, Hikosaka, K, Hirose, T

Annals of Botany　96　(1)　81-89　2005年

DOI： 10.1093/aob/mci152 　

ISSN：0305-7364
Seasonal changes in light and temperature affect the balance between light harvesting and light utilisation components of photosynthesis in an evergreen understory shrub 査読有り

Muller, O, Hikosaka, K, Hirose, T

Oecologia　143　(4)　501-508　2005年

DOI： 10.1007/s00442-005-0024-5 　

ISSN：0029-8549
Dynamics of leaf area and nitrogen in the canopy of an annual herb, Xanthium canadense 査読有り

Oikawa, S, Hikosaka, K, Hirose, T

Oecologia　143　(4)　517-526　2005年

DOI： 10.1007/s00442-005-0007-6 　

ISSN：0029-8549
Nitrogen resorption from leaves under different growth irradiance in three deciduous woody species 査読有り

Yasumura, Y, Onoda, Y, Hikosaka, K, Hirose, T

Plant Ecology　178　(1)　29-37　2005年

DOI： 10.1007/s11258-004-2485-8 　

ISSN：1385-0237
Nitrogen partitioning in the photosynthetic apparatus of Plantago asiatica leaves grown under different temperature and light conditions: Similarities and differences between temperature and light acclimation 査読有り

Hikosaka, K

Plant and Cell Physiology　46　(8)　1283-1290　2005年

DOI： 10.1093/pcp/pci137 　

ISSN：0032-0781
The balance between RuBP carboxylation and RuBP regeneration: a mechanism underlying the interspecific variation in acclimation of photosynthesis to seasonal change in temperature 査読有り

Onoda, Y, Hikosaka, K, Hirose, T

Functional Plant Biology　32　(10)　903-910　2005年

DOI： 10.1071/FP05024 　

ISSN：1445-4408
Natural CO2 springs in Japan: A case study of vegetation dynamics 査読有り

Onoda, Y., Hikosaka, K., Hirose, T.

Phyton-Annales Rei Botanicae　45　(4)　389-394　2005年

ISSN：0079-2047
Reproductive growth and respiration in an annual under elevated CO2 査読有り

Kinugasa, T., Hikosaka, K., Hirose, T.

Phyton-Annales Rei Botanicae　45　(4)　415-418　2005年

ISSN：0079-2047
Modulation of leaf economic traits and trait relationships by climate 査読有り

Wright, IJ, Reich, PB, Cornelissen, JHC, Falster, DS, Groom, PK, Hikosaka, K, Lee, W, Lusk, CH, Niinemets, U, Oleksyn, J, Osada, N, Poorter, H, Warton, DI, Westoby, M

Global Ecology and Biogeography　14　(5)　411-421　2005年

DOI： 10.1111/j.1466-822x.2005.00172.x 　

ISSN：1466-822X
Assessing the generality of global leaf trait relationships 査読有り

Wright, IJ, Reich, PB, Cornelissen, JHC, Falster, DS, Garnier, E, Hikosaka, K, Lamont, BB, Lee, W, Oleksyn, J, Osada, N, Poorter, H, Villar, R, Warton, DI, Westoby, M

New Phytologist　166　(2)　485-496　2005年

DOI： 10.1111/j.1469-8137.2005.01349.x 　

ISSN：0028-646X
Cost-benefit relationships in fronds emerging at different times in a deciduous fern, Pteridium aquilinum 査読有り

S Oikawa, K Hikosaka, T Hirose, M Shiyomi, S Takahashi, Y Hori

CANADIAN JOURNAL OF BOTANY-REVUE CANADIENNE DE BOTANIQUE　82　(4)　521-527　2004年4月

DOI： 10.1139/B04-026 　

ISSN：0008-4026
The worldwide leaf economics spectrum 査読有り

Wright, IJ, Reich, PB, Westoby, M, Ackerly, DD, Baruch, Z, Bongers, F, Cavender-Bares, J, Chapin, T, Cornelissen, JHC, Diemer, M, Flexas, J, Garnier, E, Groom, PK, Gulias, J, Hikosaka, K, Lamont, BB, Lee, T, Lee, W, Lusk, C, Midgley, JJ, Navas, ML, Niinemets, U, Oleksyn, J, Osada, N, Poorter, H, Poot, P, Prior, L, Pyankov, VI, Roumet, C, Thomas, SC, Tjoelker, MG, Veneklaas, EJ, Villar, R

Nature　428　(6985)　821-827　2004年

DOI： 10.1038/nature02403 　

ISSN：0028-0836
Allocation of nitrogen to cell walls decreases photosynthetic nitrogen-use efficiency 査読有り

Onoda, Y, Hikosaka, K, Hirose, T

Functional Ecology　18　(3)　419-425　2004年

DOI： 10.1111/j.0269-8463.2004.00847.x 　

ISSN：0269-8463
Photosynthesis or persistence: nitrogen allocation in leaves of evergreen and deciduous Quercus species 査読有り

Takashima, T, Hikosaka, K, Hirose, T

Plant Cell and Environment　27　(8)　1047-1054　2004年

DOI： 10.1111/j.1365-3040.2004.01209.x 　

ISSN：0140-7791
Photosynthetic rates and partitioning of absorbed light energy in photoinhibited leaves 査読有り

Hikosaka, K, Kato, MC, Hirose, T

Physiologia Plantarum　121　(4)　699-708　2004年

DOI： 10.1111/j.1399-3054.2004.00364.x 　

ISSN：0031-9317
Interspecific difference in the photosynthesis-nitrogen relationship: patterns, physiological causes, and ecological importance 査読有り

Hikosaka, K

Journal of Plant Research　117　(6)　481-494　2004年

DOI： 10.1007/s10265-004-0174-2 　

ISSN：0918-9440
Cost-benefit relationships in fronds emerging at different times in a deciduous fern, Pteridium aquilinum 査読有り

Oikawa, S, Hikosaka, K, Hirose, T, Shiyomi, M, Takahashi, S, Hori, Y

Canadian Journal of Botany-Revue Canadienne De Botanique　82　(4)　521-527　2004年

DOI： 10.1139/B04-026 　

ISSN：0008-4026
一年草の一生におけるエネルギー消費 −呼吸消費も考慮に入れた物質分配− 査読有り

衣笠利彦, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会誌　53　(1)　55-60　2003年
出版者・発行元：一般社団法人日本生態学会
DOI： 10.18960/seitai.53.1_55 　

ISSN：0021-5007
Light-acquisition and use of individuals as influenced by elevated CO2 in even-aged monospecific stands of Chenopodium album 査読有り

Hikosaka, K, Yamano, T, Nagashima, H, Hirose, T

Functional Ecology　17　(6)　786-795　2003年

DOI： 10.1111/j.1365-2435.2003.00793.x 　

ISSN：0269-8463
A model of dynamics of leaves and nitrogen in a plant canopy: An integration of canopy photosynthesis, leaf life span, and nitrogen use efficiency 査読有り

Hikosaka, K

American Naturalist　162　(2)　149-164　2003年

DOI： 10.1086/376576 　

ISSN：0003-0147
The excess light energy that is neither utilized in photosynthesis nor dissipated by photoprotective mechanisms determines the rate of photoinactivation in photosystem II 査読有り

Kato, MC, Hikosaka, K, Hirotsu, N, Makino, A, Hirose, T

Plant and Cell Physiology　44　(3)　318-325　2003年

DOI： 10.1093/pcp/pcg045 　

ISSN：0032-0781
Does the photosynthetic light-acclimation need change in leaf anatomy? 査読有り

Oguchi, R, Hikosaka, K, Hirose, T

Plant Cell and Environment　26　(4)　505-512　2003年

DOI： 10.1046/j.1365-3040.2003.00981.x 　

ISSN：0140-7791
Effects of elevated CO2 on the size structure in even-aged monospecific stands of Chenopodium album 査読有り

Nagashima, H, Yamano, T, Hikosaka, K, Hirose, T

Global Change Biology　9　(4)　619-629　2003年

DOI： 10.1046/j.1365-2486.2003.00623.x 　

ISSN：1354-1013
Contribution of photosynthetic electron transport, heat dissipation, and recovery of photoinactivated photosystem II to photoprotection at different temperatures in Chenopodium album leaves 査読有り

Tsonev, TD, Hikosaka, K

Plant and Cell Physiology　44　(8)　828-835　2003年

DOI： 10.1093/pcp/pcg107 　

ISSN：0032-0781
Reproductive allocation of an annual, Xanthium canadense, at an elevated carbon dioxide concentration 査読有り

Kinugasa, T, Hikosaka, K, Hirose, T

Oecologia　137　(1)　1-9　2003年

DOI： 10.1007/s00442-003-1318-0 　

ISSN：0029-8549
Increase in leaf mass per area benefits plant growth at elevated CO2 concentration 査読有り

Ishizaki, S, Hikosaka, K, Hirose, T

Annals of Botany　91　(7)　905-914　2003年

DOI： 10.1093/aob/mcg097 　

ISSN：0305-7364
Light partitioning among species and species replacement in early successional grasslands 査読有り

MJA Werger, T Hirose, HJ During, GW Heil, K Hikosaka, T Ito, UG Nachinshonhor, D Nagamatsu, K Shibasaki, S Takatsuki, JW van Rheenen, NPR Anten

JOURNAL OF VEGETATION SCIENCE　13　(5)　615-626　2002年10月

DOI： 10.1658/1100-9233(2002)013[0615:LPASAS]2.0.CO;2 　

ISSN：1100-9233
Leaf-level nitrogen-use efficiency of canopy and understorey species in a beech forest 査読有り

Yasumura, Y, Hikosaka, K, Matsui, K, Hirose, T

Functional Ecology　16　(6)　826-834　2002年

DOI： 10.1046/j.1365-2435.2002.00691.x 　

ISSN：0269-8463
Light partitioning among species and species replacement in early successional grasslands 査読有り

Werger, MJA, Hirose, T, During, HJ, Heil, GW, Hikosaka, K, Ito, T, Nachinshonhor, UG, Nagamatsu, D, Shibasaki, K, Takatsuki, S, van Rheenen, JW, Anten, NPR

Journal of Vegetation Science　13　(5)　615-626　2002年

DOI： 10.1111/j.1654-1103.2002.tb02089.x 　

ISSN：1100-9233
Leaf discs floated on water are different from intact leaves in photosynthesis and photoinhibition 査読有り

Kato, MC, Hikosaka, K, Hirose, T

Photosynthesis Research　72　(1)　65-70　2002年

DOI： 10.1023/A:1016097312036 　

ISSN：0166-8595
Photosynthesis-nitrogen relationships in species at different altitudes on Mount Kinabalu, Malaysia 査読有り

Hikosaka, K, Nagamatsu, D, Ishii, HS, Hirose, T

Ecological Research　17　(3)　305-313　2002年

DOI： 10.1046/j.1440-1703.2002.00490.x 　

ISSN：0912-3814
Photoinactivation and recovery of photosystem II in Chenopodium album leaves grown at different levels of irradiance and nitrogen availability 査読有り

Kato, MC, Hikosaka, K, Hirose, T

Functional Plant Biology　29　(7)　787-795　2002年

DOI： 10.1071/PP01162 　

ISSN：1445-4408
Nitrogen uptake and use by competing individuals in a Xanthium canadense stand 査読有り

Hikosaka, K, Hirose, T

Oecologia　126　(2)　174-181　2001年

DOI： 10.1007/s004420000517 　

ISSN：0029-8549
A simple formulation of interaction between individuals competing for light in a monospecific stand 査読有り

Hikosaka, K, Nagashima, H, Harada, Y, Hirose, T

Functional Ecology　15　(5)　642-646　2001年

DOI： 10.1046/j.0269-8463.2001.00557.x 　

ISSN：0269-8463
Photosynthetic nitrogen-use efficiency in evergreen broad-leaved woody species coexisting in a warm-temperate forest 査読有り

Hikosaka, K, Hirose, T

Tree Physiology　20　(18)　1249-1254　2000年

ISSN：0829-318X
Light acquisition and use by individuals competing in a dense stand of an annual herb, Xanthium canadense 査読有り

Hikosaka, K, Sudoh, S, Hirose, T

Oecologia　118　(3)　388-396　1999年

DOI： 10.1007/s004420050740 　

ISSN：0029-8549
Balancing carboxylation and regeneration of ribulose-1,5-bisphosphate in leaf photosynthesis: temperature acclimation of an evergreen tree, Quercus myrsinaefolia 査読有り

Hikosaka, K, Murakami, A, Hirose, T

Plant Cell and Environment　22　(7)　841-849　1999年

DOI： 10.1046/j.1365-3040.1999.00442.x 　

ISSN：0140-7791
Temperature acclimation of the photosynthetic apparatus: Balancing regeneration and carboxylation of ribulose bisphosphate 査読有り

K Hikosaka, A Murakami, T Hirose

PHOTOSYNTHESIS: MECHANISMS AND EFFECTS, VOLS I-V　3395-3398　1998年
Leaf nitrogen distribution in relation to leaf age and photon flux density in dominant and subordinate plants in dense stands of a dicotyledonous herb 査読有り

Anten, NPR, Miyazawa, K, Hikosaka, K, Nagashima, H, Hirose, T

Oecologia　113　(3)　314-324　1998年

DOI： 10.1007/s004420050382 　

ISSN：0029-8549
Photosynthetic nitrogen-use efficiency in leaves of woody and herbaceous species 査読有り

Hikosaka, K, Hanba, YT, Hirose, T, Terashima, I

Functional Ecology　12　(6)　896-905　1998年

DOI： 10.1046/j.1365-2435.1998.00272.x 　

ISSN：0269-8463
Leaf and canopy photosynthesis of C-3 plants at elevated CO2 in relation to optimal partitioning of nitrogen among photosynthetic components: theoretical prediction 査読有り

Hikosaka, K, Hirose, T

Ecological Modelling　106　(2-3)　247-259　1998年

DOI： 10.1016/S0304-3800(97)00198-1 　

ISSN：0304-3800
生育環境の変化に対する個葉光合成系の順化 : (<特集>れ陸上生態系と地球環境・地球変化と生態系の生理学)

彦坂幸毅

日本生態学会誌　47　(3)　295-300　1997年
出版者・発行元：一般社団法人日本生態学会
DOI： 10.18960/seitai.47.3_295 　

ISSN：0021-5007
Modelling optimal temperature acclimation of the photosynthetic apparatus in C-3 plants with respect to nitrogen use 査読有り

Hikosaka, K

Annals of Botany　80　(6)　721-730　1997年

DOI： 10.1006/anbo.1997.0512 　

ISSN：0305-7364
Effects of virus infection and growth irradiance on fitness components and photosynthetic properties of Eupatorium makinoi (Compositae) 査読有り

Funayama, S, Hikosaka, K, Yahara, T

American Journal of Botany　84　(6)　823-829　1997年

DOI： 10.2307/2445818 　

ISSN：0002-9122
Leaf angle as a strategy for light competition: Optimal and evolutionarily stable light-extinction coefficient within a leaf canopy 査読有り

Hikosaka, K, Hirose, T

Ecoscience　4　(4)　501-507　1997年

DOI： 10.1080/11956860.1997.11682429 　

ISSN：1195-6860
Effects of leaf age, nitrogen nutrition and photon flux density on the organization of the photosynthetic apparatus in leaves of a vine (Ipomoea tricolor Cav) grown horizontally to avoid mutual shading of leaves 査読有り

Hikosaka, K

Planta　198　(1)　144-150　1996年

ISSN：0032-0935

eISSN：1432-2048
Nitrogen partitioning among photosynthetic components and its consequence in sun and shade plants 査読有り

Hikosaka, K, Terashima, I

Functional Ecology　10　(3)　335-343　1996年

DOI： 10.2307/2390281 　

ISSN：0269-8463
Three resistances to CO2 diffusion: Leaf-surface water, intercellular spaces and mesophyll cells 査読有り

Terashima, I, M Ishibashi, K Ono, K Hikosaka

PHOTOSYNTHESIS: FROM LIGHT TO BIOSPHERE, VOL 5　537-542　1995年
A MODEL OF THE ACCLIMATION OF PHOTOSYNTHESIS IN THE LEAVES OF C-3 PLANTS TO SUN AND SHADE WITH RESPECT TO NITROGEN USE 査読有り

HIKOSAKA, K, TERASHIMA, I

Plant Cell and Environment　18　(6)　605-618　1995年

DOI： 10.1111/j.1365-3040.1995.tb00562.x 　

ISSN：0140-7791
COMPARATIVE ECOPHYSIOLOGY OF LEAF AND CANOPY PHOTOSYNTHESIS 査読有り

TERASHIMA, I, HIKOSAKA, K

Plant Cell and Environment　18　(10)　1111-1128　1995年

DOI： 10.1111/j.1365-3040.1995.tb00623.x 　

ISSN：0140-7791
EFFECTS OF LEAF AGE, NITROGEN NUTRITION AND PHOTON FLUX-DENSITY ON THE DISTRIBUTION OF NITROGEN AMONG LEAVES OF A VINE (IPOMOEA-TRICOLOR-CAV) GROWN HORIZONTALLY TO AVOID MUTUAL SHADING OF LEAVES 査読有り

HIKOSAKA, K, TERASHIMA, I, KATOH, S

Oecologia　97　(4)　451-457　1994年

DOI： 10.1007/BF00325881 　
Effects of light, nutrient and age on nitrogen content and photosynthesis of leaves 査読有り

Hikosaka Kouki, Terashima Ichiro, Katoh Sakae, Murata N

Research in photosynthesis, Vol. IV　381-384　1992年

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MISC 73

色素量変動補正を導入した光化学反射指数(PRI)によるブナ林霜害の観測

青野葉介, 野田響, 中村由紀子, 冨松元, 彦坂幸毅

日本生態学会大会講演要旨(Web)　70th　2023年
木本植物の光阻害防御機構の種間比較

辻祥子, 上妻馨梨, 伊福健太郎, 彦坂幸毅

日本森林学会大会発表データベース　133　161　2022年5月30日
出版者・発行元：日本森林学会
DOI： 10.11519/jfsc.133.0_161 　

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光は光合成に植物にとって不可欠であるが、葉への照射光が強すぎる場合、光化学系Ⅱ(PSⅡ)に損傷を引き起こし、光合成活性の低下を導く(光阻害)。 PSIIが過剰な光エネルギーによる光阻害を抑える光防御機構の中に、損傷を受けたPSIIを修復する能力が挙げられる。光阻害のメカニズムは主に草本植物を用いた研究により解析されてきたが、木本植物を用いた光損傷（光不活化）と修復に関する報告は少ない。本研究では、様々な環境に生育する樹種を選定し、草本植物1種、木本植物12種を対象として光阻害の評価実験を行い、木本植物における光阻害防御機構について樹種間比較を行った。実験は、葉緑体のタンパク質新規合成を阻害するリンコマイシンの存在下および非存在下で、葉に強光を照射し、クロロフィル蛍光を測定することで行なった。その結果、13種の植物は、1)強光下で修復能が機能せず光阻害を受けやすい樹種群、2)リンコマイシン存在下でもPSⅡの光損傷が進みにくい樹種群、また、3)光損傷を受けるが修復能力によりPSII活性を維持する樹種群のおよそ３パターンの傾向に分かれた。そこで各々の光阻害防御機構について、葉における光エネルギー分配の観点から考察した。
F2個体の形質値分布から見るハクサンハタザオの標高間変異

吉田直史, 森長真一, 若宮健, 石井悠, 久保田渉誠, 彦坂幸毅

日本生態学会大会講演要旨(Web)　69th　2022年
強光ストレス下における樹木の色素含有量の変化と光阻害耐性の多種間比較

辻祥子, 上妻馨梨, 小澤理香, 伊福健太郎, 中野雄司, 石田厚, 彦坂幸毅

日本森林学会大会発表データベース　132　463　2021年5月24日
出版者・発行元：日本森林学会
DOI： 10.11519/jfsc.132.0_463 　

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葉の色素は光合成の光吸収だけでなく、ストレス回避など様々な役割をもつ。特に、キサントフィル類は、非ストレス状況ではビオラキサンチンとして蓄積し、ストレス状況ではゼアキサンチンに変換され（デポキシ化）、光合成色素クロロフィルが吸収した過剰エネルギーの放散に役立っており、ストレス回避の主要な役割を果たしていると考えられている。本研究では、乾季に強光・高温にさらされる小笠原諸島において、在来種および外来種を含む草本・木本23種類の植物に関して、暗条件から直達光まで光強度が異なる光環境下での葉の色素と機能形質の分析を行った。在来種ほどキサントフィル総量が多く、また、直達光下と暗条件下でのデポキシ化率（DPS）が高かった。これらの結果は在来植物がストレス状態にあると示唆された。一方で、外来種はDPSが低く、キサントフィルサイクル色素に関する特徴よりも葉の生理的特徴に影響を受けている種が多い結果が得られた。これにより小笠原諸島では、在来種はストレス耐性メカニズムをはたらかせて生存しているのに対し、外来種には乾燥や高温環境がストレスとなっておらず、旺盛に生育できていると推察された。
陸域植生SIF/PRIの高分解能観測衛星の開発

野田響, 大政謙次, 彦坂幸毅, 市井和仁, 小林秀樹, 加藤知道, 村岡裕由

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2020　2020年
陸域植生のSIF・PRIモニタリングのための高空間・波長分解能観測衛星の開発

野田響, 大政謙次, 彦坂幸毅, 市井和仁, 小林秀樹, 加藤知道, 村岡裕由

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2019　2019年
植物乾燥標本をリシーケンスする際に気をつけたいこと

久保田渉誠, 岩崎貴也, 永野惇, 花田耕介, 彦坂幸毅, 伊藤元己, 森長真一

日本植物分類学会大会研究発表要旨集　18th (CD-ROM)　2019年
針葉樹林と落葉樹林優占種の標高傾度に沿った葉形質,生産力,資源利用効率の種内変異

彦坂幸毅, 黒川紘子, 新井孝尚, 高柳咲乃, 田中洋, 永野聡一郎, 中静透

日本生態学会大会講演要旨(Web)　66th　2019年
温帯ヒノキ林における太陽光誘起クロロフィル蛍光の環境依存性

桑田清史, 野田響, 小杉緑子, 饗庭正寛, 中路達郎, 辻本克斗, 彦坂幸毅

日本植物学会大会研究発表記録　82nd　230　2018年9月1日
反射分光を用いた光合成挙動のリモートセンシング

上妻馨梨, 彦坂幸毅

日本植物学会大会研究発表記録　82nd　216　2018年9月1日
A novel technique to monitor thylakoid lumen pH with leaf reflectance in vivo

KOHZUMA Kaori, HIKOSAKA Kouki

日本植物生理学会年会(Web)　59th　ROMBUNNO.2aG05　2018年
2017 Awards in the Journal of Plant Research

Kouki Hikosaka

JOURNAL OF PLANT RESEARCH　130　(6)　951-952　2017年11月

DOI： 10.1007/s10265-017-0980-y 　

ISSN： 0918-9440

eISSN： 1618-0860
植物葉群における葉間窒素分配の最適性—Optimality of leaf nitrogen distribution in plant canopies—解説特集植物のバイオマス生産能力の強化に向けた取り組み

彦坂幸毅

光合成研究 = News letter / The Japanese Society of Photosynthesis Research　27　(2)　110-114　2017年8月
出版者・発行元：日本光合成研究会
ISSN： 1884-2852
2step‐TILLINGを用いた自家不和合植物ハツカダイコンの突然変異体選抜法

上妻馨梨, 千葉元子, 千葉元子, 穴井豊昭, 上田実希, 小口理一, 花田耕介, 花田耕介, 彦坂幸毅, 彦坂幸毅, 藤井伸治, 藤井伸治

育種学研究　19　16　2017年3月

ISSN： 1344-7629
アブラナ科植物の基礎研究と応用研究のネットワーク構築を目指して

山本雅也, 藤井壮太, 柿崎智博, 藤本龍, 彦坂幸毅, 畠山勝徳, 伊藤秀臣, 岡崎桂一

育種学研究　19　(1)　21-29　2017年
出版者・発行元：日本育種学会
DOI： 10.1270/jsbbr.19.21 　

ISSN： 1344-7629

eISSN： 1348-1290
自然変異に学ぶ適応のしくみ: アブラナ科植物の種内変異を用いたアプローチ

彦坂幸毅, 森長真一, 小口理一, 永野聡一郎, 見塩昌子, 上妻馨梨, 藤井伸治, 須藤恵美, 石塚航, 田島直幸, 尾崎洋史, Wang Q-W, 花田耕介

育種学研究　19　24-25　2017年
冷温帯落葉広葉樹林でのギャップ更新における,木本実生の光合成可塑性と林床生存率とのトレードオフ

小口理一, 日浦勉, 彦坂幸毅

日本植物学会大会研究発表記録　80th　155　2016年9月1日
光合成の蛍光,分子から惑星まで—Photosynthetic fluorescence, from molecule to planet

ガブリエラシュラウ=コーエン, ジョゼフベリー, 彦坂幸毅

パリティ = Parity : 物理科学雑誌　31　(8)　48-50　2016年8月
出版者・発行元：丸善出版
ISSN： 0911-4815
ゲノム情報を利用した野生植物の適応力多様性評価

久保田渉誠, 久保田渉誠, 岩崎貴也, 三浦憲人, 永野惇, 花田耕介, 花田耕介, 松葉史紗子, 宮下直, 彦坂幸毅, 伊藤元己, 森長真一

日本生態学会大会講演要旨(Web)　63th　P2‐049 (WEB ONLY)　2016年
Modeling leaf gas exchange 招待有り査読有り

Hikosaka K, Noguchi K, Terashima I

Canopy Photosynthesis: From Basics to Applications, Advances in Photosynthesis and Respiration　42　61-100　2016年
A Genome Scan for Genes Underlying Microgeographic-Scale Local Adaptation in a Wild Arabidopsis Species

Shosei Kubota, Takaya Iwasaki, Kousuke Hanada, Atsushi J. Nagano, Asao Fujiyama, Atsushi Toyoda, Sumio Sugano, Yutaka Suzuki, Kouki Hikosaka, Motomi Ito, Shin-Ichi Morinaga

PLoS Genetics　11　(7)　2015年7月1日
出版者・発行元： Public Library of Science
DOI： 10.1371/journal.pgen.1005361 　

ISSN： 1553-7404 1553-7390
ゲノムワイドSNPデータに基づくハクサンハタザオの系統地理解析

久保田渉誠, 岩崎貴也, 三浦憲人, 永野惇, 花田耕介, 彦坂幸毅, 伊藤元己, 森長真一

日本生態学会大会講演要旨(Web)　62nd　PA2-033 (WEB ONLY)　2015年
コナラ林冠葉における光合成の温度依存性の時空間的変動が物質生産に与える影響

山口大輔, 中路達郎, 日浦勉, 芳賀弘和, 三島大, 中村こずえ, 松林玄悟, 佐野淳之, 彦坂幸毅

日本生態学会大会講演要旨(Web)　62nd　PA2-074 (WEB ONLY)　2015年
森林林冠木の光をめぐる競争における個体間相互作用の定量化の試み

彦坂幸毅, 山口大輔, 長嶋寿江, 中路達郎, 日浦勉

日本生態学会大会講演要旨(Web)　62nd　PA2-077 (WEB ONLY)　2015年
コナラ林冠葉における光合成の温度応答の緯度間比較とその生化学的要因の解明

山口大輔, 中路達郎, 日浦勉, 三島大, 中村こずえ, 佐野淳之, 彦坂幸毅

日本植物学会大会研究発表記録　78th　212　2014年9月1日
気候変動が森林動態に与える影響と将来予測：八甲田山のオオシラビソを例として

田中孝尚, 嶋崎仁哉, 黒川紘子, 彦坂幸毅, 中静透

地球環境　19　(1)　47-50　2014年5月
出版者・発行元：国際環境研究協会
ISSN： 1342-226X
機能形質から種のニッチ、共存、そして消失を理解する：亜高山帯湿原群集を対象とした群集生態学と生理生態学からのアプローチ

彦坂幸毅, 佐々木雄大, 神山千穂, 片渕正紀, 及川真平, 嶋崎仁哉, 木村啓, 中静透

地球環境　19　(1)　33-46　2014年5月
出版者・発行元：国際環境研究協会
ISSN： 1342-226X
高二酸化炭素濃度に対する植物の長期的な応答

彦坂幸毅

化学と生物　52　(2)　113-120　2014年2月
出版者・発行元：公益社団法人日本農芸化学会
DOI： 10.1271/kagakutoseibutsu.52.113 　

ISSN： 0453-073X

eISSN： 1883-6852
ゲノムワイドSNP情報から生育環境を読み解く~ハクサンハタザオの標高適応を例に~

久保田渉誠, 岩崎貴也, 永野惇, 花田耕介, 彦坂幸毅, 伊藤元己, 森長真一

日本生態学会大会講演要旨(Web)　61st　PA1-039 (WEB ONLY)　2014年
季節変化と温暖化処理がコナラ林冠葉の光合成の温度依存性に与える影響のシミュレーション解析

山口大輔, 中路達郎, 日浦勉, 彦坂幸毅

日本植物学会大会研究発表記録　77th　231　2013年8月20日
植物と二酸化炭素

彦坂幸毅, 寺島一郎

化学と生物　51　(4)　250-256　2013年4月1日
出版者・発行元：日本農芸化学会
DOI： 10.1271/kagakutoseibutsu.51.250 　

ISSN： 0453-073X
異なる緯度におけるコナラ林冠葉の温度‐光合成関係に対する温暖化処理の影響

山口大輔, 中路達郎, 日浦勉, 三島大, 中村こずえ, 佐野淳之, 彦坂幸毅

日本生態学会大会講演要旨集　60th　260　2013年3月5日
ブナ高木の樹冠内窒素分配：葉の窒素含量は光環境に合わせて最適分配されているのか？

長田典之, 安村有子, 彦坂幸毅, 石田厚

日本生態学会大会講演要旨集　57th　293　2010年3月15日
ブナの形質地理変異に着目した冷温帯林の生態系機能比較光合成窒素利用効率の緯度間変異とその生理学的原因

彦坂幸毅, MULLER Onno, 日浦勉

日本植物学会大会研究発表記録　73rd　81　2009年9月17日
個葉から葉緑体スケールのガス交換個葉の光合成速度が決まるしくみと測定原理 (光合成研究法) -- (個体・環境の測定)

彦坂幸毅

低温科学　67　67-71　2008年
出版者・発行元：北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
ISSN： 1880-7593

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光合成は光エネルギーを利用してCO2を糖にする代謝経路である．光合成速度（CO2吸収速度）は様々な環境の影響を受ける．C3光合成では，気孔コンダクタンスや葉肉コンダクタンスによって葉緑体へのCO2供給能力が決まり，ルビスコのキネティクスによって光合成速度のCO2濃度依存性が決まる．このような複雑な過程は物理・生化学に基づいて数理モデル化することができ，光合成速度の環境依存性を定量的に理解することが可能になっている．Photosynthesis is a metabolism that converts CO2 to sugars using light energy. Photosynthetic rate(CO2 assimilation rate)is sensitive to various environmental factors. Stomatal and mesophyll conductance affects CO2 supply to chloroplasts and Rubisco kinetics determines CO2 response of CO2 assimilation rates. Here we present the biochemical model of photosynthesis to understand environmental dependence of CO2 assimilation rates.光合成研究法. 北海道大学低温科学研究所, 日本光合成研究会共編
Photosynthetic acclimation with respect to nitrogen use

HIKOSAKA Kouki

Journal of plant research　119　5-5　2006年12月1日

ISSN： 0918-9440
窒素利用の観点からの光合成系順化の解析

彦坂幸毅

日本植物学会大会研究発表記録 = Proceedings of the annual meeting of the Botanical Society of Japan　70　64　2006年9月13日
冷温帯落葉樹林の樹木実生におけるギャップ形成後の成長速度と光順化能力の関係

小口理一, 彦坂幸毅, 日浦勉, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　53rd　321　2006年3月24日
冷温帯林におけるミズナラ林冠葉の温度‐光合成特性の季節変化

彦坂幸毅, 鍋嶋絵里, 日浦勉

日本生態学会大会講演要旨集　52nd　250-540　2005年3月27日
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.ESJ52.0.540.0 　

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光合成速度の温度依存性は同じC3植物でも種や生育温度によって異なる。光合成の生化学モデルに基づけば、光合成速度の温度依存性は（１）葉内二酸化炭素濃度、（２）RuBP（リブロース二リン酸）カルボキシレーション最大速度（Vcmax）の温度依存性、（３）RuBP再生最大速度（Jmax）の温度依存性、（４）カルボキシレーションと再生のバランス、の4つのパラメータに帰することができる。本研究ではミズナラの林冠葉においてこれらの要因がどのように季節変化をするのかを調べた。北大苫小牧研究林の落葉広葉樹林において、林冠クレーンを用い葉群最上部の葉の光合成速度を様々な温度・二酸化炭素濃度で測定した。測定は2001年・2002年にそれぞれ3回行った。20度で測定した光合成速度、気孔コンダクタンス、Vcmaxは春と秋に低く、夏に高かった。20度で測定したJmaxは春から夏にかけて上昇し、秋の低下は見られなかった。Vcmaxの温度依存性は春と秋に低く、夏に高い傾向を示し、生育温度と正の相関が見られた。一方その他のパラメータには明確な季節応答・生育温度応答は見られなかった。夏季にVcmaxの温度依存性が増加することにより光合成速度の最適温度が若干上昇していることが示唆された。
奪葉がAgeの異なるブナの光合成と防御に与える影響

岡本絵里, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹, 鎌田直人

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ52　578-578　2005年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj52.0.578.0 　

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被食に対する植物の応答は種によって異なる。その応答は葉の窒素濃度(LNC)に注目すると、大きく２つに分けられる。１つはLNCを低げ、タンニンなどの防御物質を蓄積して更なる被食を防ぐ誘導防御、もう１つはLNCを上昇させ、光合成速度を上げて成長を促進する補償的光合成である。この２つの応答はLNCの変化において正反対であるが、どのような種でどちらが起こるかは明らかでない。木本植物では誘導防御の報告が多いが、コナラの当年生実生ではLNCの上昇が報告されている。このことからLNCが上がるか下がるかは種特性より環境などに左右される性質ではないかと考えられる。本研究では奪葉時の個体内のN/Cバランスの違いがLNCの変化の違いをもたらすと考え、個体のN/C比が高いと奪葉後のLNCが上がり、低いと下がるという仮説を検証した。 異なる栄養条件（富栄養、貧栄養）で育てたAgeの異なるブナ（当年生実生、２年目稚樹）を用いて、人工的に葉を摘み取る奪葉処理実験を行った。奪葉前、奪葉した年に再び葉を展開した時、奪葉の翌年の計３回、光合成測定を行い、各器官の窒素量と炭素量を測定し、奪葉処理がAgeの異なるブナの光合成と防御に与える影響を調べた。 個体のN/C比は稚樹より実生で高く、貧栄養より富栄養で高かった。稚樹では栄養条件に関わらず奪葉後にLNCの上昇が見られ、実生では貧栄養条件でのみLNCの上昇が見られた。これは仮説と反対の結果であり、被食応答はN/C比だけで単純に説明できるわけではないことが示唆された。全ての処理条件で光合成速度の上昇は見られなかった。窒素量当たりの光合成速度（PNUE）はAgeに関わらず貧栄養条件でのみ低下した。これはLNCの上昇が光合成速度の上昇に直接繋がっていないことを示している。
高CO２が様々な一年草の繁殖に与える影響

宮城佳明, 衣笠利彦, 彦坂幸毅, 廣瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ52　244-244　2005年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj52.0.244.0 　

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高CO₂条件下では、光合成速度が促進されるため多くの植物で繁殖収量が増加する。しかし、その促進程度には種間差があることが先行研究により指摘されている。オオオナモミでは、高CO₂条件下では栄養器官の成長は促進されるが、種子生産は促進されない。これは、種子生産が窒素によって律速されているからだと考えられた (Kinugasa et al.2003 Oecologia 137:1-9)。そこで、我々は窒素の獲得、利用の違いが繁殖収量の高CO₂応答に種間差をもたらすと考え、１１種類の一年生草本を高CO₂条件（700ppm）と大気CO₂条件(370ppm)にしたオープントップチャンバー内で育て、各々の種から繁殖収量を得た。繁殖収量を、繁殖期間の長さ、繁殖期間中の成長速度、および繁殖器官への資源転流率の積として表し、繁殖器官の窒素量を、繁殖期間の長さ、繁殖期間中の窒素獲得速度、および繁殖器官への窒素転流率の積として解析した。高CO₂処理により有意に繁殖収量が増加したものが7種、変化しなかったものが4種であった。ほとんどの種で、収量の増加は繁殖期間中の成長速度の上昇で説明された。また、その中の多くの種で、繁殖期間中の窒素獲得速度が上昇しており、高CO₂条件による獲得窒素の増加量と繁殖収量の増加量の間には正の相関があった。特にマメ科植物の窒素獲得量の高CO₂応答は大きく、窒素固定による影響が示唆された。これらのことから、繁殖期間中に獲得、利用できた窒素量が高CO₂条件下で高い植物ほど繁殖収量の増加が大きいと結論された。
植物は高CO₂環境で進化するのか？ -天然のCO₂噴出地に由来する植物の光合成特性-

小野田雄介, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ52　555-555　2005年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj52.0.555.0 　

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高CO2環境に対する光合成の適応を探るために、3箇所の長い歴史をもつ天然のCO2噴出地（500-1000 umol mol-1)と近くのコントロール区（370 umol mol-1)に自生していた植物を移植し、実験的に2つのCO2濃度で栽培した(370, 700 umol mol-1)。私たちの仮説は、「高CO2環境で高い資源利用効率を示す植物が、天然のCO2噴出地周辺でより大きな適応度を示し、選択されてきただろう」というものである。この仮説を光合成の窒素利用効率（PNUE）、水利用効率（WUE）、デンプン蓄積から検証した。高CO2条件で栽培すると、全ての個体で、PNUE、WUE、デンプン蓄積が増加した。しかし、CO2噴出地由来の植物において、コントロール由来よりも高いPNUEは見られなかった。この結果は、理論的な予測から示される選択的なルビスコ量の低下（高CO2環境で適応的であるとされる）が容易には起こらないことを示している。さらに、3箇所のうち1つのCO2噴出地由来の植物では、逆にPNUEの低下、そして付随してLMA（面積あたりの葉重）の増大が観察された。このLMAの増大は、高CO2で促進された PNUEを物理的に維持することに役立っているかもしれない。WUEの増加は1箇所のCO2噴出地由来の植物で見られた。このWUEの増加は気孔コンダクタンスの低下が原因であった。デンプン蓄積の減少は、1箇所のCO2噴出地由来の植物で見られた。デンプン蓄積の減少は、高CO2による光合成のダウンレギュレーションを緩和し、高い光合成速度の維持に貢献したと示唆された。総括すると、3箇所の天然のCO2噴出地に共通する光合成特性の変化は見られなかったものの、高CO2環境に適応的であると予想される応答がいくつか観察された。これらの結果を踏まえ、大気CO2濃度上昇に対する植物の進化を議論する。
天然CO2噴出地においてCO2濃度、光、土壌窒素がオオイタドリの葉の光合成特性に及ぼす影響

長田典之, 小野田雄介, 彦坂幸毅

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ52　534-534　2005年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj52.0.534.0 　

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植物の高CO2濃度応答の実験はこれまでに数多く行われてきている。この結果、高CO2の影響は光や土壌条件によって異なることがわかってきた。しかし、これらの実験期間はせいぜい数年から数十年にすぎない。実際に長期間にわたって高CO2濃度にさらされた植物では選択圧がかかり、遺伝的に変化する可能性がある。このため、将来の高CO2濃度に適応した植物の応答は、現生の植物を対象とした短期間の実験の結果とは異なるかもしれない。以上の問題に答えるために、当研究では、長期間にわたり高CO2濃度にさらされてきたと考えられる、八甲田山系田代平の天然CO2噴出地およびその周辺に優占するオオイタドリ群落２２カ所を対象として、光、土壌条件および、大気CO2濃度を正確に査定することにより、これらの環境要因が総合的にオオイタドリの葉の光合成特性に与える影響を調べた。この結果、オオイタドリの葉は、光条件が良いほどLMA（葉面積あたりの質量）, Narea（葉面積あたりの窒素量）, Vcmax（最大反応速度）, Jmax （電子伝達速度）は大きくなっていたものの、高CO2の影響はLMAのみでしか見られなかった。また、これらの性質には土壌条件による差はみられなかった。光条件が良いほどChl/N（窒素あたりのクロロフィル量）は減少し、Vcmax/chlとJmax/chlは増加していた。また、Vcmax/chlとJmax/chlには光とCO2の交互作用が見られ、光条件が良いほど高CO2で値が大きくなっていた。さらに、Jmax/Vcmaxは高CO2で大きくなっていた。以上の結果に基づき、高CO2濃度が光、土壌条件とともにオオイタドリの葉の光合成特性に及ぼす影響を議論する。
一年生草本オオオナモミの葉群における個葉の生涯の炭素収支

及川真平, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ52　156-156　2005年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj52.0.156.0 　

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葉寿命はひとつの種のなかでも環境条件によって大きく変わる。葉は炭素を稼ぐ器官であるから、葉寿命は、植物への葉の貢献（i.e. 生涯に稼ぐ炭素の量）が最大になるように決定されるという仮説が提案されている。一般に葉の光合成能力は展開終了時に高く、時間と共に低下する。植物への葉の貢献は、夜間の呼吸による炭素消費量が日中の光合成による炭素獲得量を上回るまで増加する。上の仮説は、葉は日炭素獲得が0になったときに枯れることを意味する。葉の炭素獲得量の低下は、主に受光量の低下によることが示されている。しかし、窒素（N）の供給量が少ない場合、受光量が多くても葉N含量は低下することがある。これは、新葉生産のN要求を満たすために古葉からのN回収が促進されることによる。この場合、正の炭素獲得が可能でも葉は枯れるかもしれず、上の仮説に合致しない。 本研究の目的は、以下の疑問に答えることである。（1）葉は日炭素獲得量が0になると枯れるのか？（2）炭素獲得量の低下を引き起こす要因として、光とNのどちらが重要なのか？単純なモデル系として2つの栄養条件（富栄養; HN, 貧栄養; LN）で生育させた草本群落を用いた。個葉の炭素獲得量は、群落光合成モデルを用いて群落内の光環境と葉N含量から推定した。 葉の受光量は、群落の葉面積増加に伴い低下した。枯死直前の葉の受光量はHNよりもLNで高かった。葉N含量（Narea）は時間と共に低下した。受光量とNareaの低下により、日炭素獲得量は低下した。枯死直前の日炭素獲得量はHNでは0に近く、LNでは正の値を示していた。感度分析により、日炭素獲得量の低下を引き起こした主な要因は、HNでは受光量の低下、LNではNareaの低下であることが分かった。これらの結果は、葉寿命を決定するメカニズムが栄養条件によって異なることを示唆する。
高CO₂下における一年草の繁殖成長と呼吸消費

衣笠利彦, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ52　234-234　2005年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj52.0.234.0 　

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高CO₂によって一般に光合成速度が促進されるが、その促進は必ずしも繁殖収量（生育終了時の繁殖器官重）の促進に結びつかない。これは繁殖収量が、光合成産物の獲得だけでなく、その繁殖分配や呼吸消費の変化にも影響されるためだと考えられる。そこで高CO₂にともなう繁殖収量の変化を、光合成産物の獲得、繁殖分配、呼吸消費の高CO₂応答の結果として解析した。 一年生草本オオオナモミ（Xanthium canadense）を大気CO₂濃度（約360ppm）と高CO₂濃度（約700ppm）下で生育させ、生育期間中に定期的に刈り取りを行った。刈り取りと同時に各器官の呼吸速度の測定を行い、乾重成長量と呼吸消費量を合算して光合成量を算出した。 高CO₂による個体光合成量の増加は、栄養成長期間中にみられたが繁殖成長期間中にはみられなかった。光合成産物の繁殖分配割合にも高CO₂の影響はなかったが、繁殖収量は増加した。これは繁殖器官における光合成産物の呼吸消費割合が、高CO₂によって低下したためであった。この呼吸消費割合の低下は維持呼吸量の低下によるものであり、それは高CO₂生育個体の繁殖器官の初期成長が低いことと季節にともなう気温低下に起因すると考えられた。これらの結果は、繁殖収量の高CO₂応答において、呼吸消費と気温の変化が重要な役割を持つことを示している。
展葉から枯死までオオバクロモジの葉の特性の季節変化

安村有子, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ52　563-563　2005年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj52.0.563.0 　

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光合成能力は葉の一生を通して大きく変化する。落葉樹オオバクロモジを用いて、光合成能力の季節変化が、葉の特性、特に葉内の窒素（N）利用の変化とどう関連しているかについて調べた。調査は2002年に青森県八甲田山のブナ林で行った。明るい林縁に生育する個体の葉（陽葉）と暗い林床に生育する個体の葉（陰葉）を用いて、展葉中の6月から枯死がみられた10月まで、１ヶ月ごとに光飽和光合成速度（Pmax）、葉面積あたりの葉重（LMA）、葉のN、ルビスコ、クロロフィル（Chl）、タンパク質含量を測定した。タンパク質は、界面活性剤可溶性画分（代謝活性に関与するタンパク質）と不溶性画分（細胞壁タンパク質）に分けて定量した。葉の一生を通して、Pmax、LMA、N、ルビスコ、可溶性タンパク質、不溶性タンパク質含量は陰葉よりも陽葉の方が高かった。Chl含量は陰葉の方が高かった。これらの特性は展葉期にすでに高いか増加し、成熟期にピークを迎え、老化期に減少する傾向があった。展葉完了後の葉では、N含量とChl、ルビスコ、可溶性タンパク質含量の間に、また、PmaxとN、Chl、ルビスコ、可溶性タンパク質含量の間に正の相関が見られた。結果より、展葉完了後には光合成に関係する各特性は協調して変化し、それに伴って光合成能力も変化していることが示唆された。老化期に、Nの多くは回収された。生葉では、Nの大部分はタンパク質に存在していて、総タンパク質の90%以上は可溶性画分に含まれていた。老化期には、可溶性タンパク質の97%が、不溶性タンパク質の30-40%が分解されていた。細胞壁タンパク質は比較的回収されにくいようである。枯葉に含まれるNはタンパク質だけは説明できず、多くの窒素が他の形で残存していると考えられた。
高CO ₂濃度で生育したイネの光合成速度の温度依存性の季節変化

アラマス, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹, 長谷川利拡, 岡田益己, 小林和彦

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ51　805-805　2004年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj51.0.805.0 　

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化石燃料の大量消費など人間活動により、今世紀末までに大気CO ₂濃度は現在の二倍700ppmに達し、年平均気温は2-5°C増加すると予測されている（IPCC 2001）。CO ₂は光合成の基質なので、CO ₂上昇は直接、植物の物質生産（一次生産となる光合成）機能に大きな影響を与える。高CO ₂による光合成速度の応答についてよく研究されてきたが、長期的な高CO ₂と他の環境要因（例えば、温度）の組み合わせを調べた研究は相対的に少ない。温度は植物の光合成応答と密接的に関連する。温度ム光合成関係は種によって様々であり、同一種でも生育温度によって変化する。温度ム光合成関係が変化するメカニズムがまだ不明な点が多い。野外の温度環境は季節と共に大きく変動するため、植物の高CO ₂応答は季節変化に大きく影響されると考えられる。 我々は、岩手県雫石で行われているRice FACE（Free Air CO ₂ Enrichment、野外の群落に直接、高CO ₂濃度のガスを吹き付ける自由大気CO ₂上昇実験）においてイネの光合成特性の変化を調べた。 光合成能力はRuBP carboxylation最大速度（V _cmax）とRuBP regeneration最大速度（J_max）で定義される。これらのパラメータはA-C_i曲線から計算することができる。我々はイネの生育期間を通し（6、7、8、9月）、FACEとAmbient CO ₂条件におけるイネの葉光合成の温度依存性を調べた。イネの光合成の温度依存性及び高CO ₂の影響について議論する。
天然のCO₂噴出地：将来予測される高CO₂環境のモデル生態系

小野田雄介, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ51　146-146　2004年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj51.0.146.0 　

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大気CO2濃度増加が植物に及ぼす影響については、これまで多くの研究があり、個体の生理特性や成長についてはかなり理解されている。しかしながら、これらの実験結果を自然生態系に応用するには、まだいくつかの重要な問題がある。(1) 植物の長年の高CO2応答は、実験から得られる植物の高CO2応答と同じなのか？ (2) 高CO2が選択圧となり、特定の遺伝型、または特定の種が優占するのではないか？ (3) 植物だけでなく、捕食者、分解者も存在する自然生態系で、高CO2はどのような影響を及ぼすのか？などである。 これらの問題は、天然のCO2噴出地（CO2 spring）周辺の植物を研究することによって解明できると考えられる。CO2 springでは、長年に渡り火山ガス由来のCO2が湧き出しているため、付近の植生は高CO2に順化または適応していると考えられる。以前、私たちは、天然の植生が多く残っており、さらに有害なガス（H2SやSO2）を出していない良好なCO2 springを青森県の龍神沼に発見した（第50回日本生態学会）。私たちは更に信頼度の高いデータを得るために、新たな調査地を青森県の湯川と山形県の丹生鉱泉に設定した。 各調査地では、6月から10月にかけて、毎月2-4日間、高さ1 mにおけるCO2濃度の観測を複数の地点で行った。どの調査地でも、CO2 springに近い場所でCO2濃度が常に高く維持されていた。それぞれの調査地において、高CO2サイトとコントロールサイトを設定し、サイトの微環境や優占種の葉の生理特性を調査した。多くの種において、高CO2サイトで、葉のデンプン濃度は高く、また葉の窒素濃度は低かった。光合成速度は高CO2によって促進したが、同じCO2濃度で比較すると、高CO2サイトの植物のほうが低い値を示した。これらの結果はこれまでの制御環境実験結果と概ね一致し、設定した調査地が将来のモデル生態系としての役割を担うことができると考えられる。
ブナにおけるマスティングとリターフォール量の関係

安村有子, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ51　150-150　2004年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj51.0.150.0 　

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ブナ(Fagus crenata)はマスティング（不定期に大量結実する現象）を行う種として有名である。繁殖量の変動とともに一次生産量、繁殖器官への資源投資量、そしてリターフォールを介する窒素循環量がどう変化するかについて青森県八甲田山のブナ林にて調査を行った。 1999年から2003年までの5年間、リタートラップでブナのリターを定期的に収集した。2000年と2003年は成り年で、多くのブナ個体が同調して大量に結実していた。その他の年にはほとんど種子生産がなかった。 年間の全リター量は5年間で2.1から3.2(t/ha)と変動した。成り年のほうが非結実年より有意に多かった。葉リター量は1.7から2.2(t/ha)で、成り年と非結実年の間には明確な差は見られなかった。繁殖器官のリターは非結実年は0から0.1(t/ha)とほとんどなく、成り年には0.7から1.2(t/ha)と変動した。枝などその他のリターは0.2から0.4(t/ha)で有意な年変動は見られなかった。 リターとともに放出された窒素の量は24から44(kg/ha)で、成り年に多くなる傾向があった。葉リターとともに放出された窒素は20から32(kg/ha)で1999年でだけ有意に多かった。繁殖器官とともに放出された窒素は0から19(kg/ha)で成り年で高かった。その他のリターに伴う窒素放出は1から3(kg/ha)で有意な年変動はなかった。 これらの結果より、葉の生産量（リター量）や葉リターを通しての窒素循環は、結実の有無に関わらず毎年ほぼ一定のレベルであることが示唆された。成り年には、大量の種子生産のため、全リターの量やリターを介しての窒素循環が増加していた。また、成り年の種子生産量には変動があることがわかった。
光合成過程の生態学

彦坂幸毅

植物生態学　42-80　2004年
出版者・発行元：朝倉書店
植物が吸収した光のゆくえ

彦坂幸毅

化学と生物　41　559-561　2003年6月
光合成機能の評価2 : クロロフィル蛍光

彦坂幸毅

種生物学研究　26　245-258　2003年5月10日
出版者・発行元：文一総合出版
ISSN： 0913-5561
植物生理生態学が目指すもの

村岡裕由, 彦坂幸毅

種生物学研究　26　11-26　2003年5月10日
出版者・発行元：文一総合出版
ISSN： 0913-5561
群落の光合成 : 葉の集合としての群落,個体の集合としての群落

彦坂幸毅

種生物学研究　26　57-84　2003年5月10日
出版者・発行元：文一総合出版
ISSN： 0913-5561
光と水と植物のかたち植物生理生態学入門

村岡裕由, 彦坂幸毅, 寺島一郎, 小池孝良, 谷享, 舘野正樹, 久米篤, 半場祐子, 石田厚

種生物学研究　(26/27)　322P　2003年5月10日

ISSN： 0913-5561
冷温帯林における人工ギャップ形成後の林床植物の光合成光順化

小口理一, 彦坂幸毅, 日浦勉, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ50　266-266　2003年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj50.0_266_3 　
八甲田山田代平のCO₂ springにおけるCO₂環境と植物の生理生態学的特性

小野田雄介, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ50　197-197　2003年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj50.0.197.1 　
異なる光·窒素条件で生育したシロザの葉からの窒素回収効率

安村有子, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ50　127-127　2003年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj50.0_127_2 　
光合成に着目した、落葉樹と常緑樹の葉内窒素分配の比較

高島輝之, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ50　267-267　2003年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj50.0_267_4 　
葉群内における個葉、葉面積、窒素のターンオーバー

及川真平, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ50　121-121　2003年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj50.0_121_3 　
ブナ林以外の広葉樹林の実生の動態に対するササの一斉開花·枯死の影響

壁谷大介, 松井淳, 彦坂幸毅

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ50　160-160　2003年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj50.0_160_3 　
久米篤・大槻恭一・熊谷朝臣・小川滋監訳, (2003), 「生物環境物理学の基礎第2版」, (G. S. Campbell & J. M. Norman著), 315 pp, 森北出版, 本体価格3,900円

彦坂幸毅

日本生態学会誌　53　(2)　118-119　2003年
出版者・発行元：一般社団法人日本生態学会
DOI： 10.18960/seitai.53.2_118_2 　

ISSN： 0021-5007

eISSN： 2424-127X
窒素利用に着目した、オオバコにおける光合成系の温度順化の解析

彦坂幸毅

日本生態学会大会講演要旨集　ESJ50　270-270　2003年
出版者・発行元：日本生態学会
DOI： 10.14848/esj.esj50.0.270.1 　
Quantification of energy partitioning among photoprotective mechanisms: Excess energy causes photoinactivation of photosystem II

K Hikosaka, MC Kato, TD Tsonev, T Hirose

PLANT AND CELL PHYSIOLOGY　44　S14-S14　2003年

ISSN： 0032-0781
環境への適応と順化

彦坂幸毅

環境応答　187-195　2001年
出版者・発行元：朝倉書店
Reproductive yield of an annual plant under elevated CO2 concentration

Kinugasa T, Hikosaka K, Hirose T

6th International Carbon Dioxide Conference, Extended abstract Vol.1　408-411　2001年
Photoprotection of photosynthesis of Chenopodium album leaves grown at different irradiance and nitrogen nutrition

KATO Masaharu C., HIKOSAKA Kouki, HIROSE Tadaki

Plant and cell physiology　40　s119-s119　1999年3月

ISSN： 0032-0781
植物の窒素利用

彦坂幸毅

植物の環境応答　160-170　1999年
出版者・発行元：秀潤社
異なる光・栄養条件で生育した一年生草本シロザにおける光阻害感受性の解析

加藤真晴, 彦坂幸毅, 広瀬忠樹

日本植物学会大会研究発表記録 = Proceedings of the annual meeting of the Botanical Society of Japan　62　119　1998年9月1日
常緑広葉樹シラカシにおける光合成の温度順化

彦坂幸毅, 村上綾子, 広瀬忠樹

日本植物学会大会研究発表記録 = Proceedings of the annual meeting of the Botanical Society of Japan　62　120-120　1998年9月1日
葉はなぜ枯れるのか--葉の老化と順化

彦坂幸毅

科学　68　(1)　88-93　1998年1月
出版者・発行元：岩波書店
ISSN： 0022-7625
IS LOW PHOTOSYNTHETIC RATE IN LEAVES OF EVER-GREEN TREES ATTRIBUTED TO LOW CONDUCTANCE FOR CO_2 DIFFUSION IN THE INTERCELLULAR SPACES?

TERASHIMA Ichiro, HIKOSAKA Kouki

Plant and cell physiology　37　40-40　1996年3月

ISSN： 0032-0781
EFFECTS OF LIGHT, NUTRIENT AND AGE ON LEAF NITROGEN AND PHOTOSYNTHESIS

K HIKOSAKA, TERASHIMA, I, S KATOH

PHOTOSYNTHESIS RESEARCH　34　(1)　225-225　1992年10月

ISSN： 0166-8595

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書籍等出版物 12

植物の光合成・物質生産の測定とモデリング

彦坂幸毅

共立出版　2016年3月

ISBN: 9784320057524
Canopy Photosynthesis: From Basics to Applications

Editors, Kouki Hikosaka, Ülo Niinemets, Niels PR Anten Chapter, Kouki Hikosaka, Ko Noguchi, Ichiro Terashima Chapter, Kouki Hikosaka, Tomo'omi Kumagai, Akihiko Ito

Springer　2016年1月

ISBN: 9789401772914
Trees in a changing environment

Kouki Hikosaka, Yuko Yasumura, Onno Muller, Riichi Oguchi

Springer　2014年9月

ISBN: 9789401790994
身近な雑草の生物学

彦坂幸毅, 長嶋寿江

朝倉書店　2014年3月

ISBN: 9784254420418
Terrestrial ecosystems in a changing world

Kohyama T, Yoshioka T, Urabe J, Hikosaka K, Sugimoto A, Shibata H, Wada E

Springer-Verlag　2007年
地球環境と生態系

彦坂幸毅, 武田博清, 占部城太郎

共立出版　2006年5月30日
植物生態学

朝倉書店　2004年12月
生態学入門

彦坂幸毅

東京化学同人　2004年8月26日
光と水と植物のかたち

村岡裕由

文一総合出版　2003年5月10日
Nitrogen utilisation and the photosynthetic system

Anten NPR, Hikosaka K, Hirose T

2000年
Acclimation and senescence of leaves : their roles in canopy photosynthesis

HIKOSAKA Kouki

1993年
Effects of light, nutrient and age on nitrogen content and photosynthesis of Leaves

HIKOSAKA Kouki

1992年

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講演・口頭発表等 22

Remote sensing of photosynthetic status using photochemical reflectance index (PRI) 招待有り

Kouki HIKOSAKA

2nd Asia-Oceania International Congress on Photosynthesis (AOICP)　2024年9月20日
Remote sensing of photosynthesis and stress responses in leaves and vegetations.

Kouki Hikosaka

The 6th IBOC International Biology Conference 2023　2023年10月25日
Remote sensing of photosynthesis and stress response in leaves and vegetations 招待有り

Kouki Hikosaka

The 2022 Northeast Asia Biodiversity Research Center Annual Meeting and International Symposium　2023年1月8日
光化学系II光損傷速度のマンガン依存要素と過剰エネルギー要素の定量化の試み

彦坂幸毅, 李芷瑜, 横田鈴香, 上妻馨梨, 日出間純

日本植物学会第 86 回大会　2022年9月18日
森林の炭素貯留速度決定機構の理解に向けて招待有り

彦坂幸毅

日本生態学会第69回全国大会
光化学系IIの光損傷速度をマンガン依存要素と過剰エネルギー要素に分割して定量化する

彦坂幸毅, リズユ, 横田鈴香, 上妻馨梨, 日出間純

東北植物学会第11回大会
光阻害が起こった葉における光合成・クロロフィル蛍光・光化学反射指数(PRI)

彦坂幸毅

日本植物学会第84回大会
リモートセンシングパラメータと葉光合成速度の関係

彦坂幸毅, 辻本克斗

第68回日本生態学会大会
リモセンで光合成招待有り

彦坂幸毅

アストロバイオロジーセンター（ABC）シンポジウム 2020　2020年12月21日
Photosynthesis, chlorophyll fluorescence and photochemical reflection index under various conditions 国際会議

彦坂幸毅

Potsdam Greenhouse Gas Workshop. From Photosystems to Ecosystems　2017年10月24日
Plant adaptation to elevated CO2: From natural variations to creation of adaptive plants 国際会議

Plant trait workshop　2016年5月9日
Effects of warming on temperature dependence of photosynthesis of canopy leaves of deciduous forests 国際会議

The 2015 Tokyo Whole Plant Photosynthesis Workshop. Photosynthesis and Productivity in a Changing Environment　2015年5月15日
Optimizing plant traits for maximizing plant production 国際会議

JST・CREST International Symposium“Productivity Improvement of Plants: From Model to Crop Plants”　2014年1月10日
A game of leaf turnover and its consequence on canopy structure 国際会議

EFES 5th　2012年3月17日
CO2 response of seed production and nitrogen use in C3 annual species 国際会議

Nitrogen 2010　2010年7月27日
Variation in growth and its response to elevated CO2 among Arabidopsis thaliana ecotypes 国際会議

Oguchi R

International Conference on Arabidopsis Research　2010年6月6日
Hikosaka K. Variation in photosynthetic capacity: How and Why 国際会議

JSPS colloquium "Green chemistry"　2009年5月24日
Plant responses to global change: acclimation and evolution to a high-CO2 world 国際会議

ESF-JSPS Frontier Science Conference for Young Researchers 2006 -Climate Change-　2006年6月24日
Leaf canopy as a dynamic system 国際会議

International Botanical Congress　2005年7月
Photosynthetic acclimation 国際会議

13th International Congress of Photosynthesis　2004年9月
Effects of elevated CO2 on even-aged monospecific stands of an annual, Chenopodium album 国際会議

Hikosaka K, Yamano T, Nagashima H, Hirose T

6th International Carbon Dioxide Conference　2001年10月
Temperature acclimation of the photosynthetic apparatus in an evergreen shrub, Nerium oleander 国際会議

Hikosaka K, Hirose T

XIIth International Congress of Photosynthesis　2001年8月

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共同研究・競争的資金等の研究課題 43

光合成特性の多様性競争的資金

1998年1月～継続中
地球環境変化に対する植物の応答競争的資金

1997年1月～継続中
光合成系の環境応答（順化）競争的資金

1989年4月～継続中
異なる標高に適応したハクサンハタザオの温度適応力のゲノム診断

彦坂幸毅, 花田耕介

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2023年4月1日～ 2026年3月31日
熱帯林における太陽光誘起クロロフィル蛍光による光合成量の観測とモデル化

加藤知道, 宮内達也, 彦坂幸毅, 小林秀樹, 中路達郎, 野田響, 冨松元, 小杉緑子

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Hokkaido University

2022年4月1日～ 2026年3月31日
統合生物圏科学の構築にかかる支援活動

伊藤昭彦, 彦坂幸毅, 小林秀樹, 村岡裕由, 近藤倫生, 安立美奈子, 熊谷朝臣, 平舘俊太郎, 加藤知道, 植山雅仁, 日浦勉, 小野田雄介

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

研究機関：National Institute for Environmental Studies

2021年9月10日～ 2026年3月31日
炭素貯留を最大にする最適な森林の予測

彦坂幸毅, 小嵐淳, 小黒芳生, 平舘俊太郎, 木庭啓介

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

研究機関：Tohoku University

2021年9月10日～ 2026年3月31日
ハイパースペクトルカメラと偏光カメラの融合による植生光合成速度推定法の開発

彦坂幸毅

2022年6月30日～ 2025年3月31日

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光化学反射指数（PRI）は、葉の光合成系の状態を反映する反射指数であり、リモートセンシングにおいて光合成速度の推定に利用することが期待されている。しかし、PRIは光合成系以外の要因にも影響を受けるため、精度は低く、発見から30年以上経った現在でも実用化はされていない。研究代表者は、PRIを用いた光合成推定において、反射光スペクトルに強い角度依存性があり、これがPRIの精度を下げる原因の一つであることに気づき、本研究を着想した。本年度は光源角度と観測角度を変えてPRIの値がどのように変化するかを調べた。当初は、散乱光成分（ランベルト反射）と鏡面反射の二成分に分けることでPRIの角度依存性を補正できると考えたが、調べた結果、観測角度に依存する第3の成分があることがわかった。この成分は観測角度と指数関数の関係にあり、この成分を導入することで反射光の角度依存性を波長ごとに数式で表せることがわかった。ランベルト反射成分は光合成系の情報を含み、この成分のみを抽出することで光合成系の状態を角度非依存的に推定できることが明らかとなった。さらに、この手法をハイパースペクトルカメラ観測からの推定に用いることを目指し、実験を行った。残念ながらハイパースペクトルカメラで観測した光の角度依存性は分光光度計で観測したときの角度依存性とは若干異なり、最初のトライアルは失敗した。この原因と克服するための手法を検討した。このほか、PRIの精度を下げる原因の一つである葉の色素組成について、これを補正する方法を考案し、論文を発表した（Nakamura et al. 2024）。
表現型可塑性に着目した標高適応トレードオフのメカニズム解明

彦坂幸毅, 花田耕介

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2020年4月1日～ 2023年3月31日

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伊吹山の様々な標高に生育するハクサンハタザオを材料とし、異なる標高への適応について研究を行っている。今年度は全ゲノム解析を行い、遺伝子レベルから適応のメカニズムを探った。標高350mから1317mまでの幅広い標高帯から、平均感覚20mで48個体をサンプリングし、DNAを抽出し、全ゲノム解析を行った。これに既発表データ20個体分を加え、計68個体を用いて集団遺伝学的解析を行った。集団分化は明瞭ではなかったが、700m以下の低標高グループ、1000m以下の高標高グループと、両者の遺伝子が混在する700m～1000mの中間標高グループに分けることができた。それぞれをサブ集団と考え、中間集団でどのような選択が起こっているかを解析した。中間標高において高標高アリルが選択された遺伝子群、低標高アリルが選択された遺伝子群、両アリルが同程度存在するものの、ヘテロ接合体が極端に少ない遺伝子群などが見つかり、中間標高において様々な選択圧がかかっていることが示唆された。さらに、高標高エコタイプと低標高エコタイプのF2を作製し、様々な遺伝子の組合せをもつと期待される個体を多数得ている。これら個体を人工気象室内で育成し、標高環境変化を模したストレス実験を行い、どのような環境への適応にどのような遺伝子が貢献しているかを検出する実験を進めている。このほか、ハマダイコンの地上部/地下部比の緯度間変異（Ishizuka et al. 2020）とイタドリの温度ー光合成曲線の緯度・標高間変異（Machino et al. 2021）について調べ、論文を発表した。
太陽光誘起クロロフィル蛍光による光合成量評価能力の統合解析

加藤知道, 彦坂幸毅, 小林秀樹, 市井和仁, 野田響

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Hokkaido University

2018年4月1日～ 2021年3月31日

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テーマ① SIF生成・放出・消散に関する個葉/生態系プロセスの検証:室内実験による個葉ストレス環境下での、SIFの葉・太陽の角度に対する依存性を調べた。また超高分解能分光放射計QEpro（OceanOptics社）をつくば市真瀬の水田および岐阜県高山市に設置し、5-10分間隔で測定されたスペクトルから、スペクトラルフィッティング法でO2-A SIFを計算した。その結果は、他の研究によるものと同等強度になり、観測がうまくいっていることがわかった。一方で、露光時間の調整や、光スイッチに問題が多発し、欠測も多く発生したが、概ね解決されたため、次年度よりスムースな観測が期待される。テーマ② SIF-光合成機能関係の生態系タイプ間の差における制御要因の解明：GPP-SIF関係の解明については、テーマ①でのSIF計算作業からのデータを待っている。テーマ①で測定された地上SIFは、衛星GOSATによるSIFとの同様の季節変化を示しており、両観測が一貫性のあるものであることが示唆された。テーマ③ SIFモデル-データ融合による生態系炭素循環の推定精度の評価：SIFを取り扱う森林３次元放射伝達モデルFLiES-SIFのプロトタイプが完成し、記述論文を投稿した（Sakai et al., in submission）。さらにTKYサイトにおけるSIFおよびGPPの再現検証実験を行った。その結果、TKYにおける観測SIFをある程度再現することが可能になった。
東南アジア熱帯林全域の炭素貯留能力を解明する

熊谷朝臣, 溝上展也, 中静透, 彦坂幸毅, 平野高司, 佐藤保, 村岡裕由, 檜山哲哉, 佐藤永, 市榮智明, 小杉緑子

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：The University of Tokyo

2017年4月1日～ 2021年3月31日

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観測継続予定にあったプロットにおいては、プロトコルに則り観測が継続された。昨年度設定予定であったプロットに関しては、設定の最後の仕上げの段階が新型コロナウィルス感染拡大に見舞われ、宙に浮いた状態となってしまった。炭素循環研究でメタン動態は極めて重要な研究項目であり、当初本研究で予定していなかったメタン動態追跡を、昨年度は、開始する予定であった。設定に手間取ったが、昨年度末には設定完了間近であった。しかし、この件に関しても、最終段階において新型コロナウィルス感染拡大の影響で、完了することができなかった。 DGVM関連研究に関しては、計算アルゴリズムの改良に著しい進展があり、今後の地球レベル計算に展望が開けた。
環境勾配における遺伝子流動は適応を阻害するか：最適化理論を用いたアプローチ

彦坂幸毅, 花田耕介, 藤井伸治, 森長真一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2017年4月1日～ 2020年3月31日

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種間あるいは種内では、その環境への適応の結果、機能的な分化が起こる。ある環境において最適な形質は、別の環境では最適とは限らないためである。異なる環境が近接して存在する場合、別の環境に適応した集団からの遺伝子流動によって、特定の環境への適応が阻害される可能性が指摘されている。標高傾度は、標高に沿って大きく環境が異なる一方、空間的な距離が近いため、遺伝子流動による阻害が起こる可能性がある。伊吹山において様々な標高に分布するハクサンハタザオ集団を主な対象とし、標高適応に関する形質の調査と遺伝子流動の評価を行った。形質については、異なる標高から採取した種子を仁人工気象室の同一環境で育成し、さらに栄養塩濃度を変えることで栄養塩環境への適応を調べた。最適化モデルを適用し、高標高個体と低標高個体がそれぞれの栄養塩環境によく適応していることを明らかにし、発表した（Wang et al. 2019）。さらに、現地における遺伝子流動に焦点をあて、現地において高い空間解像度でサンプリングを行い、遺伝子解析を行った。全ゲノムレベルの解析により、高標高個体と低標高個体が遺伝的に分化していることと、687～1000mの中間標高において高標高遺伝子型と低標高遺伝子型が混じった個体が存在することを発見した。さらに一塩基多型の解析を行い、多数の標高依存多型があること、そのうちの一部が中間標高においてホモ接合の割合が極端に高く、中間標高においても選択がかかっていることを明らかにした。現在論文を執筆中である。この他、コナラ、ミチタネツケバナ、タネツケバナ、ハマダイコンについてもエコタイプ間比較を行っており、一部を論文として発表した（Yamaguchi et al. 2019）。
アジア共同学位の視点に立つ教員養成のためのアセスメント・リーダーシップの研究

有本昌弘, 合田美子, 彦坂幸毅, 阿部昇, 箕浦幸治, ハウエドワード

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2013年4月1日～ 2018年3月31日

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本研究は、『アジア共同学位の視点に立つ』『教員養成のための』『アセスメントとリーダーシップ』というテーマを掲げて、教員養成の質を担保していくため、アジア共同学位プログラムの視点に立って、欧州起源の概念であるアセスメントとリーダーシップという分野でその基礎を固め、将来の転換点とした。アングロサクソンからの参加者中心の会議の中でも存在感を大いにアピールすることができた。日本独自の教育文化があるため、「assessment&evaluation」という西洋と同じ俎上に乗りながら、Community of Practices にも関わりつつ、概念枠組みと可視化を行うことができた。
植物の形質多様性の原理の解明（国際共同研究強化）

小野田雄介, 北山兼弘, 北島薫, 井鷺裕司, 伊津野彩子, 黒川紘子, 饗庭正寛, 彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research)

研究種目：Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research)

研究機関：Kyoto University

2015年～ 2017年

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本研究では、国際共同研究として、３つの課題を遂行した。(1) 葉の光合成に関連する形質に関するトレードオフの解明する研究では、これまであまり注目されていなかった細胞壁や分配、CO2拡散抵抗などの詳細な形質のデータベースを整備し、これらを組み込んだモデルを構築し、葉の寿命と光合成効率が両立しない原因を解明した。(2) 植物高に関わるトレードオフの研究では、植物の光競争と森林の生産性について新しい概念を構築した。 (3) ハワイ島において適応放散しているハワイフトモモを用いた研究では、形質多様性の網羅的調査を行い、形質多様性の創出・維持機構を明らかにした。
時空間的気候変異のもとでの植物の分布拡大における温度適応の役割の解明

彦坂幸毅, 森長真一, 小口理一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2013年4月1日～ 2016年3月31日

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近年日本に侵入し全国に分布を拡大したミチタネツケバナと在来種タネツケバナについて東日本の南北の緯度傾度に沿って集団を採取し、低温耐性と遺伝構造を解析した。ミチタネツケバナは4つのクレードに分かれ、4回日本に侵入したことが示唆された。低温耐性については、低温順化前での凍結損傷温度に集団間差が認められ、また、その違いは最低気温と相関があった。このことから、近年侵入した種でも機能的分化が起こっていることが明らかとなった。
葉群動態：葉の平均滞留時間と光合成生産効率

廣瀬忠樹, 彦坂幸毅, 及川真平

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2013年4月1日～ 2016年3月31日

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野生1年草オオオナモミと作物イネの葉群動態を葉の平均滞留時間と光合成生産効率に着目して調べた。オオオナモミは密度を変えて育成し、群落内光環境の違いが植物の成長と繁殖をとおして葉群動態に与える影響を解析した。イネについては葉、シュート、個体の各レベルで窒素利用効率を解析した。野生1年草に比べて高いイネの収量窒素利用効率は、高い窒素生産力に起因し、平均滞留時間に差がないこと、乾物成長量に対する収量割合にも大きな差は見られないことを明らかにした。
森林林冠木の光をめぐる競争における個体間相互作用の定量化の試み

彦坂幸毅, 日浦勉, 中路達郎

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2013年4月1日～ 2016年3月31日

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森林樹木は個体間の距離が大きく、林冠に達している個体同士の光獲得競争がどれだけ起こっているかはよくわかっていなかった。本研究では、一枚の葉が受ける光が自身の葉群と隣接個体の葉群を通過すると考え、それぞれの割合を森林群落において二つの方法で定量化することを発案した。その結果、隣接個体の葉群を通過する光の割合はおよそ50％前後であるということが明らかとなった。森林群落でも隣接個体との相互作用が小さくないことが明らかとなった。この成果は、森林樹木における光獲得のゲームのモデル化に利用でき、森林のCO2吸収能力の将来予測に利用可能であると期待される。
植物機能の高ＣＯ２応答のモデル構築と検証

廣瀬忠樹, 彦坂幸毅, 衣笠利彦, 藤井伸治

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

2009年7月23日～ 2014年3月31日

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世界各地のシロイヌナズナエコタイプを異なるCO2濃度で育成し、エコタイプ間で成長速度のCO2応答に大きな差があることを見出した。さらに、その違いの原因が窒素あたりの光合成の違いに由来することを明らかにした。落葉樹と常緑樹の間には成長や光合成のCO2応答に有意な差がないことを明らかにした。イネFACE実験に参画し、イネにおける葉群動態や窒素動態は、栄養条件には強く依存するが、CO2上昇には応答しないことを明らかにした。最適葉群動態のモデルにゲーム理論を導入し、新しい葉群動態を構築した。このモデルにより、葉面積指数などの群落構造の環境応答（CO2上昇を含む）を定量的に説明できるようになった。
“未来の生態系”天然二酸化炭素噴出地を利用した植物の高二酸化炭素適応の研究

彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (S)

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (S)

研究機関：Tohoku University

2008年～ 2012年

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植物が高CO_2環境に適応進化するだろうか?という疑問のもと、"未来の生態系"のモデルとして天然CO_2噴出地を主要な対象とし、高CO_2環境に対する植物の長期的応答の解析を行った。その結果、天然CO_2噴出地周辺の高CO_2域に生育する植物が、通常CO_2域に生育する植物に比べ、相対的に小さな気孔をもち、最大気孔コンダクタンスや低CO_2濃度での光合成速度が低いこと、葉/根バイオマス比が高いといった異なる表現型をもつことを明らかにした。メタ解析により、この傾向はCO_2噴出地や種によらず普遍的に見られることを示した。さらに、高CO_2由来の植物は高CO_2環境で高い競争能力をもつことを明らかにした。これらの結果は、植物が高CO_2環境に適応していることを示す。
大規模操作実験と地理的環境勾配を用いた令温帯林生態系機能の地理分化の解明

日浦勉, 村岡裕由, 三枝信子, 陶山佳久, 彦坂幸毅, 内海泰弘, 佐野淳之, 中路達郎, 中村誠宏

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Hokkaido University

2009年～ 2011年

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主要構成種(ブナ、ミズナラ、コナラ、ダケカンバ)の遺伝的変異に基づいた森林群集の生食連鎖と腐食連鎖応答を、地理的環境勾配に対する生産者の生理的応答とともに明らかにした。また地球温暖化に対する冷温帯森林生態系の応答を明らかにするため、樹木の地下部と地上部を暖める人工的な温暖化現象を複数地域で作り出し、森林生態系の生産性や物質循環、生物多様性、食物網などへの影響を解明した。
植物のアーキテクチャ:伸長成長と力学的安定性のトレードオフ

廣瀬忠樹, 彦坂幸毅, 衣笠利彦, 長嶋寿江

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tokyo University of Agriculture

2008年～ 2011年

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群落密度が植物のアーキテクチャに与える影響をメタマーの伸長成長と力学的強度に着目して解析した。群落個体は力学的安定性を犠牲にして伸長成長を行う。これに対し孤立個体は伸長成長を抑え,分枝成長により受光量を大きくする。このため窒素利用効率は孤立個体で大きく,光利用効率は群落個体で大きい。力学的強度の指標であるヤング率は茎の体積重とともに増加する。群落個体は,体積重は小さいが体積重あたりのヤング率は大きく,倒伏の限界まで伸長する。
"未来の生態系"天然二酸化炭素噴出地における植物の適応プロセスの解明

彦坂幸毅, 河田雅圭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2007年～ 2009年

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丹生CO2噴出地由来のオオバコから自殖種子を得て、実験圃場のオープントップチャンバーを用いて競争実験を行った。この競争実験では、高CO2領域由来の個体と低CO2領域由来の個体を隣接させ、どちらが個体サイズや種子繁殖量を多くすることができるかを解析した。低CO2条件では両者に有意な違いは認められなかったが、高CO2条件では低CO2由来の個体のほうが多く種子を残すという結果が得られた。本研究で用いた条件では高CO2由来の個体が高CO2条件で適応的であるとの証拠は得られなかった。さらに、青森県湯ノ川、山形県朝日鉱泉、富山県林道の高・低CO2領域からオオバコ種子を採取し、実験圃場のオープントップチャンバーにて成長実験を行っている。月に一度刈り取りを行い、個体重・窒素量の測定及び光合成測定を行う予定であるが、実験は継続中であり結果はまだ出ていない。このほか、高CO2環境下での群落のCO2収支の研究を行い、論文を投稿した。これは現在Plant Ecology誌に受理見込みである。さらにCO2噴出地の植物を用いた研究の論文をいくつか投稿中である。
ブナの地理変異に基づいた冷温帯林生態系機能と環境応答の解明

日浦勉, 陶山佳久, 彦坂幸毅, 熊谷朝臣, 内海泰弘, 陶山佳久, 彦坂幸毅, 熊谷朝臣, 内海泰弘

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Hokkaido University

2007年～ 2008年

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日本列島に広く分布するブナは光合成窒素利用効率、窒素生産力、窒素滞留時間、夏場の蒸散速度、水利用効率、リター分解速度、摂食機能群ごとの葉の食害度など様々な機能的性質に地理的な変異を持つことが明らかとなった。これらの形質は遺伝的にも固定されていると考えられることから、現在のブナ林生態系は環境変動に対してある程度可塑的に応答するものの、温暖化など急速な変化に対しては脆弱な側面もあると考えられた。
電熱線大規模埋設実験による落葉広葉樹林生態系の温暖化に対する応答の解明

日浦勉, 工藤岳, 笠原康裕, 彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Exploratory Research

研究機関：Hokkaido University

2007年～ 2008年

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1、ミズナラの最大光合成速度は温暖化処理によって変化しなかったが、窒素含量は低下したため窒素利用効率は上昇した。イオン交換樹脂法によって土壌中の無機体窒素量がどのように変化したかは現3定量中である。 2、葉中の窒素含量の低下と硬さの指標が上昇したため、植食性昆虫による食害は低下した。 3、ミズナラの堅果生産量は枝の温暖化処理によって3〜5倍に上昇した。そのメカニズムは今のところ不明である。 4、土壌中のバクテリアの量や組成は2年間の実験では変化が見られなかった。 5、林床植物の総植被率は、林冠閉鎖が完了する6月中旬に最大となり、その後低い値で安定する傾向が見られた。林床に到達する光エネルギーとの対応関係が示された。夏緑性植物の地上部生育開始時期は、温暖化により早まる傾向が見られたが、その程度は種により異なっていた。一方で、秋の生育終了時期には明瞭な違いが認められなかった。すなわち、生育初期に温暖化の効果が大きいことが示された。半常緑性植物のオシダの越冬葉は、温暖区ではほとんどが冬の間に枯死していた。これは、温暖区では積雪がほとんどないため凍害による損傷が強かったためと考えられた。さらに、当年シュートの伸長は温暖区で遅くなる傾向が見られた。越冬葉の損失により、新葉生産のための養分や資源転流がなくなったことが影響していると予測される。土壌温暖化による積雪環境の変化は、冬期の越冬環境を変化させ、植物の生育にマイナスの効果をもたらす可能性が示唆された。以上の結果より、温暖化が植物にもたらす影響は、種や生活形により多様であることが示された。温暖化の影響予想には、個々の植物が有する生理特性を考慮する重要性が示された。
根の窒素吸収能力の種間差が植物の相対生長速度の多様性をもたらす機構の解明

大曽根陽子, 彦坂幸毅, 石田厚

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究機関：International Christian University

2006年～ 2008年

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植物を十分な光、栄養のもとで育てても、その生長速度には種間で大きな違いがある。本研究の目的は、このような相対生長速度の多様性が植物のどのような性質によって生じているのかを明らかにすることである。従来、相対成長速度の多様性の決定要因としてはSLA(比葉面積=葉面積/葉重)の種間差が大きな役割を果たすことが指摘されていた。たしかに、同じバイオマス量でより大きい面積の葉を作れればそれだけバイオマスの利用効率が高くなり、成長速度を大きくできることは直感的にも妥当に思われる。本研究では、しかし、SLAを大きくするだけでは成長速度を大きくする効果はほとんどないことを理論的に明らかにした。仮に一枚の葉のもつ窒素量をそのままで、SLAを大きくしていくと、葉面積あたりの葉の窒素濃度は低下し、葉の窒素濃度と相関のある葉面積あたりの光合成能力はSLAと反比例するように低下してしまう。SLAを大きくした時に、成長速度を大きくするためには、SLAによるこの光合成能力の低下を補償するなんらかの要素が必要である。本研究ではその要素が根の窒素吸収能力であることを理論的に予測し、実際に複数の植物を用いた実験によって、根の窒素吸収能力とSLAには、根の窒素吸収能力がSLAの増加によって葉面積あたりの光合成能力の低下をちょうど補うような量的関係があることを示した。さらに、このSLAと根の窒素吸収能力の量的関係が幅広い種にグローバルに適用できることを示した。
常緑広葉樹の分布を説明する機能・機構の研究

彦坂幸毅, MULLER Onno

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

研究機関：Tohoku University

2005年～ 2007年

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植物の分布がどのように決まっているかを理解すること、また、来る温暖化に対して植物がどのように応答するかを予測することを目的とし、主として常緑広葉低木アオキの生理生態および個体群動態を調査した。 1)東北大学実験圃場にてアオキを育成し、光合成特性および葉の解剖学的特性の季節変化を調べた。アオキは冬に窒素含量や葉緑体体積が大きくなり、葉緑体を収容できるようにあらかじめ厚い葉を作っていることが明らかとなった。論文をまとめ、現在改訂稿が査読されている。 2)異なる温度環境に育成するアオキが遺伝的に異なる性質を持っているか否かを調べるため、熊本と宮城にてアオキ実生を採取し、東北大学圃場と熊本県立大学のそれぞれにおいて熊本エコタイプと宮城エコタイプを同時に育成した。光合成能力や窒素含量の季節変化は両エコタイプで異なり、遺伝的な分化が起こっていることが明らかとなった。 3)熊本県水俣市の照葉樹林にてアオキ実生の微地形分布を調べ、アオキが斜面に多く分布していることなどを明らかにした。論文をまとめ、現在改訂稿が査読されている。 4)常緑広葉樹の葉のルビスコ量が冬に増加する理由の仮説としてルビスコが貯蔵タンパク質として蓄積されているという説が出されていた(Warren and Adams 2004)。この仮説を検証するため、約10種の常緑種の葉のルビスコ活性を2月と9月に測定した。その結果ルビスコ活性化率は夏と冬で大きな違いはなく、冬のルビスコは単なる貯蔵ではないことが示唆された。 5)この他、オオバコやブナの地理変異についても調査を行った。結果は現在解析中である。
植物の分枝におけるコスト・ベネフィットおよび力学的安定性

廣瀬忠樹, 入江満美, 長嶋寿江, 彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tokyo University of Agriculture

2005年～ 2007年

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初年度、一年草シロザを用いて、植物の育成実験を行った。孤立個体と群落個体のアーキテクチャを記載し、植物の成長を解析した。葉面積の分布から、それぞれの受光量を算出した。地上部は主軸、分枝を含めて、節間・葉柄・葉身を単位(ファイトマー)にして成長する。成長をファイトマーごとに計測することにより、孤立個体と群落個体の成長と分枝様式および資源利用の違いを調べた。孤立個体に比べ,群落個体では茎の直径の成長が抑えられ,高さ方向の成長が促進された。また分枝が制限された。群落個体は力学的安定性を犠牲にして茎を伸長させ,葉を高い位置に展開していた。孤立個体は窒素利用効率が大きく,群落個体は光利用効率が大きかった。 2年目以降はオオオナモミを用いて,シロザと同様の実験を行った。主軸ファイトマー節間の伸長成長と力学的安定性を決める要因を明らかにすることを目的に解析を進めた。茎の力学的安定性に係わる性質として,節間の弾性係数,破壊応力を計測した。相対伸長成長速度と水分含量(生重あたりの乾重)には単純な正の相関はなく,特徴的な関係があることが示された。力学的安定性と体積重(体積あたりの乾重)とには正の相関があったが,その関係は孤立個体と群落個体で異なった。水分含量と体積重との間には両個体を通して強い負の相関が見られた。負の相関は,節間を構成する物質の密度と空隙率が一定と仮定すると予想される関係であることを示した。
"未来の生態系"天然二酸化炭素噴出地における植物の適応と進化

彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

研究機関：Tohoku University

2004年～ 2006年

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龍神沼、湯ノ川、丹生周辺の三つのCO2噴出地において環境測定、植生調査および生育植物の生理生態学的調査を行い、高二酸化炭素環境が葉の性質に影響していること、また、その影響が種によって異なることを報告した(Onoda et al. 2007)。高二酸化炭素環境への適応を調べるため、現地の植物を東北大学実験圃場にあるオープントップチャンバーに移植し、植物の生理生態学的性質を調査した。小野田は龍神沼と湯ノ川からオオイタドリを、丹生からオオバコを移植し、光合成特性を比較した。その結果、湯ノ川から移植したオオイタドリの気孔コンダクタンスが対照区から移植した個体に比べ有意に低いこと、丹生のオオバコのデンプン蓄積濃度が低いことを見いだした。さらに大学院生中村伊都が個体成長について詳細な解析を行った。高二酸化炭素領域由来の個体はバイオマスを地上部に多く投資し個体重あたりの葉面積が大きいこと、好適栄養条件では成長速度が高いことなど多くの特性に違いがあることを発見した。丹生のオオバコについては、東北大学生命科学研究科河田雅圭教授のグループの助けを得て遺伝学的解析に着手した。マイクロサテライトマーカーを用いた解析の結果、高二酸化炭素領域のオオバコと低二酸化炭素領域のオオバコの間では比較的遺伝的距離が離れていることを発見した。高二酸化炭素領域のオオバコはヘテロ接合度頻度が低く、繁殖様式が遺伝的分化に影響していることが示唆された。これらの結果から、我々は丹生の高二酸化炭素領域のオオバコが通常領域のオオバコとは異なる遺伝的性質をもつこと、つまり何らかの進化が起こっていることを明らかにしたといえる。
地球環境変化のもとで起こる植物進化の実験的シミュレーション

彦坂幸毅, 酒井聡樹

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Exploratory Research

研究種目：Grant-in-Aid for Exploratory Research

2003年～ 2005年

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大気CO2濃度上昇が植物の光合成、成長、繁殖機能に与える影響、植物の進化応答機構を明らかにすることを目的に研究を行った。植物進化の研究に有用と思われるCO2スプリングを4ヶ所発見し、そのうち一つ(八甲田山)について現地のCO2環境と植生記載を行った。とくに7種については,CO2濃度に伴う被度の変化を調べた。ミノボロスゲ,バッコヤナギはCO2スプリングに多く,チシマザサはコントロール地点に多かった。このことは,種によってCO2応答が異なること,CO2が上昇すると植生が変化することを示している(Onoda et al. 2005)。他の3つのCO2スプリングについても現地のCO2濃度などの環境測定および現地に生育している植物の光合成特性を測定した(Onoda et al.投稿中a)。現地から採取した植物(オオバコ・オオイタドリ)を実験圃場にて育成し、光合成特性を比較した(Onoda et al.投稿中b)。2004年度に山形県湯殿山のCO2スプリング周辺と付近のコントロール地点から採取したオオバコ個体を実験圃場の高CO2・低CO2環境の二つの環境で水耕栽培にて育成し、非破壊的に成長を追跡した。相対成長速度を指標とし、各地点・各生育CO2濃度における上位3個体から自殖種子を回収し、2005年に同様の育成実験を行った。採取した時点(2004年の実験)ではCO2スプリング由来個体の相対成長速度が高かったが、選抜個体の子供世代では、由来間の違いはほとんどなくなっていた。このことは、CO2スプリング、コントロールの両地点の集団に潜在的に相対成長速度が高い個体が存在していることを示唆する。
群落光合成理論の葉フェノロジー解析への適用

広瀬忠樹, 彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2002年～ 2004年

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葉フェノロジーの種による違いを植物の適応戦略としてとらえ,これに群落光合成理論を適用して葉フェノロジーの適応性の評価を行うこと,また葉は光や温度などの環境変化に対してどのように応答しているのかを明らかにすることを目的に研究を行った. (1)群落光合成モデルに葉の生産と枯死という動的要因を導入し,新しい葉群動態モデルを提案した.このモデルを用いて環境要因と種に特有な葉の特性が葉群構造にどのような影響を与えるかを予測した.(2)生育期間を通じて葉をつぎつぎに展開するワラビを用いて,葉の寿命と構成コスト,光合成能力の関係を調べ,光合成速度あたりの構成コストは葉の寿命と正の相関があることから,寿命の短い葉も構成コストを十分償還している.(3)寿命の異なる常緑性,落葉性のコナラ属4種で窒素利用を比較した.窒素利用効率,光合成系への窒素投資率はともに落葉種で高かった.光合成と細胞壁の間に窒素投資のトレードオフがあることを示唆した.(4)富栄養,貧栄養でオオオナモミ群落を育成し,個々の葉の展開から枯死までを追跡調査し,葉寿命を決める要因を解析した.葉面積の脱落速度は新しい葉の成長にともなう葉からの窒素の転流速度に比例して増加することを示した.(5)ブナ林における林冠種と下層種の葉の枯死時の窒素回収効率を比較した.回収効率はすべて70%前後で光条件,種にはあまり依存しなかった.しかしブナでは成木に比べ稚樹の回収効率が低かった.(6)ギャップ,落葉樹林,針葉樹林下に生育する林床常緑低木アオキを用い,葉の季節的な光合成タンパク質組成変化に対する光と温度の栄養を解析した.全体としては光の影響が大きいが,各場所ごとに解析すると温度の影響が大きかった.(7)その他の成果については別冊の報告書を参照されたい.
生理過程からスケールアップした冷温帯林生態系の撹乱・環境応答:ふたつの大陸東岸の比較解析

甲山隆司, 日浦勉, 大崎満, 小池孝良, 彦坂幸毅, 竹中明夫, 俵谷圭太郎

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Hokkaido University

2001年～ 2003年

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本プロジェクトでは,変動環境のもとでの森林生態系の自律的維持と応答のメカニズムを解明するために,北海道中南部の冷温帯性落葉広葉樹林の構成樹種を主対象として,光合成系・通導支持系・栄養獲得系の生理素過程の応答から個体の生長,さらには群集動態にスケールアップしていく理論的・実証的な研究を実施した. 二酸化炭素上昇実験区・圃場・野外の森林とさまざまなスケールで,生理諸過程のパラメータ測定と個体への統合過程を解析した.二酸化炭素に対する作物種の個体レベルの応答の種差を解析した.野外森林レベルでの撹乱応答を明らかにするために,施肥と伐採をおこなう操作実験を実施した.撹乱処理による葉の光合成特性の変化や被食率の上昇は,樹種によって異なっており,こうした種差をもたらす生理的な機構を解明した.アーバスキュラー菌根の形成率は,施肥で低く,伐採処理とは独立だった.集団葉群光合成モデルを,光・窒素律速を組み込んで一般化した. シュートベースの3次元樹形形成過程の研究は,モデル植物としてホウノキとモミ属を対象としてすすめた.ホウノキについては,分枝規則の抽出をし,一部の枝が短枝化する現象が,葉の相互被陰を避けるメカニズムとしては機能せず,光合成による同化物生産が十分でないときの節約型の樹形形成機構であることをシミュレーションによりあきらかにした.分枝規則がすでに定量化されているモミ属については,集団状態での発達過程をPipeTreeというシミュレータで記述した.集団の発達にともなって,シュートモジュールの特性が変化することが,観測される現象を再現するのに必要であることが明らかになってきた.
異なる温度環境に生育する植物の光合成窒素利用効率

彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2001年～ 2002年

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窒素は光合成系タンパク質の構成には窒素が不可欠であり、多くの自然生態系で植物の成長の制限要因となっている。窒素をいかに効率よく利用するのかは植物の生存・成長・繁殖に重要な意味を持つと考えられている。本研究では、異なる標高間・緯度間など、異なる温度環境に生育する植物が、光合成においてどのように効率よく窒素を利用しているのかを調べた。・マレーシアキナバル山の異なる標高に生育する植物の現地での光合成窒素利用効率(光合成能力/窒素含量比)を調べ、高標高の植物ほど光合成窒素利用効率が低いことを明らかにした(Hikosakaetal.2002)。・冷温帯に属する八甲田山ブナ林(青森県)と中間温帯林に属する東北大学植物園コナラ林(宮城県)において、林内に生育する種の葉レベルの窒素利用効率(葉生産量/葉に分配された窒素量)を調査した。落葉樹は高い光合成窒素利用効率のため、常緑樹は長い葉の寿命によって同等の窒素利用効率を実現していることを明らかにした(Yasumura et al.2002,Yasumura et al.in preparation)。・同一種が異なる温度にさらされたときに光合成系にどのようなダメージ(光阻害)を受けるのかを調べるための手法を確立した(Kato et al.2002a, b,2003)。その手法を用いて、25℃で育成したシロザの葉を10〜35℃の様々な温度にさらしたときの光阻害の程度とその違いをもたらす原因を調べた。その結果、シロザ葉は低温で光阻害が起こりやすく、その原因は主にダメージを受けた光化学系IIの修復能力の違いに由来することが明らかとなった(Tsonev and Hikosaka, in preparation)。・種間で光合成窒素利用効率が違うことが植物の成長や葉群の構造にどのように影響するのかをモデル化した(Hikosaka 2003)。
モンゴル草原植生の成立に及ぼす気候と遊牧活動の影響

広瀬忠樹, 彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2000年～ 2002年

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モンゴル草原の植物群集に及ぼす気候条件と遊牧の影響を明らかにし,草原の生産力と遊牧の形態との関係を明らかにすることを目的に研究を行った.モンゴル草原の生産力は,北から南にかける降水量の勾配を沿って減少する傾向がある.全体的に見ると草原の生産力は降水量と正の相関がある.モンゴル草原は乾燥,寒冷と貧栄養により,草原の水利用効率と光利用効率が世界の平均値より低いこと,乾燥の進行につれ植物の生産力は気候の年々変動と遊牧による影響に敏感な応答を示す傾向があることを明らかにした.また,植物生産力と強く関連する群落の面積指数,種多様性にも同様な傾向があることを示した.一方,比較的湿潤な気候と長年にわたって強い採食圧を経験してきた草原は生産力と群落の種多様性が高く,気候の年々変動と遊牧に対する耐性が強く,群落の安定性が高い.草原の生産力と遊牧の形態の関係に関して,人口が密集した都会に隣接する草原では,草原の生産力と市場の両方に依存した定住型の牧畜を営まれている.乾燥気候では,もともと低い生産力が気候の年々変動の影響を受ける一方,他行政区住民の越境放牧活動により,草原の退化を招き,草原の利用をめぐるトラブルを引き起こしている.また,乾燥草原の調査地では,生産力の高い典型草原の住民と同じ数の家畜を持ちながら,放牧するための年間移動距離が典型草原の住民と同程度であったことが,草原の退化を引き起こすもうひとつの原因であると結論した.乾燥気候のモンゴル草原では,遊牧は適切に営まれれば,草地資源の持続的利用を可能にする生産様式である.広大な面積の自然草地を持つモンゴルでは,遊牧の存続と変容はこの地域の植生に決定的な影響をもつことを明らかにした.
環境傾度がブナ科樹木の被食防衛戦略と植物-植食者の相互作用系に及ぼす影響の解明

鎌田直人, 彦坂幸毅, 和田直也

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Kanazawa University

2000年～ 2002年

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強い被食を受けた後に新たに出現した葉で、二次代謝物が増加し、窒素含有率が減少する誘導防御反応が知られている。環境傾度とブナ科4樹種の被食防御の関係を研究した。誘導防御反応の違いが食葉性昆虫の標高依存的な大発生を引き起こすという仮説を検証するための実験を行った。標高の異なる5箇所のブナで100%の奪葉処理をおこない、翌年の葉について、窒素・タンニン・フェノールの含有率、LMA、含水率、被食度を対照区と比較した。大発生しない場所では、奪葉個体葉の質は悪化した。奪葉前も後も、大発生する場所では葉の質がよいだけでなく、奪葉個体の方が対照個体よりも葉の質が良くなり、より高い被食を受けていた。大発生する場所では、奪葉によるN不足よりもC不足がより強く働いたことが原因と考えられた。そこで、コナラとアベマキの当年生実生を異なる栄養条件で育成し、奪葉処理を行った。奪葉処理後の個体は、葉の窒素濃度は奪葉前を上回り、個体窒素濃度ですらコントロール個体の値を上回った。この結果は無施肥個体でも見られた。これらの結果は、奪葉によって窒素を失う以上に、呼吸による炭素損失が大きかったことを示唆する。さらに、個体窒素濃度を個体C/Nバランスの指標とし、地上部/地下部比などのアロメトリーを比較した。しかし、奪葉個体の挙動はC/Nバランスの変化だけでは説明できず、別の観点が必要であることが示唆された。ドングリ子葉部の切除実験では、光合成器官を含む地上部に投資する資源量を相対的に増加されて実生を形成することで,結果的に高いRGRを実現していた。
資源投資におけるトレードオフ

酒井聡樹, 箱山祐子, 彦坂幸毅

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2000年～ 2001年

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卵や種子生産における大きさと数のトレードオフに関する理論的解析の多くは、卵や種子を一斉に生産することを仮定している。しかし、たとえばトンボのように、卵を少しずつ産んでいく動物も多い。また、花序を着ける植物で、開花時期にずれがある場合も、種子は順次に生産されることになる。本研究では、卵や種子を順次に生産するとき、大きさと数のトレードオフはどのようなものになるのかを解析した。また卵(種子)の定着総数が最大となる最適な卵(種子)の大きさも解析した。【仮定】親は、一定の貯蔵資源を使ってN個のコホートを生産する。貯蔵資源は、維持呼吸のため時間とともに目減りする。i番目のコホートはn(i)個の卵からなる。そして、時間t_s(i)に発生を開始し、時間t_c(i)に発生を完了する(発生時間t_c(i)-t_s(i)が長いほど卵は大きい)。卵の定着率は、卵の大きさのS字型の増加関数である。各コホートの卵数n(i)と発生開始時間t_c(i)は制約として決まっており、各コホートの発生完了時間t_c(i)とコホート数Nは戦略として変化するとする。【予測】トレードオフ:卵一つあたりの生産コストは、後期のコホートの卵ほど大きい。つまり、同じ大きさの卵を作るためには、後期のコホートの卵ほど費用がかかる。これは、後期のコホートのために資源をとっておくと、維持呼吸による資源の目減りの度合いが大きくなるからである。最適な卵の大きさ:最適な卵の大きさは、後期のコホートのものほど小さくなる。そして、単位体積あたりの維持呼吸速度が大きいほど、最適な卵の大きさは後期のコホートでより小さくなる。
CO_2濃度上昇に対する個葉レベルの応答からのスケールアップ

広瀬忠樹, 彦坂幸毅

1999年～ 2001年

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植物の成長:植物遷移の初期に侵入するイタドリの高CO_2濃度に対する成長の応答を調べ,Hirose(1987)のモデルにより解析した.またオオオナモミを用い,繁殖成長が植物の栄養成長にフィードバックする機構を明らかにした.植物の繁殖収量は繁殖期間の長さ・その間の光合成速度・光合成産物の分配速度によって決まるので,それぞれの要因に対する気温上昇の影響を解析することにより収量決定のメカニズムを明らかにした. 葉の光合成:葉の光合成は,葉緑体でRuBPを炭酸化する過程(CO_2+RuBP→2PGA)と光エネルギーを用いてRuBPを再生する過程(電子伝達系)のいずれかにより律速されていることが知られている.Hikosaka(1995,1997,1998)のモデルを用いて,オープントップチャンバー内で異なるCO_2濃度,気温条件で育成した植物(シロザ,シラカシなど)の葉の光合成系を,両過程への窒素の分配に着目して解析した(高速液体クロマトグラフ糖分析システムを使用). 個葉レベルの応答からのスケールアップ:CO_2上昇が個葉光合成に与える影響から,個体の栄養成長・繁殖成長に与える影響,植物群集の生産構造・個体サイズ構造に与える影響へとそれぞれのモデル化を介してスケールアップし,結果を森林生態系の構造と炭素バランスがどのように変化するかを予測するために適用し,陸域生態系の地球環境変化に対する応答機構を明らかにした.
異なる気候帯に生育する植物の光合成系の温度応答

彦坂幸毅

1999年～ 2000年

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異なる気候帯に生育する植物の温度応答・窒素利用について様々な解析を行った。 ○中間温帯である宮城県仙台市において常緑広葉樹アオキとヤブコウジの光合成特性の季節変化を追跡した。この結果、光合成特性の季節変化には光環境の変化よりも気温の変化の影響のほうが大きいことを明らかにした。 ○暖温帯である千葉県東京大学千葉演習林にて常緑広葉樹8種の光合成特性を比較した。同一地域に生育する植物では光合成特性の違いが小さいことを明らかにした。 ○地中海性気候に生育するキョウチクトウを異なる温度で育成し、その温度応答を調べた。低温で育成した植物では光合成の鍵酵素であるRuBPCaseの活性が相対的に低下していることを明らかにした。さらに酵素活性に関わるパラメータを調べた。二酸化炭素補償点および葉内二酸化炭素濃度には違いがないという結果を得た。
植物群落における個体間競争のもとでの繁殖収量決定のメカニズム

広瀬忠樹, 原田祐子, 彦坂幸毅, 酒井聡樹, 彦坂寿江

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

研究機関：Tohoku University

1999年～ 2000年

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一年生草本のオオオナモミを材料に大気CO2濃度の上昇が繁殖収量に与える影響について調べた.昨年度は,高CO2により繁殖成長は促進されたものの,種子生産は促進されないことを見いだした.この原因を明らかにするため,個体の窒素利用を解析した.この結果,高CO2条件では繁殖期間後期に葉の枯死が遅れ,葉からの窒素回収効率が低下したことが明らかになった.繁殖器官への窒素投資が不足したことが種子生産の制限につながったと考えられた. オオオナモミを用いて異なる密度の群落を育成し,群落内の個体の成長を繁殖終了まで追跡した.個体間の光獲得競争を定量化する手法を開発した.この手法は,群落内の個体と,群落から外に出した個体の受光量を測定し,両者の受光量の違いから相互作用の大きさを推定するものである.オオオナモミ群落内の個体間相互作用は比較的大きいこと,高密度群落ほど相互作用が大きいことが見いだされた. 種子生産における大きさと数のトレードオフを解析した,シンク制約成長モデルを紹介した.このモデルでは,発達中の種子が親個体から資源を吸収する速度に制約があり,また,維持呼吸による資源の消失があると仮定している.このモデルが予測する大きさと数のトレードオフでは,種子の数が減っても,種子はそれほどには大きくならない.そして,種子の数が少ないほど,種子生産に投資した貯蔵資源の利用効率(種子の総量/貯蔵資源量)は低下してしまう.そのため,種子を小さくして種子数を増やすことが有利となり,最適な種子の大きさはSmith and Fretwellのモデルのものよりも小さくなる.
モンゴル草原植物群集の生産構造解析

広瀬忠樹, 彦坂幸毅, NIINEMETS Ul

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B).

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1997年～ 1999年

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乾湿の傾度にしたがって分布する多様なモンゴル草原において,前年度採取した植物130種について,δ^<13>Cと窒素濃度の測定を終了した.130種中2種のみがC4植物であった.δ^<13>Cは生育環境の違いを反映したが,δ^<15>Nや窒素濃度は反映しなかった.当初予想したNUEとWUEの間に相関はなかった.しかし,3地点以上に出現した種(12種)についてδ^<13>Cと窒素濃度の相対値比較を行ったところ,窒素濃度は乾燥するにつれて高くなり, δ^<13>Cは乾燥するにつれて低くなる傾向が見いだされ,両者の間に有意な負の関係があった.これは種内では,NUEとWUEの間にはトレードオフに関係があることを示唆するものである. モンゴル草原の植物群落構造に及ぼす気候と遊牧の影響について調査研究を行った.気候の異なる湿潤草原(Partizan)・典型草原(Tumentsogt)・乾燥草原(Bayan-Unjuul)のそれぞれに調査地を設定した.それぞれの調査値に遊牧の影響を排除するために,面積が100×100mの柵を設置し,柵内外の群落を層別刈り取りし生産構造を解析した.
落葉樹葉と常緑樹葉の光合成特性の比較生理生態

彦坂幸毅

1997年～ 1998年

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落葉樹葉と常緑樹葉の光合成特性について、以下の解析を行った。 1) 常緑広葉樹シラカシと一年生草本シロザの光合成の窒素利用効率(PNUE、光合成速度/窒素比)を解析した。シラカシのPNUEはシロザの半分であるが、これは、葉緑体内のCO2濃度が低いことと、窒素あたりの光合成系酵素(RuBPCase)量が少ないこと、RuBPCaseの比活性が低いことに起因した。それぞれの寄与は小さかったが、積み重なることによってPNUEの大きな違いをもたらした。この結果はFunctional Ecology誌に発表した(Hikosaka,Hanba,Hirose&Terashima 1998)。 2) 常緑広葉樹アラカシ・マテバシイ・ヤブツバキと落葉広葉樹シラカンバ・クヌギのPNUEを比較した。落葉樹はPNUEが高かったが、シラカンバでは窒素あたりのRuBPCase量が高く、クヌギでは葉緑体CO2濃度が高かった。ヤブツバキは窒素あたりのRuBPCase量も葉緑体CO2濃度も低かった。 3) シラカシの光合成の温度順化について解析を行った。異なる温度で育てると光合成の温度依存性が変化することが知られている。この生理学的なメカニズムを調べ、二つの部分反応(RuBPの炭酸同化反応と再生反応)のバランスの変化によって光合成の温度依存性が変化することを明らかにした(Hikosaka,Murakami&Hirose,in press)
資源利用戦略からみた植物群集における競争と共存の機構

広瀬忠樹, 彦坂幸毅, 酒井聡樹

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

1996年～ 1997年

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同一の群落内におけるサイズの異なる固体(種)がどのように資源を獲得,利用しているかについて調べ,その共存,あるいは競争機構を解明することを目的とした.共存系として多種が安定的に存続している東北大学川渡農場のススキ群集を調べた.下層を占めている種であるミツバツチグリやオカトラノオなどは上層を占めるススキに比べて吸収できる光量は非常に限られていた.しかし,葉面積が相対的に大きい形態をもつことにより,地上部重量あたりに吸収する光量は上下種で大きな差がなかった.このことは,光獲得の効率において上下層の種に差がないことを意味し,これが共存の条件であることを示唆した.競争系として,宮城県釜房湖畔の野生のオオオナモミ群落における上層固体と下層固体の光獲得について調べた.共存系と大きく異なり,光獲得効率は上層固体で大きく,共存系との違いが明らかになった.発達段階の異なる群集の比較により,固体の高さと光条件が固体が展開できる葉面積を大きく規定していることが明らかとなった.さらに,実験圃場において窒素栄養条件の異なる群落を作り,葉の光合成特性を比較した.個葉の窒素含有量は下層固体の葉ほど高い傾向を示したが,個葉における窒素の利用の仕方は個葉の光条件にのみ依存していた.サクラなど多くの植物で,結実せずに終えてしまう花がかなりあることが知られている.この一見無駄な花を着けるのは,環境条件が良く多くの花が結実可能な年に備えているからだと言われていたが,環境条件の変動が大きいほど花を少な目に着けるという戦略が進化する場合もあることを示した.動物など雌雄異体の生物において,雄の子と雌の子の進化的に安定な資源投資比は1対1となることが理論的・実証的に確かめられている.同様に,両性花植物においても,雄器官と雌器官への資源投資比は1対1となることが予測される.しかし現実には,資源投資比は雌器官へ大きく偏ることが普通である.このことを説明するためにいくつかの仮説が提唱されたが,どの仮説も,資源投資比の大きな偏りを説明することはできなかったが,果実の成長過程におけるシンク制約成長を考慮すれば,資源投資比は雌器官に大きく偏ることを理論的に示した.
葉の寿命と光合成特性の関係の生理生態学的解析

彦坂幸毅

1996年～ 1996年

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実験圃場で、葉の寿命の大変短い(数カ月)一年生草本シロザと、寿命の長い(数年)シラカシを生育させ、光条件を変えることにより、様々な窒素含量の葉を得て、光合成特性を調べた。同じ窒素含量で比較すると、シロザの方が2倍以上飽和光合成速度が高かった。これは、1)葉内細胞間隙CO2濃度、2) RuBPCase量、3) RuBPCaseあたりの光合成速度がいずれもシラカシで低いことに起因した。葉の炭素安定同位体比を測定することにより、3)のRuBPCaseあたりの光合成速度が低い理由が、細胞間隙から葉緑体までのCO2核酸が低いためであることが示唆された。千葉県東大千葉演習林内でアカガシ、スダジイ、ヤブツバキ、シキミ、サカキ、イズセンリョウ、シロダモ、ヤブニッケイの葉の寿命の追跡を行い、さらに光合成を現地で測定した。常緑樹はとくに弱光条件で展葉頻度が低く、正確な葉の寿命を測定するためにはより長期の調査の継続が必要なことが明らかになった。芽鱗痕の計測によりおおざっぱな寿命を推定し、比較した結果、光合成の窒素利用効率は葉の寿命と負の相関があることが明らかとなった。
多種共存系としての植物群落の生産構造の解析

広瀬忠樹, 彦坂幸毅, 寺島一郎

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1994年～ 1995年

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多様な植物から構成される植物群集の成立の機構を生理生態学的手法を用いて明らかにすることを目的に以下の研究を行った.(1)宮城県川渡ススキ草原において群落構造,光分布の調査を毎月行った.各種の地上部重量あたりの受光量として求めた光獲得効率は,生育初期の5月はオカトラノオなどの下層種が大きく,後期の9月は上層種であるススキが大きかった.下層種は生育期初期の良好な光条件を利用することにより共存を可能にしていることが示唆された.(2) C4植物であるイヌビエとC3植物であるイネを混植し,種間競争を物質生産の観点から定量的に記載することを試みた.イヌビエは遅く発芽してもイネの生産を大きく上まわり,イネの存在がイヌビエの光合成量に与える負の影響は数%にすぎなかったが,イヌビエが与える影響は数10%に達した.(3)群落内の個体の光合成量を求めるためのモデルを開発し,オオオナモミ純群落内の個体のサイズ不均一性が時間とともに拡大する要因を解析した.その結果,上に挙げた光獲得効率や,受光量あたりの光合成量として求めた光利用効率が上層種で高いことが大きな要因であることがわかった.(4)光合成系タンパク質分配が光合成量に与える影響をモデルにより理論的に評価した.光条件によって最適な分配が異なり,分配を変えることにより光合成効率が数10%も高められることを示唆した.モデルで予測された傾向は現実の傾向と一致した.(5)陽生植物シロザと陰生植物クワズイモを様々な光条件で生育させ,光合成系タンパク分配を比較した. (4)で作ったモデルを用いて評価した結果,両種とも広い範囲の光条件で最適に近いタンパク質分配を実現していることが明らかになった.

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社会貢献活動 2

進路講演会

2012年5月25日～

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仙台第三高等学校進路講演会で講演
出前授業

2005年4月～

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出前授業

その他 1

将来の地球環境において最適な光合成・物質生産システムを持った強化植物の創出

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大気中の二酸化炭素濃度の増加や温暖化など、地球環境は急速かつ大きく変化しています。本研究は、将来の地球環境において最適な光合成・物質生産システムを持つ植物の創出を目的とします。野生植物の持つ環境適応能力を利用するアプローチと、誘発突然変異体を高効率でスクリーニングするアプローチにより、将来の地球環境での生産向上に関連する遺伝子を探索します。さらに、遺伝子組換えの手法に頼らず、自然変異・突然変異の掛け合わせから高効率系統の選抜を行う手法を開発・確立します。