2024/03/29 更新

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ドイ カズユキ
土井 一行
DOI, Kazuyuki
所属
大学院生命農学研究科 附属フィールド科学教育研究センター 植物生産科学部門 准教授
大学院担当
大学院生命農学研究科
学部担当
農学部
職名
准教授
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 博士(農学) ( 1999年6月   九州大学 ) 

研究キーワード 4

  1. 植物育種

  2. 遺伝学

  3. 遺伝的多様性

  4. イネ

研究分野 2

  1. その他 / その他  / 植物遺伝育種学

  2. 環境・農学 / 遺伝育種科学

現在の研究課題とSDGs 2

  1. イネDNAマーカーの育種における利用

  2. イネの収量性に関与する形質の遺伝解析

経歴 5

  1. 名古屋大学大学院生命農学研究科准教授

    2008年3月

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    国名:日本国

  2. 九州大学大学院農学研究院生物資源開発管理学部門助教

    2007年4月

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    国名:日本国

  3. 九州大学大学院農学研究院生物資源開発管理学部門助手

    2003年4月

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    国名:日本国

  4. 九州大学大学院農学研究院助手

    2000年4月

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    国名:日本国

  5. 九州大学農学部助手

    1999年4月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 九州大学   農学研究科

    1995年4月 - 1999年3月

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    国名: 日本国

  2. 九州大学   農学研究科

    1993年4月 - 1995年3月

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    国名: 日本国

  3. 九州大学   農学部   農学科

    1989年4月 - 1993年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 1

  1. 日本育種学会

 

論文 70

  1. Development of an Aus-Derived Nested Association Mapping (Aus-NAM) Population in Rice. 査読有り

    Kitony JK, Sunohara H, Tasaki M, Mori JI, Shimazu A, Reyes VP, Yasui H, Yamagata Y, Yoshimura A, Yamasaki M, Nishiuchi S, Doi K

    Plants (Basel, Switzerland)   10 巻 ( 6 ) 頁: 1255 - 1255   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plants  

    A genetic resource for studying genetic architecture of agronomic traits and environmental adaptation is essential for crop improvements. Here, we report the development of a rice nested association mapping population (aus-NAM) using 7 aus varieties as diversity donors and T65 as the common parent. Aus-NAM showed broad phenotypic variations. To test whether aus-NAM was useful for quantitative trait loci (QTL) mapping, known flowering genes (Ehd1, Hd1, and Ghd7) in rice were characterized using single-family QTL mapping, joint QTL mapping, and the methods based on genome-wide association study (GWAS). Ehd1 was detected in all the seven families and all the methods. On the other hand, Hd1 and Ghd7 were detected in some families, and joint QTL mapping and GWAS-based methods resulted in weaker and uncertain peaks. Overall, the high allelic variations in aus-NAM provide a valuable genetic resource for the rice community.

    DOI: 10.3390/plants10061255

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  2. Evaluation of Grain-Filling-Related Traits Using Taichung 65 x DV85 Chromosome Segment Substitution Lines (TD-CSSLs) of Rice. 査読有り

    Mabreja AD, Reyes VP, Soe TK, Shimakawa K, Makihara D, Nishiuchi S, Doi K

    Plants (Basel, Switzerland)   13 巻 ( 2 )   2024年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Plants  

    Grain yield of rice consists of sink capacity and grain filling. There are some genes known to contribute to sink capacity, but few genes associated with grain filling are known. We conducted a genetic analysis on yield-related traits by using a chromosome segment substitution line population that have introgression from DV85, an aus variety of rice, in the background of T65, a japonica variety. Refined whole-genome genotypes of the 43 TD-CSSLs were obtained by genotyping-by-sequencing. The effects of previously detected quantitative trait loci (QTLs), qNSC1 and qNSC2, were confirmed by the amount of non-structural carbohydrate (NSC) at 5 days after heading (DAH). The CSSL for qSWTR11, the QTL for decrease in shoot weight during the maturity stage, showed the highest NSC at 5 DAH and lowest at 35 DAH. The brown rice yield of these lines were not stably significant. Most of the sink-related traits correlated between the 2 tested years, but most of the grain-filling traits did not show correlation between the 2 years. Correlation analysis revealed that the sink capacity is stable and primarily determines the yield, and grain filling is more affected by the environment. In addition, biomass production before heading and during the maturity stage contributes to higher yield in TD-CSSLs, and the amount of translocation of stem reserve does not affect much to the yield. We conclude that higher NSC at the heading stage and rapid decrease in shoot biomass during the maturity stage did not directly contribute to the yield formation in the japonica genetic background.

    DOI: 10.3390/plants13020289

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  3. Contribution of genes related to grain number (Gn1a and WFP) introgressed into NERICA 1 to grain yield under tropical highland conditions in central Kenya 査読有り

    Kikuta M., Menge D.M., Gichuhi E.W., Samejima H., Tomita R., Kimani J.M., Musila R.N., Doi K., Ashikari M., Angeles-Shim R., Jena K.K., Makihara D.

    Plant Production Science   26 巻 ( 3 ) 頁: 309 - 319   2023年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plant Production Science  

    In Kenya and many other African countries, improving rice productivity is vital for future food security. To improve rice productivity in Kenya, near-isogenic lines (NIL) were developed by introducing Gn1a and WFP, genes that function to increase grain number per panicle by increasing secondary and primary rachis-branches, into NERICA 1, a registered variety in Kenya. The aim of this study was to determine whether the introduction of these genes has the potential to improve rice productivity under tropical highland conditions in central Kenya. Field experiments were conducted in 2016 and 2017 at a lowland rice field in Mwea, Kenya, under different nitrogen fertilization conditions using three lines of NERICA 1 introgressed with Gn1a and/or WFP (NIL-Gn1a, NIL-WFP, and NIL-Gn1a+WFP) and their recurrent parents, NERICA 1. Two years of field experiments revealed that the introgression lines enhanced grain yield by increasing the number of primary and secondary rachis-branches and the number of grains per panicle. Gn1a and WFP showed additive effects and the introgression of both genes alleviated the negative effects on yield components observed in the introgressed lines, resulting in higher grain yield. Sufficient nitrogen fertilization was required to increase yield in the single-gene introgression lines. However, the line with both Gn1a and WFP achieved reasonable yields even under low fertilizer conditions in Mwea, Kenya. As these introgression lines have similar growing characteristics to their parent variety, they are expected to contribute to increased rice production in Kenya and similar environments in sub-Saharan Africa.

    DOI: 10.1080/1343943x.2023.2245127

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  4. Marker-Assisted Introgression and Stacking of Major QTLs Controlling Grain Number (Gn1a) and Number of Primary Branching (WFP) to NERICA Cultivars. 査読有り 国際共著

    Reyes VP, Angeles-Shim RB, Mendioro MS, Manuel MCC, Lapis RS, Shim J, Sunohara H, Nishiuchi S, Kikuta M, Makihara D, Jena KK, Ashikari M, Doi K

    Plants (Basel, Switzerland)   10 巻 ( 5 ) 頁: 844 - 844   2021年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plants  

    The era of the green revolution has significantly improved rice yield productivity. However, with the growing population and decreasing arable land, rice scientists must find new ways to improve rice productivity. Although hundreds of rice yield-related QTLs were already mapped and some of them were cloned, only a few were utilized for actual systematic introgression breeding programs. In this study, the major yield QTLs Grain Number 1a (Gn1a) and Wealthy Farmer’s Panicle (WFP) were introgressed and stacked in selected NERICA cultivars by marker-assisted backcross breeding (MABB). The DNA markers RM3360, RM3452, and RM5493 were used for foreground selection. At BC3 F4 and BC3 F5 generation, a combination of marker-assisted selection and phenotypic evaluation were carried out to select lines with target alleles and traits. Further, genotyping-by-sequencing (GBS) was conducted to validate the introgression and determine the recurrent parent genome recovery (RPGR) of the selected lines. The Gn1a and/or WFP introgression lines showed significantly higher numbers of spikelets per panicle and primary branching compared to the recurrent parents. In addition, lines with Gn1a and/or WFP alleles were comparatively similar to the recurrent parents (RP) in most yield-related traits. This study demonstrates the success of utilizing yield QTLs and marker-assisted selection to develop and improve rice cultivars.

    DOI: 10.3390/plants10050844

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  5. Genetic Variation of Blast (Pyricularia oryzae Cavara) Resistance in the Longistaminata Chromosome Segment Introgression Lines (LCSILs) and Potential for Breeding Use in Kenya.

    Tomita R, Reyes VP, Fukuta Y, Gichuhi EW, Kikuta M, Menge DM, Doi K, Makihara D

    Plants (Basel, Switzerland)   12 巻 ( 4 )   2023年2月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Plants  

    In Kenya’s rice-growing areas, Basmati varieties have been produced in monoculture since the late 1980s. This has resulted in the breakdown of the resistance (R) gene-mediated response of the local Basmati varieties to blast disease caused by Pyricularia oryzae. To improve blast resistance in Kenyan Basmati varieties, continuous identification of R genes and suitable breeding materials for Basmati are necessary. Longistaminata chromosome segment introgression lines (LCSILs) with the Kernel Basmati genetic background, developed using a rice line called potential low-input adaptable-1 (pLIA-1) derived from a cross between Taichung 65 (T65) (a rice variety in the Japonica Group) and O. longistaminata, are expected to contain useful blast R genes derived from O. longistaminata or T65. In this study, we investigated the genetic variation of blast R genes in LCSILs and their parents by using a new international differential system for designating blast races based on the gene-for-gene theory and molecular characterization using single nucleotide polymorphism (SNP) markers. LCSILs and their parents were classified into three groups—A, B1, and B2—based on reaction patterns to the standard differential blast isolates (SDBIs). Group A, including pLIA-1, showed the highest resistance in all groups, followed by groups B1 and B2. Kernel Basmati in group B1 was considered to possess Pik-p or Pi7(t), Pi19(t), and other unknown R genes. In addition to these R genes, LCSIL 6, 12, 27, 28, and 40, in group A, were determined to possess one of Pish, Piz-t, or both genes that confer resistance to the Kenyan blast races. These lines can be used for efficiently pyramiding blast R genes in the local Basmati varieties.

    DOI: 10.3390/plants12040863

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  6. Utilization of Genotyping-by-Sequencing (GBS) for Rice Pre-Breeding and Improvement: A Review. 査読有り

    Reyes VP, Kitony JK, Nishiuchi S, Makihara D, Doi K

    Life (Basel, Switzerland)   12 巻 ( 11 ) 頁: 1752   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Life  

    Molecular markers play a crucial role in the improvement of rice. To benefit from these markers, genotyping is carried out to identify the differences at a specific position in the genome of individuals. The advances in sequencing technologies have led to the development of different genotyping techniques such as genotyping-by-sequencing. Unlike PCR-fragment-based genotyping, genotyping-by-sequencing has enabled the parallel sequencing and genotyping of hundreds of samples in a single run, making it more cost-effective. Currently, GBS is being used in several pre-breeding programs of rice to identify beneficial genes and QTL from different rice genetic resources. In this review, we present the current advances in the utilization of genotyping-by-sequencing for the development of rice pre-breeding materials and the improvement of existing rice cultivars. The challenges and perspectives of using this approach are also highlighted.

    DOI: 10.3390/life12111752

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  7. Estimating Yield-Related Traits Using UAV-Derived Multispectral Images to Improve Rice Grain Yield Prediction 査読有り

    Bascon M.V., Nakata T., Shibata S., Takata I., Kobayashi N., Kato Y., Inoue S., Doi K., Murase J., Nishiuchi S.

    Agriculture (Switzerland)   12 巻 ( 8 ) 頁: 1141   2022年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Agriculture (Switzerland)  

    Rice grain yield prediction with UAV-driven multispectral images are re-emerging interests in precision agriculture, and an optimal sensing time is an important factor. The aims of this study were to (1) predict rice grain yield by using the estimated aboveground biomass (AGB) and leaf area index (LAI) from vegetation indices (VIs) and (2) determine the optimal sensing time in estimating AGB and LAI using VIs for grain yield prediction. An experimental trial was conducted in 2020 and 2021, involving two fertility conditions and five japonica rice cultivars (Aichinokaori, Asahi, Hatsushimo, Nakate Shinsenbon, and Nikomaru). Multi-temporal VIs were used to estimate AGB and LAI throughout the growth period with the extreme gradient boosting model and Gompertz model. The optimum time windows for predicting yield for each cultivar were determined using a single-day linear regression model. The results show that AGB and LAI could be estimated from VIs (R2: 0.56–0.83 and 0.57–0.73), and the optimum time window for UAV flights differed between cultivars, ranging from 4 to 31 days between the tillering stage and the initial heading stage. These findings help researchers to save resources and time for numerous UAV flights to predict rice grain yield.

    DOI: 10.3390/agriculture12081141

    DOI: 10.3390/agriculture12081141

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  8. A novel combination of genes causing temperature sensitive hybrid weakness in rice 査読有り

    2. Than Kutay Soe, M. Kunieda, H. Sunohara, Y. Inukai, V.P. Reyes, S. Nishiuchi and K. Doi

    Front. Plant Sci.   13 巻   頁: 908000   2022年5月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fpls.2022.908000

  9. QTL analysis for sodium removal ability in rice leaf sheaths under salinity using an IR-44595/318 F(2) population. 査読有り 国際共著

    Goto I, Neang S, Kuroki R, Reyes VP, Doi K, Skoulding NS, Taniguchi M, Yamauchi A, Mitsuya S

    Frontiers in plant science   13 巻   頁: 1002605   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers in Plant Science  

    Over-accumulation of salt in rice plants is an effect of salt stress which decreases growth and grain yield. Salt removal ability in leaf sheaths is a tolerance mechanism to decrease salt entry and accumulation in leaf blades and maintain photosynthesis under salinity. In this study, a QTL analysis of removal ability of sodium ions (Na+) in leaf sheaths and Na+ accumulation-related traits, was conducted using F2 population between two rice varieties, IR-44595 with superior Na+ removal ability, and 318 with contrasting Na+ removal ability in leaf sheaths under salinity. Suggestive QTLs for Na+ removal ability in leaf sheaths were found on chromosomes 4 and 11. The suggestive QTL on chromosome 11 overlapped with other significant QTLs for Na+ concentration in shoots, leaf blades and leaf sheaths, and Na+/K+ ratio in leaf blades. Correlation analysis indicated that Na+ removal ability in leaf sheaths is important in reducing Na+ accumulation in leaf blades. The varietal difference of Na+ removal ability in leaf sheaths at the whole plant level was greater at lower NaCl concentrations and became smaller as the treatment NaCl concentration increased. Although the Na+ removal ability in leaf sheath was comparable between IR-44595 and 318 under high salinity at the whole plant level, the younger leaves of IR-44595 still showed a higher Na+ sheath-blade ratio than 318, which implied the Na+ removal ability functions in the younger leaves in IR-44595 to reduce Na+ entry in young leaf blades even under high salinity.

    DOI: 10.3389/fpls.2022.1002605

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  10. Diverse panicle architecture results from various combinations of Prl5/GA20ox4 and Pbl6/APO1 alleles. 査読有り

    Agata A, Ando K, Ota S, Kojima M, Takebayashi Y, Takehara S, Doi K, Ueguchi-Tanaka M, Suzuki T, Sakakibara H, Matsuoka M, Ashikari M, Inukai Y, Kitano H, Hobo T

    Communications biology   3 巻 ( 1 ) 頁: 302   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Communications Biology  

    Panicle architecture directly affects crop productivity and is a key target of high-yield rice breeding. Panicle length strongly affects panicle architecture, but the underlying regulatory mechanisms are largely unknown. Here, we show that two quantitative trait loci (QTLs), PANICLE RACHIS LENGTH5 (Prl5) and PRIMARY BRANCH LENGTH6 (Pbl6), independently regulate panicle length in rice. Prl5 encodes a gibberellin biosynthesis enzyme, OsGA20ox4. The expression of Prl5 was higher in young panicles resulting in panicle rachis elongation. Pbl6 is identical to ABERRANT PANICLE ORGANIZATION 1 (APO1), encoding an F-box-containing protein. We found a novel function that higher expression of Pbl6 is responsible for primary branch elongation. RNA-seq analysis revealed that these two genes independently regulate panicle length at the level of gene expression. QTL pyramiding of both genes increased panicle length and productivity. By combining these two genes in various combinations, we designed numerous panicle architecture without trade-off relationship.

    DOI: 10.1038/s42003-020-1036-8

    Web of Science

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    その他リンク: http://www.nature.com/articles/s42003-020-1036-8

  11. Evaluation of backcrossed pyramiding lines of the yield-related gene and the bacterial leaf blight resistant genes 招待有り 査読有り

    J. Intl. Cooper. Agric. Dev.     2020年3月

  12. Marker-Assisted Introgression of Quantitative Resistance Gene pi21 Confers Broad Spectrum Resistance to Rice Blast

    Angeles-Shim R.B., Reyes V.P., del Valle M.M., Lapis R.S., Shim J., Sunohara H., Jena K.K., Ashikari M., Doi K.

    Rice Science   27 巻 ( 2 ) 頁: 113 - 123   2020年3月

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    出版者・発行元:Rice Science  

    The quantitative resistance gene pi21 from Sensho was introgressed to an indica breeding line IR63307-4B-13-2, a pyramiding line IRBB4/5/13/21, and a tropical japonica line Kinandang Patong by marker-assisted backcrossing. A total of 192 improved lines at the BC4F3 and BC4F4 generations were developed and confirmed to have the gene introgression via genotyping using a pi21-specific InDel marker. Thirteen randomly selected improved lines, representing all the three genetic backgrounds, demonstrated resistance against leaf blast composites in the field and a broader spectrum resistance against individual isolates compared to the recurrent parents in the glasshouse. Specifically, the tested lines exhibited pi21-acquired resistance against 11 leaf blast isolates that elicited susceptible reactions from the recurrent parents. All the tested lines maintained a comparative heading date, and similar or improved panicle length, number of primary branches per panicle and number of total grains per panicle relative to the recurrent parents. The physical grain characteristics of the recurrent parents were also maintained in the 13 lines tested, although variability in the amylose content and chalkiness degree was observed. The successful marker-assisted introgression of pi21 in diverse genetic backgrounds and the resulting broader spectrum resistance of improved lines against leaf blast indicate the potential of pi21 for deployment in cultivars grown across other rice growing regions in Asia.

    DOI: 10.1016/j.rsci.2020.01.002

    Web of Science

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  13. Domain Unknown Function DUF1668-Containing Genes in Multiple Lineages Are Responsible for F(1) Pollen Sterility in Rice.

    Sakata M, Takano-Kai N, Miyazaki Y, Kanamori H, Wu J, Matsumoto T, Doi K, Yasui H, Yoshimura A, Yamagata Y

    Frontiers in plant science   11 巻   頁: 632420   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers in Plant Science  

    Postzygotic reproductive isolation maintains species integrity and uniformity and contributes to speciation by restricting the free gene flow between divergent species. In this study we identify causal genes of two Mendelian factors S22A and S22B on rice chromosome 2 inducing F1 pollen sterility in hybrids between Oryza sativa japonica-type cultivar Taichung 65 (T65) and a wild relative of rice species Oryza glumaepatula. The causal gene of S22B in T65 encodes a protein containing DUF1668 and gametophytically expressed in the anthers, designated S22B_j. The O. glumaepatula allele S22B-g, allelic to S22B_j, possesses three non-synonymous substitutions and a 2-bp deletion, leading to a frameshifted translation at the S22B C-terminal region. Transcription level of S22B-j and/or S22B_g did not solely determine the fertility of pollen grains by genotypes at S22B. Western blotting of S22B found that one major band with approximately 46 kDa appeared only at the mature stage and was reduced on semi-sterile heterozygotes at S22B, implying that the 46 kDa band may associated in hybrid sterility. In addition, causal genes of S22A in T65 were found to be S22A_j1 and S22A_j3 encoding DUF1668-containing protein. The allele of a wild rice species Oryza meridionalis Ng at S22B, designated S22B_m, is a loss-of-function allele probably due to large deletion of the gene lacking DUF1668 domain and evolved from the different lineage of O. glumaepatula. Phylogenetic analysis of DUF1668 suggested that many gene duplications occurred before the divergence of current crops in Poaceae, and loss-of-function mutations of DUF1668-containing genes represent the candidate causal genetic events contributing to hybrid incompatibilities. The duplicated DUF1668-domain gene may provide genetic potential to induce hybrid incompatibility by consequent mutations after divergence.

    DOI: 10.3389/fpls.2020.632420

    Web of Science

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  14. Evaluation of backcrossed pyramiding lines of the yield-related gene and the bacterial leaf blight resistant genes 査読有り

    Shuto Yamada, Yusuke Kurokawa, Keisuke Nagai, Rosalyn B Angeles-Shim, Hideshi Yasui, Naruto Furuya, Atsushi Yoshimura, Kazuyuki Doi, Motoyuki Ashikari, Hidehiko Sunohara

    農学国際協力誌   18 巻 ( 18 ) 頁: 18 - 28   2020年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:名古屋大学農学国際教育研究センター  

    The yield-related gene, WFP increases grain number by increasing the primary branch number per panicle in rice. In the present study, WFP was introgressed from ST-12 to IRBB60, a pyramiding line having the genes Xa4, xa5, xa13 and Xa21 for BLB resistance in the IR24 genetic background. The pyramided lines PL-1, PL-4 and PL-5 that were included in the initial BC2F2 selections based on their improved PBN were selected for further agronomic evaluation and generation advance up to BC2F3. All three lines recorded significantly higher PBN and GN due WFP introgression, although the loss of at least two BLB genes during the breeding process resulted in the variable response of the lines to the different BLB races. Among the lines, only PL-5 showed a significantly higher estimate of actual yield measured in terms of panicle weight per square meter compared to IRBB60. PL-5 also exhibited resistance to five out of the six BLB races used for resistance screening. Despite the negative effects in grain size, the improved yield estimates, as well as the validated BLB resistance of PL-5 makes it a suitable candidate for cultivar adoption under the tropical rice ecosystem of Southeast Asia.イネ収量関連遺伝子WFPは、一次枝梗数増加による着粒数増加をもたらす。IR24に白葉枯病抵抗性遺伝子群(Xa4、xa5、xa13、Xa21)を集積したIRBB60へ、ST-12が持つWFPの導入を行った。IRBB60を反復親とした戻し交雑後代BC2F2とBC2F3世代で、DNAマーカーの利用と一次枝梗数を含む収量形質の評価から、3ピラミディング系統(PL-1、PL-4、PL-5)を選抜した。BC2F4において、これらはWFPによる一次枝梗数と着粒数の増加を示したが、4白葉枯病抵抗性遺伝子の集積が不完全で、白葉枯病レース群への反応の差が見られた。しかし、PL-5はIRBB60よりも収量増加が見込まれ、今回供試した白葉枯病レース(ベトナム、ミャンマー、インド由来6レース)の内5レースに対して抵抗性を示したことから、PL-5は東南アジアの熱帯地域での展開を見込んだ候補系統となり得ると考えられた。

    DOI: 10.18999/jouica.18.18

  15. NERICA1に<i>Gn1a</i>および<i>WFP</i>を導入した準同質遺伝子系統のケニアの異なる施肥条件下における生育および収量

    菊田 真由実, 鮫島 啓彰, 芦苅 基行, 土井 一行, 槇原 大悟

    日本作物学会講演会要旨集   248 巻 ( 0 ) 頁: 99 - 99   2019年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本作物学会  

    DOI: 10.14829/jcsproc.248.0_99

    CiNii Research

  16. QTL analysis for carbon assimilate translocation-related traits during maturity in rice (Oryza sativa L.).

    Phung HD, Sugiura D, Sunohara H, Makihara D, Kondo M, Nishiuchi S, Doi K

    Breeding science   69 巻 ( 2 ) 頁: 289 - 296   2019年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本育種学会  

    Problems with carbon assimilate translocation from source organs to sink (grains) during ripening cause yield losses in rice (Oryza sativa L.), especially in high-sink-capacity varieties. We conducted a genetic analysis of traits related to such translocation by using recombinant inbred lines. Shoot weight (SW) of T65, a japonica parent, was retained from heading to late maturity, whereas that of DV85, an aus parent, was greater than that of T65 at 5 days after heading (DAH) and then decreased until 20 DAH. This difference was observed clearly under standard-fertilizer but not low-fertilizer conditions. Non-structural carbohydrate (NSC) contents in the parents showed a tendency similar to that for SW. QTL analysis revealed pleiotropic QTLs on chromosomes 5 and 10, probably by associations with heading date QTLs. A QTL associated with harvest index and NSC at 5 DAH was detected on chromosome 1. By considering the temporal changes of the traits, we found a QTL for decrease in SW on chromosome 11; the DV85 allele of this QTL facilitated assimilate translocation and suppressed biomass growth. A suggestive QTL for NSC decrease was located on chromosome 2. These QTLs could represent potential targets for controlling carbon assimilate translocation in breeding programs.

    DOI: 10.1270/jsbbs.18203

    Web of Science

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    CiNii Research

  17. Effect of GN1a and WFP Introgression on the Yield and Yield Components in Two Rice Varieties in Kenya

    Menge Daniel Makori, Kikuta Mayumi, Samejima Hiroaki, Gichuhi Emily W, Kimani John M, Ashikari Motoyuki, Angeles-Shim Rosalyn, Sunohara Hidehiko, Jena Kshirod K, Yamauchi Akira, Doi Kazuyuki, Makihara Daigo

    Abstracts of Meeting of the CSSJ   247 巻 ( 0 ) 頁: 110   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:CROP SCIENCE SOCIETY OF JAPAN  

    DOI: 10.14829/jcsproc.247.0_110

    CiNii Research

  18. Marker-assisted Introgression of the Quantitative Resistance Gene pi21 Confers Broad Spectrum Resistance of Rice to Blast 査読有り

    Rosalyn B ANGELES-SHIM, Vincent P REYES, Marilyn M del VALLE, Ruby S LAPIS, Junghyun SHIM, Hidehiko SUNOHARA, Kshirod K JENA, Motoyuki ASHIKARI, Kazuyuki DOI

    Rice Science   26 巻   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  19. Development of rice breeding and cultivation technology tailored for Kenya's environment

    Makihara D., Kimani J., Samejima H., Kikuta M., Menge D., Doi K., Inukai Y., Maekawa M., Masunaga T., Sasaki Y., Katsura K., Kitano H., Mitsuya S., Kano-Nakata M., Wainaina C., Gichuhi E., Njinju S., Kagito S., Magoti R., Kundu C., Yamauchi A.

    Crop Production under Stressful Conditions: Application of Cutting-edge Science and Technology in Developing Countries     頁: 27 - 47   2018年8月

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    掲載種別:論文集(書籍)内論文   出版者・発行元:Crop Production under Stressful Conditions: Application of Cutting-edge Science and Technology in Developing Countries  

    DOI: 10.1007/978-981-10-7308-3_3

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  20. Regional population differences of the brown planthopper (Nilaparvata lugens Stål) in Cambodia using genotyping-by-sequencing. 査読有り

    Matsukawa M, Tasaki M, Doi K, Ito K, Kawakita K, Tanaka T

    Bulletin of entomological research   108 巻 ( 4 ) 頁: 471 - 478   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Bulletin of Entomological Research  

    The brown planthopper Nilaparvata lugens Stål (BPH) can be found year-round in tropical region and causes severe damage to rice. Although there has been documented BPH damage to rice crops in the past decade in Cambodia, the extent of this epidemic is poorly understood. Here, we examined the time variation of BPH population in the abundance of morphotypes in 13 main rice-producing provinces (86 sites) by aspirator method and in the Takeo Province (five sites) by yellow sticky trap method. At least three generations were observed during the 3-month collection period in the rainy growing season. Regarding the occurrence of BPH morphotypes, in July the macropterous adults were restricted to south Cambodia and in August all morphotypes, adults (macropterous and brachypterous) and nymphs, appeared in all sampling sites. To explain the difference of regional distribution, the genetic differentiation was analyzed in south and northwest Cambodia (three sites) by using single nucleotide polymorphisms (SNP) analysis via genotyping-by-sequencing (GBS) using next-generation sequencing. The 2455 SNPs obtained by GBS clarified the three sub-populations and they corresponded to the expected dissemination patterns. These results provide a clue to understand the differentiation and epidemic of BPH in Cambodia.

    DOI: 10.1017/S0007485317000992

    Web of Science

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  21. Identification and validation of QTLs for cold tolerance at the booting stage and other agronomic traits in a rice cross of a Japanese tolerant variety, Hananomai and a NERICA parent, WAB56-104 査読有り

    Cornelius Mbathi Wainaina, Daigo Makihara, Mitsuru Nakamura, Akihiro Ikeda, Taro Suzuki, Yuko Mizukami, Toshihiro Nonoyama, Kazuyuki Doi, Mayumi Kikuta, Hiroaki Samejima, Daniel Makori Menge, Akira Yamauchi, Akira Yamauchi, John Munji Kimani, Yoshiaki Inukai

    Plant Production Science   21 巻 ( 2 ) 頁: 132 - 143   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plant Production Science  

    In Africa, cold temperatures occur in the highlands of East and Southern Africa and in some areas of the Sahel region of West Africa leading to substantial rice yield losses. Cold tolerance (CT) at booting stage on basis of spikelet fertility after cold water irrigation was evaluated using F2 population derived from a cross between temperate japonica, Hananomai, and tropical japonica, WAB56-104. Two Quantitative trait loci (QTLs) for CT were detected on chromosome 8 and 10 with enhanced effects on the trait coming from Hananomai and WAB56-104 allele, respectively. The QTLs explained 30% and 33% of phenotypic variation in spikelet fertility, respectively. CT was negatively correlated with panicle number (r = −0.35, p < 0.01) and positively correlated with panicle weight (r = 0.61, p < 0.001). Selected BC1F4 and BC1F5 genotypes having homozygous alleles for both CT QTLs exhibited higher spikelet fertility under cold stress. The identified QTLs will be useful in the development of cold-tolerant varieties for production in high altitude areas through marker-assisted selection.

    DOI: 10.1080/1343943X.2018.1440970

    Web of Science

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  22. Root plasticity under fluctuating soil moisture stress exhibited by backcross inbred line of a rice variety, Nipponbare carrying introgressed segments from KDML105 and detection of the associated QTLs

    Owusu-Nketia Stella, Inukai Yoshiaki, Ohashi Satomi, Rodriguez Suralta Roel, Doi Kazuyuki, Mitsuya Shiro, Kano-Nakata Mana, Manito Niones Jonathan, Dinh Thi Ngoc Nguyen, Takuya Kabuki, Makihara Daigo, Yamauchi Akira

    PLANT PRODUCTION SCIENCE   21 巻 ( 2 ) 頁: 106-122 - 122   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Plant Production Science  

    In rainfed lowland rice ecosystem, rice plants are often exposed to alternating recurrences of waterlogging and drought due to erratic rainfall. Such soil moisture fluctuation (SMF) which is completely different from simple or progressive drought could be stressful for plant growth, thereby causing reduction in yield. Root plasticity is one of the key traits that play important roles for plant adaptation under such conditions. This study aimed to evaluate root plasticity expression and its functional roles in dry matter production and yield under SMF using Nipponbare, KDML 105 and three backcross inbred lines (BILs) and to identify QTL(s) associated with root traits in response to SMF at two growth stages using Nipponbare/KDML105 F2 plants. A BIL, G3-3 showed higher shoot dry matter production and yield than Nipponbare due to its greater ability to maintain stomatal conductance concomitant with greater root system development caused by promoted production of nodal and lateral roots under SMF. QTLs were identified for total nodal root length, total lateral root length, total root length, number of nodal roots, and branching index under SMF at vegetative and reproductive stages. The QTLs detected at vegetative and reproductive stages were different. We discuss here that relationship between root system of G3-3 and the detected QTLs. Therefore, G3-3 and the identified QTLs could be useful genetic materials in breeding program for improving the adaptation of rice plants in target rainfed lowland areas.

    DOI: 10.1080/1343943X.2018.1446759

    Web of Science

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  23. Duplication and loss of function of genes encoding RNA polymerase III subunit C4 causes hybrid incompatibility in rice 査読有り

    Nguyen G.N., Yamagata Y., Shigematsu Y., Watanabe M., Miyazaki Y., Doi K., Tashiro K., Kuhara S., Kanamori H., Wu J., Matsumoto T., Yasui H., Yoshimura A.

    G3: Genes, Genomes, Genetics   7 巻 ( 8 ) 頁: 2565 - 2575   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:G3: Genes, Genomes, Genetics  

    Reproductive barriers are commonly observed in both animals and plants, in which they maintain species integrity and contribute to speciation. This report shows that a combination of loss-offunction alleles at two duplicated loci, DUPLICATED GAMETOPHYTIC STERILITY 1 (DGS1) on chromosome 4 and DGS2 on chromosome 7, causes pollen sterility in hybrid progeny derived from an interspecific cross between cultivated rice, Oryza sativa, and an Asian annual wild rice, O. nivara. Male gametes carrying the DGS1 allele from O. nivara (DGS1-nivaras) and the DGS2 allele from O. sativa (DGS2-T65s) were sterile, but female gametes carrying the same genotype were fertile. We isolated the causal gene, which encodes a protein homologous to DNA-dependent RNA polymerase (RNAP) III subunit C4 (RPC4). RPC4 facilitates the transcription of 5S rRNAs and tRNAs. The loss-of-function alleles at DGS1-nivaras and DGS2-T65s were caused by weak or nonexpression of RPC4 and an absence of RPC4, respectively. Phylogenetic analysis demonstrated that gene duplication of RPC4 at DGS1 and DGS2 was a recent event that occurred after divergence of the ancestral population of Oryza from other Poaceae or during diversification of AA-genome species.

    DOI: 10.1534/g3.117.043943

    Web of Science

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  24. Adapting Genotyping-by-Sequencing for Rice F2 Populations. 査読有り

    Furuta T, Ashikari M, Jena KK, Doi K, Reuscher S

    G3 (Bethesda, Md.)   7 巻 ( 3 ) 頁: 881 - 893   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:G3: Genes, Genomes, Genetics  

    Rapid and cost-effective genotyping of large mapping populations can be achieved by sequencing a reduced representation of the genome of every individual in a given population, and using that information to generate genetic markers. A customized genotyping-by-sequencing (GBS) pipeline was developed to genotype a rice F2 population from a cross of Oryza sativa ssp. japonica cv. Nipponbare and the African wild rice species O. longistaminata. While most GBS pipelines aim to analyze mainly homozygous populations, we attempted to genotype a highly heterozygous F2 population. We show how species- and population-specific improvements of established protocols can drastically increase sample throughput and genotype quality. Using as few as 50,000 reads for some individuals (134,000 reads on average), we were able to generate up to 8154 informative SNP markers in 1081 F2 individuals. Additionally, the effects of enzyme choice, read coverage, and data postprocessing are evaluated. Using GBS-derived markers, we were able to assemble a genetic map of 1536 cM. To demonstrate the usefulness of our GBS pipeline, we determined quantitative trait loci (QTL) for the number of tillers. We were able to map four QTL to chromosomes 1, 3, 4, and 8, and partially confirm their effects using introgression lines. We provide an example of how to successfully use GBS with heterozygous F2 populations. By using the comparatively low-cost MiSeq platform, we show that the GBS method is flexible and cost-effective, even for smaller laboratories.

    DOI: 10.1534/g3.116.038190

    Web of Science

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  25. A single base change explains the independent origin of and selection for the nonshattering gene in African rice domestication. 査読有り

    Win KT, Yamagata Y, Doi K, Uyama K, Nagai Y, Toda Y, Kani T, Ashikari M, Yasui H, Yoshimura A

    The New phytologist   213 巻 ( 4 ) 頁: 1925 - 1935   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:New Phytologist  

    Reduced seed shattering was a critical evolutionary step in crop domestication. Two cultivated rice species, Oryza sativa and Oryza glaberrima, were independently domesticated from the wild species Oryza rufipogon in Asia and Oryza barthii in Africa, respectively. A single nucleotide polymorphism (SNP) in the c gene, which encodes a trihelix transcription factor, causes nonshattering in O. sativa. However, the genetic mechanism of nonshattering in O. glaberrima is poorly understood. We conducted an association analysis for the coding sequences of SH3/SH4 in AA- genome rice species and the mutation suggested to cause nonshattering was demonstrated to do so using a positional-cloning approach in the O. sativa genetic background. We found that the loss of seed shattering in O. glaberrima was caused by an SNP resulting in a truncated SH3/SH4 protein. This mutation appears to be endemic and to have spread in the African gene pool by hybridization with some O. barthii accessions. We showed that interaction between the O. sativa and O. glaberrima domestication alleles of SH3 in heterozygotes induces a ‘throwback’ seed-shattering phenotype similar to that in the wild species. Identification of the causative SNP provides new insights into the molecular basis of seed shattering in crops and may facilitate investigation of the history of African rice domestication.

    DOI: 10.1111/nph.14290

    Web of Science

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  26. Identification of QTLs for yield-related traits in RILs derived from the cross between pLIA-1 carrying Oryza longistaminata chromosome segments and Norin 18 in rice 査読有り

    Gichuhi, E., E. Himi, H. Takahashi, S. Zhu, K. Doi, K. Tsugane and M. Maekawa

    Breed Sci.   66 巻   頁: 720-733   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1270/jsbbs.16083

  27. Loss of function at RAE2, a previously unidentified EPFL, is required for awnlessness in cultivated Asian rice 査読有り

    Bessho-Uehara, K., D.R. Wang, T. Furuta, A. Minami, K. Nagai, R. Gamuyao, K. Asano, R.B. Angeles-Shim, Y. Shimizu, M. Ayano, N. Komeda, K. Doi, K. Miura, Y. Toda, T. Kinoshita, S. Okuda, T. Higashiyama, M. Nomoto, Y. Tada, H. Shinohara, Y. Matsubayashi, A. Greenberg, J. Wu, H. Yasui, A. Yoshimura, H. Mori, S.R. McCouch and M. Ashikari

    Proc. Natl. Acad. Sci. USA   113 巻   頁: 8969-8974   2016年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.1604849113

  28. Construction of a versatile SNP array for pyramiding useful genes of rice 招待有り 査読有り

    Yusuke Kurokawa, Tomonori Noda, Yoshiyuki Yamagata, Rosalyn Angeles-Shim, Hidehiko Sunohara, Kanako Uehara, Tomoyuki Furuta, Keisuke Nagai, Kshirod Kumar Jena, Hideshi Yasui, Atsushi Yoshimura Motoyuki Ashikari , Kazuyuki Doi

    Plant Science     2015年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: doi:10.1016/j.plantsci.2015.09.008

  29. Oryza sativaとO. glumaepatulaの種間交雑後代に見出された染色体2に座乗する2個の連鎖するF1花粉不稔遺伝子 査読有り

    Sakata, M., Y. Yamagata, K. Doi and A. Yoshimura

    Breeding Science   64 巻 ( 4 ) 頁: 309-320   2014年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  30. Validation of QTLs for eating quality of japonica rice `Koshihikari' using backcross inbred lines 査読有り

    1. Wada, T., H. Yasui, T. Inoue, M. Tsubone, T. Ogata, K. Doi, A. Yoshimura and Y. Matsue

    Plant Prod. Sci.   16 巻   頁: 131-140   2013年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  31. イネGS3遺伝子の短粒アレルは複数の別々の由来をもつ 査読有り

      63 巻   頁: 77-85   2013年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  32. Molecular mapping of two loci conferring F1 pollen sterility in inter- and intraspecific crosses of rice 査読有り

    Win, K.T., Kubo, T., Miyazaki, Y., Doi, K., Yasui, H., Yamagata, Y. and Yoshimura, A.

    Genes Genomes and Genomics   6 巻   頁: 16-21   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  33. GS3 participates in stigma exsertion as well as seed length in rice 査読有り

    Takano-Kai, N., Doi, K. and Yoshimura A

    Breed Sci   61 巻   頁: 244-250   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  34. Independent evolution of a new allele of F1 pollen sterility gene S27 encoding mitochondrial ribosomal protein L27 in Oryza nivara 査読有り

    4. K.T. Win, Y. Yamagata, Y. Miyazaki, K. Doi, H. Yasui and A. Yoshimura

    Theor. Appl. Genet.   122 巻 ( 2 ) 頁: 385-394   2011年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  35. Artificial selection for a green revolution gene during japonica rice domestication 査読有り

    1. K. Asano, M. Yamasaki, S. Takuno, K. Miura, S. Katagiri, T. Ito, K. Doi, J. Wu, K. Ebana, T. Matsumoto, H. Innan, H. Kitano, M. Ashikari and M. Matsuoka

    Proc Natl Acad Sci USA.     2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.1019490108

  36. Introgression lines of rice (Oryza sativa L.) carrying a donor genome from the wild species, O. glumaepatula Steud. and O. meridionalis Ng. 査読有り

    2. A. Yoshimura, H. Nagayama, Sobrizal, T. Kurakazu, P.L. Sanchez, K. Doi, Y. Yamagata and H. Yasui

    Breed. Sci.   60 巻   頁: 597-603   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  37. Analysis of rice panicle traits and detection of QTLs using an image analyzing method 査読有り

    M. Ikeda, Y. Hirose, T. Takashi, Y. Shibata, T. Yamamura, T. Komura, K. Doi, M. Ashikari, M. Matsuoka and H. Kitano

    Breed. Sci.   60 巻   頁: 55-64   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  38. Mitochondrial gene in the nuclear genome induces reproductive barrier in rice 査読有り

    Y. Yamagata, E. Yamamoto, K. Aya, K.T. Win, K. Doi, Sobrizal, T. Ito, H. Kanamori, J. Wu, T. Matsumoto, M. Matsuoka, M. Ashikari, A. Yoshimura

    Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.   107 巻   頁: 1494-1499   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  39. A major QTL for resistance to green rice leafhopper (Nephotettix cincticeps Uhler) derived from African rice (Oryza glaberrima Steud.) 査読有り

    3. D. Fujita, K. Doi, A. Yoshimura and H. Yasui

    Breed. Sci.   60 巻   頁: 336-341   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  40. Evolutionary history of GS3, a gene conferring grain length in rice 査読有り

    Takano-Kai N, Jiang H, Kubo T, Sweeney M, Matsumoto T, Kanamori H, Padhukasahasram B, Bustamante C, Yoshimura A, Doi K, McCouch S.

    Genetics   182 巻   頁: 1323-34   2009年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  41. Multiple alleles at Early flowering 1 locus making variation in the basic vegetative growth period in rice (Oryza sativa L.) 査読有り

    H. Saito, Q. Yuan, Y. Okumoto, K. Doi, A. Yoshimura, H. Inoue, M. Teraishi, T. Tsukiyama, T. Tanisaka

    Theor. Apple. Genet.   119 巻   頁: 315-323   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  42. Identification of two loci causing F1 pollen sterility in inter- and intraspecific crosses of rice 査読有り

    K.T. Win, T. Kubo, Y. Miyazaki, K. Doi, Y. Yamagata and A. Yoshimura

    Breed. Sci.   59 巻   頁: 411-418   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  43. *Mapping of QTLs for floating ability in rice. 査読有り

    R. Kawano, K. Doi, H. Yasui, T. Mochizuki and A. Yoshimura

    Breed. Sci.   58 巻   頁: 47-53   2008年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  44. *Identification of mutants for abnormal pollen development in rice. 査読有り

    Y. Yamagata, K. Doi, H. Yasui and A. Yoshimura

    Breed. Sci.   57 巻   頁: 331-337   2007年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  45. QTL analysis of F1 pollen sterility observed in hybrids between Oryza sativa and O. rufipogon. 査読有り

    Y. Miyazaki, H. Nagayama A, K. Doi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   23 巻   頁: 39-41   2007年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  46. Identification of a new allele of F1 pollen sterility gene, S21, detected from the hybrid between Oryza sativa and O. rufipogon. 査読有り

    Y. Miyazaki, K. Doi, H. Yasui and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   23 巻   頁: 36-38   2007年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  47. Genetic Diversity of Myanmar rice cultivars detected by DNA markers. 査読有り

    Ohm Mar Saw, K. Doi, Khin Aye, K. Irie and A. Yoshimura

    J. Fac. Agr. Kyushu Univ.   51 巻   頁: 181-187   2006年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  48. *Molecular mapping of a novel gene, Grh5, conferring resistance to green rice leafhopper (Nephotettix cincticeps Uhler) in rice, Oryza sativa L. 査読有り

    Fujita, D., K. Doi, A. Yoshimura and H. Yasui

    Theor. Appl. Genet.   113 巻   頁: 567-73   2006年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  49. Introgression of a resistance gene for green rice leafhopper from Oryza nivara into cultivated rice, Oryza sativa L. 査読有り

    Fujita, D., K. Doi, A. Yoshimura and H. Yasui

    Rice Genetics Newsletter   21 巻   頁: 64-66   2004年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  50. Ehd1, a B-type response regulator in rice, confers short-day promotion of flowering and controls FT-like gene expression independently of Hd1. 査読有り

    Doi, K., T. Izawa, T. Fuse, U. Yanmanouchi, T. Kubo, Z. Shimatani, M. Yano and A. Yoshimura

    Genes Dev.   18 巻   頁: 926-936   2004年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  51. Genetic diversity of Myanmar rice cultivars detected by DNA markers. 査読有り

    Ohm Mar Saw, K. Doi, Khin Aye, K. Irie and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   20 巻   頁: 14-16   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  52. Mapping of a new resistance gene for green rice leafhopper introgressed from Oryza rufipogon Griff. into cultivated rice, Oryza sativa L. 査読有り

    Fujita, D., K. Doi, A. Yoshimura and H. Yasui

    Rice Genetics Newsletter   20 巻   頁: 79-80   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  53. QTL analysis for floating ability in rice. 査読有り

    Kawano, R., T. Mochizuki, H. Yasui, K. Doi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   20 巻   頁: 74-77   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  54. Mapping of genes for awn in rice using Oryza meridionalis introgression lines. 査読有り

    Matsushita, S., T. Kurakazu, Sobrizal, K. Doi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   20 巻   頁: 17-18   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  55. Identification of new alleles of awnness genes, An7 and An8, in rice using Oryza glumaepatula introgression lines. 査読有り

    Matsushita, S., P. L. Sanchez, Sobrizal, K. Doi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   20 巻   頁: 19-20   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  56. Sh3, a gene for seed shattering, commonly found in African in wild rices. 査読有り

    Nagai, Y. S., P. L. Sanchez, T. Kurakazu, K. Doi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   19 巻   頁: 74-76   2002年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  57. Genetic differentiation for nuclear, mitochondorial and chloroplast genomes in common wild rice (Oryza sativa L.). 査読有り

    Sun, C. Q., X. K. Wang, A. Yoshimura and K. Doi

    Theor. Appl. Genet.   104 巻   頁: 1335-1345   2002年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  58. Reciprocal chromosome segment substitution series derived from Japonica and Indica cross of rice (Oryza sativa L.). 査読有り

    Kubo, T., Y. Aida, K. Nakamura, H. Tsunematsu, K. Doi and A. Yoshimura

    Breed. Sci.   52 巻   頁: 319-325   2002年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  59. A seed shattering gene, Sh3, and its inhibitor gene found in an African cultivated rice, Oryza glaberrima Steud. 査読有り

    Nagai, Y. S., K. Doi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   19 巻   頁: 76-77   2002年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  60. Oryza meridionalis chromosomal segment introgression lines in cultivated rice, O. sativa L. 査読有り

    Kurakazu, T., Sobrizal, K. Ikeda, P. L. Sanchez, K. Doi, E. R. Angeles, G. S. Khush and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   18 巻   頁: 81-82   2001年

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  61. RFLP relationships of A-genome species in the genus Oryza. 査読有り

    Doi, K., M. Nakano, A. Yoshimura, N. Iwata and D. A. Vaughan

    J. Fac. Agr., Kyushu Univ.   45 巻   頁: 83-98   2000年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  62. Development of Oryza glumaepatula introgression lines in rice, Oryza sativa L. 査読有り

    Sobrizal, K. Ikeda, P. L. Sanchez, K. Doi, E. R. Angeles, G. S. Khush and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   16 巻   頁: 107-108   1999年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  63. RFLP mapping of S19, a gene for F1 pollen sterility found in backcross progeny of Oryza sativa and O. glaberrima. 査読有り

    Taguchi, K., K. Doi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   16 巻   頁: 70-71   1999年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  64. RFLP mapping of S20 and S21, loci for F1 pollen sterility found in a cross between Oryza sativa and O. glaberrima. 査読有り

    Doi, K., K. Taguchi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   16 巻   頁: 65-68   1999年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  65. RFLP mapping of a gene for heading date in African rice. 査読有り

    Doi, K. and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   15 巻   頁: 148-149   1998年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  66. RFLP mapping and QTL analysis of heading date and pollen sterility using backcross populations between Oryza sativa L. and O. glaberrima Steud. 査読有り

    Doi, K., A. Yoshimura and N. Iwata

    Breed. Sci.   48 巻   頁: 395-399   1998年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  67. A new locus affecting high F1 pollen sterility found in backcross progenies of Japonica rice and African rice. 査読有り

    Doi, K., K. Taguchi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   15 巻   頁: 146-148   1998年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  68. Development of a series of introgression lines of Japonica in the backgroud of Indica rice. 査読有り

    Aida, Y., H. Tsunematsu, K. Doi and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   14 巻   頁: 41-43   1997年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  69. The construction of chromosome substitution lines of African rice (Oryza glaberrima Steud.) in the background of Japonica rice (O. sativa L.). 査読有り

    Doi, K., N. Iwata and A. Yoshimura

    Rice Genetics Newsletter   14 巻   頁: 39-41   1997年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  70. Phylogenetic study of A-genome species of genus Oryza using neclear RFLP. 査読有り

    Doi, K., A. Yoshimura, M. Nakano, N. Iwata and D. A. Vaughan

    RiceGenetics Newsletter   12 巻   頁: 160-162   1995年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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書籍等出版物 5

  1. イネ収量関連遺伝子の同定と利用 –ケニアでの試み–

    土井一行、芦苅基行、菊田真由美、槇原大悟( 担当: 共著)

    アグリバイオ  2020年7月 

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    総ページ数:5   担当ページ:526-530   記述言語:日本語 著書種別:一般書・啓蒙書

  2. Development of rice promising lines using genomic technology and information in Vietnam

    Yoshimura A., Yasui H., Van Cuong P., Ashikari M., Angeres E.E., Van Hoan N., Phuong T.T., Yamagata Y., Hamaoka N., Doi K., Hanh T.T., Van Tan M., Trung N.Q., Iseri N., Ogata K.

    Crop Production under Stressful Conditions: Application of Cutting-edge Science and Technology in Developing Countries  2018年8月  ( ISBN:9789811073076

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  3. ゲノム情報を利用したイネの育種

    永井啓祐、黒川裕介、土井一行、芦苅基行( 担当: 共著)

    国際農林業協力  2015年3月 

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    総ページ数:10   担当ページ:10   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  4. Genetic variation in rice

    Doi K, Yasui H, Yoshimura A.( 担当: 共著)

    Elsevier  2008年4月 

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    記述言語:英語

    Completion of the genomic sequencing of rice has enhanced the discovery of new genes. Wild rice relatives are good sources for extending the genetic variation of cultivated rice. Reproductive barriers are commonly found in distant crosses of rice and are attracting attention. The combination of genetic analyses and molecular tools has greatly facilitated the molecular cloning of rice genes based on the classical approach and enabled the tracking of dissemination of the alleles for domestication. Basic information for population genetics study in rice is still being collected and is expected to provide an alternative approach for finding new genes. The wide genetic variation available in wild rice relatives and the combination of various genetic approaches will allow the analysis and understanding of genetic variation at the nucleotide sequence level, as well as the discovery of novel alleles by sequence-based approaches.

  5. イネゲノム配列解読でなにができるのか

    ( 担当: 分担執筆)

    農山漁村文化協会 

MISC 6

  1. イネ収量関連遺伝子の同定と利用 : ケニアでの試み (特集 多収イネの開発と将来展望)

    土井 一行, 芦苅 基行, 菊田 真由実, 槇原 大悟  

    アグリバイオ = Agricultural biotechnology4 巻 ( 7 ) 頁: 526 - 530   2020年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:北隆館  

    CiNii Books

  2. Effect of GN1a and WFP Introgression on the Yield and Yield Components in Two Rice Varieties in Kenya

    MENGE Daniel M, KIKUTA Mayumi, SAMEJIMA Hiroaki, GICHUHI Emily, KIMANI John M, ASHIKARI Motoyuki, ANGELES‐SHIM Rosalyn, SUNOHARA Hidehiko, JENA Kshirod K, YAMAUCHI Akira, DOI Kazuyuki, MAKIHARA Daigo  

    日本作物学会講演会要旨集247th 巻   頁: 110   2019年3月

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    記述言語:英語  

    J-GLOBAL

  3. 台中65号とausイネの交雑後代で見出された分離ゆがみの遺伝解析

    國枝真依, 春原英彦, 田崎三香子, 西内俊策, 西内俊策, 土井一行  

    育種学研究20 巻   頁: 42   2018年9月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

  4. 台中65号とLijiangxintuanheigu(LTH)の交雑で見出されたイネの新規F<sub>2</sub>弱勢遺伝子hwj1とhwj2

    國枝真依, 鈴木竜, 田崎三香子, 西内俊策, 西内俊策, 土井一行, 春原英彦  

    育種学研究20 巻   頁: 247   2018年3月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

  5. 穂先の退化を示すイネpanicle tip abortion変異体の解析

    春原英彦, 田崎三香子, 西内俊策, 犬飼義明, 土井一行  

    育種学研究19 巻   頁: 199   2017年3月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

  6. 台中65号とaus型イネの交雑後代で見出された染色体1長腕末端領域の分離ゆがみ

    國枝真依, 春原英彦, 島津瑛久, 田崎三香子, 西内俊策, 土井一行  

    育種学研究19 巻   頁: 166   2017年3月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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講演・口頭発表等 23

  1. Dual-NAM集団を用いた出穂期制御に関わる環境応答性遺伝子の同定

    齊藤 大樹,土井 一行,阿部 陽,小川 諭志

    日本育種学会第145回講演会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:東京大学  

  2. イネ矮小突然変異体 d1を用いた節間伸長パターンを制御する QTL の検出(2)

    Thi Quynh H, Sandar Mo, VV.P. Reyes, 土井 一行, 三浦 孝太郎, 前野 哲輝, 津田 勝利, 永井 啓祐, 芦苅 基行

    日本育種学会第145回講演会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京大学  

  3. イネ矮小突然変異体 d1を用いた節間伸長パターンを制御する QTL の検出(1)

    Sandar Moe, Thi Quynh Ha, V.P. Reyes, 土井 一行, 三浦 孝太郎, 前野 哲輝, 津田 勝利, 永井 啓祐, 芦苅 基行

    日本育種学会第145回講演会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京大学  

  4. 葯形質に着目したイネ耐冷性の遺伝解析

    菊地由夏、松山恵美子、島川昂大、Abebaw D. Mabreja、西内俊策、土井一行

    愛知県農学系4機関による研究交流会  2023年12月 

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    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:名城大学  

  5. 葯形質に着目したイネ耐冷性の遺伝解析

    菊地由夏、松山恵美子、島川昂大、Abebaw D. Mabreja、西内俊策、土井一行

    第30回日本育種学会中部地区談話会  2023年12月 

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    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:名古屋大学  

  6. FOEAS 圃場を活用したイネの水ストレス適応性評価

    野田康貴,松山恵美子,黒木隆一,土井一行, 槇原大悟,山内章,江原宏,仲田(狩野)麻奈

    東海作物研究  2023年11月 

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    開催年月日: 2023年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東海作物研究  

  7. イネ染色体部分置換系統(TD-CSSLs)利用による登熟関連形質の評価

    A. Mabreja、V. Reyes、西内俊策、土井一行

    日本育種学会第144回講演会  2023年9月  日本育種学会

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    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:神戸大学  

  8. 葯関連形質に着目したイネ耐冷性QTLの探索

    黒木隆一,V.P. Reyes,A.D. Mabreja,西内俊策,槇原大悟、土井一行

    日本育種学会第143回講演会  2023年3月 

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    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:静岡大学   国名:日本国  

  9. 陸稲の水不足ストレスへの反応に関与するQTLの探索

    松山恵美子,仲田麻奈,犬飼義明,黒木隆一,西内俊策,槇原大悟, 土井一行

    日本育種学会第143回講演会  2023年3月 

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    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:静岡大学   国名:日本国  

  10. 熱乾燥したイネの葉からの DNA 抽出

    熱乾燥したイネの葉からの DNA 抽出

    2022年度愛知県農学系4機関による研究交流会  2022年12月 

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    開催年月日: 2022年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  11. 水不足ストレスに対するイネの根系の可塑性の遺伝解析

    松山恵美子,仲田麻奈,犬飼義明,黒木隆一,西内俊策,伊藤幸司, 伊藤晃, 槇原大悟, 土井一行

    2022年度愛知県農学系4機関による研究交流会  2022年12月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  12. 黒木隆一,V.P. Reyes,A.D. Mabreja,西内俊策,土井一行

    バスマティイネの耐冷性改善のための遺伝解析

    第28回育種学会中部地区談話会  2022年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  13. 松山恵美子,黒木隆一,西内俊策,土井一行

    乾燥ストレスに対するイネの根の可塑性の遺伝解析

    第28回育種学会中部地区談話会  2022年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  14. UAV 空撮画像と物体検出技術を用いたイネ漏生地図の作成

    柴田 悟志 , 土井 一行 , 西内 俊策

    柴田 悟志 , 土井 一行 , 西内 俊策  2022年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:帯広畜産大学   国名:日本国  

  15. イネにおいて温度感受性雑種弱性を引き起こす新たな遺伝子組み合わせ

    Than Kutay Soe,國枝 真依,春原 英彦,犬飼 義明,V.P. Reyes,西内 俊策,土井 一行

    日本育種学会第142回講演会  2022年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年9月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:帯広畜産大学   国名:日本国  

  16. バスマティイネの耐冷性改善のための遺伝解析

    黒木隆一・V.P. Reyes・A.D. Mabreja・西内俊策・土井一行

    日本育種学会第141回講演会  2022年3月22日  日本育種学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2022年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  17. バスマティイネの耐冷性改善のための遺伝解析

    黒木隆一・V.P. Reyes・A.D. Mabreja・西内俊策・土井一行

    愛知県農学系4機関による研究交流会  2021年12月17日  名古屋大学・愛知県農業総合試験場

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  18. 乾燥ストレスに対するイネの根の可塑性の遺伝解析

    松山恵美子・黒木隆一・西内俊策・土井一行

    愛知県農学系4機関による研究交流会  2021年12月17日  名古屋大学・愛知県農業総合試験場

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  19. バスマティイネの耐冷性改善のための遺伝解析

    黒木隆一・V.P. Reyes・A.D. Mabreja・西内俊策・土井一行

    第 28 回育種学会中部地区談話会  2021年11月13日  日本育種学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  20. 乾燥ストレスに対するイネの根の可塑性の遺伝解析

    松山恵美子・黒木隆一・西内俊策・土井一行

    第 28 回育種学会中部地区談話会  2021年11月13日  日本育種学会

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  21. イネの配偶体型花粉不稔遺伝子gps7, gps12, gps14のマッピング

    渡辺美弥子、山形悦透、土井一行、安井秀、吉村淳

    日本育種学会第114会講演会 

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    開催年月日: 2008年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  22. イネのF1花粉不稔遺伝子S22における新たな対立遺伝子

    日本育種学会第113回講演会 

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    開催年月日: 2008年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  23. 高精度連鎖解析によるイネのF1花粉不稔遺伝子S22領域のダイセクション

    阪田光和、土井一行、山形悦透、ソブリザール、吉村淳

    日本育種学会第113会講演会 

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    開催年月日: 2008年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. ゲノム情報を利用した高バイオマスイネ作出に関する遺伝育種学的研究

    2009年4月 - 2012年3月

      詳細を見る

    高バイオマスイネの作成を試みる

科研費 8

  1. アフリカイネ由来の一年生遺伝子による転流能の強化

    2012年4月 - 2015年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

    ・アフリカイネ(Oryza glaberrima Steud.)由来の一年生遺伝子(qRA8)を単離し、イネが一年生/多年生の変異を示す原因を分子レベルで明らかにする。
    ・qRA8遺伝子を手がかりに、イネの一年生化にともなう光合成産物の配分の変化を解析し、それを制御することで、イネの多収化を試みる。

  2. 多面的アプローチによるイネ登熟能の強化

    研究課題/研究課題番号:22H02310  2022年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    土井 一行, 犬飼 義明, 西内 俊策, 杉浦 大輔, 槇原 大悟

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:16900000円 ( 直接経費:13000000円 、 間接経費:3900000円 )

    これまでに、ジャポニカ品種T65と比較してインディカ(aus)品種であるDV85は出穂時に茎葉部NSC含量が高く、出穂後にNSCおよび茎葉部乾物重が急速に減少し、穂重は急速に増加するという登熟様式を示すことを明らかにし、関与するQTLとしてqNSC1、qNSC2、qSWTR11を見出した。また、T65と高収量品種の北陸193号(H193)の交雑後代によるQTL解析では、H193の高いバイオマス生産性に関与するQTLとしてqPW1を、二次枝梗の種子稔性に関与するQTLとしてqPF_SB10を見出した。これらのQTLを多面的に評価して登熟能・実際の収量との関連を解析する。
    ジャポニカ品種T65とインディカ品種DV85では、登熟時の茎葉重の変化や茎葉部に蓄積される非構造正炭水化物(NSC)の動態が大きく異なる。これまでに、これらの形質に関与する量的形質遺伝子座(QTL)を両系統の交雑に由来する組換え自殖系統で検出した(Phung et al. 2019)。本研究はこれらのQTLを均一な遺伝的背景をもつ染色体部分置換系統(TD-CSSL)で評価し、QTLの原因遺伝子単離を目指している。
    TD-CSSLの形質評価の結果、精もみ収量に対して、シンク容量(すべての穎花が登熟した場合の収量)・充てん率(実際の玄米重/すべての穎花が登熟した場合の玄米重)・バイオマス(穂重+茎葉重)・種子稔性(登熟歩合)などに正の相関が見られた。また、シンク容量に対し、充てん率および種子稔性は負の相関を示した。充てん率と種子稔性の相関は高かった(R=0.76, p=0)。充てん率とバイオマス、充てん率と粗もみ重の間には相関がなかった。また、玄米の粒厚と充てん率には正の相関(R=0.51, P<0.001)があった。TD-CSSLの評価で計測に手間がかかる充てん率を評価するには、種子稔性や粒厚の測定が有用であることが明らかとなった。
    また、TD-CSSLの遺伝子型をgenotyping by sequencingにより決定し、登熟期間中のNSC量や茎葉重の減少に関与する既報のQTL(Phung et al. 2019)との照合を行ったが、TD-CSSLに導入されたDV85由来の染色体領域との単純な一致は見られなかった。NSCについては解析途中であり、さらに検討を進める。
    北陸193号が出穂期にNSCを茎葉部にT65よりも多く蓄積することを確認し、この原因となりうるQTLを染色体11に検出した。
    材料の育成では、TD-CSSLからQTLのピラミディング系統の作出と高精度連鎖解析向けの分離集団の作出を行った。
    本研究では、T65と比較した場合のDV85の高いの充てん率に関与するQTLの候補として、出穂期のNSC蓄積に関与するqNSC1、登熟期の茎葉部のNSC減少に関与するqNSC2、登熟期の茎葉部の乾物重減少に関与するqSWTR11などの効果の確認を目的にTD-CSSLの形質評価を行っており、やや遅れ気味ではあるが、実験の進捗は順調である。また、NSC測定に関しては、従来の粉砕装置では処理速度・騒音の問題があり律速となっていたが、新たな方法を導入してスピードアップできた。また、交配によるピラミッド系統の作出やTD-CSSL由来の分離集団の作出も順調に行った。ただし、2022年の田植え時期の酷暑による活着不良でイネの成育が不均一となり、実験結果に影響があった可能性があり、一部で再度の実験を要する。
    NSCの動態に関しては、qSWTR11が導入されているCSSLで茎葉重の減少は顕著ではなかったが、出穂期の高NSC、登熟期のNSC減少が見られた。このことは、染色体11に登熟期間中のNSC動態に関与する遺伝子が存在することを示唆した。これについて、重点的に解析をすすめ、充てん率に影響があるかどうかを確認する。また、最終的な収穫期だけでは登熟能の評価は困難であることは明らかであり、登熟の途中である出穂20日後のサンプルを利用し、登熟・種子充てんの速度が評価できないかを検討する。この場合、単純な重さだけでなく、未熟粒の比率を穀粒判別機により測定するなど、より登熟の動態を詳細に調査する実験系を確立する必要がある。

  3. イネ葉鞘における塩排除の分子機構と塩害下での生理的意義の解明

    研究課題/研究課題番号:22H02325  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    三屋 史朗, カルタヘーナ ジョイス, 杉浦 大輔, 土井 一行

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    担当区分:研究分担者 

    イネ葉鞘の塩排 除能の分子機構と塩害下での生理的意義の解明を目的とし、CRISPRによるゲノム編集や過剰 発現などの遺伝子改変技術を用いて、これまでに見出した塩輸送体遺伝子や転写因子の候補遺 伝子から実際に葉鞘の塩排除に関わる遺伝子を同定する。また、QTL解析を行い葉鞘の塩排 除能の品種間差に関わる遺伝子座を同定し、遺伝的背景が同一でQTLのみ異なる残余自殖系統を作製して、葉鞘の塩排除能が塩害下のイネ生産性の維持にどのように寄与するかを調べる。
    イネ葉鞘の塩排除能の分子機構と塩害下での生理的意義の解明を目的とし、CRISPRによるゲノム編集や過剰発現などの遺伝子改変技術を用いて、これまでに見出した塩輸送体遺伝子や転写因子の候補遺 伝子から実際に葉鞘の塩排除に関わる遺伝子を同定する。また、QTL解析を行い葉 鞘の塩排 除能の品種間差に関わる遺伝子座を同定し、遺伝的背景が同一でQTLのみ異なる残余自殖系統を作製して、葉鞘の塩排除能が塩害下のイネ生産性の維持にどのように寄与するかを調べることが目的である。
    まずCRISPOR-Cas9によるノックアウト変異株作出用コンストラクトを作製した。その後アグロバクテリウムに形質転換し、イネカルスに感染させた。しかしその後再分化個体を得ることができなかった。また、HKT1;1, HKT2;1, NHX1, Jumonji遺伝子のTos17挿入株の表現型解析の結果では、現在までにNHX1ノックアウト株が葉鞘の塩排除能の減少する表現型を示している。その他はデータのばらつきが大きく、まだ葉鞘の塩排除能への変化の有無は結論付けられない。
    次に、Chop-qPCR法を用いて塩応答する塩輸送体遺伝子群、および塩応答性転写因子遺伝子のプロモーター領域のDNAメチル化程度を調べた。現在までに調べたほとんどの遺伝子について、発現量の変化とDNAメチル化程度の変化に関係は見られなかった。
    さらに、ノナボクラ/コシヒカリCSSLのうち、SL502, 536とコシヒカリのF2個体を用いたQTL解析では、栽培・収穫が終わった。SL509とコシヒカリのF2集団は作製した。またQTL集積を見越したSL502とSL509の交配を行い、F1種子を得た。さらに、残余自殖系統の作製のため、IR-44595と318を用いたF5系統より、QTL-seq解析用系統の作出に成功した。また、QTL集積系統の作出にも成功した。
    特に葉鞘の塩排除関連候補遺伝子群の過剰発現株、ノックアウト変異株の作出に遅れが生じている。CRISPR-Cas9用コンストラクトを作製し、アグロバクテリウムに形質転換してイネカルスに感染させた。しかし現在までに再分化個体を得ていない。再分化個体が得られるにはカルス誘導からもう一度行う必要があり、予定より遅れている。さらに、Tos17挿入株の表現型解析においても、個体間のばらつきが大きく、十分に結論付けることができなかったため、表現型解析も再度行う必要がある。これらの理由から、予定よりもやや遅れている。
    本研究課題は、当初申請した方策で進めていく。ただし現在遅れている理由についての方策として、まず葉鞘の塩排除関連候補遺伝子群の過剰発現株、ノックアウト変異株の作出の遅れについては、再分化誘導に用いる試薬、特に植物ホルモンをもう一度作り直し、再分化誘導を試みる。またCRISPR-Cas9コンストラクトを用いない野生型イネカルスをポジティブコントロールとして用い、作製した試薬の質をチェックする。
    次に個体間のばらつきが大きく結論付けることのできなかった表現型解析については、扱う個体数を増やし、環境のばらつきも考慮した実験計画法(乱塊法)を用いて再度表現型解析を行う。

  4. Dual-NAM集団を用いた出穂期メタQTLの環境応答性を評価する数理モデリング

    研究課題/研究課題番号:21K05522  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    齊藤 大樹, 小川 諭志, 土井 一行, 阿部 陽

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    これまでイネの出穂特性に関する多くの遺伝学的研究が行われてきたが、新たなニーズに応える品種を速やかに育成するために、どのような出穂期関連遺伝子ハプロタイプセット(各遺伝子座の対立遺伝子の組み合わせ)を選択すれば最適なのか明らかでない。本研究は、世界各地域の栽培暦や環境条件に適応する最適な出穂期遺伝子座のハプロタイプセットを選択できるようにするため、出穂期遺伝子の環境応答性(特に日長反応性と温度反応性)を明らかにする数理モデルを構築することである。
    イネにおいて出穂期は品種の地域適応性を決定し、生産性に寄与する最も重要な農業形質の一つである。本研究は、世界各地域の栽培暦や環境条件に適応する最適な出穂期遺伝子座のハプロタイプセットを選択できるようにするため、複数の遺伝解析集団を複数の試験地において、複数年栽培することによって得られるデータをもとに、出穂期遺伝子の環境応答性(特に日長反応性と温度反応性)を明らかにする数理モデルの構築を目指す。昨年度は、主に石垣市において、7つの遺伝解析集団を2つの作型で試験を行い、得られた結果を用いてQTL解析を実施したところ、それぞれ作型に特異的なQTLsならびに2つの作型に共通するQTLsを同定した。今年度は、石垣に加え、愛知県ならびに岩手県において同様の解析集団を栽培し、これまでに1758系統の出穂データを取得した。加えて、これらの栽培地の環境データ(気温、日射量、降水量等)を取得し、環境応答性に関するパラメーターの設定を行った。
    石垣での2つの作型に加え、愛知県および岩手県において栽培試験を実施し、出穂期データを取得した。これまで石垣4作型、愛知1作型、岩手1作型、合計6作型において1758系統のデータを順調に取得し、数理モデル構築に向けた検討をスタートした。
    石垣および分担研究者が所属する研究機関 (岩手県北上市、愛知県愛知郡東郷町)において、同じ遺伝解析集団を用いて栽培試験を継続する。また、得られた出穂データおよび各系統の環境応答性パラメーターを指標とした QTL解析を実施するとともに、境応答性を明らかにする数理モデルの構築と検証を試みる。

  5. 出穂期の人為制御による熱帯アジアで多発するイネ高温不稔障害の回避

    研究課題/研究課題番号:20KK0138  2020年10月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    犬飼 義明, 黒川 裕介, 土井 一行

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    担当区分:研究分担者 

    異常高温がイネの出穂時に重なることで受精に支障が生じ、収量が大幅に低下する。我々は、栽培時の水管理の違いにより、出穂時期を変動できる遺伝系統の選抜に成功した。本系統を利用すれば、高温のピークと出穂時期の重なりを回避できる新品種・栽培技術の開発が期待できる。イネは短日植物であり、花芽形成の誘導を通した出穂期の決定は日長の違いに大きく影響を受ける。そこで本研究課題では、厳しい高温不稔が多発する熱帯アジアのうち、緯度の違いにより日長が大いに異なる3ヶ国を対象国に選定した。これらの海外共同研究者と共に、異常高温に耐えるのではなく、それを回避できるイネ系統の育成とその水管理栽培技術の確立を目指す。
    異常高温がイネの出穂時に重なることで不稔が生じ、深刻な収量の低下が誘発されるため、アジア各国の研究者が高温不稔耐性に関わる有用形質の解明に取り組んでいる。一方、さらなる温暖化に備え、高温のピークと出穂時期の重なりを回避できる新技術の開発も必要不可欠である。そこで本年度は昨年度に引き続き、節水栽培下(間断灌漑下)にて出穂期が変動する系統の選抜、および出穂変動のメカニズムを調査した。
    野生稲および栽培イネの染色体断片を持つ染色体断片置換系統群を含む約300系統を節水栽培下にて育成し、出穂期を調査した。その結果、節水栽培(落水)の開始時期が異なると同一系統において出穂期が変動したため、選抜系統において出穂期の遅延を誘導するには、少なくとも出穂30日より前に地下水位を低下させることが必要であった。一般に、シビアな乾燥ストレスは出穂を遅延させるが、節水栽培による軽微な乾燥ストレス下では、多くの系統で出穂が早まる傾向が確認された。節間長および穂長を経時的に計測した結果、節水栽培により幼穂分化が促進され、湛水下と比べ節間および穂が早く伸長を開始した。さらに、AWD下では湛水下よりも早い時期に花成促進遺伝子の発現が誘導されていた。この結果から、多くの系統では節水栽培により花成誘導が促進され、出穂期が早まったと考えられた。一方、少数の系統では逆に出穂が遅延する傾向が認められ、水管理により出穂期が変動する新たな系統の選抜が可能であった。 さらに約2000系統からなるNAM集団を材料に解析を行い、出穂遅延に関わる遺伝子座を複数見出すことに成功した。
    昨年度までの渡航制限のため、web上での打合せを通じて材料の輸出入や現地での圃場栽培試験を慎重に進めてきた。しかし、適切な時期におけるデータの取得や遺伝子解析のためのDNA/RNA抽出を目的としたサンプリングが困難な場合が生じ、研究計画の遂行が大きく遅れていた。一方、本年度からは徐々に回復してきており、適切なデータの取得やサンプリングが可能となってきている。そのため、遅れを少しずつ取りもどすことができつつあり、今後も渡航制限は生じないとする見通しもたってきていることから「やや遅れている」と判断した。
    本研究では、以下のI~IIIを海外の研究者グループの研究拠点であるフィリピン稲研究所等に研究代表者らが直接出向き、国際共同研究として実施する。
    < I.水管理により出穂期を制御できる新規QTLの同定とアクセッションラインの評価>海外共同研究者の協力の下、遺伝解析用系統をフィリピン稲研究所の節水栽培圃場にて育成し、全系統の出穂日を調査する。次に、処理区間での出穂日の差を系統毎に算出し、これをもとにアソシエーション解析による目的QTLの検出を試みる。
    < II.検出QTLsの有用性、ならびにCSSLおよび選抜アクセッションラインの評価>上記にて検出されたQTL領域の染色体断片を持つCSSL同士を交配してF1種子を取得後、さらに他のQTL領域を有するCSSLと交配していくことで、複数のQTLを合わせ持った蓄積系統を作出する。本QTL蓄積系統、ならびに前年度に選抜された有望系統を強度や時期の異なる落水処理を行いつつ、3ヶ国にて育成する。この際、出穂遅延能や他の農業形質を精査することで、これら育成・選抜系統の有用性を評価するとともに、その能力を十分に発揮できる水管理技術を確立する。
    < III.間断灌漑により誘導される出穂遅延機構の解明>出資遅延を支配するQTLの単離に向け、まずはそのマッピング材料を日本にて準備する。次に、これらをフィリピン稲研究所にて大規模に展開し、異なる水環境下での出穂の差を系統毎に算出する。同時に、これらの葉からDNAを抽出し、日本へ送付後に遺伝解析を行う。最終的に、これらの遺伝子型と現地出穂期データを用いた大規模連鎖解析により、候補QTLを同定する。一方、その翌年の栽培時には、葉から経時的にRNAを抽出し、既知出穂関連遺伝子群の発現解析等を通して、本候補QTLによる出穂遅延機作を考察する。

  6. 遺伝型・表現型が支配する水稲根圏の微生物食物連鎖構造と機能

    研究課題/研究課題番号:20H02887  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    村瀬 潤, 中園 幹生, 土井 一行, 西内 俊策

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    担当区分:研究分担者 

    根圏は植物と土壌微生物の相互作用のホットスポットである。植物根が土壌微生物に特徴的な生育環境を提供する一方、植物の良好で健全な生長は根圏微生物群集の構成やはたらきと深い関係にある。原生生物による捕食作用は、細菌・糸状菌の群集構造や活性に影響を与える重要なファクターであると認識されているが、根圏での原生生物のはたらきが他の微生物および植物の生育に与える影響はほとんど明らかにされていない。本研究では、水稲根圏における微生物食物連鎖の構造とその機能を解析し、イネの品種と根圏微生物との連関を明らかにする。
    植物根に生息する微生物群集のハイスループット分子分析のための核酸抽出および精製方法を開発した。 施肥条件および無施肥条件で栽培した水稲120品種の根微生物群集の組成と微生物食物連鎖の構造を明らかにした。根微生物群集と、施肥条件によって支配されるイネの遺伝子型および表現型との関係を分析した。GWAS解析により根微生物群集を制御するイネ候補遺伝子を抽出した。根微生物群集の構成に及ぼすイネの遺伝子型、表現型、土壌型の重要性を比較解析した。 根微生物の窒素固定活性と窒素固定遺伝子を定量し、施肥効率の高いイネ品種は施肥にともなう窒素固定活性や特定の窒素固定遺伝子の低下の程度が少ないことを明らかにした。
    本研究では、遺伝情報が明らかとなっているイネ120品種を対象に根に生息する微生物(細菌、古細菌、真核微生物)群集の網羅的解析を行い、イネの遺伝型、表現型との関係を初めて明らかにした。根微生物群集の構成は施肥の影響を大きく受けること、施肥の影響はイネの遺伝型によって異なること、さらに土壌タイプが根微生物群集を規定する重要な因子であることが示され、イネと根圏微生物の相互作用に関する基盤的な知見を提供するができた。また、本研究により得られた根に生息する窒素固定微生物の生態に関する知見は、将来のイネ育種を含め、土壌微生物の機能を活かした低施肥農業、持続的農業に資するものである。

  7. オリザ・ロンギスタミナータに由来するイネの環境ストレス耐性機構の解明と遺伝解析

    研究課題/研究課題番号:18H02187  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    槇原 大悟, 犬飼 義明, 菊田 真由実, 土井 一行, 前川 雅彦

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    担当区分:研究分担者 

    アフリカの野生イネであるロンギスタミナータ由来の染色体断片を栽培イネ品種に導入した染色体断片置換系統群(LCSILs)の遺伝子型を次世代シーケンサーで解析するとともに、いもち病抵抗性、耐塩性および耐冷性を評価した。いもち病抵抗性には系統間で大きな変異が認められ、その違いはロンギスタミナータ由来遺伝子の供与親であるpLIA-1の染色体断片が導入されたためと考えられた。耐塩性を示した5系統におけるpLIA-1の染色体置換位置は既知の耐塩性QTLと一致していなかった。耐冷性の強い系統は見出されなかった。LCSILsはいもち病抵抗性および耐塩性育種のための交配材料として有用であることが示された。
    LCSILsにはロンギスタミナータ由来遺伝子の供与親に由来する多様ないもち病抵抗性遺伝子が含まれていた。また、LCSILsの中から同定された耐塩性系統は、既知の耐塩性QTLとは異なる位置で遺伝子供与親の染色体に置換されていた。これらの成果はロンギスタミナータが有する未利用の有用遺伝子を利用したイネの品種改良に繋がるものである。LCSILsの反復親として用いたバスマティは、イネの消費が急拡大しているアフリカのケニアでも高価格で取引される人気の高いイネである。本研究で得た情報に基づきLCSILsを育種利用し、バスマティの品種改良を進めることにより、ケニアにおける稲作の安定化に貢献することが出来る。

  8. イネ配偶体型花粉不稔遺伝子の単離

    2007年

    科学研究費補助金  特定領域研究,課題番号:19043013

    土井 一行

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    担当区分:研究代表者 

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産業財産権 2

  1. 植物寄生性センチュウ防除剤

    澤 進一郎、春原英彦、佐藤 豊、土井一行

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    出願番号:特願2021-024793  出願日:2021年2月

  2. 植物の開花時期を促進するEhd1遺伝子およびその利用

    矢野昌裕,布施拓市,山内歌子,吉村淳,土井一行

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    出願番号:特願2002-153807  出願日:2004年5月

 

担当経験のある科目 (本学) 37

  1. 修士論文研究

    2023

  2. 国際農学演習

    2023

  3. 植物分子育種学特論

    2023

  4. 卒業論文研究

    2023

  5. 博士論文研究

    2023

  6. 専門セミナー

    2023

  7. 資源生物科学専門講義

    2023

  8. 海外実地研修

    2023

  9. 海外学生受入研修

    2023

  10. 生命農学本論

    2023

  11. 生命農学序説

    2023

  12. 資源生物科学実験実習

    2023

  13. 生命農学序説

    2022

  14. 資源生物科学実験実習

    2022

  15. 博士論文研究

    2022

  16. 専門セミナー

    2021

  17. 卒業論文研究

    2021

  18. 植物分子育種学特論

    2021

  19. 博士論文研究

    2021

  20. 資源生物科学専門講義

    2021

  21. 海外実地研修

    2021

  22. 海外学生受入研修

    2021

  23. 資源生物科学実験実習

    2021

  24. 生命農学本論

    2021

  25. 博士論文研究

    2020

  26. 植物分子育種学特論

    2020

  27. 生命農学本論 (留学生向け)

    2020

  28. 生命農学本論

    2020

  29. 海外学生受入研修

    2020

  30. 海外実地研修

    2020

  31. 資源生物科学専門講義

    2020

  32. 資源生物科学実験実習

    2020

  33. 専門セミナー

    2020

  34. 海外学生受入研修

    2020

  35. 卒業論文研究

    2020

  36. 生物学実験

    2011

  37. 生物学実験

    2011

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社会貢献活動 14

  1. 東郷フィールド講演会

    役割:運営参加・支援

    東郷フィールド  2022年10月

  2. 附属学校の支援(東郷フィールド見学)

    役割:講師, 運営参加・支援

    東郷フィールド  2022年10月

  3. ふれあい教室

    役割:運営参加・支援, 実演

    2022年10月

  4. JICAアフリカ稲作研修

    役割:講師, 情報提供, 運営参加・支援

    JICA・JISNAS(名古屋大学)  JICAアフリカ稲作研修  2022年9月

  5. 東郷フィールド講演会

    役割:運営参加・支援

    東郷フィールド・東郷町  東郷フィールド講演会  2022年7月

  6. Rice breeding workshop

    役割:講師, 情報提供, 運営参加・支援

    農学国際教育研究センター  Rice breeding workshop  2022年3月

  7. 職場体験

    役割:運営参加・支援

    2021年11月

  8. 東郷フィールド講演会

    役割:運営参加・支援

    東郷フィールド  2021年10月

  9. 附属学校の支援(東郷フィールド見学)

    役割:講師, 運営参加・支援

    東郷フィールド  2021年10月

  10. JICAアフリカ稲作研修

    役割:講師, 情報提供, 運営参加・支援

    JICA・JISNAS(名古屋大学)  JICAアフリカ稲作研修  2021年10月 - 2021年11月

  11. ふれあい教室

    役割:運営参加・支援, 実演

    2021年10月

  12. 東郷フィールド講演会

    役割:運営参加・支援

    東郷フィールド・東郷町  東郷フィールド講演会  2021年7月

  13. 東郷フィールド見学会

    役割:運営参加・支援

    東郷フィールド・東郷町  東郷フィールド講演会  2021年7月

  14. 東郷フィールドでの活動(農場講演会・見学会)実施

    役割:運営参加・支援, 実演

    名古屋大学東郷フィールド  2020年10月

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