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Jitsuyama Yutaka

Research Faculty of Agriculture　Fundamental AgriScience Research　Agrobiology and BioresourcesProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士（農学）, 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • Hydroponic culture
  • Natural farming
  • Root System
  • Cell Ultrastructure
  • Horticultural Crop
  • Freezing tolerance
  • Waterlogging tolerance
  • Germination
  • Environmental Stress
  • Field Crops
Research Field
  • Environmental Science/Agriculture Science, Horticultural science, Horticultural Science
  • Environmental Science/Agriculture Science, Crop production science, Crop Science
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2026 - Present
    Hokkaido University, Graduate School of Agriculture Research Faculty of Agriculture, Professor
  • Sep. 2011 - Mar. 2026
    Hokkaido University, Research Faculty of Agriculture, Lecturer
  • Feb. 2000 - Aug. 2011
    Hokkaido University, Research Faculty of Agriculture, Assistant instructor
Educational Background
  • Apr. 1996 - Sep. 1999, Hokkaido University, Department of Agriculture, Doctor course
Committee Memberships
  • Apr. 2023 - Present
    北海道園芸談話会, 運営幹事, Society
  • Apr. 2021 - Sep. 2025
    園芸学会英文誌編集委員会, 編集副幹事（出版幹事）, Society
  • Apr. 2019 - Mar. 2020
    園芸学会 英文誌編集委員会, 編集委員, Society
  • Sep. 2017
    園芸学会平成29年秋季大会運営委員会, 運営幹事, Society
  • Apr. 2015 - Mar. 2017
    北海道園芸研究談話会, 運営幹事, Society
  • Apr. 2009 - Mar. 2011
    日本作物学会, Plant Production Science 編集幹事, Society
  • Apr. 2010 - Oct. 2010
    日本作物学会, 第230回講演会運営委員, Society
  • Apr. 2007 - Mar. 2009
    日本作物学会, Plant Production Science 編集委員, Society
  • Apr. 2002 - Mar. 2004
    日本作物学会, 日本作物学会紀事 編集幹事, Society
  • Feb. 2000 - Jan. 2002
    日本育種学会 日本作物学会 北海道談話会, 庶務幹事, Society

Research activity information

■ Awards
  • 1999, Student Poster Second Prize in The 36th Annual Meeting of the Society for Cryobiology (Marseille-France)
■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
  • 作物学
    根本, 圭介; 平田, 昌彦
    文永堂出版, Sep. 2025, 9784830041471, xiv, 320p, Japanese
  • 作物学
    実山 豊, ライムギ・エンバク
    文永堂出版, Nov. 2013, [Contributor]
  • 園芸学の基礎
    実山 豊, 植物の成長と水の役割
    農山漁村文化協会, Sep. 2012, [Contributor]
  • Cryopreservation of tropical plant germplasm -current research progress and application-
    Fujikawa, S; Y. Jitsuyama, Ultrastructural aspects of freezing adaptation of cells by vitrification
    IPGRI, 1998, [Contributor]
■ Lectures, oral presentations, etc.
■ Syllabus
  • 作物生産生物学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 作物生産生物学特論演習, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 園芸科学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 園芸科学特論演習, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 大学院共通授業科目（一般科目）：複合領域, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 蔬菜園芸学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 生物資源科学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
■ Affiliated academic society
  • Aug. 2025 - Present
    THE JAPANESE SOCIETY FOR FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • The Hokkaido Society for Horticultural Research
  • THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE
  • JAPANESE SOCIETY FOR CRYOBIOLOGY AND CRYOTECHNOLOGY
■ Research Themes
  • Searching for dry-preservative condition by glass-transition of plant cells and challenge for new preservation technique for genetic resources
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026
    実山 豊
    既存の凍結保存例や乾燥細菌の既報を参考とし、スクロース及びグリセロール溶液を用いた乾燥前処理をアスパラガスのEmbryogenicカルスに施したところ、乾燥(1日)後に保存すると、保存3日以内に茶色に変色し、生存したものを見出すことができず、DT50（Dry Treatment for 50% of survival：供試したカルスの50%が生き残る保存日数）の延長が、前培養および乾燥処理で誘導されることを見出せなかった。
    今後は、本年度に供試できていない物質へも使用範囲を広げ、また、乾燥保存する温度も冷温域に幅を広げ、保存日数が延長できる乾燥前処理の模索を続ける。
    乾燥前処理の至適条件を評価するために、乾燥カルスをTRA（Thermal Rheological Analysis）及びDSC（Differential Scanning Calorimetry）に用いたところ、乾燥前処理せずに10日間乾燥させたカルスのガラス化転移温度（Tg）が40-45℃付近と定量できたものの、他の条件で処理したカルスのTgは、カルスの物性上の問題で正常に定量し得なかった。つまり、カルスのTRAまたはDSC定量条件は、前処理に影響を受けることが判明したため、更に精査する必要があると推察された。
    今後の実験の進め方については、以下のように変更する。まずDT50を少しでも延長すべく前処理の探索を行った後に、至適乾燥前処理後サンプルのTRAまたはDSCへの定量条件を精査してからTg推定を行い、これにより乾燥保存の成立メカニズムについて考察する。また供試材料には、既報にて乾燥保存後の再生率が高いことが判明しているカンキツ珠心胚（Sugawara et al., 2013, Cryobiology, 67: 436）の使用についても模索する。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 23K05219
  • Clarification of the mechanism on watercourse development in apple fruits related to dynamics of water and sorbitol metabolism
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
    鈴木 卓; 春日 純; 実山 豊; 上野 敬司
    1）圃場試験：みつ症果を発生する‘こうとく’および‘Red Gold(RG)’の成木（北大余市果樹園栽植）で、全面マルチおよび主枝に施した針金リング処理がみつ症果発生に及ぼす影響を調べた。みつ症の発生程度は、経時的に採取した果実（５果）の縦および横断面をwin-RHIZOで画像解析する方法により評価した。みつ症程度は両品種とも収穫直前の果実で顕著で、‘RG’の針金リング区は、対照区に比べて有意にみつ組織の面積が拡大した。
    ２）維管束組織の微細構造：みつ症果の発生に顕著な品種間差が認められており、果梗部から果実に至る維管束組織の構造的差異が、篩部液の果実内流入を制限している可能性があるため、果梗部を化学固定後パラフィン包埋し、横断切片を顕微鏡観察した。その結果、果梗部は、枝と同様にその中心を木部が大きく占め、篩部組織はその周辺を覆うように発達している様子が確認できた。
    ３）MALDI-TOF MS imaging：7月下旬に採取した‘こうとく’の未成熟果を表面殺菌後、無菌条件下で縦および横に切断し、その切断面を0.5Mの[1-13C]sorbitolを添加したMS培地で72時間培養し、MALDI-TOF MS imagingによる観察を行った。リンゴ果肉組織内で外与の[1-13C]sorbitolを基質として合成されたsucrose（通常のsucroseよりもm/zが1または2大きい分子）の果実内分布を観察したところ、[1-13C]を内包するsucrose濃度は果実中心部で低く、果肉の果皮側で高いことがわかった。
    ４）Sorbitolおよびsucrose代謝関連酵素遺伝子の解析：果肉組織から採取されたRNAの量および純度が低く、解析が容易ではないことがわかった。果肉細胞は大きく、核酸抽出には不向きな材料であるため、酵素活性に着目して研究を進める方が得策であると判断した。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 21H02180
  • ウリ科の異属間単為結実に関わる分子メカニズムの解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023
    志村 華子; 鈴木 卓; 実山 豊; 杉山 慶太
    スイカの雌花にユウガオの花粉を受粉すると約50％の確率で単為結実が生じる。ユウガオの花粉はスイカの子房内で単為結実を引き起こす特異的な反応を誘導すると考え、今年度も受粉処理から経時的にスイカ子房を採取し、RNA-seqを用いたトランスクリプトーム解析によって単為結実に関わる遺伝子の探索を行った。ユウガオ花粉を受粉した際に、肥大または非肥大の違いが視覚的に判別可能になるのは受粉96時間以降だが、受粉72時間後のユウガオ受粉区（9個体）の遺伝子発現パターンをみると、4株はスイカ受粉区と同様のパターン、5株は単為結実を誘導しないニガウリ受粉区と同様のパターンを示したことから、前者は肥大し、後者は肥大しないと予想された。肥大すると思われるユウガオ花粉受粉72時間区でのみ発現量が高い遺伝子には、細胞壁修飾酵素を制御するタンパク質をコードする遺伝子DUF642やABAおよびストレス誘導遺伝子HVA22などがみられた。肥大すると予想されるユウガオ花粉受粉72時間区とスイカ受粉区で共通して発現上昇しているものにはGA合成遺伝子が検出された。一方、肥大しないと思われるユウガオ花粉受粉72時間区で発現量が高い遺伝子の多くはニガウリ受粉区でも発現量が高く、ジャスモン酸応答、ブラシノステロイド応答に関わる遺伝子が多く検出された。また、さらに早い時間（受粉後36時間、48時間）では、受粉区による遺伝子発現パターンの中に結実の有無と関連がありそうな傾向は明確には見出されなかった。実際にはまだ肥大は起こっていないが、単為結実となるかどうかを決定する遺伝子発現の違いは受粉72時間後ではもう起こっていると考えられた。受粉後36から48時間はまだ肥大方向へ進むかどうか過渡期の状態ではないかと思われ、72時間までの経時的変化をさらに詳細に調べる必要があると考えられた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 20H02974
  • Elucidation of parthenocarpic fruit induction in watermelon by pollination with bottle gourd pollen
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2017 - 31 Mar. 2020
    Sugiyama Keita
    We studied the phenomenon of parthenocarpy of watermelon induced by pollinating with bottle gourd pollen. Bottle gourd pollen had high contents of IAA and isopentenyl adenine. The change in ABA in watermelon ovary after pollination with bottle gourd pollen were similar to that of pollination of watermelon pollen. In addition, auxin response factor (ARF) and auxin/indole 3-acetic acid (AUX/IAA) were detected by proteomic analysis, and it was considered to be related to parthenocarpy. The gene expression patterns in the ovary of watermelon induced by pollination of watermelon pollen and bottle gourd pollen were similar, it was shown that gene expression changes related to parthenocarpy occurred 48 hours after pollination. In the family Cucurbitaceae, we revealed that there were many combinations of parthenocarpy induced by pollinating using another genus pollen.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), National Agriculture and Food Research Organization, 17H03768
  • Approach to the mechanism of water core development in apple fruit associated with mobility of water
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2018
    SUZUKI TAKASHI
    The authors hypothesized that the water core tissue could be formed by overflowed sorbitol-rich sap into the intercellular space which was translocated via peduncle just before maturing of the fruits according to the previous observations using Cryo-SEM. Pseudo water core tissue was formed artificially in maturing apple fruits by injecting red-dye solution via peduncle using pressure-chamber apparatus. After a treatment with 200 kPa for 24 h the center, vascular bundles in receptacle and inside of epidermis on horizontal section of the fruits were red-stained, but the original water core tissue was not. Thus, water core development would not be related to overflow of sap. Distribution of sorbitol and sucrose in apple fruit flesh was visualized utilizing MALDI-TOF imaging MS. Sorbitol accumulated around center of the fruit, but sucrose content became gradually higher in cortex side. Sorbitol distribution in a water core fruit did not entirely coincide with the water core tissue regions.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 16K14845
  • New strategy for prevention of frost damage to plants
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2017
    FUKUSHI YUKIHARU
    The crude extracts of plant leaves (65 species) were examined in this research revealed that they showed various levels of anti-ice nucleation activity (supercooling activity). In particular, the leaf extracts of Picea glehnii, Brassica juncea (red mustard), Sasa senanensis, Salix bakko, Laurus nobilis, Citrus sudachi, Perilla frutescens, Camellia sinensis, and Taraxacum officinale showed relatively high anti-ice nucleation activity by droplet freezing assays. Anti-ice nucleation effects were clearly shown on leaves by using our new leaf-disc freezing assay system. Application of plant extracts in a tea plantation is in consultation.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 15K14667
  • Study of relationship between soybean comprehensive wet tolerance and water permeability of tissue cells
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2017
    JITSUYAMA Yutaka
    Soybean is easy to suffer flooding injuries at both stages of seeding and vegetative growth. To understand the mechanism of the injury, we investigated the wet tolerance of various soybean cultivars focusing on the water permeability of the root or the seed coat. In case of vegetative injury, the tolerant cultivars had abilities of increasing root mass and specific root aquaporins in hypoxia condition, and kept the high root conductivity even under flooding. In case of seed flooding injury, the QTLs from tolerant wild lines could increase the germination rate after flooding, and one of them is same one for ‘seed hardness’. Thus, two different types of soybean flooding injuries might link to the organ water permeability closely.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 26450015
  • Study of relationship between soybean comprehensive wet endurance and water permability of tissue cells
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    Apr. 2014 - Mar. 2017
    JITSUYAMA Yutaka
    Japan Society for the Promotion of Science, Principal investigator, Competitive research funding
  • Role of soybean aquaporins in inhibition of water uptake under flooding
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2016
    Ishikawa Junko; MURAI Mari; MATSUO Naoki; JITSUYAMA Yutaka
    Soybean is generally susceptible to flooding. In Japan, flooding is a serious problem, because soybeans are often cultivated in the fields converted from paddy fields. Understanding mechanism of the flooding susceptibility is important for developing tolerant genotypes. In the present study, we investigated role of aquaporins in inhibition of water uptake under the flooding. Aquaporins play key roles in regulation of water uptake from the roots. We demonstrated that submerging treatment decreased gene expression of nine major root aquaporins. It suggests that the decrease in the aquaporin expression is a contributing factor in inhibition of water uptake from the roots of submerged plants.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), National Agriculture and Food Research Organization, 25450031
  • Investigation of dynamics in water infiltration in water absorption process of soybean seed
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
    Apr. 2012 - Mar. 2014
    JITSUYAMA Yutaka
    Dried soybean seeds are prone to suffer waterlogging injury just after seeding if they are exposed to excess moisture. After 3 hr of waterlogging treatment, significant differences in seed survival were detected among cultivars. In addition, the passive imbibition during 10 - 30 min of waterlogging, and the capillary imbibition during 0 - 10 min of flooding were caused by significant differences in the imbibition rate among cultivars. Although neither imbibition showed a significant correlation with the survival directly, the ratio between the passive and the capillary imbibition rate was significantly correlated with survival. Factors affecting imbibition included the hydraulic conductivity of the seed coat and seed osmolarity, which were significantly correlated with the passive and the capillary imbibition rate, respectively.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 24658013
  • Basic study of various crop activities and adaptability to hypoxic circumstance
    Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
    Apr. 2010 - Mar. 2013
    JITSUYAMA Yutaka
    Japan Society for the Promotion of Science, Principal investigator, Competitive research funding
  • Basic study on crop response and acclimation for low oxygenic condition
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
    2010 - 2012
    JITSUYAMA Yutaka
    Soybean’s wet injury is important obstacle in the production, however themechanism has not been clear. In this study, ‘low oxygenic condition’ was made artificially as a modelof wet soil with a hydroponic culture, various soybeans whose field-wet endurance were known, werestudied on the response for low oxygen. As results, the relationship between the response and the wetendurance was detected, and concluded that one of the main factor for soybean’s wet injury was lowoxygen. And cultivar-specific response for low oxygen, as like the reduction of leaf area or fine root,and the decline of root water uptake were found out.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (A), Hokkaido University, 22688002
  • Survey for weed control method with characteristics peculiar to a cold district
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
    Apr. 2007 - Mar. 2009
    JITSUYAMA Yutaka
    Japan Society for the Promotion of Science, Principal investigator, Competitive research funding
  • 寒冷地適応型雑草防除法に関する模索
    科学研究費助成事業 萌芽研究
    2007 - 2008
    実山 豊
    雑草防除を容易に省力化できれば, 更なる作業体系の拡充等が可能であろう. 適応範囲として北海道のような寒冷地域の積雪下に限定されるが, 寒剤の凝固点降下現象の雑草発芽抑制への利用の可能性について, 2年間のポット・圃場試験を行った.
    試験1年目に寒剤の圃場散布を模した調査を行った. 雑草埋土種子の出芽を有意に減少させるに十分な温度低下は高濃度の寒剤(30%w/w)で確認されたが, これは塩傷害をも誘引し, 凝固点降下効果が薄い0.4%w/wの寒剤混和でも塩害様相を呈した. 一方で, 雑草埋土種子の出芽は, 寒剤を混和せずに-20℃以低にまで低下させれば減少し, また, 十分量の雪と寒剤が混和されれば,-20℃近辺まで低温化する凝固点降下も確認された. これらのことから, 寒剤を圃場に直接混和することなく凝固点降下の効果のみを抽出, 土中に伝達させれば, 翌春の雑草数が減少する可能性が考えられた.
    試験2年目には, 高濃度寒剤を包含したシートの圃場被覆を模した調査を行った. この手法による雑草埋土種子出芽抑制効果は, 十分量のNaCl, CaCl_2, MgCl_2を用いた際,-20℃〜-80℃程度の低温条件と同等と示された. 次に融雪剤として市販されているMgCl_2を用いて, 圃場(エンバク緑肥圃場として用いられる圃場で, 除草剤処理は一切行っていない)での小規模実験を行った. 寒剤シートで処理すると, 対照区に較べ総雑草数は5%水準で有意に減少し, 雑草種に依っては(エノキグサ)1%水準で寒剤の効果が認められた. ただし, 本圃場の優占種だったシロザ等については効果が薄かった. シート被覆後に播種されたエンバクについても処理の効果は示されなかった.
    以上のことから, 降雪前の圃場に寒剤を含む資材(繰り返し使用可能)を土壌被覆することにより, 春〜夏期の出芽雑草数を抑制できる可能性が示唆された. しかしながら資材の選定や抑制効果の安定性・強度に課題は残され,更なる検証が必要であると結論した.
    日本学術振興会, 萌芽研究, 北海道大学, 19658005
  • New methodlogy for study of crop root activity under multiple soil stress
    Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
    Apr. 2004 - Mar. 2007
    JITSUYAMA Yutaka
    Japan Society for the Promotion of Science, Principal investigator, Competitive research funding
  • 複合型土壌ストレス環境下での作物根挙動調査における新展開
    科学研究費助成事業 若手研究(A)
    2004 - 2006
    実山 豊
    作物根に対する複合型土壌環境ストレス(乾燥ストレス,塩ストレス,緊密土壌ストレス)には多くの場合,土壌中の水動態が密接に関連している.本研究は,最終的に作物育成環境での水動態モニターを目指しており,作物根への土壌ストレスの調査基盤として,密閉簡易型の作物育成ポットによる水のトレーサー試験の手技を確立した.以下研究概要を示す.
    ・D2Oによる水動態のトレースが可能な透明アクリル樹脂製小型ポットを製作し,土壌水分センサーにより土壌体積含水率の土壌水の拡散状況に関する基礎データを得た.これらデータおよび作物根系の深度を勘案し,本試験用機8機(幅:40cm,奥行き10cm,深さ120cm)を製作した.
    ・実際にD2Oを負荷しトレース実験を開始した.平成16年度申請備品のFTIR(フーリエ変換赤外分光光度計)により,0.05〜10atom%までの濃度においてD2O定量をルーチン化し,土壌から蒸散する水蒸気に含まれるD2Oも,コールドトラップを用いる事で定量化とした.また,土壌中から抽出した溶液中の元素定量に関しても,平成16年度申請備品のXRF(エレメントアナライザ)による定量法を確立した.
    ・複合土壌ストレスのひとつとして乾燥ストレスを作物に負荷しD2Oトレース試験を行い,「土壌からの根水吸収→植物体を通導→大気への蒸散」という,一連の水分動向における日変動への土壌ストレスの影響を明らかにした.
    これまで確立した新しい方法論に従い基礎的知見を蓄積し,緊密土壌・塩等の土壌ストレスを複合的に発生させた条件を作物に負荷した上で,引き続き根挙動への影響を精査する.
    日本学術振興会, 若手研究(A), 北海道大学, 16688002
  • Analysis of genetic variation in wheat for root penetration ability to hard soil layer
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2003 - 2006
    IWAMA Kazuto; JITSUYAMA Yutaka; WATANABE Nobuyoshi
    It is afraid that under future global warming the shortage of water becomes more serious beyond the present and the plant water absorption from the soil becomes the main factor which regulates the productivity of the crop in many areas of the world. To maintain food production corresponding to the population growth of the world, we need to make available for the crops to absorb the unused water existing in deep soil by improving root PA to hard soil layers (root PA). The present research examined the genetic variation and its heredity style about root PA of wheat, and the following results were obtained.
    1. A pot with a paraffin-Vaseline mixed layer (PV pot), which was suitable for the measurement of root PA in wheat, was developed. It was verified that a genotypic difference in root PA in fields with hard soil layer agreed well with those evaluated by the test with PV pot.
    2. Root PA evaluated with PV pot in modern high yielding cultivars of the durum wheat bred by ICARDA and CIMMYT was inferior to that of Ethiopian land races which grew well in fields with hard soil layers. Moreover, a big variation existed in the root PA tested for the domestic bread wheat genotypes, suggesting that superior genotypes could be used as the heredity resources to improve root PA.
    3. Root PA of isogenic lines of durum wheat about dwarf which controls plant length and harvest index was compared. Significant relations between dwarf and root PA weren' t recognized, indicating that the two characters were hereditarily independent. Furthermore, QTL related to root PA was located in the head arm extreme bottom part of the chromosome 6A was defined in the map group of durum wheat.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 15380010
  • 根系育種推進のための国際共同研究スキームの作成
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2005 - 2005
    寺内 方克; 岩間 和人; 実山 豊
    先導的な研究の紹介を通じて研究の現状と今後の課題を明らかにするとともに、研究交流を通じた今後の国際共同研究の立ち上げを目指して「乾燥地における作物根系改良の現状と課題」と題するセミナーを企画した。海外の研究機関から3名の招聘研究者を迎え、国際農林水産業研究センター(JIRCAS)の協力のもと、2005年12月14日にJIRCAS国際会議室でセミナーを開催した。招聘者と講演内容は次のとおり。(1)Dr.Jill Cairns(国際稲研究所(IRRI)、フィリピン)「陸稲における根系改良の取り組みの現状と課題」、(2)Dr.Pooran M.Gaur(国際半乾燥地熱帯作物研究所(ICRISAT)、インド)「ヒヨコマメにおける根系改良の取り組みへの挑戦と現状」、(3)Dr.Richrd Richards(植物工学研究所、オーストラリア)「コムギにおける根系改良の取り組みの現状と課題」。セミナーには国内外から、約50名の参加があり、講演者の他、海外からはアフガニスタン研究局や国際乾燥地農業研究センター(ICARDA)およびICRISATの研究者が参加した。総合討論の時間には今後の根系育種推進案を説明し、これに対する質疑を通じて研究の方向と課題について整理した。そして、根の調査に関わる様々な困難な問題を再確認し、根系を改良するには単純な遺伝様式の形質が適当であること、環境によって求められる根の特性が異なること等を認めつつ、環境分野、生理分野、育種分野等の研究者が連携することが重要であることを確認した。本セミナーの内容については、その内容をPlant Production Science誌に掲載するための準備を進めている。
    この他、根の研究に関する先導的な研究を実施しているワーヘニンゲン大学との研究打ち合わせを行い、共同研究に向けた研究材料の交換等の手続きを開始した。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 17638001
  • Developmental and morphological responses of rice to elevated atmospheric CO_2 concentration
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2002 - 2004
    HASEGAWA Toshihiro; SAKAI Hidemitsu; OKADA Masumi; JITSUYAMA Yutaka; KOBAYASHI Kazuhiko
    Growth enhancement of rice by elevated CO_2 can be mediated by the developmental and morphological traits. Much has been studied for the photosynthetic responses but understandings on the effects of elevated CO_2 on morphogenesis of rice are still limited. We therefore attempted to determine the effects of elevated CO_2 (200μmol/mol above ambient) on development and morphology or rice varieties differing in maturity and plant types. Naturally sun-lit growth chambers and free air CO_2 enrichment (FACE) facilities were used for the experiments. Elevated CO_2 advanced heading dates of medium maturing varieties but did not foster development of two early varieties. A contrasting response of lamina length to elevated CO_2 was also observed among the genotypes ; a significant positive effect was found in early varieties but a negative one in medium varieties. The genotypic difference in CO_2 responses of leaf appearance and lamina length occurred mainly in the upper three to four leaves, which developed after panicle initiation. The results suggest that the genotype x CO_2 interaction on the developmental time can influence leaf number and lamina size which have a direct relevance to the rice productivity. We also tested whether genotypic difference in panicle size influences the growth responses to elevated CO_2 using a mutant with limited spikelet number. A parent and its mutant showed a similar growth enhancement due to elevated CO_2 despite the mutant having only 50-60 % of spikelet number per panicle, suggesting that limited spikelet per se does not limit growth enhancement. In all experiments, genotypic variation in photosynthetic responses to elevated CO_2 was mainly due to the difference in leaf greenness or nitrogen content. The results suggest that genotypic variation in growth responses to elevated CO_2 can mostly ascribed to the traits associated with development and nitrogen nutrition.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), 14360008
  • Study of wheat root penetration ability under compacted soil layer stress
    Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists (A)
    Apr. 2001 - Mar. 2003
    JITSUYAMA Yutaka
    Japan Society for the Promotion of Science, Principal investigator, Competitive research funding
  • 緊密土壌ストレス条件下におけるムギ類根の特性に関する基礎的研究
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2001 - 2002
    実山 豊
    緊密土壌ストレス下におけるコムギ根系の発展能力について,(1)緊密土壌ストレス耐性の簡易評価法の確立,(2)緊密土壌ストレス耐性と植物形態との関連性に関する調査,(3)圃場における緊密土壌ストレス耐性の検証,の3項目の検討を行なった.以下にこれらの概要を示す.
    (1)ワックスディスクを組み入れた特殊ポットにてコムギを栽培することで,緊密土壌ストレス耐性選抜に適した簡易評価を可能とした.国内外の研究機関から収集したコムギ系統計60品種を予備実験に用い,広範な根貫入力変異を示すエチオピア在来種7品種,北米育成多収性品種17品種そして北海道内主要品種10品種を見い出した.最終的には,極めて特徴的な根貫入力を示す6品種を選抜できた.
    (2)緊密土壌ストレス耐性と正相関する植物形態として,根量(種子根・冠根・側根)・草丈・分げつ数が認められた.これらは,土壌深部への根系形成に密接に関連する量的形質と考えられる.また部の根貫入力品種には,個根の貫入能力が高いことで根全体の貫入能力を高めている品種とみられるものもあり,今後は,個根の微細形態についての検討も必要と考える.
    (3)圃場内にベントナイトを基本とした緊密土壌層を設けた上でコムギを栽培し,塹壕法により根発展程度を経時的に調査したところ,上記ポット試験で認められた現象は圃場においても確認され,これらのストレス耐性が環境に対し安定した遺伝形質であることを明らかにした.
    以上の知見は,コムギ根の貫入力特性における遺伝的変異および発現機構を解明する端緒となり,緊密土壌耐性に優れたコムギを作出する上で重要と考える.
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 13760010
  • 園芸作物組織細胞における凍結傷害回避機構に関する基礎的研究
    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    1999 - 1999
    実山 豊
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 99J05340

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