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徳山　芳樹 (トクヤマ　ヨシキ)

農学研究院　基盤研究部門　応用生命科学分野助教

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（農学）, 北海道大学, 2025年03月
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 31029391
ORCID IDJ-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究分野
  • ライフサイエンス, 形態、構造
  • ライフサイエンス, 遺伝学
  • ライフサイエンス, 植物分子、生理科学
  • ライフサイエンス, 発生生物学
  • 環境・農学, 遺伝育種科学

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2025年10月 - 現在
    北海道大学, 大学院農学研究院, 助教
  • 2025年04月 - 2025年09月
    国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 日本学術振興会 特別研究員 PD
  • 2022年04月 - 2025年03月
    北海道大学, 大学院農学院, 日本学術振興会 特別研究員 DC1
学歴
  • 2020年04月 - 2025年03月, 北海道大学, 大学院農学院, 生産フロンティアコース
  • 2017年04月 - 2020年03月, 北海道大学, 農学部, 応用生命科学科
  • 2016年04月 - 2017年03月, 北海道大学, 総合教育部

研究活動情報

■ 受賞
  • 2025年07月, イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ, 優秀発表賞
    ライブイメージングによるイネ葉原基の3次元成長解析
    徳山芳樹;田口みなみ;Robert Kelly-Bellow;Richard S. Smith;小出陽平
  • 2024年10月, 日本育種学会, 優秀発表賞
    イネ科葉原基における細胞成長動態の三次元ライブイメージング解析
    徳山芳樹;田口みなみ;Robert Kelly-Bellow;Richard S. Smith;貴島祐治;小出陽平
  • 2023年09月, 日本育種学会, 優秀発表賞
    三次元タイムラプス撮影によるイネ葉原基の1細胞成長解析
    徳山芳樹;Robert Kelly-Bellow;Richard S. Smith;小出陽平
  • 2022年03月, 北海道大学大学院農学院, 新渡戸稲造農学賞
    徳山芳樹
  • 2021年03月, 日本育種学会, 石原（志方）守一奨学金
    野生イネの放射状草姿形成に関する数理モデリング
    徳山芳樹
  • 2020年10月, 日本育種学会, 優秀発表賞
    野生イネの放射状草姿形成に関する数理モデリング
    徳山芳樹;大西一光;小出陽平
  • 2020年03月, 北海道大学農学部応用生命科学科, 優秀学生賞
    徳山芳樹
  • 2020年03月, 北海道大学農学部, クラーク農学賞
    徳山芳樹
  • 2019年12月, 日本育種学会・日本作物学会北海道談話会, 奨励賞
    野生イネ及び栽培イネにおける分げつ開張の動態
    徳山芳樹;大西一光;小出陽平
■ 論文
  • How a species boundary becomes fuzzy: Molecular control of reproductive isolation
    Choi Kwan; Yoshiki Tokuyama; Yohei Koide
    Molecular Plant, Elsevier BV, 2026年01月, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）
  • Left–right asymmetry causes twisting in rice (Oryza sativa) leaves via physical interaction between organs
    Kiwamu Hikichi; Shuhei Okada; Yoshiki Tokuyama; Seiichiro Miura; Minami Taguchi; Yuji Kishima; Itsuro Takamure; Yohei Koide
    New Phytologist, 247, 6, 2813, 2823, Wiley, 2025年07月15日, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）, Summary

    Shape of plant organs is constrained by other organs within the same plant, yet these constraints remain under‐reported. In grasses, new leaves typically develop inside the space formed by the older leaf, which imposes spatial restrictions on the developing leaf. This study focused on the rice (Oryza sativa) mutant, DSK115, which exhibits twisted leaf blades to understand how constraints affect leaf development.

    We quantified 3D shapes of twisted and nontwisted leaves developing inside the cylindrical space formed by the older leaf sheath by micro X‐ray computed tomography (micro‐CT). We also used computational modelling for qualifying leaf phenotype.

    CT scanning showed physical contact between the inner and outer edges of a leaf blade due to left–right asymmetry in leaf width, and physical inhibition of leaf growth due to reduced space within the enclosing leaf sheath. The simulation models demonstrated these factors could produce a twisted structure like DSK115.

    The study revealed the twisting of leaf blades is consistent with a mechanical explanation by physical contact between the inner and outer edges of a leaf blade and physical inhibition of leaf growth.
  • GRAS-Di analysis on recombinant inbred lines derived from the cross between Asian cultivated and wild rice species suitable for agronomic evaluation in high-latitude areas
    Yohei Koide; Yoshiki Tokuyama; Miku Omachi; Shiori Kushida; Shuhei Okada; Minami Taguchi; Zin Mar Myint; Thet Hter San; Yuji Kishima; Kazumitsu Onishi
    Genetic Resources and Crop Evolution, 72, 5, 5329, 5338, Springer Science and Business Media LLC, 2024年12月02日, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    研究論文（学術雑誌）
  • OlCHR, encoding a chromatin remodeling factor, is a killer causing hybrid sterility between rice species Oryza sativa and O. longistaminata
    Zin Mar Myint; Yohei Koide; Wakana Takanishi; Tomohito Ikegaya; Choi Kwan; Kiwamu Hikichi; Yoshiki Tokuyama; Shuhei Okada; Kazumitsu Onishi; Ryo Ishikawa; Daisuke Fujita; Yoshiyuki Yamagata; Hideo Matsumura; Yuji Kishima; Akira Kanazawa
    iScience, 27, 5, 109761, 109761, Elsevier BV, 2024年05月, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）
  • Different contributions of PROG1 and TAC1 to the angular kinematics of the main culm and tillers of wild rice (Oryza rufipogon)
    Yoshiki Tokuyama; Miku Omachi; Shiori Kushida; Kiwamu Hikichi; Shuhei Okada; Kazumitsu Onishi; Takashige Ishii; Yuji Kishima; Yohei Koide
    Planta, 259, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2023年12月12日, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    研究論文（学術雑誌）
  • The mechanical origin of the radial shape in distichous phyllotaxy grass plants
    Yoshiki Tokuyama; Yohei Koide; Kazumitsu Onishi; Kiwamu Hikichi; Miku Omachi; Itsuro Takamure; Yuji Kishima
    in silico Plants, 3, 2, Oxford University Press (OUP), 2021年07月01日, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    研究論文（学術雑誌）, Abstract

    Three-dimensional plant shapes are influenced by their phyllotaxy, which plays a significant role in their environmental adaptation. Grasses with distichous phyllotaxy have linearly aligned culms and usually have vertical fan-like shapes. Counterintuitively, some distichous phyllotaxy grasses have radial shapes. Here, we investigate the organ-level mechanism underlying radial shape development in the distichous phyllotactic wild rice species (Oryza rufipogon). Detailed time-course phenotyping and three-dimensional micro-computed tomography showed that changes in the elevation angle in the main culm and azimuth angle in the primary tillers contribute to radial shape development. To infer the mechanical basis of the shape change, we simulated the movements of culms controlled by different kinematic factors. The computational models predicted that the combination of movements, including that controlled by negative gravitropism, produces the overall radial shape. This prediction was experimentally assessed. The analysis using a near-isogenic line of the gene, PROG1 for prostrate growth and the gravitropic mutant (lazy1) showed an association between genes and our model parameters. Our findings provide a simple, yet substantial, kinematic model for how the shape in distichous phyllotaxy plants changes as part of their adaptation to the surrounding environment.
  • Genetic Mapping of the Gamete Eliminator Locus, S2, Causing Hybrid Sterility and Transmission Ratio Distortion Found between Oryza sativa and Oryza glaberrima Cross Combination
    Myint Zin Mar; Yohei Koide; Mei Ogata; Daichi Kuniyoshi; Yoshiki Tokuyama; Kiwamu Hikichi; Mitsuhiro Obara; Yuji Kishima
    Agriculture, 11, 3, 268, 268, MDPI AG, 2021年03月20日, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）, Hybrid sterility is a reproductive barrier that prevents gene flow between species. In Oryza species, some hybrid sterility loci, which are classified as gamete eliminators, cause pollen and seed sterility and sex-independent transmission ratio distortion (siTRD) in hybrids. However, the molecular basis of siTRD has not been fully characterized because of lacking information on causative genes. Here, we analyze one of the hybrid sterility loci, S2, which was reported more than forty years ago but has not been located on rice chromosomes. Hybrids between African rice (Oryza glaberrima) and a near-isogenic line that possesses introgressed chromosomal segments from Asian rice (Oryza sativa) showed sterility and siTRD, which confirms the presence of the S2 locus. Genome-wide SNP marker survey revealed that the near-isogenic line has an introgression on chromosome 4. Further substitution mapping located the S2 locus between 22.60 Mb and 23.54 Mb on this chromosome. Significant TRD in this chromosomal region was also observed in a calli population derived from cultured anther in hybrids of another cross combination of African and Asian rice species. This indicates that the pollen abortion caused by the S2 locus occurs before callus induction in anther culture. It also suggests the wide existence of the S2-mediated siTRD in this interspecific cross combination. Chromosomal location of the S2 locus will be valuable for identifying causative genes and for understanding of the molecular basis of siTRD.
■ その他活動・業績
■ 講演・口頭発表等
  • ダイズの莢形成における細胞分裂の制御：組織成長率との相関および位置による効果
    曵地 究; 三浦 誠一朗; 徳山 芳樹; 小出 陽平
    日本育種学会第149回講演会, 2026年03月22日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2026年03月21日 - 2026年03月22日
  • イネ葯培養のアルビノ発生にかかわる遺伝因子の探索
    宮本 康介; Elias G Balimponya; 高島 佳奈; Christabell Nachilima; 金野 優香; 工藤 七海; 徳山 芳樹; 岡本 吉弘; 貴島 祐治
    日本育種学会第149回講演会, 2026年03月21日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2026年03月21日 - 2026年03月22日
  • Genetic analysis of callus induction variation in Nipponbare and Kasalath CSSLines in relation to anther browning observed in parental rice lines
    Christabell Nachilima; Meilan Xu; Yuka Konno; Nanami Kudo; Kana Takashima; Kosuke Miyamoto; Shizuka Sasagawa; Yoshiki Tokuyama; Yoshihiro Okamoto; Yuji Kishima
    日本育種学会第149回講演会, 2026年03月21日, 英語, 口頭発表（一般）
    2026年03月21日 - 2026年03月22日
  • Live-imaging and modeling of the leaf primordium of rice
    徳山 芳樹
    第67回日本植物生理学会年会, 2026年03月15日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル（指名）
    2026年03月13日 - 2026年03月15日, ［招待講演］
  • イネ捻れ葉変異体における葉身の左右非対称性と器官間物理的相互作用による捻れ発生メカニズム
    曵地究; 岡田脩平; 徳山芳樹; 三浦誠一郎; 田口みなみ; 貴島祐治; 高牟禮 逸郎; 小出陽平
    第148回日本育種学会講演会, 2025年09月11日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2025年09月10日 - 2025年09月11日
  • ライブイメージングによるイネ葉原基の3次元成長解析
    徳山芳樹; 田口みなみ; Robert Kelly-Bellow; Richard S. Smith; 小出陽平
    イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2025, 2025年07月12日, 日本語, ポスター発表
    2025年07月12日 - 2025年07月13日
  • ライブイメージングを用いたイネ葉原基を網羅する全細胞の成長解析
    田口みなみ; 徳山芳樹; Robert Kelly-Bellow; Richard S. Smith; 貴島祐治; 小出陽平
    第147回日本育種学会講演会, 2025年03月21日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2025年03月20日 - 2025年03月21日
  • イネ葉原基全細胞の三次元成長パターン
    田口みなみ; 徳山芳樹; Robert Kelly Bellow; Richard S. Smith; 貴島祐治; 小出陽平
    日本育種学会・日本作物学会北海道談話会講演会, 2024年12月07日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2024年12月07日 - 2024年12月07日
  • 微小重力環境における野生イネの主稈および分げつ動態の時系列解析
    串田栞理; 徳山芳樹; 石井尊生; 貴島祐治; 小出陽平
    第146回日本育種学会講演会, 2024年09月20日, 日本語, ポスター発表
    2024年09月19日 - 2024年09月20日
  • イネの草型に関与するPROG1およびTAC1遺伝子座における野生イネと栽培イネの対立遺伝子の効果検証
    後迫萌々花; 徳山芳樹; 小出陽平; 石井尊生
    第146回日本育種学会講演会, 2024年09月20日, 日本語, ポスター発表
    2024年09月19日 - 2024年09月20日
  • イネの穎花原基における3次元的成長パターンの解析
    三浦誠一朗; 徳山芳樹; 田口みなみ; 貴島祐治; 小出陽平
    第146回日本育種学会講演会, 2024年09月19日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2024年09月19日 - 2024年09月20日
  • イネ科葉原基における細胞成長動態の三次元ライブイメージング解析
    徳山芳樹; 田口みなみ; Robert Kelly-Bellow, Richard S. Smith; 貴島祐治; 小出陽平
    第146回日本育種学会講演会, 2024年09月19日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2024年09月19日 - 2024年09月20日
  • 一年生Oryza rufipogonの分げつの配置や向きはどのように決まるのか
    徳山芳樹
    イネ属近縁野生種研究会 ―遺伝的多様性研究の将来展望―, 2023年12月13日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2023年12月12日 - 2023年12月13日
  • イネ葉原基の三次元ライブイメージングと成長モデルシミュレーション
    徳山芳樹
    イネ分子遺伝学の再興 −発生学研究の真価−, 2023年12月01日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2023年12月01日 - 2023年12月02日
  • 三次元タイムラプス撮影によるイネ葉原基の1細胞成長解析
    徳山 芳樹; Robert Kelly-Bellow, Richard S. Smith; 小出陽平
    第144回日本育種学会講演会, 2023年09月17日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2023年09月16日 - 2023年09月17日
  • イネ捻れ葉変異体における捻れ形成原理の解明と原因変異の遺伝解析
    曵地究; 岡田脩平; 徳山芳樹; 高牟禮逸郎; 貴島祐治; 小出陽平
    第143回日本育種学会講演会, 2023年03月18日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2023年03月17日 - 2023年03月18日
  • マイクロCTを用いたイネ捻れ葉変異体の表現型解析
    岡田脩平; 曵地究; 徳山芳樹; 小出陽平; 貴島祐治; 高牟禮逸郎
    日本育種学会・日本作物学会北海道談話会講演会, 2022年12月03日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2022年12月03日 - 2022年12月03日
  • 野生イネ分げつの頂端-基部軸まわりの回転運動に関する時系列三次元解析
    串田栞理; 徳山芳樹; 貴島祐治; 小出陽平
    第142回日本育種学会講演会, 2022年09月23日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2022年09月23日 - 2022年09月24日
  • 栽培イネ・野生イネを立体的に考える：時系列表現型解析からモデリングまで
    徳山芳樹
    第142回日本育種学会講演会, 2022年09月23日, 日本語, シンポジウム・ワークショップパネル（公募）
    2022年09月23日 - 2022年09月24日
  • フォトグラメトリを利用した野生イネ草姿の三次元解析
    徳山芳樹; 串田栞理; 曵地究; 貴島祐治; 小出陽平
    第142回日本育種学会講演会, 2022年09月23日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2022年09月23日 - 2022年09月24日
  • イネ野生種と栽培種の稈の角度動態におけるPROG1, TAC1遺伝子の効果
    大町美空; 徳山芳樹; 大西一光; 石井尊生; 貴島祐治; 小出陽平
    日本育種学会・日本作物学会北海道談話会講演会, 2021年12月04日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2021年12月04日 - 2021年12月04日
  • イネ草姿形成の数理モデル：分げつ動態に関する遺伝子の効果
    徳山芳樹; 大西一光; 石井尊生; 高牟禮逸朗; 貴島祐治; 小出陽平
    第140回日本育種学会講演会, 2021年09月25日, 日本語, ポスター発表
    2021年09月23日 - 2021年09月25日
  • 野生イネの放射状草姿形成に関する数理モデリング
    徳山芳樹; 大西一光; 小出陽平
    第138回日本育種学会講演会, 2020年10月10日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2020年10月10日 - 2020年10月11日
  • イネの分げつ開度動態に関する数理モデル構築
    徳山 芳樹; 大西 一光; 小出 陽平
    第137回日本育種学会講演会, 2020年03月28日, 日本語, 口頭発表（一般）
    2020年03月28日 - 2020年03月29日
  • 野生イネ及び栽培イネにおける分げつ開張の動態
    徳山芳樹; 大西一光; 小出陽平
    日本育種学会・日本作物学会北海道談話会講演会, 2019年12月, 日本語, 口頭発表（一般）
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • イネ科葉原基の3次元ライブイメージングによる1細胞成長解析及び成長モデリング
    科学研究費助成事業
    2025年04月 - 2028年03月
    徳山 芳樹
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 国立遺伝学研究所, 25KJ0385
  • 数理モデルを用いたイネ草姿形成機構の解明と遺伝情報に基づく表現型予測への応用
    科学研究費助成事業
    2023年03月 - 2025年03月
    徳山 芳樹
    研究の目的は、特に重力に応答して起き上がる動き（重力屈性）と、逆に倒れようとする動き（反重力屈性オフセット）に着目し、どのようにイネ野生種の放射状草姿が決定されるのかを明らかにすることである。
    反重力屈性オフセットの解析として、イネ野生種背景でイネ草姿に関わる遺伝子が栽培種の遺伝子型に置き換わった系統を用い、クリノスタット装置による擬似無重力環境での表現型解析を行うことに成功した。さらに、栽培種背景・野生種背景の両方向の準同質遺伝子系統を利用した重力屈性解析も順調に実施し、重力屈性の解析も進んでいる。
    大きな成果として、これまで正立型顕微鏡でしか行えなかったイネ葉原基のライブイメージング法を、より一般的な倒立型顕微鏡でも行えるように改良し、データ取得を進められるようになったことである。これにより、四次元画像解析ソフトウェアMorphoGraphXによる解析を通して、細胞の成長率や成長方向・細胞分裂等の詳細な成長解析を行うことができるようになった。また、特定の遺伝子発現に着目した蛍光タンパク質の検出をライブイメージングで行うことに成功したため、細胞の分化状態にも着目した解析が可能になった。また、こちらのライブイメージング実験については、日本育種学会講演会で口頭発表を行い、優秀発表賞を受賞した。
    さらに、イネ野生種の草姿に関わる遺伝子の準同質遺伝子系統を用いた表現型解析を主軸とした、令和4年度から執筆・投稿作業を進めていた英語論文をPlanta誌に投稿し、受理・出版された。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 22KJ0106