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小出　陽平 (コイデ　ヨウヘイ)

農学研究院　基盤研究部門　応用生命科学分野教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（農学）, 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • アフリカイネ
  • 雑種不稔
  • イネ
研究分野
  • 環境・農学, 遺伝育種科学
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2017年07月 - 2018年03月
    ジョンイネスセンター, Visiting Collaborator
  • 2013年04月 - 2016年03月
    京都大学白眉センター, 特定助教
  • 2010年04月 - 2013年03月
    国際農林水産業研究センター, 日本学術振興会PD
  • 2008年04月 - 2010年03月
    国際稲研究所, Visiting Research Fellow

研究活動情報

■ 受賞
  • 2019年03月, 日本育種学会奨励賞
    小出 陽平
  • 2018年11月, 第17回日本農学進歩賞
    小出 陽平
  • 2018年09月, 第134回講演会日本育種学会優秀発表賞
    小出 陽平
■ 論文
  • Independent Origin of Phenol Non-responsive Phenotype Caused By Phr1 Variation During Domestication of Asian and African Rice.
    Thet Htar San; Kokoro Iguchi; Daichi Ujiie; Shuhei Okada; Intan Widia Santika; Kiwamu Hikichi; Yoshiyuki Yamagata; Daisuke Fujita; Maria Stefanie Dwiyanti; Yuji Kishima; Yohei Koide
    Rice (New York, N.Y.), 2026年01月22日, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Phenol color reaction has been used to distinguish between two subspecies of Asian rice (Oryza sativa), indica and japonica. The trait is controlled by one single Phr1 gene, which encodes a PPO enzyme that catalyzes the oxidation of phenolic compounds into brown or black pigments upon contact to phenol solution. In O. sativa, ssp. indica responds to phenol chemical assay by altering the rice hull color to black, whereas ssp. japonica remains unaffected due to mutations that render the gene non-functional. Although the different characteristics between subspecies in Asian rice is well known, there is no information about the variation of this trait in African rice, Oryza glaberrima, which was originated and domesticated independently of Asian rice. In this study, we found both phenol negative and positive lines in O. glaberrima and its wild ancestor O. barthii and detected the responsible non-functional mutation (1-bp deletion) in the exon 1 of the Phr1 gene. Geographical distribution of its haplotype suggested that this mutation originated in O. barthii in Mali and was later inherited by O. glaberrima. The predominance of the non-functional Phr1 alleles in O. glaberrima lines and the occurrence of the identical haplotypes in negative group of both O. barthii and O. glaberrima suggest that the negative phenol reaction was favored during domestication and breeding selection. The presence of a selection event is also supported by low nucleotide diversity of Phr1 locus. However, genetic diversity of Phr1 persists in African rice germplasm, as the functional alleles are still present in O. glaberrima. We also compared the nucleotide diversity of Phr1 in African rice with that in Asian rice and found that their origins of the phenol responsive phenotype are independent. These findings expand the current understanding of African rice domestication and offer the valuable molecular marker for improved rice breeding.
  • 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
    研究論文（学術雑誌）
  • Accurate detections of the heterozygous SNPs with rice genomic data and prediction of de novo spontaneous mutation rate.
    Elias George Balimponya; Maria Stefanie Dwiyanti; Koichi Yamamori; Shuntaro Sakaguchi; Yoshitaka Kanaoka; Yohei Koide; Yuji Kishima
    Plant methods, 21, 1, 125, 125, 2025年10月03日, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, BACKGROUND: The use of Illumina sequencing technologies has enabled the identification and removal of mutations in various plant species. However, the Illumina sequencing method requires a considerable amount of data to ensure its integrity and quality due to the enormous number of false positives. This study aimed to explore an effective genomic data analysis for the detection of heterozygous variant (HV) in rice varieties. RESULTS: We compared the accuracy of four combinations of mapping tools and variant calling pipelines and selected BWA-MEM2 with GATK4.3 HaplotypeCaller. To detect heterozygous de novo polymorphisms such as HVs in the three different rice varieties (Nipponbare, Kitaake, and Hinohikari), we adopted the following cost-saving procedures; secondary references were created in Nipponbare and Kitaake, and generation-based comparison was performed in Hinohikari. The similar HVs were estimated by the three varieties to range from 2.55814 × 10-8 to 4.41860 × 10-8, with an average of 3.10278 × 10-8 per nucleotide in a single rice plant, a rate consistent with observations in other organisms. Of 107 HVs identified in all eight plant samples, nine were found to be non-synonymous, resulting in an average of one non-synonymous HV per plant in a single generation. CONCLUSIONS: We have developed a methodology for the detection of true positive HVs within Illumina sequencing techniques. This system removed false positive HVs, allowing for the estimation of true positive HVs and, consequently, the estimation of the mutation rate. The study outlines a clear, step-by-step procedure that can be employed to detect true HVs in different organisms.
  • 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
    The New phytologist, 2025年07月15日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, 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.
  • いいね!やせいいね2!
    小出陽平; 藤田大輔; 石川亮; 山形悦透; 塩野克宏; 清水元樹; 殿崎薫; 吉川貴徳
    育種学研究, 27, 1, 2025年, ［筆頭著者, 責任著者］
  • Tetraploid interspecific hybrids between Asian and African rice species restore fertility depending on killer-protector loci for hybrid sterility.
    Daichi Kuniyoshi; Megumi Ishihara; Koichi Yamamori; Yohei Koide; Yuji Kishima
    Genetics, 2024年06月28日, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Interspecific F1 hybrids between Asian (Oryza sativa) and African rice (Oryza glaberrima) exhibit severe sterility caused by the accumulation of hybrid sterility genes/loci at 15 or more loci. The mechanisms underlying the hybrid sterility genes are largely unknown; however, a few genes associated with the killer-protector system, which is the system most frequently associated with hybrid sterility genes, have been identified. We previously produced fertile plants as tetraploids derived from diploid interspecific F1 hybrids through anther culture; therefore, it was suggested that hybrid sterility could be overcome following tetraploidization. We investigated whether tetraploid interspecific plants produced by crossing are fertile and tested the involvement of hybrid sterility genes in the process. Fertile tetraploid interspecific F1 hybrid plants were obtained by crossing two tetraploids of Oryza sativa and Oryza glaberrima. To elucidate the relationships between pollen fertility and the hybrid sterility loci in the tetraploid F1 microspores, we performed genetic analyses of the tetraploid F2 hybrids and diploid plants obtained from the microspores of tetraploid interspecific hybrids by anther culture. The result suggested that the tetraploid interspecific hybrids overcame pollen and seed infertility based on the proportion of loci with the killer-protector system present in the tetraploids. The heterozygous hybrid sterility loci with the killer-protector system in the tetraploid segregate the homozygous killed allele (16.7-21.4%), with more than three-quarters of the gametes surviving. We theoretically and experimentally demonstrated that fertile rice progenies can be grown from tetraploid interspecific hybrids.
  • 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, 2024年05月17日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, The genetic mechanisms of reproductive isolation have been widely investigated within Asian cultivated rice (Oryza sativa); however, relevant genes between diverged species have been in sighted rather less. Herein, a gene showing selfish behavior was discovered in hybrids between the distantly related rice species Oryza longistaminata and O. sativa. The selfish allele S13l in the S13 locus impaired male fertility, discriminately eliminating pollens containing the allele S13s from O. sativa in heterozygotes (S13s/S13l). Genetic analysis revealed that a gene encoding a chromatin-remodeling factor (CHR) is involved in this phenomenon and a variety of O. sativa owns the truncated gene OsCHR745, whereas its homologue OlCHR has a complete structure in O. longistaminata. CRISPR-Cas9-mediated loss of function mutants restored fertility in hybrids. African cultivated rice, which naturally lacks the OlCHR homologue, is compatible with both S13s and S13l carriers. These results suggest that OlCHR is a Killer gene, which leads to reproductive isolation.
  • 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, 2024年, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    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, 19, 19, Springer Science and Business Media LLC, 2023年12月12日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, PROG1 is necessary but insufficient for the main culm inclination while TAC1 partially takes part in it, and both genes promote tiller inclination in Asian wild rice. Asian wild rice (Oryza rufipogon), the ancestor of cultivated rice (O. sativa), has a prostrate architecture, with tillers branching from near the ground. The main culm of each plant grows upward and then tilts during the vegetative stage. Genes controlling tiller angle have been reported; however, their genetic contributions to the culm movement have not been quantified. Here, we quantified their genetic contributions to angular kinematics in the main culm and tillers. For the main culm inclination, one major QTL surrounding the PROG1 region was found. In cultivated rice, tillers firstly inclined and lately rose, while it kept inclining in wild rice. It was suggested that PROG1 affected the tiller elevation angle in the later kinematics, whereas TAC1 was weakly associated with the tiller angle in the whole vegetative stage. Micro-computed tomography (micro-CT) suggested that these angular changes are produced by the bending of culm bases. Because near-isogenic lines (NILs) of wild rice-type Prog1 and Tac1 alleles in the genetic background of cultivated rice did not show the prostrate architecture, the involvement of another gene(s) for inclination of the main culm was suggested. Our findings will not only contribute to the understanding of the morphological transition during domestication but also be used in plant breeding to precisely reproduce the ideal plant architecture by combining the effects of multiple genes.
  • Genetics of chilling response at early growth stage in rice: a recessive gene for tolerance and importance of acclimation.
    Akhil Ranjan Baruah; Hiroaki Bannai; Yan Meija; Ayumi Kimura; Haruka Ueno; Yohei Koide; Yuji Kishima; Jiwan Palta; Jun Kasuga; Masayuki P Yamamoto; Kazumitsu Onishi
    AoB PLANTS, 15, 6, plad075, 2023年12月, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Low-temperature adaptation in rice is mediated by the ability of a genotype to tolerate chilling temperatures. A genetic locus on chromosome 11 was analysed for chilling tolerance at the plumule stage in rice. The tolerant allele of A58, a japonica landrace in Japan, was inherited as a recessive gene (ctp-1A58), whereas the susceptible alleles from wild rice (Ctp-1W107) and modern variety (Ctp-1HY) were the dominant genes. Another recessive tolerant allele (ctp-1Silewah) was found in a tropical japonica variety (Silewah). Fine-mapping revealed that a candidate gene for the ctp-1 locus encoded a protein similar to the nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat (NLR) protein, in which frameshift mutation by a 73 bp-deletion might confer chilling tolerance in ctp-1A58. Analysis of near-isogenic lines demonstrated that ctp-1A58 imparted tolerance effects only at severe chilling temperatures of 0.5 °C and 2 °C, both at plumule and seedling stages. Chilling acclimation treatments at a wide range of temperatures (8 °C-16 °C) for 72 h concealed the susceptible phenotype of Ctp-1W107 and Ctp-1HY. Furthermore, short-term acclimation treatment of 12 h at 8 °C was enough to be fully acclimated. These results suggest that the NLR gene induces a susceptible response upon exposure to severe chilling stress, however, another interacting gene(s) for acclimation response could suppress the maladaptive phenotype caused by the Ctp-1 allele. This study provides new insights for the adaptation and breeding of rice in a low-temperature environment.
  • Phylogenetic analysis of endogenous viral elements in the rice genome reveals local chromosomal evolution in Oryza AA-genome species.
    Nozomi Saito; Sunlu Chen; Katsuya Kitajima; Zhitong Zhou; Yohei Koide; Jaymee R Encabo; Maria Genaleen Q Diaz; Il-Ryong Choi; Kanako O Koyanagi; Yuji Kishima
    Frontiers in plant science, 14, 1261705, 1261705, 2023年, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, INTRODUCTION: Rice genomes contain endogenous viral elements homologous to rice tungro bacilliform virus (RTBV) from the pararetrovirus family Caulimoviridae. These viral elements, known as endogenous RTBV-like sequences (eRTBVLs), comprise five subfamilies, eRTBVL-A, -B, -C, -D, and -X. Four subfamilies (A, B, C, and X) are present to a limited degree in the genomes of the Asian cultivated rice Oryza sativa (spp. japonica and indica) and the closely related wild species Oryza rufipogon. METHODS: The eRTBVL-D sequences are widely distributed within these and other Oryza AA-genome species. Fifteen eRTBVL-D segments identified in the japonica (Nipponbare) genome occur mostly at orthologous chromosomal positions in other AA-genome species. The eRTBVL-D sequences were inserted into the genomes just before speciation of the AA-genome species. RESULTS AND DISCUSSION: Ten eRTBVL-D segments are located at six loci, which were used for our evolutionary analyses during the speciation of the AA-genome species. The degree of genetic differentiation varied among the eRTBVL-D segments. Of the six loci, three showed phylogenetic trees consistent with the standard speciation pattern (SSP) of the AA-genome species (Type A), and the other three represented phylogenies different from the SSP (Type B). The atypical phylogenetic trees for the Type B loci revealed chromosome region-specific evolution among the AA-genome species that is associated with phylogenetic incongruences: complex genome rearrangements between eRTBVL-D segments, an introgression between the distant species, and low genetic diversity of a shared eRTBVL-D segment. Using eRTBVL-D as an indicator, this study revealed the phylogenetic incongruence of local chromosomal regions with different topologies that developed during speciation.
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    石川 亮; 山形 悦透; 小出 陽平; 石井 尊生; 石川 隆二; 秋本 正博; 津田 勝利; 藤田 大輔
    育種学研究, advpub, 日本育種学会, 2023年
    日本語
  • Identification of a Saltol-Independent Salinity Tolerance Polymorphism in Rice Mekong Delta Landraces and Characterization of a Promising Line, Doc Phung.
    Tam Thanh Nguyen; Maria Stefanie Dwiyanti; Shuntaro Sakaguchi; Yohei Koide; Dung Viet Le; Toshihiro Watanabe; Yuji Kishima
    Rice (New York, N.Y.), 15, 1, 65, 65, 2022年12月18日, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, The Mekong Delta River in Vietnam is facing salinity intrusion caused by climate change and sea-level rise that is severely affecting rice cultivation. Here, we evaluated salinity responses of 97 rice accessions (79 landraces and 18 improved accessions) from the Mekong Delta population by adding 100 mM NaCl to the nutrient solution for up to 20 days. We observed a wide distribution in salinity tolerance/sensitivity, with two major peaks across the 97 accessions when using the standard evaluation system (SES) developed by the International Rice Research Institute. SES scores revealed strong negative correlations (ranging from - 0.68 to - 0.83) with other phenotypic indices, such as shoot elongation length, root elongation length, shoot dry weight, and root dry weight. Mineral concentrations of Na+ in roots, stems, and leaves and Ca2+ in roots and stems were positively correlated with SES scores, suggesting that tolerant accessions lower their cation exchange capacity in the root cell wall. The salinity tolerance of Mekong Delta accessions was independent from the previously described salinity tolerance-related locus Saltol, which encodes an HKT1-type transporter in the salinity-tolerant cultivars Nona Bokra and Pokkali. Indeed, genome-wide association studies using SES scores and shoot dry weight ratios of the 79 accessions as traits identified a single common peak located on chromosome 1. This SNP did not form a linkage group with other nearby SNPs and mapped to the 3' untranslated region of gene LOC_Os01g32830, over 6.5 Mb away from the Saltol locus. LOC_Os01g32830 encodes chloroplast glycolate/glycerate translocator 1 (OsPLGG1), which is responsible for photorespiration and growth. SES and shoot dry weight ratios differed significantly between the two possible haplotypes at the causal SNP. Through these analyses, we characterize Doc Phung, one of the most salinity-tolerant varieties in the Mekong Delta population and a promising new genetic resource.
  • How to establish a mutually beneficial relationship between a transposon and its host: lessons from Tam3 in Antirrhinum.
    Shasha Wang; Yohei Koide; Yuji Kishima
    Genes & genetic systems, 97, 4, 177, 184, 2022年12月17日, ［査読有り］, ［国内誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, The transposon Tam3 of Antirrhinum (snapdragon) has acquired properties that distinguish it from other transposons. Mobile DNA, commonly referred to as a transposable element or transposon, is considered to be synonymous with a selfish factor. That is, a transposable element increases in copy number and moves copies of itself independently of the survival of the host organism. Therefore, the host collectively regulates the transposition activities of most transposable elements in its genome by epigenetic means. However, our analyses of the structure and behavior of Tam3, as shown by the following five results, provide evidence that it does not behave in a selfish manner in relation to the host. 1) Active transposable elements normally increase the abundance of their non-autonomous elements, whereas Tam3 is known to have no non-autonomous elements, and a limited number of around 10 copies of autonomous elements present in the genome have been isolated as active copies. 2) Tam3 does not transpose at 25 ℃, which is the optimal growth temperature for Antirrhinum. Transposition of Tam3 occurs only at low temperatures of about 15 ℃, which is stressful for Antirrhinum. 3) Few strains of Antirrhinum have been found to contain genes that specifically suppress Tam3 transposition. 4) Most of the Tam3 insertions found in Antirrhinum genes do not affect the host genome, and the expression of these host genes is not completely suppressed. 5) Transcription and translation of the Tam3 transposase gene are not epigenetically regulated by the host. These five experimental results constitute evidence that Tam3 retains features that are dissimilar to those of many other transposons and that it does not behave in a selfish manner that is detrimental to the survival of the host. In this review, we consider what kinds of behavior are required if transposons are to establish a mutually beneficial relationship with their hosts, with reference to Tam3.
  • Lines for blast resistance genes with genetic background of Indica Group rice as international differential variety set
    Yoshimichi Fukuta; Yohei Koide; Nobuya Kobayashi; Hiroshi Kato; Hiroki Saito; Mary Jeanie Telebanco‐Yanoria; Leodegario A. Ebron; Doris Mercado‐Escueta; Hiroshi Tsunematsu; Ikuo Ando; Daisuke Fujita; Mitsuhiro Obara; Asami Tomita; Nagao Hayashi; Tokio Imbe
    Plant Breeding, 141, 5, 609, 620, Wiley, 2022年10月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    研究論文（学術雑誌）
  • Near-isogenic lines for resistance to blast disease, in the genetic background of the Indica Group rice (Oryza sativa L.) cultivar IR64
    Yoshimichi Fukuta; Mary Jeanie Telebanco-Yanoria; Yohei Koide; Hiroki Saito; Nobuya Kobayashi; Mitsuhiro Obara; Seiji Yanagihara
    Field Crops Research, 282, 108506, 108506, Elsevier BV, 2022年06月, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）
  • Characterization of QTLs for grain weight from New Plant Type rice cultivars through the development of near-isogenic lines with an IR 64 background
    Daisuke Fujita; Analiza G. Tagle; Yohei Koide; Eliza V. Simon; Yoshimichi Fukuta; Tsutomu Ishimaru; Nobuya Kobayashi
    Euphytica, 218, 5, Springer Science and Business Media LLC, 2022年05月, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）
  • Seed management using NGS technology to rapidly eliminate a deleterious allele from rice breeder seeds
    Elias G. Balimponya; Maria S. Dwiyanti; Toshiaki Ito; Shuntaro Sakaguchi; Koichi Yamamori; Yoshitaka Kanaoka; Yohei Koide; Yoshifumi Nagayoshi; Yuji Kishima
    Breeding Science, Japanese Society of Breeding, 2022年, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）
  • Influence of Gender Bias on Distribution of Hybrid Sterility in Rice.
    Zin Mar Myint; Yohei Koide
    Frontiers in plant science, 13, 898206, 898206, 2022年, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Hybrid sterility genes define species identities, setting reproductive barriers between distantly related Oryza relatives. They induce allelic-specific selective gametic abnormalities by killing pollens, embryo sacs, or both, and thus resulting in the male specific transmission ratio distortion (mTRD), female specific transmission ratio distortion (f TRD), and/or sex-independent transmission ratio distortion (siTRD) in hybrids. Although more than 50 hybrid sterility genes have been reported, comprehensive analysis on the distributional pattern of TRD systems in Oryza species is limited. In this review, we surveyed the TRD systems and the underlying possible mechanisms in these species. In rice, pollen killers which cause mTRD are often observed in higher frequency than egg killers and gamete eliminators, which are factors affecting f TRD and siTRD, respectively. Due to the rather massive population of pollen grains, their reduction in the number caused by hybrid sterility possesses a smaller selective disadvantage to the hybrid individuals, in contrast to female gamete abortion. The pattern of TRD distribution displays less abundancy in siTRD. It suggests that fixation of siTRD might require a certain time rather than single sex-specific factors. The presence of linked sterility factors worked for mTRD and f TRD, and strength of their linkage in chromosomal regions might determine the type of sterility and TRD. The study of TRD systems has a potential to reveal the relationships between selfish genes and their functions for reproductive isolation.
  • Editorial: Reproductive Barriers and Gene Introgression in Rice Species, Volume II.
    Yohei Koide; Kazuki Matsubara; Dayun Tao; Kenneth L McNally
    Frontiers in plant science, 13, 974613, 974613, Frontiers Media SA, 2022年, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Revision of the relationship between anther morphology and pollen sterility by cold stress at the booting stage in rice.
    Koichi Yamamori; Kei Ogasawara; Seiya Ishiguro; Yohei Koide; Itsuro Takamure; Kaien Fujino; Yutaka Sato; Yuji Kishima
    Annals of botany, 128, 5, 559, 575, 2021年07月07日, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, BACKGROUND AND AIMS: Cold stress in rice (Oryza sativa) plants at the reproductive stage prevents normal anther development and causes pollen sterility. Tapetum hypertrophy in anthers has been associated with pollen sterility in response to cold at the booting stage. Here, we reexamined whether the relationships between anther abnormality and pollen sterility caused by cold stress at the booting stage in rice can be explained by a monovalent factor such as tapetum hypertrophy. METHODS: After exposing plants to a 4-day cold treatment at the booting stage, we collected and processed anthers for transverse sectioning immediately and at the flowering stage. We anatomically evaluated the effect of cold treatment on anther internal morphologies, pollen fertilities and pollen numbers in the 13 cultivars with various cold sensitivities. KEY RESULTS: We observed four types of morphological anther abnormalities at each stage. Pollen sterility was positively correlated with the frequency of undeveloped locules, but not with tapetum hypertrophy as commonly believed. In cold-sensitive cultivars grown at low temperatures, pollen sterility was more frequent than anther morphological abnormalities, and some lines showed remarkably high pollen sterility without any anther morphological alterations. Most morphological anomalies occurred only in specific areas within large and small locules. Anther length tended to shorten in response to cold treatment and was positively correlated with pollen number. One cultivar showed a considerably reduced pollen number, but fertile pollen grains under cold stress. We propose three possible relationships to explain anther structure and pollen sterility and reduction due to cold stress. CONCLUSIONS: The pollen sterility caused by cold stress at the booting stage was correlated with the frequency of entire locule-related abnormalities, which might represent a phenotypic consequence, but not a direct cause of pollen abortion. Multivalent factors might underly the complicated relationships between anther abnormality and pollen sterility in rice.
  • 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］, ［責任著者］
    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, S-2, 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-BASEL, 11, 3, 2021年03月, ［査読有り］, ［責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Editorial: Reproductive Barriers and Gene Introgression in Rice Species.
    Dayun Tao; Kenneth L McNally; Yohei Koide; Kazuki Matsubara
    Frontiers in plant science, 12, 699761, 699761, 2021年, ［責任著者］, ［国際誌］
    英語
  • Fertile Tetraploids: New Resources for Future Rice Breeding?
    Yohei Koide; Daichi Kuniyoshi; Yuji Kishima
    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, 11, 2020年08月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語
  • Evolution of the "Neutral": Diverse Forms of Wide-Compatibility Haplotypes at the Locus for Reproductive Isolation.
    Yohei Koide
    Molecular plant, 2020年02月24日, ［査読有り］, ［招待有り］, ［筆頭著者, 最終著者, 責任著者］, ［国際誌］
    英語
  • Diploid Male Gametes Circumvent Hybrid Sterility Between Asian and African Rice Species.
    Daichi Kuniyoshi; Itaru Masuda; Yoshitaka Kanaoka; Yuki Shimazaki-Kishi; Yoshihiro Okamoto; Hideshi Yasui; Toshio Yamamoto; Kiyotaka Nagaki; Yoichiro Hoshino; Yohei Koide; Itsuro Takamure; Yuji Kishima
    Frontiers in plant science, 11, 579305, 579305, 2020年, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, In F1 hybrids of Oryza sativa (Asian rice) and Oryza glaberrima (African rice), heterozygosity leads to a complete gamete abortion because of allelic conflict at each of the 13 hybrid sterility (HS) loci. We systematically produced 19 plants from the F1 hybrids of both the rice species by the anther culture (AC) method. Five of the 19 interspecific hybrid plants were partially fertile and able to produce seeds. Unlike ordinal doubled haploid plants resulting from AC, these regenerated plants showed various ploidy levels (diploid to pentaploid) and different zygosities (completely homozygous, completely heterozygous, and a combination). These properties were attributable to meiotic anomalies in the interspecific hybrid F1 plants. Examination of the genetic structures of the regenerated plants suggested meiotic non-reduction took place in the interspecific hybrid F1 plants. The centromeric regions in the regenerated plants revealed that the abnormal first and/or second divisions of meiosis, namely the first division restitution (FDR) and/or second division restitution (SDR), had occurred in the interspecific hybrid. Immunohistochemical observations also verified these phenomena. FDR and SDR occurrences at meiosis might strongly lead to the formation of diploid microspores. The results demonstrated that meiotic anomalies functioned as a reproductive barrier occurred before the HS genes acted in gamete of the interspecific hybrid. Although such meiotic anomalies are detrimental to pollen development, the early rescue of microspores carrying the diploid gamete resulted in the fertile regenerated plants. The five partially fertile plants carrying tetraploid genomes with heterozygous alleles of the HS loci produced fertile diploid pollens, implying that the diploid gametes circumvented the allelic conflicts at the HS loci. We also proposed how diploid male gametes avoid HS with the killer-protector model.
  • Responses of earliness and lateness genes for heading to different photoperiods, and specific response of a gene or a pair of genes to short day length in rice
    Birendra Bahadur Rana; Misa Kamimukai; Mukunda Bhattarai; Yohei Koide; Masayuki Murai
    Hereditas, 156, 2019年12月18日, ［査読有り］
  • Profiling SNP and Nucleotide Diversity to Characterize Mekong Delta Rice Landraces in Southeast Asian Populations
    Nguyen Thanh Tam; Dwiyanti, Maria Stefanie; Koide, Yohei; Nagano, Atsushi J.; Ky, Huynh; Huynh Quang Tin; Nguyen Loc Hien; Le Viet Dung; Kishima, Yuji
    PLANT GENOME, 12, 3, 2019年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Shaping of a three-dimensional carnivorous trap through modulation of a planar growth mechanism.
    Lee KJI; Bushell C; Koide Y; Fozard JA; Piao C; Yu M; Newman J; Whitewoods C; Avondo J; Kennaway R; Marée AFM; Cui M; Coen E
    PLoS biology, 17, 10, e3000427, 2019年10月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
  • Genetic Properties Responsible for the Transgressive Segregation of Days to Heading in Rice.
    Koide Y; Sakaguchi S; Uchiyama T; Ota Y; Tezuka A; Nagano AJ; Ishiguro S; Takamure I; Kishima Y
    G3 (Bethesda, Md.), 9, 5, 1655, 1662, 2019年03月, ［査読有り］, ［筆頭著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Transgressive segregation produces hybrid progeny phenotypes that exceed the parental phenotypes. Unlike heterosis, extreme phenotypes caused by transgressive segregation are heritably stable. We examined transgressive phenotypes of flowering time in rice, and revealed transgressive segregation in F2 populations derived from a cross between parents with similar (proximal) days to heading (DTH). The DTH phenotypes of the A58 × Kitaake F2 progenies were frequently more extreme than those of either parent. These transgressive phenotypes were maintained in the F3 and F4 populations. Both A58 and Kitaake are japonica rice cultivars adapted to Hokkaido, Japan, which is a high-latitude region, and have a short DTH. Among the four known loci required for a short DTH, three loci had common alleles in A58 and Kitaake, implying there is a similar genetic basis for DTH between the two varieties. A genome-wide single nucleotide polymorphism (SNP) analysis based on the F4 population identified five new quantitative trait loci (QTL) associated with transgressive DTH phenotypes. Each of these QTL had different degrees of additive effects on DTH, and two QTL had an epistatic effect on each other. Thus, a genome-wide SNP analysis facilitated the detection of genetic loci associated with extreme DTH phenotypes, and revealed that the transgressive phenotypes were produced by exchanging the complementary alleles of a few minor QTL in the similar parental phenotypes.
  • イネ種間雑種の生殖隔離障壁の打破に関する遺伝育種学的研究
    小出 陽平
    育種学研究, 日本育種学会, 2019年, ［筆頭著者, 最終著者, 責任著者］
    日本語
  • Lineage-specific gene acquisition or loss is involved in interspecific hybrid sterility in rice
    Yohei Koide; Atsushi Ogino; Takanori Yoshikawa; Yuki Kitashima; Nozomi Saito; Yoshitaka Kanaoka; Kazumitsu Onishi; Yoshihiro Yoshitake; Takuji Tsukiyama; Hiroki Saito; Masayoshi Teraishi; Yoshiyuki Yamagata; Aiko Uemura; Hiroki Takagi; Yoriko Hayashi; Tomoko Abe; Yoshimichi Fukuta; Yutaka Okumoto; Akira Kanazawa
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115, 9, E1995, E1962, 2018年02月27日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    研究論文（学術雑誌）
  • Genetic dissection of agronomic traits in introgression lines and improvement of an elite indica rice variety
    Daisuke Fujita; Yohei Koide; Nobuya Kobayashi
    Japan Agricultural Research Quarterly, 52, 2, 91, 103, Japan International Research Center for Agricultural Sciences, 2018年
    英語
  • Identification of QTLs for agronomic characteristics in an upland New Rice for Africa (NERICA) variety
    Yohei Koide; Mitsuhiro Obara; Seiji Yanagihara; Yoshimichi Fukuta
    Japan Agricultural Research Quarterly, 52, 1, 29, 37, Japan International Research Center for Agricultural Sciences, 2018年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Anther culture in rice proportionally rescues microspores according to gametophytic gene effect and enhances genetic study of hybrid sterility.
    Kanaoka Y; Kuniyoshi D; Inada E; Koide Y; Okamoto Y; Yasui H; Kishima Y
    Plant methods, 14, 102, 2018年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Fine mapping of a quantitative trait locus for spikelet number per panicle in a new plant type rice and evaluation of a near-isogenic line for grain productivity
    Kazuhiro Sasaki; Daisuke Fujita; Yohei Koide; Patrick D. Lumanglas; Ritchel B. Gannaban; Analiza G. Tagle; Mitsuhiro Obara; Yoshimichi Fukuta; Nobuya Kobayashi; Tsutomu Ishimaru
    JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY, 68, 11, 2693, 2702, 2017年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Detection of novel QTLs qDTH4.5 and qDTH6.3, which confer late heading under short-day conditions, by SSR marker-based and QTL-seq analysis
    Eri Ogiso-Tanaka; Tsuyoshi Tanaka; Keisuke Tanaka; Yasunori Nonoue; Takuji Sasaki; Erina Fushimi; Yohei Koide; Yutaka Okumoto; Masahiro Yano; Hiroki Saito
    Breeding Science, 2017年03月04日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Genetic variation in blast resistance in rice germplasm from West Africa
    Theophile Odjo; Yohei Koide; Drissa Silue; Seiji Yanagihara; Takashi Kumashiro; Yoshimichi Fukuta
    Breeding Science, 67, 5, 500, 508, Japanese Society of Breeding, 2017年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Evaluation of genetic variation among wild rice populations in Cambodia
    Chhourn Orn; Rieko Shishido; Masahiro Akimoto; Ryo Ishikawa; Than Myint Htun; Ken-Ichi Nonomura; Yohei Koide; Men Sarom; Seng Vang; Sakhan Sophany; Ouk Makara; Takashige Ishii
    BREEDING SCIENCE, 65, 5, 430, 437, 2015年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Identification of QTLs and candidate genes for days to heading in an upland New Rice for Africa (NERICA) variety
    Yohei Koide; Akiko Kawasaki-Tanaka; Theophile Odjo; Mitsuhiro Obara; Seiji Yanagihara; Yoshimichi Fukuta
    EUPHYTICA, 203, 1, 153, 164, 2015年05月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Pathogenicity of Rice Blast (Pyricularia oryzae Cavara) Isolates from Cambodia
    Yoshimichi Fukuta; Ikumi Koga; Tochi Ung; Khay Sathya; Akiko Kawasaki-Tanaka; Yohei Koide; Nobuya Kobayashi; Mitsuhiro Obara; Hun Yadana; Nagao Hayashi
    JARQ-JAPAN AGRICULTURAL RESEARCH QUARTERLY, 48, 2, 155, 166, 2014年04月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • 遠縁種を利用した不良環境に強いイネの育種 : NERICAの解析を例として(第41回近畿作物・育種研究会公開シンポジウム 地球環境変動とこれらの農業)
    小出 陽平
    作物研究, 59, 59, 67, 71, 近畿作物・育種研究会, 2014年, ［筆頭著者］
    日本語, 高等生物は突然変異により生じる新たな遺伝子セットを遺伝的組換えにより再編成することで膨大な遺伝的多様性を生み出し,変動する環境に適応している.したがって,作物の遺伝的多様性を支える生物資源を有効に利用することが,変動する地球環境に対応した農業を推進する上で重要となると考えられる.本稿では生物資源利用の一例として,イネの種間交雑により作出されたNew Rice for Africa (NERICA)を取り上げ,NERICAが持つ遠縁種由来の有用遺伝子や潜在的な不良遺伝子の解析について紹介する.
  • NAL1 allele from a rice landrace greatly increases yield in modern indica cultivars
    Daisuke Fujita; Kurniawan Rudi Trijatmiko; Analiza Grubanzo Tagle; Maria Veronica Sapasap; Yohei Koide; Kazuhiro Sasaki; Nikolaos Tsakirpaloglou; Ritchel Bueno Gannaban; Takeshi Nishimura; Seiji Yanagihara; Yoshimichi Fukuta; Tomokazu Koshiba; Inez Hortense Slamet-Loedin; Tsutomu Ishimaru; Nobuya Kobayashi
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110, 51, 20431, 20436, 2013年12月17日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Detection of novel blast resistance genes, Pi58(t) and Pi59(t), in a Myanmar rice landrace based on a standard differential system
    Yohei Koide; Mary Jeanie Telebanco-Yanoria; Yoshimichi Fukuta; Nobuya Kobayashi
    MOLECULAR BREEDING, 32, 2, 241, 252, 2013年08月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • QTL for spikelet number from a high-yielding rice variety, Hoshiaoba, detected in an introgression line with the genetic background of an indica rice variety, IR64
    Yohei Koide; Daisuke Fujita; Analiza G. Tagle; Kazuhiro Sasaki; Tsutomu Ishimaru; Yoshimichi Fukuta; Nobuya Kobayashi
    EUPHYTICA, 192, 1, 97, 106, 2013年07月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • QTLs for phosphorus deficiency tolerance detected in upland NERICA varieties
    Yohei Koide; Juan Pariasca Tanaka; Terry Rose; Ayumi Fukuo; Kunihiko Konisho; Seiji Yanagihara; Yoshimichi Fukuta; Matthias Wissuwa
    PLANT BREEDING, 132, 3, 259, 265, 2013年06月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Near isogenic lines of rice for blast resistance genes as differential varieties
    KOBAYASHI NOBUYA; TELEBANCO-YANORIA MARY JEANIE; FUKUTA YOSHIMICHI; KOIDE YOHEI; KATO HIROSHI; IMBE TOKIO
    Annu Rep Jpn Int Res Cent Agric Sci, 2010, 20, 21, 2012年03月30日
    英語
  • Complex genetic nature of sex-independent transmission ratio distortion in Asian rice species: the involvement of unlinked modifiers and sex-specific mechanisms
    Y. Koide; Y. Shinya; M. Ikenaga; N. Sawamura; K. Matsubara; K. Onishi; A. Kanazawa; Y. Sano
    HEREDITY, 108, 3, 242, 247, 2012年03月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Fine mapping and identification of tightly linked DNA markers of blast resistance gene Pia by using an introgression line
    Yohei Koide; Mary Jeanie Telebanco-Yanoria; Daisuke Fujita; Analiza G. Tagle; Yoshimichi Fukuta; Nobuya Kobayashi
    MOLECULAR BREEDING, 28, 3, 359, 366, 2011年10月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • A set of near-isogenic lines for blast resistance genes with an Indica-type rainfed lowland elite rice (Oryza sativa L.) genetic background
    Yohei Koide; Leodegario A. Ebron; Hiroshi Kato; Hiroshi Tsunematsu; Mary Jeanie Telebanco-Yanoria; Nobuya Kobayashi; Masao Yokoo; Sachio Maruyama; Tokio Imbe; Yoshimichi Fukuta
    FIELD CROPS RESEARCH, 123, 1, 19, 27, 2011年07月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • A set of near-isogenic lines of Indica-type rice variety CO 39 as differential varieties for blast resistance
    Mary Jeanie Telebanco-Yanoria; Yohei Koide; Yoshimichi Fukuta; Tokio Imbe; Hiroshi Tsunematsu; Hiroshi Kato; Leodegario A. Ebron; Thi Minh Nguyet Nguyen; Nobuya Kobayashi
    MOLECULAR BREEDING, 27, 3, 357, 373, 2011年03月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Characterization of Rice Blast Isolates by the Differential System and their Application for Mapping a Resistance Gene, Pi19(t)
    Yohei Koide; Mary Jeanie Telebanco-Yanoria; Fe Dela Pena; Yoshimichi Fukuta; Nobuya Kobayashi
    JOURNAL OF PHYTOPATHOLOGY, 159, 2, 85, 93, 2011年02月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Development of near-isogenic lines of Japonica-type rice variety Lijiangxintuanheigu as differentials for blast resistance
    Mary Jeanie Telebanco-Yanoria; Yohei Koide; Yoshimichi Fukuta; Tokio Imbe; Hiroshi Kato; Hiroshi Tsunematsu; Nobuya Kobayashi
    BREEDING SCIENCE, 60, 5, 629, 638, 2010年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Development of pyramided lines with two resistance genes, Pish and Pib, for blast disease (Magnaporthe oryzae B. Couch) in rice (Oryza sativa L.)
    Y. Koide; A. Kawasaki; M. J. Telebanco-Yanoria; A. Hairmansis; N. T. M. Nguyet; J. Bigirimana; D. Fujita; N. Kobayashi; Y. Fukuta
    PLANT BREEDING, 129, 6, 670, 675, 2010年12月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Varying patterns of blast (Magnaporthe grisea (Hebert) Barr.) resistance in rice (Oryza sativa L.) varieties in water-saving production system
    Y. Koide; M. J. Telebanco-Yanoria; Y. Fukuta; N. Kobayashi
    International Rice Research Notes, 35, 2010年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語
  • Resistance Genes and Selection DNA Markers for Blast Disease in Rice (Oryza sativa L.)
    Yohei Koide; Nobuya Kobayashi; Donghe Xu; Yoshimichi Fukuta
    JARQ-JAPAN AGRICULTURAL RESEARCH QUARTERLY, 43, 4, 255, 280, 2009年10月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語
  • Blast resistance genes and their selection markers in rice (Oryza sativa L.)
    KOIDE YOHEI; KOBAYASHI NOBUYA; XU DONGHE; FUKUTA YOSHIMICHI
    JIRCAS Working Rep, 63, 95, 122, 2009年03月31日, ［筆頭著者］
    英語
  • Two loosely linked genes controlling the female specificity for cross-incompatibility in rice
    Yohei Koide; Mitsunobu Ikenaga; Yuhei Shinya; Kazuki Matsubara; Yoshio Sano
    EUPHYTICA, 164, 3, 753, 760, 2008年12月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • The evolution of sex-independent transmission ratio distortion involving multiple allelic interactions at a single locus in rice
    Yohei Koide; Mitsunobu Ikenaga; Noriko Sawamura; Daisuke Nishimoto; Kazuki Matsubara; Kazumitsu Onishi; Akira Kanazawa; Yoshio Sano
    GENETICS, 180, 1, 409, 420, 2008年09月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Sex-independent transmission ratio distortion system responsible for reproductive barriers between Asian and African rice species
    Yohei Koide; Kazumitsu Onishi; Daisuke Nishimoto; Akhil Ranjan Baruah; Akira Kanazawa; Yoshio Sano
    NEW PHYTOLOGIST, 179, 3, 888, 900, 2008年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Genetics of speciation in rice
    Yohei Koide; Kazumitsu Onishi; Akira Kanazawa; Yoshio Sano
    Biotechnology in Agriculture and Forestry, 62, 247, 259, Springer International Publishing, 2008年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 論文集(書籍)内論文
  • アジアイネとアフリカイネの種間雑種不稔遺伝子S1の解析
    堀米 綾子; 西本 大祐; 小出 陽平; 大西 一光; 長野 宏則; 貴島 祐治; 佐野 芳雄
    日本育種学会・日本作物学会北海道談話会会報, 44, 3, 4, 日本作物学会, 2003年12月
    日本語
■ その他活動・業績
■ 主な担当授業
  • 国際農学概論Ⅱ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 農業生物学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 国際農学特論Ⅱ, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 農業生物学特論演習, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 生物学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 植物育種学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 植物育種学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 応用生命科学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 基礎遺伝学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 応用生命科学演習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物学実験, 2024年, 学士課程, 農学部
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 植物の地下部バイオマスが増大する機構の研究
    科学研究費助成事業
    2025年06月27日 - 2028年03月31日
    久保 友彦; 黒田 洋輔; 北崎 一義; 小出 陽平
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 25K22354
  • アフリカのイネジーンプールに潜在する有用遺伝子の計画的利用に向けた種間雑種戦略
    科学研究費助成事業
    2021年04月01日 - 2025年03月31日
    小出 陽平; 山形 悦透; 石川 亮; 藤田 大輔
    将来の食糧安定生産のため、利用可能な遺伝子プールを拡大することは、育種学の使命の一つである。アフリカ栽培・野生イネは、膨大な遺伝変異を有するが、有用遺伝子探索がほとんど行われていない未利用遺伝資源である。本研究では、ゲノム情報を利用した効率的な遺伝子探索システムをアフリカイネに適用し、初期生育や耐虫性などの有用形質に関わる遺伝子の迅速な単離を行う。また、雑種不稔性を回避する種間橋渡し系統を確立し、異種遺伝子の利用を促進するとともに、未解明である種間雑種強勢の遺伝基盤を明らかにし、種間雑種の新しい活用法を構築する。
    これまでに、主に、独自のアフリカ栽培イネ集団をもちいたゲノム解析を行い、データを参照配列である日本晴にマッピングした際に得られるSNP情報に基づくゲノムワイド関連解析実験系を構築した。この実験系を用いることで様々な形質に関してゲノムワイド関連解析を行うことが可能となった。さらに、SNP情報より、アフリカ栽培イネを複数の分集団に区分し、各分集団ごとの系統の特徴化を進めた。また、アフリカ栽培イネが持つ遺伝子の単離を迅速に行うために、分集団ごとに系統を選抜し、これら系統の交配による組換え自殖系統群作出を行った。当該年度においては、F3世代まで世代促進を進めた。さらに、アフリカイネが持つ初期生育性や耐虫性など、特徴的な表現型の予備的解析を行った。その結果、初期生育の旺盛さに関与すると考えられる第2葉と第3葉の葉身長にアフリカ栽培イネ内で表現型多型があることが示された。ゲノムワイド関連解析を行ったところ、第2葉葉身長および第3葉葉身長と有意に関連のある染色体領域が明らかとなった。また、複数の種間雑種不稔遺伝子について、遺伝子同定に向けた準備を行うとともに、ゲノム編集による遺伝子ノックアウトの実験系の構築を進めた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K21183
  • アフリカのイネジーンプールに潜在する有用遺伝子の計画的利用に向けた種間雑種戦略
    科学研究費助成事業
    2021年04月01日 - 2025年03月31日
    小出 陽平; 山形 悦透; 石川 亮; 藤田 大輔
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21H02160
  • 器官成長モデリングによる作物の3D構造形成の原理解明と予測技術の開発
    科学研究費助成事業
    2021年07月09日 - 2024年03月31日
    小出 陽平
    作物の器官の形を自在に操ることは、遺伝育種学や作物学において、未だ達成されていない未解決の問題である。しかしながら、個々の細胞の成長と、多細胞からなる器官の複雑な立体構造形成がどのように関与しているのかは明らかではなく、そのため、器官形状の自在な制御は未だ困難である。さらに、植物の立体形状は遺伝子と環境の双方によって複合的にコントロールされており、従来の遺伝学のみでは立体構造形成の原理をとらえることは困難である。本研究では、イネのコメの形を決定する頴花の形状をモデルケースとし、物理ベースの数理モデリングにより、器官の立体構造の形成原理を解明する。コメは世界の主要な食料の一つであり、その形は食味や収量性だけでなく、食文化などとも関連する重要な形質である。そのため、コメの形状を予測・操作できる技術はイネの品種改良や、食糧生産の安定化にとって重要であると考えられる。
    そのために、まず、単一の遺伝子型かつ単一の環境下において、イネの頴花発生過程をシミュレートする物理ベースのモデルを構築する。発生過程にあるイネ頴花を、実体顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡により時系列的に解析し、立体構造の変形過程を、器官を形成する部位毎の生長率として定量する。定量データをもとに、最終的な形状を記述できるモデルを構築し、検証を行う。
    さらに、遺伝子型情報とモデルパラメータの関係性を明らかにするために、ゲノム情報が既知のイネ品種を多数利用し、発生過程にあるイネ頴花の立体構造の変形過程を実体顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡を用いて解析する。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 21K19101
  • イネ小胞子に潜在する個体分化能と倍数化能を活用した育種基盤の新構築
    科学研究費助成事業
    2019年04月01日 - 2023年03月31日
    貴島 祐治; 山本 敏央; 長岐 清孝; 小出 陽平; 金 鍾明
    本研究は、１）小胞子から個体分化を誘導するメカニズム、２）イネ小胞子から効率的に個体を再生するシステムの構築、３）イネ種間雑種の葯培養個体で誘導される倍数性の発生メカニズムの解明、４）イネ種間雑種の葯培養個体によって雑種不稔性を回避する遺伝機構の解析、５）葯培養個体から生じた倍数体種間雑種による新しい育種材料の開発、の5つの問題から構成されている。2020年度は主に２）と４）について進展があった。２）について本研究では、葯から抽出した小胞子を直接培養することによって効率的に植物体再生を行うことが可能かどうかをキタアケを用いて行った。培地を検討するため、葯より抽出した小胞子に対してN6液体培地とすべての成分を10倍希釈した1/10 N6液体培地を用いて培養を行った。興味深いことに希釈培地でもカルス形成が確認された。誘導されたカルスに対して再分化処理を行い、1/10 N6液体培地に由来するカルスにおいても植物体が再生された。カルス形成率に着目すると培地の濃度によるカルス形成率への影響はなかった。しかし、培養過程にある小胞子生存率は1/10 N6培地中で大きく低下することが確認された。このことから、希釈培地では、カルス形成に関与しない小胞子が死滅したことが考えられる。両培地において葯に由来するカルスは、360葯から280個以上誘導された。これらカルスの再分化実験では、1/10 N6培地に由来するカルスは、N6液体培地に由来するカルスの再分化率を大きく上回った（1/10 N6液体培地:21%、N6液体培地12%）。さらに再分化後の馴化段階での枯死率も1/10 N6培地に由来の個体が低く安定的だった（1/10N6液体培地: 6%、 N6液体培地:22%）。したがって、カルス誘導培地の違いにより、再分化の効率が異なることが示された。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 19H00937
  • イネjuvenile-adult相転換期を制御するQTLの同定および育種的活用
    科学研究費助成事業
    2019年04月01日 - 2022年03月31日
    吉川 貴徳; 門田 有希; 小出 陽平; 寺石 政義; 奥本 裕
    本研究は、イネjaponica品種とindica品種間において栄養成長期間のjuvenile-adult相転換期の分化に関与する遺伝的要因を同定し、生育相転換が農業形質に及ぼす効果の解明を試みた。主たる成果は、１）qJA1、qJA2の原因遺伝子を同定し、トランスクリプトームにおいて関連する経路を見出した。２）qJA1、qJA2のjaponicaアリルが高緯度地域での栽培に適する可能性を見出した。３）生育環境が相転換に及ぼす影響を明らかにした。４）生育ステージの進行に伴っていもち病に対する防御応答機構が変化することを見出した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 京都大学, 19H02929
  • 倍数化による雑種不稔緩和現象の遺伝的基盤解明
    科学研究費助成事業
    2018年04月01日 - 2022年03月31日
    小出 陽平
    日本人の主食であるイネは2倍体の植物である。一方、コルヒチン等の化学物質の処理により、染色体の数を倍に増やした4倍体のイネを作ることが可能である。この研究では、将来的に4倍体のイネを品種改良に利用することを目的として、遺伝的多様性の幅を広げるための研究を行った。4倍体では、2倍体と比べて、雑種を作った際の種子稔性が向上することが示唆されていたが、本研究では、4倍体雑種における種子低稔性以外の栄養成長期の発育異常が見いだされ、新たな育種障壁となることが考えられた。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 18K05565
  • 近縁種間の遺伝子循環による次世代植物資源の開発と持続的作物生産力の向上
    科学研究費助成事業
    2016年07月19日 - 2020年03月31日
    藤田 大輔; 山形 悦透; 石川 亮; 小出 陽平
    本研究は、（課題１）として、国際稲研究所で維持されているアフリカイネO. glaberrima 150 系統に関して、次世代シークエンサーにより、全ゲノム領域の解読を行い、多数のSNP情報を検出した。（課題２）として、アフリカイネ150系統の生物的ストレス・収量関連形質の特性評価を行った。課題１で得られたSNP情報を用いてゲノムワイド関連解析により、これらの形質に関して関連する遺伝子座を複数検出した。 （課題３）として、次世代植物資源を作出するために、インド型品種Peikuの不稔緩和系統とO. glaberrimaを交雑し、複数の交雑組み合わせにおいてBC1F1種子を得た。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 佐賀大学, 16KT0034
  • 活性型転移因子を利用したゲノムショック育種法の開発
    科学研究費助成事業
    2014年04月01日 - 2019年03月31日
    奥本 裕; 寺石 政義; 吉川 貴徳; 築山 拓司; 齊藤 大樹; 小出 陽平
    イネ品種銀坊主のゲノム内で高い転移活性を示す非自律性転移因子mPingを利用した新たな育種法の開発に繋がる以下の点を明らかにした。１）銀坊主集団より選抜したストレス耐性系統には特異的なmPing挿入があり、耐性獲得は挿入下流の遺伝子にストレス応答性が付与されことによると推察された。２）銀坊主の細粒突然変異系統Rurm1遺伝子内に挿入されたmPingの切出しに伴って分離する復帰型個体の中には旺盛な生育を示す生育強勢個体も分離する。この生育強勢個体は極めて多数の新規mPing挿入が生じており、mPing挿入に関してヘテロ箇所がゲノム内に多数生じることが生育強勢個体分離の原因と推察された。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 26252002
  • 熱帯アジアにおける野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動の実態解明
    科学研究費助成事業
    2014年04月01日 - 2017年03月31日
    石井 尊生; 宍戸 理恵子; 石川 亮; 野々村 賢一; 小出 陽平
    野生イネ（Oryza rufipogon）の遺伝学的および生態学的特性を把握するため、熱帯アジアのベトナム、カンボジア、ミヤンマーに調査地を設定し、まず野生イネ自生集団における遺伝的多様性についてDNAレベルで調査を行った。その結果、1年生と多年生の集団構造は繁殖様式と周囲の環境条件により変動することが明らかになった。次に、野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動を栽培化形質に関するDNAマーカーを用いて調査したところ、両者間の遺伝子流動は熱帯アジアで普通に起こるものであり、その頻度は生育環境に大きく依存していることが示唆された。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 神戸大学, 26304020
  • イネの雑種不稔遺伝子S1がヘテロ個体特異的に不稔を誘導する機構の解明
    科学研究費助成事業
    2014年04月01日 - 2016年03月31日
    小出 陽平
    イネの種間雑種で見いだされた顕著な雑種強勢を利用するためには、障壁となる雑種不稔の誘導機構の解明が必要である。アジア栽培イネO.sativaとアフリカ栽培イネO.glaberrimaの種間交雑で種子不稔を引き起こす遺伝的要因の一つとして、第6染色体上に存在するS1領域が知られている。本研究ではこれまでに得られている雑種不稔の変異体を利用し、S1の原因遺伝子の解析を行った。まず、RNA-seqにより、変異周辺の遺伝子構造を明らかにし、候補遺伝子を特定した。次に形質転換により候補遺伝子を導入し、雑種不稔性が相補できることを明らかにした。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 京都大学, 26850003
  • イネ種間雑種強勢の実用化に向けた雑種不稔遺伝子S1の単離と変異体作出
    科学研究費助成事業
    2013年08月30日 - 2015年03月31日
    小出 陽平
    本研究ではイネの種間雑種で見いだされた顕著な雑種強勢を利用するため、障壁となる現象「雑種不稔」の克服を目指している。アジア栽培イネO.sativaとアフリカ栽培イネO.glaberrimaの種間交雑では得られた雑種は種子不稔を示す。これまでにイネの種間雑種において種子不稔を引き起こす遺伝的要因の一つとして、S1遺伝子が報告されている。S1はヘテロ接合の状態で特異的に作用し、花粉および種子の退化を引き起こす。S1はイネ第6染色体上にマッピングされているが、原因となる遺伝子の同定はできていない。そこで本研究では、S1に着目し、遺伝子機能欠損変異体を単離する。得られた変異体を利用してS1の原因遺伝子の特定を行う。変異体の作出には重イオンビームを用いる。通常、突然変異処理を行うと多くの遺伝子が影響を受けるため、種子稔性が低下した個体が頻繁に生じる。一方、重イオンビームはその軌跡に沿って半径数nm程度の範囲に広がるDNA二本鎖を電離作用により切断するため、切断箇所以外の遺伝子が影響を受けるリスクが低いと考えられている。そのため、本研究においてS1遺伝子のみを欠損させ、種子稔性が上昇する個体をスクリーニングするために適した変異処理であると考えられる。
    本年度はS1遺伝子をヘテロ接合で持つ種子を交配により作出し、得られた交配後の種子に重イオンビーム（炭素イオン照射 150Gy LET30）を照射した。重イオンビーム処理後、圃場に植物体を移植し、種子稔性が高い個体を選抜した。選抜した個体はS1遺伝子が欠損した個体である可能性が高い。そこですでに報告されているS1遺伝子候補領域をシークエンスし、変異が生じている箇所を特定した。
    日本学術振興会, 研究活動スタート支援, 京都大学, 25892014
  • アフリカでの高生産性イネ育種のためのNERICA遺伝子構成解明と選抜マーカー開発
    科学研究費助成事業
    2010年 - 2012年
    小出 陽平
    本研究の目的はNERICAに存在するアフリカ栽培イネ由来の有用遺伝子およびアジア栽培イネ由来の収量性関連遺伝子の座乗染色体領域を明らかにし、遺伝子の選抜に利用可能なDNAマーカーを作出すること、およびNERICAが潜在的に持つアジア栽培イネ・アフリカ栽培イネ間の雑種不稔遺伝子(不良形質)の座乗位置を決定し、遺伝障壁克服のための方策を検討することである。本年度はNERICAにアジア栽培イネを交雑して作成された雑種集団を用い、複数の形質に関してQTL解析およびQTL領域の詳細な絞り込みを行った。
    1)昨年度までにリン酸欠乏圃場条件下における分げつ数の低下を指標とし、リン酸欠乏耐性に関する複数のQTLを検出した。これらのQTLはアフリカ栽培イネに由来する対立遺伝子がリン酸欠乏耐性を増加させる効果があったことから、NERICAが持つアフリカ栽培イネ由来の有用遺伝子の一つであると考えられた。本年度はこれらの結果をまとめ、公表した。
    2)また、同様の集団を用いて到穂日数に関するQTL解析を行ったところ、複数のQTLが存在し、そのうちの一つはすでに報告のあるイネの出穂期関連遺伝子の座乗領域に存在することが明らかとなった。そこで本年度は、当該遺伝子の塩基配列解析を行った。その結果、検出したQTL領域に存在する出穂期関連遺伝子において、NERICAが塩基変異を持つことを明らかにした。
    3)同様に雑種不稔性に関与する解析を行ったところ、複数のQTLが検出され、QTLの一つは上述のリン酸欠乏耐性に関与するQTLと連鎖していることを明らかにした。
    4)さらに日本、フィリピン、アフリカから得られたいもち病菌系を用いてNERICAのいもち病抵抗性に関与する染色体領域の解析を行った。その結果、NERICAのいもち病抵抗性にも、複数の遺伝子が関与していることを明らかにした。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 10J06429