Maruyama Hayato

Research Faculty of Agriculture Fundamental AgriScience Research Bioscience and ChemistryAssistant Professor
Last Updated :2026/04/14

■Researcher basic information

Researchmap personal page

Research Keyword

  • 植物栄養学
  • リン
  • 根圏
  • 根分泌物
  • 菌根共生
  • 根圏微生物
  • マルチオミクス
  • GWAS
  • 放射性セシウム
  • 簡易土壌診断

Research Field

  • Environmental science/Agricultural science, Crop production science
  • Life sciences, Plant nutrition, soil science

Educational Organization

■Career

Career

  • Oct. 2016 - Present
    北海道大学大学院, 農学研究院, 助教
  • Apr. 2015 - Sep. 2016
    北海道大学大学院, 農学研究院, 博士研究員
  • Apr. 2013 - Mar. 2015
    Hiroshima University, Graduate School of Biosphere Science, 博士研究員
  • Apr. 2012 - Mar. 2013
    Hiroshima University, Graduate School of Biosphere Science, 特別研究員

Educational Background

  • Apr. 2009 - Mar. 2012, Hiroshima University, Graduate School of Biosphere Science, 環境循環系制御学専攻
  • Apr. 2007 - Mar. 2009, 北海道大学大学院, 農学院, 共生基盤学専攻
  • Apr. 2003 - Mar. 2007, Hokkaido University, Faculty of Agriculture, Department of Bioscience and Chemistry

■Research activity information

Awards

  • Sep. 2022, 日本土壌肥料学会, 学会奨励賞               
    植物の土壌中難利用性リン獲得機構に関する研究
    丸山 隼人

Papers

Other Activities and Achievements

Affiliated academic society

  • THE JAPANESE SOCIETY OF PLANT PHYSIOLOGISTS               
  • JAPANESE SOCIETY OF SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION               
  • 日本育種学会               

Research Themes

  • 「植物界のシーラカンス」小葉類の極限環境突破能力
    科学研究費助成事業
    27 Jun. 2025 - 31 Mar. 2029
    和崎 淳, 中坪 孝之, 上田 晃弘, 丸山 隼人, 草場 信, 中野 道治, 渡部 敏裕
    日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 広島大学, 25K21735
  • 果皮中ホウ素局在の空間的把握による尻腐れ果発生機構の解明
    科学研究費助成事業
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2027
    荒川 竜太, 丸山 隼人
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所(環境研究部、食と農の研究部及び水産研究部), 24K08653
  • Relationship between vascular plant evolution and aluminum hyperaccumulation
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2027
    渡部 敏裕, 和崎 淳, 平舘 俊太郎, 佐野 雄三, 丸山 隼人, 東 隆行
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 23H02108
  • コムギの土壌中リン獲得に関する包括的評価と遺伝的解析
    科学研究費助成事業
    Apr. 2024 - Mar. 2027
    丸山 隼人
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 24K08857
  • 農業の生産性と持続性の向上を支援する簡便・低コストな画期的スマート土壌診断システムの基盤技術の開発               
    オープンイノベーション研究・実用化推進事業基礎研究ステージ(基礎重要政策タイプ)
    Jul. 2023 - Mar. 2026
    渡慶次学, 石田晃彦, 丸山隼人, 細淵幸雄, 松田憲司
    生物系特定産業技術研究支援センター, 北海道大学・北海道立総合研究機構・BIPROGY株式会社, 05010a3
  • Utilization of functions by cluster root formation for sustainable crop production
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    05 Apr. 2021 - 31 Mar. 2025
    和崎 淳, 坪田 博美, 丸山 隼人, 西田 翔, 渡部 敏裕, 佐々木 孝行, 俵谷 圭太郎, 廣田 隆一
    リン酸質肥料は作物生産に必須であるが、資源は涸渇に瀕しており、持続的な作物生産にはその問題の解決が必要である。低リン耐性を有する一部の植物は、クラスター根とよばれる小根が密集した根を形成する能力がある。このクラスター根は、根の表面積を増やし、難利用性リンの吸収を強化して適応するために形成されると考えられているが、その形成能と難利用性リンの供給能の詳細は未解明である。本研究ではシステムズ生物学アプローチ解析によるクラスター根の形態形成イベントの制御、爆発的な根分泌の誘導による難利用性リンからの供給能の解明に取り組む。
    これまでに、クラスター根形成種であるシロバナルーピンおよびHakea laurinaのRNA-seqデータなどを元にして複数の有機酸トランスポーター候補の同定に成功した。これらの候補遺伝子の発現量を調査したところ、低リン条件のクラスター根で顕著な発現誘導が確認された。また、シロバナルーピンのRNA-seqデータからクラスター根の発達へのエチレンの寄与が示唆されたことから、エチレン前駆体であるACCおよびエチレン合成阻害剤であるCo2+イオンを添加してその影響を評価した。その結果、エチレンはクラスター根を構成する小根の伸長停止に寄与するとともに、リン欠乏への発現応答にも関与していることが示唆された。
    新規なクラスター根形成種の探索を行うため、根のメタバーコーディングライブラリー作成のためのサンプル採集を進めた。クラスター根圏土壌細菌群集のメタバーコーディングを行うため、根圏土壌を採取し、アンプリコンシーケンスの準備を進めた。シロバナルーピンの根箱栽培を実施し、クラスター根におけるリン可溶化に関わる遺伝子発現および土壌中のリン形態を調査した結果、クラスター根の発達段階だけでなく根が形成された位置による違いが認められ、局所的に異なる機能を持つことが明らかとなった。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hiroshima University, 21H04717
  • 菌根形成時のリン獲得経路を制御する分子機構の解明
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023
    丸山 隼人
    アーバスキュラー菌根(AM)菌と共生した植物(菌根形成植物)は植物自身による直接経路とAM菌を介した菌根経路からリン酸を吸収するが、その経路の制御およびリン獲得への寄与に関しては不明である。本研究では、菌根共生機能を活用したリン資源の効率的な利用に資する分子基盤を明らかにすることを目指す。本年度は、昨年度実施した2種類のAM菌Rhizophagus irregularis(Ri区), Rhizophagus clarus(Rc区)を接種したミナトカモジグサにおける根と内生菌糸のトランスクリプトームを解析し、生育期間中における植物体とAM菌の相互作用を遺伝子発現レベルで調査した。根の遺伝子発現量に対し共発現ネットワークを実施したところ、AM菌感染に関わる遺伝子群(AMモジュール)を同定した。これらモジュールの中には、菌根形成特異的なリン酸輸送体や脂質合成・輸送関連遺伝子が含まれていた。AMモジュール中の遺伝子プロファイルはRc区とRi区でその多くが共通していたが、Alkaloid合成やCaroten合成に関わる遺伝子が特異的にRc区に多く含まれており、AM菌感染に関わる植物ホルモンの制御が異なることが示唆された。
    次に、根を2つの区画に分けてミナトカモジグサを栽培し、片方の区画にAM菌 R. irregularisを3段階(0, 100, 300 spores)で接種した。20日, 27日後にサンプリングを行い、地上部および根を収穫した。20日後には接種の有無による差は確認できなかったが、27日後にはバイオマスとリン濃度が300spores接種区で顕著に改善された。今後は感染個体の非感染根と非感染個体の非感染根のトランスクリプトーム比較およびそれぞれの区画における土壌リン可溶化に関わる形質評価を実施し、菌根形成が直接経路のリン獲得能に与える影響を評価する予定である。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 20K05763
  • Application of trace element solubilizing mechanism in rhizosphere and regulate radioactive cesium uptake
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2022
    SHINANO TAKURO
    The short-lived radiocarbon, 11C, is generated as carbon dioxide gas by a cyclotron, collected, and immediately assimilated into the lupin of a legume plant, and a system was constructed to observe the subsequent transfer of 11C to the roots and secretion from the roots to the surrounding soil. The results of the study are shown in Table 1. PET was used for detection. The use of lupin revealed that large amounts of assimilates were secreted from specific root sites (cluster root) into the rhizosphere soil, but not similarly in all cluster roots, and only in certain cluster roots.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hokkaido University, 19H01169
  • New foresight on root exudation: utilization for agricultural production and ecological function
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2017 - 31 Mar. 2020
    Wasaki Jun
    This study aimed (1) to clarify the formation of cluster roots and their function and (2) to survey the possibility to utilize on crop production and their ecological functions using cluster root-forming plants, which have super-tolerant to low-P environments. It was suggested that the sparingly soluble organic P fraction in the rhizosphere soil was mobilized by the cluster roots. It was also suggested that the nutrient accumulation pattern of neighbor plants of cluster root-forming plants was altered by rhizosphere sharing with cluster roots. P accumulation of main crop intercropped with cluster root-forming plants was higher than monocropped plants. This result suggests a possibility to decrease of usage of P fertilizer by intercropping of cluster root-forming plants.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hiroshima University, 17H03783
  • Making new tolerant plants by molecular modification of the lipid bilayer
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2018
    WAGATSUMA Tadao, KOYAMA Hiroyuki, KURODA Masaharu, OKAZAKI Youzou
    Stigmasterol, non-effective sterol species for blocking membrane permeabilization, was found to be contained higher in popularly cultivated Al-sensitive Indica than Japonica cultivars. Higher expression of HMG encoding the key sterol biosynthetic HMGR, lower stigmasterol and lower transport of isopentenyl diphosphate, pivotal intermediate for sterol biosynthesis, to plastid are found to be beneficial for higher Al tolerance. PAH encoding phosphatidate phosphohydrolase (PAP) is known as a key gene to decrease phospholipid (PL). Membrane lipid composition of Al-sensitive pah1pah2 Arabidopsis is different from that of wild-type. HMGPAH Arabidopsis line is more tolerant to Cd toxicity. Al tolerance of HMG rice lines is generally higher than wild-type, and further in detail investigation is continued. PAH is considered to contribute to the greater low-phosphorus (P) tolerance by enhancing the P-recycling. Higher hydrolizing ability of PL in the lower leaves enhances low P tolerance of rice.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Yamagata University, 15H04466
  • New insight into plant acid tolerance: physiological and molecular mechanisms of acid tolerance through mycorrhizal formation
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2017
    Ezawa Tatsuhiro, SAITO Katsuharu, MARUYAMA Hayato, KAWAHARA Ai, KIKUCHI Yusuke, YOKOYAMA Kaede
    Arbuscular mycorrhizal fungi associate with more than 80% of land plants, deliver phosphate to the host, and, in return, receive photosynthate from the host. The molecular mechanism underlying the symbiotic phosphate delivery, however, has yet to be elucidated. For the first time, we have established a gene silencing technique in the fungi using plant viral vector (i.e. virus-induced gene silencing) in this study. With this technique, we demonstrated that a fungal aquaporin mediates long-distance phosphate translocation through hyphae, which is driven by water flow created primarily by transpiration. A phosphate exporter responsible for phosphate transfer from the fungal cell to plant cell is also identified and characterized in this study.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 26292034

Industrial Property Rights

syllabus

  • 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
  • 植物栄養学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 機器分析化学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物機能化学実験Ⅱ, 2024年, 学士課程, 農学部