2025/03/27 更新

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ハタケヤマ ユウト
畠山 友翔
Hatakeyama Yuto
所属
大学院農学研究科 食料生産学専攻 助教
職名
助教
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メールアドレス
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学位

  • 博士(農学) ( 2016年9月   九州大学 )

  • 修士(農学) ( 2013年3月   佐賀大学 )

研究キーワード

  • ハダカムギ

  • 水稲

  • CAM植物

  • 透過型電子顕微鏡

  • 植物ミトコンドリア

  • メタボロミクス

  • 硝子率

  • 高温不稔

  • C4植物

研究分野

  • ライフサイエンス / 植物分子、生理科学

  • 環境・農学 / 作物生産科学

研究テーマ

  • 加水処理による低硝子率ハダカムギ生産技術の検討と硝子率低下メカニズムの解明

学歴

  • 九州大学大学院   生物資源環境科学府   資源生物科学科

    2013年4月 - 2016年9月

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  • 佐賀大学大学院   農学研究科   生物資源科学科

    2011年4月 - 2013年3月

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経歴

  • 愛媛大学   農学研究科   助教

    2022年1月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 愛媛大学大学院 農学研究科   作物学研究室   日本学術振興会特別研究員-PD

    2020年4月 - 2021年12月

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  • 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構   九州沖縄農業研究センター水田作研究領域水田栽培グループ   契約研究員

    2016年10月 - 2020年3月

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所属学協会

  • Society of Experimental Biology

    2016年6月 - 現在

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  • 日本作物学会

    2011年6月 - 現在

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論文

  • Effects of prolonged graphene oxide treatment on biomass production and grain yield in hydroponically grown rice 査読

    Yuto Hatakeyama, Takuya Araki, Kazuto Hatakeyama

    ACS Agricultural Science and Technology   4 ( 11 )   2024年10月

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

    The application of the nanomaterial “graphene oxide (GO)” in agriculture holds promise for enhancing crop production, potentially addressing global food scarcity. However, experimental findings on GO’s impact on plants have been inconsistent, and our understanding of its long-term effects, impact on yield, and general efficacy remains limited. To address these gaps, we administered GO to rice plants over a period exceeding 80 days and assessed its influence on the final biomass production and grain yield through a two-year experiment. Our results clearly showed that while the positive effects of short-term GO treatments were not detected, the long-term treatment of 20 mg/L GO increased both the final biomass production and grain yield. As no significant interactions between treatment and the year were detected, these outcomes are likely representative of the general effects on rice. Moreover, GO-treated plants exhibited GO coverage on root surfaces, and the presence of certain fertilizer components on the roots significantly increased with the addition of 20 mg/L GO. Therefore, our study suggests that the addition of 20 mg/L GO during the term from transplanting to harvesting promotes the accumulation of fertilizer components around the root, thereby enhancing the final biomass production and grain yield of rice.

    DOI: 10.1021/acsagscitech.4c00448

    Scopus

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  • 原麦透過率を利用したハダカムギにおける非破壊硝子率判定法の検討 査読

    畠山友翔, 原口晃輔, 松井菜奈, 荒木卓哉

    日本作物学会紀事   92 ( 3 )   2023年

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • Photosynthesis and leaf structure of F1 hybrids between Cymbidium ensifolium (C3) and C. bicolor subsp. pubescens (CAM). 査読 国際誌

    Yoko Yamaga-Hatakeyama, Masamitsu Okutani, Yuto Hatakeyama, Takayuki Yabiku, Tomohisa Yukawa, Osamu Ueno

    Annals of botany   2022年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND AND AIMS: The introduction of crassulacean acid metabolism (CAM) into C3 crops has been considered as a means of improving water-use efficiency. In this study, we investigated photosynthetic and leaf structural traits in F1 hybrids between Cymbidium ensifolium (female C3 parent) and C. bicolor subsp. pubescens (male CAM parent) of the Orchidaceae. METHODS: Seven F1 hybrids produced through artificial pollination and in vitro culture were grown in a greenhouse with the parent plants. Structural, biochemical, and physiological traits involved in CAM in their leaves were investigated. KEY RESULTS: Cymbidium ensifolium accumulated very low levels of malate without diel fluctuation, whereas C. bicolor subsp. pubescens showed nocturnal accumulation and diurnal consumption of malate. The F1s also accumulated malate at night, but much less than C. bicolor subsp. pubescens. This feature was consistent with low nocturnal fixation of atmospheric CO2 in the F1s. δ 13C values of the F1s were intermediate between those of the parents. The leaf thickness was thicker in C. bicolor subsp. pubescens than in C. ensifolium, and those of the F1s were more similar to that of C. ensifolium. This was due to the difference in mesophyll cell size. The chloroplast coverage of mesophyll cell perimeter adjacent to intercellular air spaces of C. bicolor subsp. pubescens was lower than that of C. ensifolium, and those of the F1s were intermediate between them. Interestingly, one F1 had structural and physiological traits more similar to those of C. bicolor subsp. pubescens than the other F1s. Nevertheless, all F1s contained intermediate levels of phosphoenolpyruvate carboxylase but as much pyruvate,Pi dikinase as C. bicolor subsp. pubescens. CONCLUSIONS: CAM traits were intricately inherited in the F1 hybrids, the level of CAM expression varied widely among F1 plants, and the CAM traits examined were not necessarily co-ordinately transmitted to the F1s.

    DOI: 10.1093/aob/mcac157

    PubMed

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  • Dynamics and stabilization mechanism of mitochondrial cristae morphofunction associated with turgor-driven cardiolipin biosynthesis under salt stress conditions 査読

    Keisuke Nakata, Yuto Hatakeyama, Rosa Erra-Balsells, Hiroshi Nonami, Hiroshi Wada

    Scientific Reports   12 ( 1 )   2022年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Maintaining energy production efficiency is of vital importance to plants growing under changing environments. Cardiolipin localized in the inner mitochondrial membrane plays various important roles in mitochondrial function and its activity, although the regulation of mitochondrial morphology to various stress conditions remains obscure, particularly in the context of changes in cellular water relations and metabolisms. By combining single-cell metabolomics with transmission electron microscopy, we have investigated the adaptation mechanism in tomato trichome stalk cells at moderate salt stress to determine the kinetics of cellular parameters and metabolisms. We have found that turgor loss occurred just after the stress conditions, followed by the contrasting volumetric changes in mitochondria and cells, the accumulation of TCA cycle-related metabolites at osmotic adjustment, and a temporal increase in cardiolipin concentration, resulting in a reversible topological modification in the tubulo-vesicular cristae. Because all of these cellular events were dynamically observed in the same single-cells without causing any disturbance for redox states and cytoplasmic streaming, we conclude that turgor pressure might play a regulatory role in the mitochondrial morphological switch throughout the temporal activation of cardiolipin biosynthesis, which sustains mitochondrial respiration and energy conversion even under the salt stress conditions.

    DOI: 10.1038/s41598-022-14164-3

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-022-14164-3

  • Effects of growth temperature and nitrogen nutrition on expression of C3–C4 intermediate traits in Chenopodium album 査読

    Jemin Oono, Yuto Hatakeyama, Takayuki Yabiku, Osamu Ueno

    Journal of Plant Research   135 ( 1 )   15 - 27   2022年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Proto-Kranz plants represent an initial phase in the evolution from C-3 to C-3-C-4 intermediate to C-4 plants. The ecological and adaptive aspects of C-3-C-4 plants would provide an important clue to understand the evolution of C-3-C-4 plants. We investigated whether growth temperature and nitrogen (N) nutrition influence the expression of C-3-C-4 traits in Chenopodium album (proto-Kranz) in comparison with Chenopodium quinoa (C-3). Plants were grown during 5 weeks at 20 or 30 degrees C under standard or low N supply levels (referred to as 20SN, 20LN, 30SN, and 30LN). Net photosynthetic rate and leaf N content were higher in 20SN and 30SN plants than in 20LN and 30LN plants of C. album but did not differ among growth conditions in C. quinoa. The CO2 compensation point (Gamma) of C. album was lowest in 30LN plants (36 mu mol mol(-1)), highest in 20SN plants (51 mu mol mol(-1)), and intermediate in 20LN and 30SN plants, whereas Gamma of C. quinoa did not differ among the growth conditions (51-52 mu mol mol(-1)). The anatomical structure of leaves was not considerably affected by growth conditions in either species. However, ultrastructural observations in C. album showed that the number of mitochondria per mesophyll or bundle sheath (BS) cell was lower in 20LN and 30LN plants than in 20SN and 30SN plants. Immunohistochemical observations revealed that lower accumulation level of P-protein of glycine decarboxylase (GDC-P) in mesophyll mitochondria than in BS mitochondria is the major factor causing the decrease in Gamma values in C. album plants grown under low N supply and high temperature. These results suggest that high growth temperature and low N supply lead to the expression of C-3-C-4 traits (the reduction of Gamma) in the proto-Kranz plants of C. album through the regulation of GDC-P expression.

    DOI: 10.1007/s10265-021-01346-9

    Web of Science

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10265-021-01346-9/fulltext.html

  • Direct evidence for dynamics of cell heterogeneity in watercored apples: turgor-associated metabolic modifications and within-fruit water potential gradient unveiled by single-cell analyses 査読

    Hiroshi Wada, Keisuke Nakata, Hiroshi Nonami, Rosa Erra-Balsells, Miho Tatsuki, Yuto Hatakeyama, Fukuyo Tanaka

    Horticulture Research   8 ( 1 )   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <title>Abstract</title>Watercore is a physiological disorder in apple (<italic>Malus</italic> <italic>×</italic> <italic>domestica</italic> Borkh.) fruits that appears as water-soaked tissues adjacent to the vascular core, although there is little information on what exactly occurs at cell level in the watercored apples, particularly from the viewpoint of cell water relations. By combining picolitre pressure-probe electrospray-ionization mass spectrometry (picoPPESI-MS) with freezing point osmometry and vapor pressure osmometry, changes in cell water status and metabolisms were spatially assayed in the same fruit. In the watercored fruit, total soluble solid was lower in the watercore region than the normal outer parenchyma region, but there was no spatial difference in the osmotic potentials determined with freezing point osmometry. Importantly, a disagreement between the osmotic potentials determined with two methods has been observed in the watercore region, indicating the presence of significant volatile compounds in the cellular fluids collected. In the watercored fruit, cell turgor varied across flesh, and a steeper water potential gradient has been established from the normal outer parenchyma region to the watercore region, retaining the potential to transport water to the watercore region. Site-specific analysis using picoPPESI-MS revealed that together with a reduction in turgor, remarkable metabolic modifications through fermentation have occurred at the border, inducing greater production of watercore-related volatile compounds, such as alcohols and esters, compared with other regions. Because alcohols including ethanol have low reflection coefficients, it is very likely that these molecules would have rapidly penetrated membranes to accumulate in apoplast to fill. In addition to the water potential gradient detected here, this would physically contribute to the appearance with high tissue transparency and changes in colour differences. Therefore, it is concluded that these spatial changes in cell water relations are closely associated with watercore symptoms as well as with metabolic alterations.

    DOI: 10.1038/s41438-021-00603-1

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41438-021-00603-1

  • Endosperm cell size reduction caused by osmotic adjustment during nighttime warming in rice 査読 国際誌

    Hiroshi Wada, Fang-Yu Chang, Yuto Hatakeyama, Rosa Erra-Balsells, Takuya Araki, Hiroshi Nakano, Hiroshi Nonami

    Scientific Reports   11 ( 1 )   4447 - 4447   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    High night temperature (HNT) often reduces yield in field crops. In rice, HNT during the ripening stage diminishes endosperm cell size, resulting in a considerable reduction in final kernel weight; however, little is known about the underlying mechanisms at cell level. In this study, we performed picolitre pressure-probe-electrospray-ionization mass spectrometry to directly determine metabolites in growing inner endosperm cells of intact seeds produced under HNT conditions, combining with <sup>13</sup>C feeding and water status measurements including in situ turgor assay. Microscopic observation in the inner zone suggested that approximately 24.2% of decrease in cell expansion rate occurred under HNT at early ripening stage, leading to a reduction in cell volume. It has been shown that HNT-treated plants were subjected to mild shoot water deficit at night and endosperm cell turgor was sustained by a decline in osmotic potential. Cell metabolomics also suggests that active solute accumulation was caused by a partial inhibition of wall and starch biosynthesis under HNT conditions. Because metabolites were detected in the single cells, it is concluded that a partial arrest of cell expansion observed in the inner endosperms was caused by osmotic adjustment at mild water deficit during HNT conditions.

    DOI: 10.1038/s41598-021-83870-1

    PubMed

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    その他リンク: http://www.nature.com/articles/s41598-021-83870-1

  • Metabolic coordination of rice seed development to nighttime warming: In-situ determination of cellular redox states using picolitre pressure-probe electrospray-ionization mass spectrometry 査読

    Fang-Yu Chang, Yuto Hatakeyma, Hiroshi Nonami, Rosa Erra-Balsells, Takuya Araki, Hiroshi Nakano, Hiroshi Wada

    Environmental and Experimental Botany   188   104515 - 104515   2021年8月

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

    High night temperature (HNT) at the ripening stage severely affects both rice yield and quality. HNT accelerates embryo growth and chalky formation in the developing grains, accompanying with a diminishment of endosperm cell size. Although these responses may be physiologically interacted each other in the grains, what signals are involved in the accelerated embryo development remains undetermined. In this work, we have used picolitre pressure-probe electrospray-ionization mass spectrometry (picoPPESI-MS) to conduct single-cell metabolomics at several regions in HNT-treated grains, embryonic scutellum and outer endosperms in the basal ('chalky region' at maturation) and middle ('translucent region' at maturation as a reference) positions. Microscopic observations showed that HNT promoted cell expansion rate in the scutellum. When embryonic cell expansion rate reached the maximum, spatial differences in several metabolisms including ascorbate-glutathione (ASC-GSH) pathway and purine were detected, together with considerable sugar and amino acid accumulations in embryonic scutellum cells. There was no treatment difference in GSH content during active cell expansion in HNT-treated embryos, although an increase in GSH/GSSG ratio due to a reduction in oxidized glutathione (GSSG) content has been contrastingly observed. In the endosperms, greater ASC accumulation with a difference in ASC/dehydroascobic acid ratio has been also detected under HNT conditions. Since dormancy is often correlated with GSSG concentration, it is concluded that spatial regulation of GSH redox homeostasis detected at cell-level might be essential for dormancy alleviation and embryo growth accelerated in HNT-treated seeds.

    DOI: 10.1016/j.envexpbot.2021.104515

    Web of Science

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  • On-site single pollen metabolomics reveals varietal differences in phosphatidylinositol synthesis under heat stress conditions in rice. 査読 国際誌

    Hiroshi Wada, Yuto Hatakeyama, Taiken Nakashima, Hiroshi Nonami, Rosa Erra-Balsells, Makoto Hakata, Keisuke Nakata, Kenzo Hiraoka, Yayoi Onda, Hiroshi Nakano

    Scientific reports   10 ( 1 )   2013 - 2013   2020年2月

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

    Although a loss of healthy pollen grains induced by metabolic heat responses has been indicated to be a major cause of heat-induced spikelet sterility under global climate change, to date detailed information at pollen level has been lacking due to the technical limitations. In this study, we used picolitre pressure-probe-electrospray-ionization mass spectrometry (picoPPESI-MS) to directly determine the metabolites in heat-treated single mature pollen grains in two cultivars, heat-tolerant cultivar, N22 and heat-sensitive cultivar, Koshihikari. Heat-induced spikelet fertility in N22 and Koshihikari was 90.0% and 46.8%, respectively. While no treatment difference in in vitro pollen viability was observed in each cultivar, contrasting varietal differences in phosphatidylinositol (PI)(34:3) have been detected in mature pollen, together with other 106 metabolites. Greater PI content was detected in N22 pollen regardless of the treatment, but not for Koshihikari pollen. In contrast, there was little detection for phosphoinositide in the single mature pollen grains in both cultivars. Our findings indicate that picoPPESI-MS analysis can efficiently identify the metabolites in intact single pollen. Since PI is a precursor of phosphoinositide that induces multiple signaling for pollen germination and tube growth, the active synthesis of PI(34:3) prior to germination may be closely associated with sustaining spikelet fertility even at high temperatures.

    DOI: 10.1038/s41598-020-58869-9

    PubMed

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  • Ray parenchymal cells contribute to lignification of tracheids in developing xylem of Norway spruce 査読

    Blokhina O*, Laitinen T*, Hatakeyama Y*, Delhomme N, Paasela T, Zhao L, Street N, Wada H, Kärkönen A, Fagerstedt K, *These authors contributed equally to this work

    Plant Physiology   181 ( 4 )   1552 - 1572   2019年12月

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

    DOI: 10.1104/pp.19.00743

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  • Transition from C<sub>3</sub> to proto-Kranz to C<sub>3</sub>–C<sub>4</sub> intermediate type in the genus <i>Chenopodium</i> (Chenopodiaceae) 査読

    Yorimitsu Y, Kadosono A, Hatakeyama Y, Yabiku T, Ueno O

    Journal of Plant Research   2019年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Multiple strategies for heat adaptation to prevent chalkiness in the rice endosperm 査読

    Hiroshi Wada, Yuto Hatakeyama, Yayoi Onda, Hiroshi Nonami, Taiken Nakashima, Rosa Erra-Balsells, Satoshi Morita, Kenzo Hiraoka, Fukuyo Tanaka, Hiroshi Nakano

    JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY   70 ( 4 )   1299 - 1311   2019年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Heat-induced chalkiness of rice grains is a major concern for rice production, particularly with respect to climate change. Although the formation of chalkiness in the endosperm is suppressed by nitrogen, little is known about the cell-specific dynamics of this process. Here, using picolitre pressure-probe electrospray-ionization mass spectrometry together with transmission electron microscopy and turgor measurements, we examine heat-induced chalkiness in single endosperm cells of intact rice seeds produced under controlled environmental conditions. Exposure to heat stress decreased turgor pressure and increased the cytosolic accumulation of sugars, glutathione, and amino acids, particularly cysteine. Heat stress also led to a significant enlargement of the protein storage vacuoles but with little accumulation of storage proteins. Crucially, this heat-induced partial arrest of amyloplast development led to formation of chalkiness. Whilst increased nitrogen availability also resulted in increased accumulation of amino acids, there was no decrease in turgor pressure. The heat-induced accumulation of cysteine and glutathione was much less marked in the presence of nitrogen, and storage proteins were produced without chalkiness. These data provide important information on the cell dynamics of heat acclimation that underpin the formation of chalkiness in the rice endosperm. We conclude that rice seeds employ multiple strategies to mitigate the adverse effects of heat stress in a manner that is dependent on nitrogen availability, and that the regulation of protein synthesis may play a crucial role in optimizing organelle compartmentation during heat adaption.

    DOI: 10.1093/jxb/ery427

    Web of Science

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  • Evidence for preservation of vacuolar compartments during foehn-induced chalky ring formation of <i>Oryza sativa</i> L. 査読

    Hatakeyama Y, Masumoto-Kubo C, Nonami H, Morita S, Hiraoka K, Onda Y, Nakashima T, Nakano H, Wada H

    Planta   248 ( 5 )   1263 - 1275   2018年11月

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

    DOI: 10.1007/s00425-018-2975-x

    Web of Science

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  • Presence of chloroplasts in mestome sheath cells of the C<sub>3</sub> Pooid grass <i>Elymus isukushierisis</i> 査読

    Ueno O, Hatakeyama Y

    Plant Production Science   21 ( 4 )   322 - 327   2018年8月

  • Intracellular position of mitochondria in mesophyll cells differs between C-3 and C-4 grasses 査読

    Hatakeyama Y, Ueno O

    Journal of Plant Research   130 ( 5 )   885 - 892   2017年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER JAPAN KK  

    In C-3 plants, part of the CO2 fixed during photosynthesis in chloroplasts is released from mitochondria during photorespiration by decarboxylation of glycine via glycine decarboxylase (GDC), thereby reducing photosynthetic efficiency. The apparent positioning of most mitochondria in the interior (vacuole side of chloroplasts) of mesophyll cells in C-3 grasses would increase the efficiency of refixation of CO2 released from mitochondria by ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/aEuroioxygenase (Rubisco) in chloroplasts. Therefore, in mesophyll cells of C-4 grasses, which lack both GDC and Rubisco, the mitochondria ought not to be positioned the same way as in C-3 mesophyll cells. To test this hypothesis, we investigated the intracellular position of mitochondria in mesophyll cells of 14 C-4 grasses of different C-4 subtypes and subfamilies (Chloridoideae, Micrairoideae, and Panicoideae) and a C-3-C-4 intermediate grass, Steinchisma hians, under an electron microscope. In C-4 mesophyll cells, most mitochondria were positioned adjacent to the cell wall, which clearly differs from the positioning in C-3 mesophyll cells. In S. hians mesophyll cells, the positioning was similar to that in C-3 cells. These results suggest that the mitochondrial positioning in C-4 mesophyll cells reflects the absence of both GDC and Rubisco in the mesophyll cells and the high activity of phosphoenolpyruvate carboxylase. In contrast, the relationship between the mitochondrial positioning and enzyme distribution in S. hians is complex, but the positioning may be related to the capture of respiratory CO2 by Rubisco. Our study provides new possible insight into the physiological role of mitochondrial positioning in photosynthetic cells.

    DOI: 10.1007/s10265-017-0947-z

    Web of Science

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  • Intracellular position of mitochondria and chloroplasts in bundle sheath and mesophyll cells of C-3 grasses in relation to photorespiratory CO<sub>2</sub> loss 査読

    Hatakeyama Y, Ueno O

    Plant Production Science   19 ( 4 )   540 - 551   2016年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD  

    In C-3 plants, photosynthetic efficiency is reduced by photorespiration. A part of CO2 fixed during photosynthesis in chloroplasts is lost from mitochondria during photorespiration by decarboxylation of glycine by glycine decarboxylase (GDC). Thus, the intracellular position of mitochondria in photosynthetic cells is critical to the rate of photorespiratory CO2 loss. We investigated the intracellular position of mitochondria in parenchyma sheath (PS) and mesophyll cells of 10 C-3 grasses from 3 subfamilies (Ehrhartoideae, Panicoideae, and Pooideae) by immunostaining for GDC and light and electron microscopic observation. Immunostaining suggested that many mitochondria were located in the inner half of PS cells and on the vacuole side of chloroplasts in mesophyll cells. Organelle quantification showed that 62-75% of PS mitochondria were located in the inner half of cells, and 62-78% of PS chloroplasts were in the outer half. In mesophyll cells, 61-92% of mitochondria were positioned on the vacuole side of chloroplasts and stromules. In PS cells, such location would reduce the loss of photorespiratory CO2 by lengthening the path of CO2 diffusion and allow more efficient fixation of CO2 from intercellular spaces. In mesophyll cells, it would facilitate scavenging by chloroplasts of photorespiratory CO2 released from mitochondria. Our data suggest that the PS cells of C-3 grasses have already acquired an initial structure leading to proto-Kranz and further C-3 - C-4 intermediate anatomy. We also found that in the Pooideae, organelle positioning in PS cells on the phloem side resembles that in mesophyll cells.

    DOI: 10.1080/1343943X.2016.1212667

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MISC

講演・口頭発表等

  • ハダカムギにおける追肥量と穂への水噴霧処理が硝子率の品種間差異に与える影響

    畠山友翔, 原口晃輔, 松井菜奈, 荒木卓哉

    第253回日本作物学会講演会  2022年3月 

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    開催年月日: 2022年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Morphological characteristics of mealy and translucent endosperm cells of naked barley (Hordeum vulgare var. nudum) during the ripening stage

    Yuto Hatakeyama, Ryo Kotani, Yukina Sakamoto, Kosuke Haraguchi, Nana Matsui, Takuya Araki

    10th Asian Crop Science Association Conference  2021年9月 

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    開催年月日: 2021年9月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • ハトムギにおける短期間の水ストレスに対する乾物生産および光合成関連形質の反応

    Jannatul Ferdush, 今泉 恵里, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会第258回講演会  2024年9月 

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    記述言語:英語  

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  • 開花期高温による不稔発生および抑制メカニズムの検討 -イネ73品種の比較-

    山中 美里佳, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会第258回講演会  2024年9月 

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    記述言語:日本語  

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  • 茎数制限処理がハダカムギの硝子率およびその変異に及ぼす影響

    小野 みいな, 寺本 尭生, 西森 杏奈, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会第258回講演会  2024年9月 

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    記述言語:日本語  

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  • 乾燥ストレスおよび再潅水が異なるイネ科NADP-ME型C4植物の光合成に関わる生理学特性に与える影響

    畠山 友翔, Jannatul Ferdush, 今泉 恵里, 荒木 卓哉

    日本作物学会第257回講演会  2024年3月 

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    記述言語:日本語  

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  • 水分欠乏およびその後の灌水処理がハトムギにおける乾物生産および光合成関連形質に及ぼす影響

    安田 光里, Jannatul Ferdush, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会四国談話会第61回講演会  2024年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • 開花期高温がイネの不稔発生におよぼす影響とその品種間比較

    山中 美里佳, 近藤 七葵, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会四国談話会第61回講演会  2024年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • イネにおける開花期高温による葯色の異なる穎花の発生-葯色の違いが稔実率と柱頭上花粉数,発芽花粉率へおよぼす影響-

    山中 美里佳, 荒木 卓哉, 畠山 友翔

    日本作物学会第257回講演会  2024年3月 

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    記述言語:日本語  

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  • 晩播期に異なるタイミングで播種したハダカムギ品種「ハルヒメボシ」の乾物生産および収量

    西森 杏奈, 小野 みいな, 鳥生 快, 額田 遥斗, 南場 大輝, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会四国談話会第61回講演会  2024年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • 成熟期前の穂への散水処理および降雨がハダカムギの硝子率に与える影響

    南場 大輝, 原口 晃輔, 松井 奈菜, 小野 みいな, 西森 杏奈, 三宅 真輝, 鳥生 快, 額田 遥斗, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会四国談話会第61回講演会  2024年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • 茎数制限がハダカムギ品種「ハルヒメボシ」の乾物生産,収量および品質に及ぼす影響

    小野 みいな, 原口 晃輔, 松井 菜奈, 三宅 真輝, 西森 杏奈, 南場 大輝, 鳥生 快, 額田 遥斗, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会四国談話会第61回講演会  2024年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • 実肥施用が遅まきしたハダカムギ品種「ハルヒメボシ」の収量および品質に及ぼす影響

    鳥生 快, 西森 杏奈, 小野 みいな, 南場 大輝, 額田 遥斗, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    日本作物学会四国談話会第61回講演会  2024年11月 

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    記述言語:日本語  

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  • 光学顕微鏡を用いたハダカムギの硝子質胚乳形成に関する定量解析

    原口 晃輔, 松井 菜奈, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    第254回日本作物学会講演会  2022年9月 

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  • 開花期高温によるイネ不稔発生の品種間差異

    飯田裕人, 小南司, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国支部第59回講演会  2022年11月 

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  • 遅播きしたハダカムギ「ハルヒメボシ」の分げつ構成に着目した乾物生産および収量構成要因の解析

    松井 菜奈, 原口 晃輔, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    第254回日本作物学会講演会  2022年9月 

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  • 茎数制限がハダカムギ品種「ハルヒメボシ」の硝子率に及ぼす影響

    寺本尭生, 原口晃輔, 松井菜奈, 岡田健汰, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国支部第59回講演会  2022年11月 

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  • ハダカムギ子実の浸水処理が硝子率に及ぼす影響

    原口晃輔, 松井菜奈, 寺本堯生, 岡田健汰, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国支部第59回講演会  2022年11月 

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  • 次世代2次元材料「酸化グラフェン」の稲作への応用は可能か? 酸化グラフェンがイネの乾物生産および収量へ与える影響

    畠山 友翔, 畠山 一翔, 小南 司, 荒木 卓哉

    第255回日本作物学会講演会  2023年3月 

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  • イネ低易消化タンパク質品種「媛育83号」における窒素追肥時期の違いが収量および玄米の易消化ならびに難消化タンパク質含有率に及ぼす影響

    小南 司, 飯田 裕人, 畠山 友翔, 水口 聡, 荒木 卓哉

    第255回日本作物学会講演会  2023年3月 

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  • 低硝子率ハダカムギ品種「ハルヒメボシ」における開花日の違いが硝子率の変異に及ぼす影響

    原口 晃輔, 松井 菜奈, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    第253回日本作物学会講演会  2022年3月 

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  • 異なる栽植密度で栽培したハトムギの乾物生産,収量および収量構成要素に関する品種間比較

    井畑善心, 本田望, 畠山友翔, 木卓哉, 高田明子

    日本作物学会四国支部第58回講演会  2021年11月 

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  • 穂肥窒素施用がハトムギの乾物生産,収量および収量構成要素に及ぼす影響

    本田望, 井畑善心, 畠山友翔, 荒木卓哉, 高田明子

    日本作物学会四国支部第58回講演会  2021年11月 

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  • 栽植密度と窒素施肥水準がハトムギ品 種「つやかぜ」の乾物重,収量および 収量構成要素に及ぼす影響

    宮城島諒, 井畑善心, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国談話会第60回講演会  2023年11月 

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  • 栽植密度がハトムギ品種「つやかぜ」 の乾物重,収量および収量構成要素に 及ぼす影響

    井畑善心, 宮城島諒, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国談話会第60回講演会  2023年11月 

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  • 登熟期の気象条件と子実含水率の違いが異なるタイミングで播種したハダカ ムギの硝子率に及ぼす影響

    三宅真輝, 原口晃輔, 小野みいな, 松井菜奈, 西森杏奈, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国談話会第60回講演会  2023年11月 

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  • ハダカムギにおける粉状質および硝子質胚乳の形成と登熟期のタンパク質蓄積との関係

    原口晃輔, 三宅真輝, 小野みいな, 松井菜奈, 西森杏奈, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国談話会第60回講演会  2023年11月 

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  • 晩播期に異なるタイミングで播種したハダカムギ品種「ハルヒメボシ」の乾 物生産,分げつ構成および収量

    西森杏奈, 松井菜奈, 三宅真輝, 原口晃輔, 小野みいな, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国談話会第60回講演会  2023年11月 

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  • ハダカムギにおける種々の茎数制限が開花期間と硝子率に及ぼす影響

    小野みいな, 原口晃輔, 松井菜奈, 三宅真輝, 西森杏奈, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国談話会第60回講演会  2023年11月 

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  • ハダカムギ品種「ハルヒメボシ」における鞘葉分げつの出現特性の解析

    松井菜奈, 西森杏奈, 小野みいな, 三宅真輝, 原口晃輔, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国談話会第60回講演会  2023年11月 

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  • 実肥施用が遅まきしたハダカムギ品種ハルヒメボシの分げつ構成,収量および収量構成要素に及ぼす影響

    松井 菜奈, 原口 晃輔, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    第256回日本作物学会講演会  2023年9月 

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  • 登熟後期の降雨および子実含水率がハダカムギの硝子質粒発生に及ぼす影響

    原口 晃輔, 松井 菜奈, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    第256回日本作物学会講演会  2023年9月 

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  • 登熟後期の雨除け処理および水噴霧処理がハダカムギの硝子率に及ぼす影響

    原口 晃輔, 松井 菜奈, 畠山 友翔, 荒木 卓哉

    第255回日本作物学会講演会  2023年3月 

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  • 光呼吸酵素の免疫組織化学染色によるイネ科C3植物葉におけるミトコンドリアの光学顕微鏡観察

    畠山友翔, 上野修

    第238回日本作物学会講演会  2014年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • リンゴ酸酵素(ME)型CAM植物に属するDendrobium phalaenopsis var. Brana pinkおよびCrassula argenteaにおけるミトコンドリア電子伝達特性の比較とピルビン酸正リン酸ジキナーゼ(PPDK)の局在位置による電子伝達系制御の可能性

    畠山友翔, 上野修, 野瀬昭博

    第236回日本作物学会講演会  2013年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 葉肉細胞におけるミトコンドリアの細胞内配置はC3植物とC4植物で異なる

    畠山友翔, 上野修

    第242回日本作物学会講演会  2016年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 高等植物における光合成代謝機構の多様性とミトコンドリア呼吸特性の関わり

    畠山友翔, 上野修

    日本地衣学会第14回大会、一般公開シンポジウム3  2015年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

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  • Development of the on-site live cell metabolomics performable in controlled environment 国際会議

    Wada H, Nonami H, Tanaka K, Nakashima T, Hatakeyama Y, Nakano H, Onda Y, Hiraoka K, Hakata M, Morita S

    Society for Experimental Biology 2017 Annual Meeting  2017年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Nitrogen application reverses heat-induced rice chalkiness: Evidence for organelle rearrangement due to the recovery of protein synthesis in endosperm cells 国際会議

    Hatakeyama Y, Onda Y, Nonami H, Nakashima T, Nakano H, Erra-Balsells R, Hiraoka K, Wada H

    Society for Experimental Biology 2017 Annual Meeting  2017年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Direct evidence for the contribution of ray cells to tracheid lignification in developing Norway spruce xylem 国際会議

    Hatakeyama Y, Blokhina O, Fagerstedt K, Kärkönen A, Wada H

    The 5th Symposium of Biotechnology Applied to Lignocelluloses  2018年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 高温登熟環境下での背白粒発生及び窒素施用による品質改善機構の品種間差異

    畠山友翔, 中野洋, 恩田弥生, 野並浩, Rosa Erra-Balsells, 中島大賢, 平岡賢三, 和田博史

    第245回日本作物学会講演会  2018年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 異なる播種量および窒素施肥体系が遅まきしたハダカムギ品種ハルヒメボシの分げつ構成および乾物生産におよぼす影響

    松井菜奈, 原口晃輔, 畠山友翔, 畠山友翔, 荒木卓哉

    日本作物学会四国支部会報(Web)  2021年11月 

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  • NAD-ME型C4植物キビにおけるC4代謝とミトコンドリア電子伝達系の関係

    畠山友翔, 上野修

    第56日本植物生理学会年会  2015年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 光呼吸によるCO2ロスとの関連から見たイネ科C3植物葉におけるミトコンドリアの細胞内配置

    畠山友翔, 上野修

    第239回日本作物学会講演会  2015年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • イネ科C3植物におけるミトコンドリア細胞内配置の電子顕微鏡観察~光呼吸によるCO2ロスとの関連から~

    畠山友翔, 上野修

    第240回日本作物学会講演会  2015年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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受賞

  • 日本作物学会優秀発表賞

    2018年3月   日本作物学会   高温登熟環境下での背白粒発生及び窒素施用による品質改善機構の品種間差異

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  • 日本作物学会優秀発表賞

    2016年9月   日本作物学会   葉肉細胞におけるミトコンドリアの細胞内配置はC3植物とC4植物で異なる

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  • 日本作物学会優秀発表賞

    2015年3月   日本作物学会   光呼吸によるCO2ロスとの関連から見たイネ科C3植物葉におけるミトコンドリアの細胞内配置

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  • 日本作物学会優秀発表賞

    2014年9月   日本作物学会   光呼吸酵素の免疫組織化学染色によるイネ科C3植物葉におけるミトコンドリアの光学顕微鏡観察

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  • 日本作物学会優秀発表賞

    2014年3月   日本作物学会   キビ(NAD-ME型C4)葉のミトコンドリアにおける脱炭酸と呼吸との関係

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  • 日本作物学会優秀発表賞

    2013年9月   日本作物学会   リンゴ酸酵素(ME)型CAM植物に属するDendrobium phalaenopsis var. Brana pink および Crassula argenteaにおけるミトコンドリア電子伝達特性の比較とピルビン酸正リン酸ジキナーゼ(PPDK)の局在位置による電子伝達系制御の可能性

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 加水処理による低硝子率ハダカムギ生産技術の検討と硝子率低下メカニズムの解明

    2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    畠山 友翔

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    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

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  • 細胞メタボロミクス解析を用いたイネの高温不稔抑制メカニズムの解明

    2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    畠山 友翔

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    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    近年,開花期の高温に強い耐性を持つとされ,高温不稔の研究に広く用いられてきた「N22」よりもさらに高い高温耐性を持つ水稲品種が選定された.そのため,今後はそれらの品種を用いる事で,高温不稔の発生,抑制メカニズムの解明がより進展すると期待される.本年度では,開花期高温に強い水稲品種「N22」と高温に弱い「ヒノヒカリ」に加え,近年「N22」以上の高温耐性を持つ事が見出された水稲品種「Kalheenati」および「宝満神田稲」を供試材料とし,開花直前の花粉粒および柱頭細胞を対象にピコリットル・プレッシャープロー ブ・エレクトロスプレーイオン化質量分析法(picoPPESI-MS)によって代謝産物分析を行った.その結果,糖,有機酸,アミノ酸,脂質等200ほどの代謝産物を1細胞レベルで検出,同定する事に成功した.またそれらの代謝産物の中で,高温耐性に関与すると思われる代謝産物をいくつか見出した.
    また本年度は,高温不稔を抑制する栽培技術の開発を目指し,窒素追肥時期の違いが高温不稔発生に与える影響を調査した.圃場で栽培したイネを開花直前にポットへ株上げし高温処理を行う事で,より圃場に近い条件で試験を行った.その結果,出穂20日前および10日前の追肥は高温不稔を抑制する可能性が示唆され,今後の高温不稔を抑制する栽培技術として期待された.さらに同試験から,上位に着生した1・2次籾の高温感受性が高い事,開花までの高温処理時間が長いほど不稔が多く発生することが示唆された.この高温不稔に対する窒素追肥の影響についての成果をまとめ,日本作物学会講演会にて発表を行った.

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