シダ植物と種子植物の「根」は別の器官であることが分かった!

理工研究域自然システム学系の山田敏弘准教授は,京都教育大学および日本女子大学との共同研究について,根の先端の成長点である「根端分裂組織」の細胞分裂の動態をシダ植物と種子植物で比較することで,両者に明確な違いがあることを見いだし,それぞれの根が別の器官であることを明らかにしました。

植物の根端分裂組織の細胞は,根の細胞を作り出すために活発に分裂します。種子植物の根端分裂組織には,細胞の分裂が活発に起こらない「静止中心」と呼ばれる部分があり,根端分裂組織で作られた細胞が使い尽くされないように働き,根の無限成長性(※)を支えています(図1)。

一方,シダ植物のシダ類や小葉類について,根端分裂組織における細胞分裂を調べてみると,どの細胞も同じように分裂しており,静止中心がないことが分かりました(図2)。しかし,シダ類や小葉類の根にも無限成長性が見られることから,シダ植物の根は,種子植物とは異なる仕組みで無限成長性を実現していることを示しています。

また,シダ植物の中で,小葉類の一部の植物が,静止中心のような組織を有していることも明らかにしました(図3)。静止中心のような組織を持つこのグループは,静止中心を持たないグループから進化したものと考えられます。

本研究成果は,平成29年6月6日付けで,イギリスの専門誌『New Phytologist』に掲載されました。

 

 

図1.根頂端分裂組織
静止中心(青色)の周りの細胞(橙色)が分裂し,根の本体が作られる。

 

 

図2.小葉類トウゲシバ(左)とシダ類イワヒメワラビ(右)の根頂端分裂組織
緑色に染まった核のある細胞で,活発な分裂が起きている。静止中心のように分裂をあまりしないところは見られない(白丸点線付近)。

 

 

図3.小葉類ヒカゲノカズラの根頂端分裂組織
根の頂端部には,細胞が分裂をほとんどしない,静止中心のような領域(白丸線内)がある。

 

【用語解説】

 ※無限成長性:良い条件下であれば,いつまでも成長し続ける性質のこと。

 

・  詳しくはこちら [PDF]

・  New Phytologist

・  研究者情報: 山田 敏弘

 

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