Improvement of the observation of mitosis at school by the introduction of polyploids and plant hormone processing

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K04482
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 佐野 史 群馬大学, 教育学部, 教授 (30313018)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 体細胞分裂観察実験 / 倍数体 / 植物ホルモン

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、２つのアプローチから、体細胞観察実験を容易にするための観察材料の調製を試みた。
１つ目のアプローチとして、倍数体の作成により、観察しやすい大きな細胞を持つ試料の調製を試みた。教材用植物であるファストプランツでは茎頂のコルヒチン処理によって四倍体の植物が得られ、根端分裂組織で二倍体よりも大きい分裂細胞が確認できたが、実践では材料の特性である細胞核の染色されにくさの影響で明確な効果が確認できなかった。今年度は種子から発根させたネギの根を直接コルヒチンで処理する方法をとったところ、根端分裂組織に大きめで染色体が多く見える細胞の出現が確認できたが、生徒の人数分を確保する方法は確立できなかった。一方、高等学校でファストプランツを用いた実践を行うに当たり倍数体の説明を増やしたところ、倍数体の概念を学ぶことで細胞周期の進行に伴うDNA量の変化に対する理解が深まるという副次的な効果が認められた。
２つ目のアプローチとして、植物ホルモン処理により、分裂領域が広い試料の調製を試みた。基礎データとして、体細胞分裂の観察によく用いられるネギなどにおいて、無処理の根における分裂細胞の分布を組織化学的に確認したところ、いずれの材料でも分裂領域から伸長領域に移行するのは根端から約1 mmの位置であることがわかった。そこで分裂領域と伸長領域の境界の決定に関わるインドール酢酸でネギの芽生えを処理したところ、根端から1～2 mmに存在する分裂細胞の数が２倍程度に増えることが観察されたが、今年度の検証でも再現性に疑問が残り、結局実践には至らなかった。ただ、無処理の根端1 mmを試料として実践を行ったときには7割の生徒が自作のプレパラートで分裂細胞を見つけることができたため、根端からの距離に配慮して試料を調製するだけでも効果があることが示唆された。