2019 Fiscal Year Annual Research Report
Lycophyte Pioneer Hypothesis: a new driver for studies on the earliest land plant evolution
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18H02495
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
山田 敏弘 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70392537)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小藤 累美子 金沢大学, 生命理工学系, 助教 (40324066)
小松 俊文 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (40336201)
藤浪 理恵子 京都教育大学, 教育学部, 准教授 (40580725)
西山 智明 金沢大学, 学際科学実験センター, 助教 (50390688)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 小葉類 / ヒカゲノカズラ / 根 / ベトナム / 胞子化石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，１）小葉類の根の生理特性の解明，２）小葉類の根で発現する遺伝子の解析，３）SiKa層（ベトナム）の年代決定のための生層序学的解析，を行なった。
１）根の生理実験：ヒカゲノカズ ラの根を，リン飢餓および窒素飢餓の状態で培養し，形態学的変化（根の分枝）と根の長さの変化量を観察した。その結果，ヒカゲノカズラの根の伸長は，リン酸・窒素濃度とそれぞれ負に相関するすることがわかった。また，根の分枝パターンには変化を及ぼさなかった。従って，貧栄養状態に対する根の伸長応答は，被子植物と小葉類とで大きく変わらないと推定された。一方，根の形態変化については培養期間が短く，さらに培養して観察する必要があると思われる。
２）遺伝子発現解析：種子植物の根で発現する転写因子（WOX, ANT, SCR）の発現をin situ hybridization法で観察したところ，種子植物と小葉類とで，ANTとSCRの発現場所は大きく変わらないことがわかった。一方，WOXは根本体の先端付近の表皮で発現した。
３）SiKa層の年代決定：SiKa層から産出する原始的小葉類化石群集の年代を決定するため，胞子化石による生層序学的解析を行なった。その結果，18種の植物微化石を得たが，その中にはコケ植物の隠胞子（二集粒や四集粒），リニア類やゾステロフィルム類の三溝型胞子が含まれた。植物微化石群集の組成から，SiKa層の年代は後期シルル紀であると考えられた。また，並行して貝形虫による生層序解析も行ったが，その結果もSiKa層の年代が後期シルル紀であることを示した。従って，SiKa層の小葉類化石はアジア最古の記録である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ヒカゲノカズラを胞子から培養することは困難であり，根の生理実験には野外で採集した個体についた根を用いている。そのため，富栄養化実験では，培養液中の根の周囲にカビやバクテリアが発生し，根の成長を妨げる。前年度までにカビやバクテリアの発生を抑制する方法を確立したが，それでも長期間の根の培養は未だ困難である。
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| Strategy for Future Research Activity |
根の安定した培養のためには，室内で発根させた根を用いるなど，さらなる改善が必要と思われる。本年度の結果，栄養条件は根の分枝パターンに影響しない可能性が示唆された。この特徴の妥当性はさらに検証が必要だが，これが正しければ，小葉類の根は，貧栄養化によって，分枝回数が増加する種子植物の根と大きく異なる。違いの背景には，根の分枝制御機構や維持機構の違いがあると予想される。この点も，小葉類と種子植物の根の違いを明確にする上で，追求すべきと考えられる。
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