2020 Fiscal Year Annual Research Report
Morphological study of extant lycophytes to elucidate evolution of branching system in vascular plants
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18K06380
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| Research Institution | Kyoto University of Education |
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Principal Investigator |
藤浪 理恵子 京都教育大学, 教育学部, 准教授 (40580725)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 維管束植物 / 形態進化 / 分枝 / 根 / 茎 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初期の維管束植物は根、茎、葉が分化しておらず、単純に軸が二又状に枝分かれしていた。現生の維管束植物のうち、原始的な二又分枝をもつのは小葉類で、根と茎の起源解明に重要なグループである。本研究では、シダ植物小葉類の根と茎の分枝の形態進化を解明することを目的とし、根と茎の分枝時における頂端分裂組織の動態について、EdU蛍光法とRNA in situ Hybridization法、および植物ホルモンの投与実験を行い、発生解剖学的に解析を行った。
シダ植物小葉類の根と茎の頂端分裂組織の分裂動態解析から、小葉類３科のうち、ヒカゲノカズラ科ヒカゲノカズラとトウゲシバでは根の分枝は根頂端分裂組織が二分されることが明らかとなっている。茎の場合、茎頂分裂組織内に存在するOC様領域が分裂細胞群によって分断され、分枝が形成されることが示唆された。したがって、ヒカゲノカズラ科の根と茎の分枝様式は比較が可能であると考えられる、一方、イワヒバ科の根は、分枝時に元の頂端細胞が消失し、新たな２つの頂端細胞が生じる可能性が高く、ヒカゲノカズラ科とは異なる様式をもつと示唆された。本研究結果から、小葉類の根と茎の分枝様式はヒカゲノカズラ科とイワヒバ科で異なり、茎と根の起源も２つの科で違う進化過程を経た可能性が推測される。さらに、分枝形成の制御機構の解明のためにヒカゲノカズラの根を用いてオーキシン処理実験を行った。その結果、オーキシン輸送阻害剤であるNPA投与個体ではRAMの領域がコントロール（オーキシン未処理）よりも縮小し、QC様領域の構造が崩れるという形態を示すことが明らかとなった。オーキシンはヒカゲノカズラのRAM構造の維持に関与することが示唆され、二又分枝との関連についてさらに検討する必要がある。
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