2023 Fiscal Year Annual Research Report
Control of cell division plane and anisotropic growth of cell walls that produce regular phyllotactic patterns of bryophytes
Publicly Offered Research
| Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
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| Project/Area Number |
22H04724
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
嶋村 正樹 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (00432708)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 葉序 / 頂端細胞 / コケ植物 / 細胞分裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉序開度が異なるコケ植物の間で，頂端細胞の隣接メロファイトにおける細胞分裂パタンと頻度，細胞壁成分の変化，メロファイトの外形の成長を観察し，それらの要素の厳密な葉序角度へ収束する過程との連関を解析した．メロファイトの外形が成長する過程でのメロファイト内の細胞分裂パタンと頻度には種ごとの大きな違いは見られなかった．その一方，メロファイト全体の体積は葉序開度が大きいヒメツリガネゴケにおいて早い増加速度が見られた．頂端細胞の分裂面旋回角度（約120度）と葉序の開度に差がないヨツバゴケでは，メロファイトが等方的な成長を行う一方，頂端細胞の分裂面の角度に対し，より開度の大きい回転葉序（144度，135度）を形成する種では，メロファイトは異方的な成長を示し，葉序の螺旋の回転方向に大きく伸長し，外形の変化が大きいことが明らかになった．頂端細胞を取り囲む初期のメロファイトで，メロファイトの外形が異方的に変化する領域では，細胞壁がカロースに富んでおり，細胞やメロファイト外形に可塑的な性質をもたらし，葉序角度の変調に影響を及ぼしていることが示唆された．
頂端細胞の旋回分裂の仕組みを探ることを目的に，その非対称分裂の向きが周囲の細胞壁の齢により決まると仮定し，シュートの分枝時に新たに形成される頂端細胞の分裂旋回を再現するか数理モデルを用いた理論的な研究を行った．回転方向の様々な変化が報告されている茎葉性タイ類を対象に，そのシュートの横断面での発生を記述する数理モデルを構築した．シミュレーションの結果，分枝によって形成される頂端細胞はメロファイト上で元の頂端細胞の旋回分裂の回転方向に対して正（負）の側に由来するときは順回転（逆回転）を示した．これは先行研究の観察結果を再現した．頂端細胞は周囲の細胞の齢を何らかの方法で感知し分裂方向を決定している可能性が示唆された．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] An Unknown U-Chromosomal Gene Indispensable for Egg Cell Differentiation in Marchantia polymorpha.2023
Author(s)
Lu Y, Cui Y, Yoro E, Kawai J, Shimamura M, Ishida S, Kajiwara T, Hisanaga T, Kohchi T, Sakakibara K, Goh T, Nakajima K.
Organizer
日本植物学会第87回大会
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