陸上植物の初期進化

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08404055
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 加藤 雅啓 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (20093221)
• 研究分担者: 長谷部 光泰 国崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (40237996)
• キーワード: 陸上植物 / 初期進化 / ミズニラ / 担根体 / ニセツリガネゴケ / 形質転換体 / 系統樹 / 根

研究概要

1. ミズニラ属(小葉植物)はイワヒバ属の担根体(rhizophore)と同様、担根体(rhizomorph)をもっている点で陸上植物の中で特異である。ミズニラの胞子発芽・配偶体形成・胞子体形成のための培養条件を探索し、安定した条件を得た。それによって得られた若い胞子体を用いて、発生学的観察を行った。胚から直接発生する幼根は、厳密にいうと外生発生ではなく、表皮におおわれて発生する。それ以後の根は担根体の根形成分裂組織からつくられるが、最初つくられた根の原基は、担根体の皮層中に存在する間は原基の状態にとどまり、根という器官に成長することはない。根形成分裂組織およびそれに連続した側部分裂組織によって担根体の皮層が成長するのに伴って、根の原基も皮層内部から外部に押し出されて、担根体の外に出る。この時に初めて器官として完成する。この性質をもとに、根の比較形態学解析を行っている。
2. 陸上植物の初期進化の典型的な例である維管束の進化を解明する手がかりを得るために、ニセツリガネゴケを用いてタグ付き変異体ライブラリーをつくることによって、変異体から遺伝子を単離する実験系を確立することを試みた。このような系はほぼ確立し、安定した形質変異体を得て、そのスクリーニングなどを行っている。
3. これまでシダ以上の維管束植物から知られているKNOX遺伝子(PpKNOX1)をニセツリガネゴケ(コケ植物セン類)から単離し、系統解析したところKNOXクラス1にも2にも属さない隔離した位置にあることがわかった。PpHB遺伝子9個の系統解析によって、HD-ZipI,IIのサブファミリーはセン類(コケ)、シダ、被子植物が分岐する以前に存在していたことが推定された。

研究成果

• [文献書誌] Kato, M.: "Matoniaceae" Flora Malesiana Ser.II. 3. 289-294 (1998)
• [文献書誌] Kato, M.: "An tbcL-baged phylogeny and heteroblastic leaf morphology of Matoniaceae" Systematic Botany. (印刷中).
• [文献書誌] Hasebe, M.: "Characteristics of MADS homeotic genes in the fern Ceratopteris richardii" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 6222-6227 (1998)
• [文献書誌] Nishiyama, T.: "Molecular phylogenetic analysis among bryophyteお and tracheophyteo bagel on combined data of plastid codel genes and 185 rRNl gene" Mol.Biol.Evol.(印刷中).
• [文献書誌] Kato, M.(分担): "Chinese Pteridology(印刷中)" Chinese Academy of Sciences,
• [文献書誌] Hasebe, M.(分担): "Phylogenetic studies of extant pteridophytes, In D.Soltis et al (eds.). Molecular Systematics of Plants (2nded.)" Chapman and Hall, pp541-556 (1998)