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植物の分枝の起源は古く、根、茎、葉の出現よりも前に軸が二又状に枝分かれしていたことがわかっている。本研究では、現生で唯一、二又分枝する小葉類に着目し、根と茎の分枝時の細胞分裂動態と植物ホルモンのオーキシン投与実験を行い、初期の分枝形成の仕組みを解明することを目的とした。小葉類は３科に分けられ、分類群によって根と茎の頂端部の構造が異なる。イワヒバ科は根と茎の頂端部（RAM、SAM）に１つの頂端細胞をもつのに対し、ヒカゲノカズラ科とミズニラ科は複数の始原細胞群からなる頂端分裂組織をもつ。また、ヒカゲノカズラ科ヒカゲノカズラのRAMとSAMは中央に細胞分裂頻度の極度に低い領域をもつのに対し、ヒカゲノカズラ科トウゲシバとミズニラ科は分裂頻度の低い領域はもたない。そこで、RAMとSAMの構造の異なるヒカゲノカズラ科ヒカゲノカズラとトウゲシバ、イワヒバ科コンテリクラマゴケを用いて解析を行った。細胞分裂動態解析から、トウゲシバの根と茎の分枝時において、RAMもしくはSAM内の細胞分裂頻度が上昇し、細胞層が増加することで元の構造が消失し、２つの新たなRAM、SAMが形成されることが明らかとなった。また、頂端細胞をもつコンテリクラマゴケの根と茎においても、元の頂端細胞が消失し、２つの新たな頂端細胞が生じて分枝することが示唆された。これらの結果は、既に報告したヒカゲノカズラの根と茎の分枝様式とも類似する。したがって、小葉類の根と茎の分枝は元の頂端分裂組織が消失し、２つの新たな頂端分裂組織が生じるという様式をもつことが明らかとなった。また、オーキシン輸送阻害剤を投与したRAMにおいて、細胞分裂頻度の減少とRAM構造の崩壊が生じたことから、小葉類の頂端分裂組織の構造維持にオーキシンの関与が示唆され、分枝形成の制御機構を理解するための重要な手がかりが得られ、小葉類研究の更なる進展が期待される。
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