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無限成長する葉の不思議な性質を発見

著者:Ayaka Kinoshita, Hiroyuki Koga, Hirokazu Tsukaya

タイトル:Expression profiles of ANGUSTIFOLIA3 and SHOOT MERISTEMLESS, key genes for meristematic activity in a one-leaf plant Monophyllaea glabra, revealed by whole-mount in situ hybridization

掲載誌:Frontiers in Plant Science

掲載日: 2020年8月12日

URL: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.01160

種子植物では、茎の頂端部の茎頂分裂組織と呼ばれる組織の細胞が無限に分裂し続けることで、新しい葉や茎などの新しい器官を作り続けます。一方で作り出された葉での細胞分裂はある決まった期間で止まるため、葉は決まった大きさにまでしか大きくなりません。一葉植物と呼ばれる、イワタバコ科のモノフィレア属の植物(モノフィレア)は、普通の種子植物とは正反対の特徴を持ちます。発芽して子葉が種子から現れた後、花をつけるまでは新しい器官を作らないのです。その代わりに片方の子葉の細胞が無限に分裂することで、子葉が無限成長して大きくなり続けます。この不思議な成長様式がどのように達成されているのか、長年研究者の興味を引いてきました。しかし適用できる実験手法が少ないため、遺伝子レベルでの研究はほとんどなされてきていませんでした。

 

塚谷班代表の塚谷裕一教授(東京大学大学院理学系研究科)らの研究グループは、遺伝子のはたらく場所を詳細に特定することのできる手法をモノフィレアで適用できるように確立しました。それを用いて細胞分裂制御の鍵となる遺伝子について調べ、通常の植物とは異なる場所でそれらの遺伝子がはたらくことを発見しました。この発見は、モノフィレアの子葉の無限成長性や新しく器官を作らないという特徴を支えるメカニズムの解明の一端となるのみならず、今後、種子植物一般の葉がなぜ成長を止めるのか、シュートを作り続けることができるのか、という謎に迫る一助となると期待されます。

 

 

モノフィレアの一種であるMonophyllaea glabraの成熟した個体 手前の大きな葉が無限に成長し続ける子葉で、その最も基部から花序が立ち上がっている。

モノフィレアの一種であるMonophyllaea glabraの成熟した個体.手前の大きな葉が無限に成長し続ける子葉で、その最も基部から花序が立ち上がっている。

 

詳細は東京大学のウェブページをご覧ください.

https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/info/6972/