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植物の地上部は主茎と叶、そして叶の脇から発生する枝からなり、そのそれぞれの形が変化することで、25万种と言われる程の多様な形を示します。しかし、叶以外の形の多様化の过程については、そのほとんどが明らかになっていません。

Asparagus属植物の仮葉枝の形態. Asparagus asparagoidesの仮葉枝 (左)とA. officinalisの仮葉枝 (右). © Hokuto Nakayama

アスパラガス属の植物は、叶が鳞片状に小さく退化し、枝を生じるべき位置に仮叶枝と呼ばれる叶のような形の器官をつくります。また、光合成も主にこの器官で行なわれています。この仮叶枝は、形や机能の面からもまるで叶のようでありながら、その生じる场所は枝の位置であるために、叶とも、枝の変形とも解釈することができ、植物の地上部の形の多様化の一例として兴味深い研究対象です。

东京大学大学院理学系研究科の塚谷裕一教授らの研究グループは、仮叶枝を用いた形态学的および発生学的解析から、仮叶枝は叶および枝、そのどちらとも异なる特殊な器官であることを见いだしました。加えて分子生物学的解析から、仮叶枝では枝が発达する时にはたらく遗伝子の他に、本来は叶ではたらく遗伝子群が発现していることも明らかにしました。さらに、形が异なる仮叶枝では、この叶ではたらく遗伝子の発现パターンが変化していることも明らかにしました。

これらの结果から、アスパラガス属植物の仮叶枝の起源は枝であり、本来、叶ではたらく遗伝子群が枝に流用されることで叶状の形となったこと、その遗伝子群の使われ方が変化することで、属内の仮叶枝の形が変化したということを示しました。

今回の研究は、枝の形の多様化に関する过程を明らかにしただけではなく、植物における独自の器官の获得とその多様化には、既に存在する遗伝子群の流用とその改変が重要であることを示す成果であると言えます。

论文情报

Hokuto Nakayama, Takahiro Yamaguchi, and Hirokazu Tsukaya,
“Acquisition and Diversification of Cladodes: Leaf-Like Organs in the Genus Asparagus”,
The Plant Cell March 2012 tpc.111.092924 doi: 10.?1105/?tpc.?111.?092924

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