自然界の幾何学的パターンは葉の配列から解明できる！？
東大の研究チームが「コクサギ」の複雑なパターンを解明
https://www.axismag.jp/posts/2019/06/132061.html
2019/6/10
AXIS Web Magazine

　画像：
　https://www.axismag.jp/axismag-admin/wp-content/uploads/2019/06/fig1-720x603.jpg
　https://www.axismag.jp/axismag-admin/wp-content/uploads/2019/06/fig2-720x312.jpg
　https://www.axismag.jp/axismag-admin/wp-content/uploads/2019/06/fig3.jpg

　杉山宗隆東京大学大学院理学系研究科

　私たちの身近にあり、日頃からその色合いや紅葉、風情を楽しんでいる植物だが、葉がどのような配置になっているのかは植物学において長年の謎だった。
　とくに独特の葉のパターンをもつものもあるそうで、東京大学大学院理学系研究科の杉山宗隆准教授らがその謎に挑んだ。

　葉の配置を考えるには葉の角度が重要で、茎の根本から先の方に向かって新しい葉が現れるときに、一般的には対称的なパターンになる。
　たとえば、バジルやミントは90度、竹は180度ずつ葉の方向を変え、球サボテンの針や多肉植物のスパイラルアロエはフィボナッチらせんを描くのだ。
　同氏らが研究した独特のパターンは、日本、中国、朝鮮半島原産の低木で生垣に使われる「コクサギ（Orixa japonica）」
　にちなんで「コクサギ型葉序（orixate）」と命名。

続きはソースで

■動画
Mutant Plant Glows When Attacked | National Geographic https://youtu.be/4ezRhktDslE



■葉っぱをかじられた植物は、全身に情報を伝え、防御機構を発動する

　植物は、自身の葉などが傷つけられると、その部位からほかの部位に警報を発して防御機構を発動させる。このほど研究者たちが、この防御反応を動画にとらえることに成功した。植物の「知性」という難しい問題の解明につながるかもしれない。この研究の論文は、埼玉大学の豊田正嗣准教授らにより9月14日付けの学術誌「Science」に発表された。

　同じく論文の著者の1人で、米ウィスコンシン大学マディソン校の植物学研究室を率いるサイモン・ギルロイ氏は、「植物は適切なタイミングで適切なことをしていて、非常に知的に見えます。環境から膨大な量の情報を感知し、処理しているのです」と言う。「これだけ高度な計算をするためには脳のような情報処理ユニットが必要だと思うのですが、植物には脳はありません」

　植物が内部でどのように情報を伝達しているかを調べるため、ギルロイ氏の研究チームは、植物の遺伝子を改変してクラゲ由来の緑色蛍光タンパク質を組み込んだ。この蛍光タンパク質は特定の物質と結合させることができるので、植物の内部にある化学物質が刺激に対してどのように反応するかを観察するのに利用できる。

　毛虫に葉をかじられるなどの攻撃を受けた植物は、グルタミン酸というアミノ酸を出す。グルタミン酸は植物全体のカルシウム濃度を上昇させ、これにより防御機構が起動し、植物をさらなる損傷から守る。ある種の植物は、攻撃してくる昆虫を撃退したり、その昆虫を捕食する別の昆虫を引きつけたりする揮発性化合物を放出する。例えばワタは、ガの幼虫にかじられると、幼虫を捕食するスズメバチを引きつける物質を放出する。

続きはソースで

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/b/091400230/

2018/07/10 13:10:00
早川厚志

東北大学は、同大の研究グループが、就眠運動を引き起こす分子(イオンチャネル)を初めて発見し、それらが葉の上面側と下面側の細胞で不均等に発現することで、葉の動きが生まれることを明らかにしたことを発表した。

この成果は、東北大大学院理学研究科(兼務 同大学院生命科学研究科)上田実教授、及 川貴也大学院生、石丸泰寛助教、東北大学大学院工学研究科の魚住信之教授、浜本晋助教、
岡山大学大学院環境生命科学研究科の村田芳行教授、宗正晋太郎助教、 岩手大学農学部の吉川伸幸教授らによるもので、米国科学誌「カレント・バイオロジ ー」に掲載された。



就眠運動は紀元前から人類を魅了した(出所:東北大ニュースリリース※PDF)
https://news.mynavi.jp/article/20180710-661718/images/001.jpg


マメ科植物には、夜に葉を閉じ、朝には再び葉を開く就眠運動というユニークな現象が見られる。就眠運動に関する最古の記録は、紀元前アレキサンダ ー大王の時代に遡り、進化論のダーウィンが晩年、膨大な観察研究を行った。
昨年度ノーベル生理学医学賞の対象となった生物時計は、植物の就眠運動の観察から発見された。しかし、就眠運動の分子機構は、現在まで全く不明であり、関連する分子すら見つかっていなかった。

研究グループは、就眠運動を制御するイオンチャネルとして、アメリカネムノキから、カリウムチャネル SPORK2、陰イオンチャネル SsSLAH1および SsSLAH3 を発見した。このうち、陰イオンチャネル SsSLAH1が、就眠 運動のマスター制御因子として機能する。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180710-661718/
※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。

地上部（葉と茎）を無くしたら根で光合成をすればいい？ －環境に応じて柔軟に葉緑体を発達させるしくみを解明－


１．発表者：
小林 康一（東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻 助教）
岩瀬 哲（理化学研究所環境資源科学研究センター 研究員）

２．発表のポイント：
◆植物の根は地上部を喪失した際に、傷害応答因子を介して植物ホルモンであるサイトカイ ニンのシグナルを強め、葉緑体の形成や光合成の活性化を行うことが分かりました。
◆光合成器官である地上部を失うという危機に対して、植物の根が光合成能力を高めるしく みを明らかにしました。
◆植物が環境に柔軟に適応しながら光合成による生産性を維持・拡大するしくみの解明に貢 献します。

３．発表概要：
色素体（注 1）は植物に特有の細胞内小器官であり、細胞ごとにさまざまな役割を担い、多様な細胞の機能を支えています。
なかでも光合成を担う葉緑体は植物の成長に必要不可欠ですが、その発達が組織や細胞の機能に応じてどのように制御されるのかはよく分かっていませんでした。
東京大学大学院総合文化研究科の小林康一助教、増田建教授、和田元教授と理化学研 究所環境資源科学研究センターの岩瀬哲研究員、杉本慶子チームリーダーらの共同研究グループは、モデル植物のシロイヌナズナ（注 2）を用いた研究により、地上部（葉と茎）を失った場合、植物は傷害応答因子を介して植物ホルモンであるサイトカイニンの応答を高め、根における光合成能力を向上させることを明らかにしました。
さらに、この応答に葉緑体の発達に関わ る転写因子（注 3）が深く関与することも突き止めました。
通常、根はエネルギー源を地上部 が行う光合成に頼っていますが、地上部を失った際には植物ホルモンのバランスを変えること で組織の再生を促すとともに、葉緑体の発達や光合成の活性化を促進し、生き残る可能性を高 めていると考えられます。
本研究は、植物が環境に柔軟に適応しながら光合成による生産性を維持・拡大するしくみの 解明に大きく貢献するものです。

続きはソースで

▽引用元：東京大学　2017/02/23
http://www.c.u-tokyo.ac.jp/info/news/topics/files/201702231400topics-n.pdf