器官形成と体細胞発生の違いとは?分かりやすく解説!

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器官形成と体細胞胚形成の主な違いは、器官形成が植物組織を誘導して器官を形成するのに対し、体細胞胚形成は植物組織を誘導して胚性カルスを形成することである

さらに、器官形成は根とシュートを持つ小植物体を形成するのに対して、体細胞胚形成は体細胞胚を形成することである

器官形成と体細胞胚形成は、植物組織培養において植物の植物体繁殖に用いられる2つの経路です。

この記事の重要な単語

オーキシン、カルス、器官形成、植物成長調節因子、体細胞胚形成

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Organogenesisとは

植物組織培養において、植物組織からシュートや根などの植物器官を誘導する方法です。

最終的には完全な小植物体、すなわち小さいが全体が揃った植物を形成する。

また、植物生長調節物質(PGR)やサイトカイニンは、植物組織を植物器官に誘導する役割を担っている。

これには、異なる濃度の6-ベンジルアミノプリン(BAP)を単独で、またはオーキシンと組み合わせて使用することができる。

ナフタレン酢酸(NAA)と2,4-ジクロロフェノキシ酢酸(2,4-D)は、このプロセスに適した合成オーキシンの2種類です。

What is the Difference Between Organogenesis and Somatic Embryogenesis:図1 植物の器官形成過程

器官形成は、その手順から2つに分類される。

それは、直接器官形成と間接器官形成です。

直接器官形成では、培養を開始するために用いた植物体の元の部分が、直接シュートや根に成長する。

一方、間接的な器官形成では、器官形成の過程でカルス期を経て、器官を形成する。

さらに、器官形成は、植物でも動物でも起こる自然なプロセスです。

植物では、頂端分裂組織が植物が枯れるまで連続して側方器官を作り出す。

動物では、器官形成は、原腸陥入後の胚発生において起こる。

ここでは、胚発生の結果生じた3つの生殖層が体の内部器官を形成する。

体細胞胚発生とは

体細胞胚形成は、植物組織培養で用いられるもう一つの方法です。

これは、植物組織の一部から胚性カルスを発生させることを含む。

体細胞胚は、発芽して完全な植物体を形成することができる。

体細胞胚形成の誘導には、植物成長調節物質が重要な役割を果たす。

ここでは、発生の初期にオーキシンが用いられ、その後、最終段階でアブシジン酸が用いられる。

特に、NAAは体細胞胚発生に有効なオーキシンの一種です

高濃度のNAAは、黄白色のコンパクトなカリーを作ることができる。

図3: カリの様子

体細胞胚形成は、器官形成と同様に、胚が直接発生する直接体細胞胚形成と、カルス形成段階を経て胚が発生する間接体細胞胚形成に大別される。

器官形成と体細胞発生の類似性

  • 器官形成と体細胞胚形成は、植物組織培養において植物の植物体繁殖に用いられる2つの経路です。
  • 直接シュート誘導に代わる方法です。
  • また、この2つの方法は、異なる植物成長調節因子を用いて植物組織を誘導することに関係している。
  • オーキシンは、両方の方法で使用される一般的な植物ホルモンです。
  • これらの方法は、実験室の条件下で多数の小植物体を得る役割を担っています。
  • 培養を開始する際に使用されるオリジナルの植物は、摘出物として知られています。
  • どちらの方法も、直接法と間接法に分類されます。

器官形成と体細胞発生の違い

定義

器官形成とは、無定形の細胞の塊を、発生途上の胚の中で完全な器官に変化させる一連の組織的統合過程を意味し、体細胞形成とは、植物または胚が単一の体細胞から派生する人工的過程を意味する。

このように、器官形成と体細胞胚形成の根本的な違いは、ここにある。

意義

器官形成と体細胞胚形成の大きな違いは、器官形成が植物組織からシュートや根などの植物器官を生成する過程であるのに対し、体細胞胚形成は植物組織から胚性カルスを生成する過程である点です。

発生状況

また、器官形成は自然のプロセスであり、人為的に誘導することもできるが、体細胞胚形成は実験室の条件下で起こる人工的なプロセスです。

ホルモンシグナル

ホルモンシグナルも器官形成と体細胞形成の違いのひとつです。

器官形成は2つのホルモンシグナルによってシュートと根を別々に誘導するのに対し、体細胞胚形成は1つのホルモンシグナルによって進行する。

結果

また、器官形成ではシュートと根を持つ完全な植物体が形成されるのに対して、体細胞胚形成では体細胞胚が形成される。

この点も、器官形成と体細胞胚形成の大きな違いです。

血管のつながり

そのほか、器官形成で発生したシュートや根は母体組織と強いつながりを持つが、体細胞胚形成でできた体細胞は母体カルスと血管のつながりがない。

結論

器官形成は、植物の植物体から器官を形成するプロセスです。

シュートと根を持つ完全な小植物体の形成に関与している。

これに対し、体細胞胚形成は、植物組織から体細胞胚を発生させるプロセスです。

どちらの過程にも、異なる種類の植物成長調節物質が関与している。

しかし、器官形成と体細胞胚形成の主な違いは、結果として得られる植物の構造です。

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