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植物の発生

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詳細はこちら。 細胞分化、形態形成、植物胚発生、植物成長分析

維管束植物は、卵細胞と精細胞の受精によって形成された単細胞の接合体から始まります。 そこから分裂を始め、胚形成のプロセスを経て植物の胎児を形成します。 胚は、一端が最初の根となり、もう一端がシュートの先端となるように組織化される。 種子植物では、胚は1つまたは複数の「種の葉」(子葉)を発達させます。

種や親植物から発芽した胚は、器官形成のプロセスを経て、さらに器官(葉、茎、根)を作り始めます。 根の先端にある根部分節からは新しい根が、茎の先端にある茎部分節からは新しい茎や葉が生えてくる。 分岐は、分裂組織に残された細胞の小さな塊で、まだ細胞分化していないものが、新しい根やシュートの先端として成長し始めるときに起こる。 このような根やシュートの先端にある分裂組織からの成長は一次成長と呼ばれ、その結果、その根やシュートは長くなります。

植物の成長には、細胞分裂による成長のほかに、細胞伸長による成長があります。

植物の成長には、細胞分裂による成長のほかに、個々の細胞や細胞群が長くなる「細胞伸長」があります。 すべての植物の細胞が同じ長さになるわけではありません。 茎の一方の側の細胞が他方の側の細胞よりも長く速く成長すると、結果的に茎は成長の遅い細胞の側に曲がります。

この画像は、正常な植物の成長過程を示しています。 葉や茎など、それぞれの成長過程を模しています。

植物の成長と発達は、特定の植物ホルモンと植物成長調節因子(PGR)によって媒介されます(Ross et al. 1983)。 内因性ホルモンのレベルは,植物の年齢,耐寒性,休眠性などの代謝条件,光周期,乾燥,温度などの外部環境条件,外因性PGRの供給源(外部から適用されたものや根圏由来のものなど)によって影響を受けます。 植物の形態

植物はその形態や構造に自然な変化を示します。 すべての生物が個体ごとに変化するのに対し、植物はさらに別の種類の変化を示します。 一つの個体の中で、他の類似した部分と形や構造が異なる部分が繰り返されます。 このような変化は、植物の葉に見られやすいが、茎や花など他の器官にも同様の変化が見られる。

位置効果を示すオオアワダチソウの葉の変化。

成熟した植物の各部分には、器官が作られる相対的な位置に起因する変化があります。 例えば、新しい枝に沿って、葉は枝に沿って一貫したパターンで変化することがあります。

新しい構造物が作られながら成熟していく様子は、植物が成長を始める時期や、構造物がさらされる環境によって影響を受けることがあります。 温度は、植物の大きさや状態、さらされる温度や時間など、さまざまな要因によって植物に多様な影響を与えます。 植物が小さくて多肉質であればあるほど、高すぎたり低すぎたりする温度によるダメージや死の影響を受けやすくなります。

若さや異質性とは、苗のような若い植物が作り出す器官や組織が、同じ植物が成長したときに作り出す器官や組織と異なることが多いことです。 例えば、若い木は、成長したときの枝よりも長くて細い枝を作り、上に向かって伸びていく。 また、成長初期の葉は、成木の葉に比べて大きく、薄く、不規則になる傾向がある。 また、同じ種類の植物であっても、幼植物は成虫とは全く異なる姿をしているため、産卵中の昆虫は幼植物を餌として認識しないこともある。

不定形構造

根、芽、新芽などの植物の構造で、通常とは異なる場所に発生するものを不定形といいます。

不定根や不定芽は通常、既存の維管束組織の近くに発生し、木部や葉茎に接続することができます。

不定根や不定芽は、木部や葉茎に接続できるように、既存の維管束組織の近くに発生するのが普通ですが、正確な位置は大きく異なります。 若い茎では、維管束の間の柔組織から不定根が形成されることが多い。 二次成長した茎では、不定根は維管束の近くの葉茎の柔組織から発生することが多い。 茎の挿し木では、切断面にできるカルス細胞からも不定根が発生することがある。

芽・新芽 編集

不定芽は、茎の先端にある茎頂分裂組織や、新芽の節にある葉腋以外の場所から発生し、初生の時に芽が残っていたものです。 根や葉に発生する場合もあれば、新芽として芽生えてくる場合もある。 シュート先端部の分裂組織では、各節に1つまたは複数の腋芽や側芽が発生する。 茎がかなり二次成長すると、腋芽が破壊されることがある。

不定芽は、茎が傷ついたり剪定されたりした後に形成されることが多い。

不定芽は、茎が傷ついたり剪定されたりした後に形成されることが多く、失われた枝の代わりになる。 また、周囲の木が伐採されて日陰になった幹が明るい日差しにさらされると、成熟した木の幹に不定芽や新芽が発生することがあります。 レッドウッド(Sequoia sempervirens)の場合、下部の幹に多くの不定芽が発生します。 主幹が枯れても、不定芽の一つから新しい幹が生えてくることが多い。 レッドウッドの幹は「レッドウッド・ブル」と呼ばれ、お土産として売られている。

植物の中には、通常、根に不定芽を発生させるものがあり、その根はかなり遠くまで伸びています。

植物の中には通常、根に不定芽を発生させるものがあります。 吸盤は、多くのイネ科植物やクウェーキングアスペン、カナダアザミなど、多くの種で自然な植物繁殖の一種である。

植物性生殖の一環として、葉に不定芽を発生させ、それが不定根を形成するものがあります。たとえば、ピギーバック・プラント(Tolmiea menziesii)やマザー・オブ・サウザンス(Kalanchoe daigremontiana)などです。

「コピッキング」とは、樹木の茎を地面に切り落とし、不定形の新芽の成長を促すことです。

「コピッキング」とは、樹木の茎を地面に切り、不定芽の成長を促すことで、伝統的には柱やフェンス材、薪などの生産に用いられます。 また、ポプラやヤナギなど、燃料用のバイオマス作物にも行われています。

RootsEdit

Odontonema aka Firespikeの切り口に地上に形成された根

不定形の発根は、種によってはストレスを回避するための順応かもしれません。

不定形発根は、低酸素や栄養不足などの入力によって引き起こされる、ある種のストレス回避のための順応かもしれません。

植物の茎が不定根を形成する能力は、商業的な挿し木による繁殖に利用されています。 不定形発根の生理的メカニズムを理解することで、合成オーキシンを発根パウダーとして散布したり、選択的な基底部の傷をつけたりすることで、挿し木の発根を改善することができるようになってきました。

不定根や不定芽は、挿し木や重ね植え、組織培養などで植物を繁殖させる際に非常に重要です。 アフリカンバイオレットやセダムの葉、ポインセチアやコレオスの新芽など、不定根の形成を促進するために、オーキシンと呼ばれる植物ホルモンが茎や葉の挿し木によく使われます。 根の挿し木で繁殖させるには、ワサビやリンゴなどの不定芽の形成が必要です。 重ね植えでは、茎の部分を取り除く前に、気生の茎に不定根を形成して、新しい植物を作ります。 大型の観葉植物では、エアレイアーで増殖させることが多い。

Modified formsEdit
  • Tuberous roots is lack to be certain shape; example: sweet potato.
  • 鞭毛状の根(塊根)が茎の根元に集まって発生するもの、例:アスパラガス、ダリア
  • 節毛状の根が先端付近で膨らむもの、例:ウコン
  • 高木状の根が茎の最初の数節から発生するもの。
  • 高床式根は、茎の最初の数節から発生し、土壌に斜めに入り込み、植物を支えます。例:トウモロコシ、サトウキビ
  • 支根は、空中の枝を機械的に支えます。
  • 支柱根は土中に垂直に伸び、柱の役割を果たします。例:ガジュマル
  • 節から発生する登攀根は、何らかの支持体に付着し、それを乗り越えます。

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