新しい研究は、シミュレートされた昆虫の損傷に応答して、クローン植物がどのように葉を再構築できるかを示しています。 Xuxu Chai と同僚による記事では、バッファロー グラスのようなクローン植物がどのように、 Bouteloua dactyloides、 ラメットと呼ばれる複数の根のある茎をつなぐストロンと呼ばれる地下の茎を介して広がります。 これらは ストロン接続により、プラントはラメット間でリソースと信号を共有できます.
植物は多くの場合、葉を厚くし、葉脈の密度を高めることで草食に反応し、より構造的なサポートを提供します. また、血管系を介して「草食信号」を送信して、損傷を受けていない葉に警告し、全身防御を誘発することもできます。 チャイと同僚は、バッファロー グラスのラメットが個々の植物のように振る舞うか、または匍匐枝を介してラメット間で情報を交換しているのかを調査しました。
クローン統合がこれらの応答にどのように影響するかを調査するために、研究者はバッファローグラスのラメットペアをさまざまなレベルの葉の除去にさらし、それらの間のストロン接続を切断または無傷のままにしました. 全部で 0 回の治療が行われ、「娘」のラメットは 40%、80%、または XNUMX% の落葉がありましたが、「母」のラメットは無傷でした。 これらの XNUMX つの条件は、ラメット間のストロン接続の有無にかかわらず繰り返され、XNUMX つの実験が行われました。
ラメットをストロンで接続したままにしておくと、明らかな効果がありました。 ラメットはクローンですが、「母」と「娘」は似ていません。
シミュレートされた草食性がなければ、クローン統合は、静脈密度を増加させ、葉の数、葉の厚さ、中肋の直径、および向軸/背軸表皮細胞サイズを減少させることにより、母ラメットの血管系を強化しました…対照的に、クローン統合は、ストレスを受けていない娘ラメットの葉脈に悪影響を及ぼしました、およびほとんどの葉の解剖学的形質は、束鞘細胞数を除いて、クローン統合によっても悪影響を受けました。
チャイ ら 2023
「娘」ラメットから葉の 40% を除去すると、葉の両側のクチクラの静脈密度と厚さが増加し、葉の幅と細胞サイズが減少しました。 ただし、葉の 80% を除去しても、娘のラメットへの影響ははるかに小さくなりました。 代わりに、ラメットは、残したものの構造を変更するのではなく、新しい葉を成長させようとします.
接続された「母」ラメットの話は少し異なります。 40% で 80 つのラメットをリモートで落葉させると、接続された損傷を受けていないラメットが葉の幅と細胞サイズを増加させ、静脈密度を減少させました。 離れた場所にあるラメットが XNUMX% の落葉に見舞われたとき、「母」のラメットは別の方法を取りました。 これにより、葉の機械的建設コストが削減され、生産される葉は少なくなりましたが、葉の幅が増加しました。
自然の草原や芝生の生態系では、昆虫や草食動物が植物の成長に一定の生物的草食ストレスを及ぼす可能性があり、それが落葉や匍匐茎/根茎の切断を引き起こす可能性があります。 私たちの研究は、誘導された防御シグナルが、落葉した若いラメットから伝達されることを示しました。 B.ダクチロイデス 古いラメットに。 クローン統合は、草食ストレスの程度に応じて、相互接続されたラメットの葉の微細構造を調節する可能性があります。 ただし、昆虫の草食はかなり不確実で複雑なイベントであるため、葉の微細構造の応答は、資源の埋蔵量と資源の取り込み効率にも関連している可能性があります。 間の信号およびリソース伝送 B.ダクチロイデス したがって、ラメットは実験で示されているよりも複雑になる可能性があります。 我々は、匍匐枝の機能が資源の移動以上のものであると提案するが、遺伝子全体の性能を向上させるために、異なるクローン部分、特に相互接続されたラメットの葉の血管系の微細構造を調整することも提案する。
チャイ ら 2023
クローン統合は、若いラメットが草食性の程度に基づいて葉の構造を調整するのに役立ちます。特に葉脈の密度を変えることによってです。 これにより、植物は全体として、損傷に直面した際の成長と防御を最適化することができます. この発見は、クローン植物が脅威を認識して反応する洗練されたメカニズムを明らかにしています。
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Chai, X., Sun, X., Cui, X., Johnson, PG and Fu, Z. (2023) “クローン統合は、葉の微細構造を体系的に調節します Boutelouadactyloides シミュレートされた昆虫の草食のさまざまなレベルによりよく適応するための相互接続されたラメット" AoB PLANTS, 15(2), plac062. 入手可能: https://doi.org/10.1093/aobpla/plac062
