由東京學藝大學副教授費爾賈尼·阿里、產業技術綜合研究所研究部門副主管光田展隆、東京大學教授塚谷裕一、熊本大學教授澤進一郎、法國里昂國立應用科學學院教授奧利維耶·哈曼等人組成的研究團隊研究了在植物的莖的成長程序中，其内部維管束的力學性質。透過大規模的篩選，研究團隊新發現了一種莖部開裂系統，透過詳細分析了莖内組織的各種細胞形態，明確了莖内維管束排列的重要性。

圖1（A）播種1個月後的植物體照片。標尺刻度：30mm。（B）莖開裂情況的照片。標尺刻度：10mm。（C）莖横向截面剖切的顯微影像。野生型中的纖維細胞被染成紅色。維管束和道管混合存在。標尺刻度：100μm。（D）pNST3:IDD9:SRDX clv3系統的莖開裂和横向截面剖切的顯微鏡影像。標尺刻度：1mm（左、中）、100μm（右）。剖切影像中的星號表示裂縫。在（C，D）莖横向截面剖切影像中，維管束的數量爲7（C左）、8（C右）、16（D）。（供圖：東京學藝大學）

對於抵抗重力挺立成長並開花結果的陸生植物而言，植物的莖是其典型構造。成長程序中罕見的莖及枝幹開裂現象會嚴重影響到農作物和樹木的成長及商業價值。莖的内部擁有各種細胞，如道管、篩管、分裂組織和纖維等。莖的結構是如何保持完整而不開裂的，一直都存在很大的謎團。

研究團隊着眼於一組導致莖部出現裂縫的擬南芥突變體群體，闡明瞭莖的形態之謎。此次，透過獨自的方法選定了莖產生裂縫的pNST3:IDD9:SRDX系統。研究小組以該新系統爲材料，同時靈活利用各種突變體進行分析，結果表明：維管束的數量和排列等因素在支撐莖部、完美實施力學特性等方面發揮着重要作用，當構成莖的多種組織之間的和諧被破壞時，就會出現裂縫。

費爾賈尼·阿里副教授表示：「今後，我們希望對在植物成長程序中意外出現的開裂現象進行分析，加深對植物的莖、樹木枝幹的形成程序的理解，進而推動新技術的研發，預防莖裂和樹幹開裂現象的發生。」

原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
雜誌：Development（2021）。148(4), dev198028.
論文：Stem integrity in Arabidopsis thaliana requires a load-bearing epidermis
DOI：10.1242/dev.19802