由东京学艺大学副教授费尔贾尼·阿里、产业技术综合研究所研究部门副主管光田展隆、东京大学教授塚谷裕一、熊本大学教授泽进一郎、法国里昂国立应用科学学院教授奥利维耶·哈曼等人组成的研究团队研究了在植物的茎的生长过程中，其内部维管束的力学性质。通过大规模的筛选，研究团队新发现了一种茎部开裂系统，通过详细分析了茎内组织的各种细胞形态，明确了茎内维管束排列的重要性。

图1（A）播种1个月后的植物体照片。标尺刻度：30mm。（B）茎开裂情况的照片。标尺刻度：10mm。（C）茎横截面切片的显微图像。野生型中的纤维细胞被染成红色。维管束和道管混合存在。标尺刻度：100μm。（D）pNST3:IDD9:SRDX clv3系统的茎开裂和横截面切片的显微镜图像。标尺刻度：1mm（左、中）、100μm（右）。切片图像中的星号表示裂缝。在（C，D）茎横截面切片图像中，维管束的数量为7（C左）、8（C右）、16（D）。（供图：东京学艺大学）

对于抵抗重力挺立生长并开花结果的陆生植物而言，植物的茎是其典型构造。生长过程中罕见的茎及枝干开裂现象会严重影响到农作物和树木的生长及商业价值。茎的内部拥有各种细胞，如道管、筛管、分裂组织和纤维等。茎的结构是如何保持完整而不开裂的，一直都存在很大的谜团。

研究团队着眼于一组导致茎部出现裂缝的拟南芥突变体群体，阐明了茎的形态之谜。此次，通过独自的方法选定了茎产生裂缝的pNST3:IDD9:SRDX系统。研究小组以该新系统为材料，同时灵活利用各种突变体进行分析，结果表明：维管束的数量和排列等因素在支撑茎部、完美实现力学特性等方面发挥着重要作用，当构成茎的多种组织之间的和谐被破坏时，就会出现裂缝。

费尔贾尼·阿里副教授表示：“今后，我们希望对在植物生长过程中意外出现的开裂现象进行分析，加深对植物的茎、树木枝干的形成过程的理解，进而推动新技术的研发，预防茎裂和树干开裂现象的发生。”

原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部

【论文信息】
杂志：Development（2021）。148(4), dev198028.
论文：Stem integrity in Arabidopsis thaliana requires a load-bearing epidermis
DOI：10.1242/dev.19802