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ひろきあきくぼ
5 years ago
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1 四倍体ファストプランツの作出と高等学校の体細胞分裂観察実験における活用の試み An attempt to introduce tetraploid Fastplants into the observation of mitosis at high school Mutsuki KUWABARA and Fumi KUMAGAI-SANO

3 四倍体ファストプランツの作出と高等学校の体細胞分裂観察実験における活用の試み An attempt to introduce tetraploid Fastplants into the observation of mitosis at high school Mutsuki KUWABARA 1 and Fumi KUMAGAI-SANO 2 1 Gunma Prefectural Maebashi Higashi High School 2 Department of Biology, Faculty of Education, Gunma University Maebashi, Gunma , Japan Accepted on September 27th, はじめに 60 1

4 42 2 四倍体ファストプランツの作出 2-1 方法ファストプランツの栽培 9 cm 7.6 cm In The Woods Group 1 MLR-350 SANYO mm CO 倍数体作出と系統の作成 Agarose LO3 TAKARA BMS 48 CO 2 TP Tetraploidy P TP1 TP フローサイトメトリー FACS Buffer 0.1 M Tris-HCl 2.5 mm MgCl 2 85 mm NaCl 0.1 Triton X-100 ph ml chopping method 1 PP-40n 1.5 ml 1,000 rpm 2 Centrifuge 5415R Eppendorf 50 μg ml RNaseA 1 ml 30 PI Sigma-Aldrich 50 μg ml 500 μl Attune Acoustic Focusing Cytometer Life Technologies 根端分裂組織の観察 M mm CH30 Axiophot QIClick QImaging 各部形態の測定

43 1 3 Image J 2-2-2 TP 系統の特徴 TP 2 TP2 TP2 TP2 54.

5 Image J TP 系統の特徴 TP 2 TP2 TP2 TP mm 2-2 結果と考察四倍体ファストプランツの作出 TP3 図 1 TP3 TP3 2C 4C 図 2 TP2 A B TP2 19 C D n = 5

44 桒原睦樹佐野熊谷史 TP2 の平均 49.0 mm 短径スタンダードの平均度と少し遅くなった開花までにつく本葉の数はス 35.1 mm TP2 の平均 37.2 mm 5 個体のデータタンダードで平均 3.8 枚 TP2 では平均 3.

花芽がつくまでの日数はスタンダードでは播種後 15 日程度だったのに対し TP2 は播種後 17 日程ずれも TP2 の方が大きめであった図 4 5 細胞レベルでは気孔の孔辺細胞花粉ともに TP2 の方が大きかったまた花粉はスタンダードでは楕円形 TP2 では 2-2-3

の播種後 19 日目の第一本葉葉の大きさは A に示した長さを長径短径として測定した図５図４スタンダードと TP2 の花の形態の比較 A スタンダード B TP2 の播種後 19 日目の十分に開いた花の様子紙片の長さは 1 cm C 花弁の長径短径の長さの比較 n 5

6 44 桒原睦樹佐野熊谷史 TP2 の平均 49.0 mm 短径スタンダードの平均度と少し遅くなった開花までにつく本葉の数はス 35.1 mm TP2 の平均 37.2 mm 5 個体のデータタンダードで平均 3.8 枚 TP2 では平均 3.4 枚と大また TP2 の葉では葉身が折りたたまれたり端がきくは変わらなかった TP2 では側芽が伸長しない葉の裏側に巻き込まれるなど軽度の形態異常が観察まま花芽がつくという現象が認められた図 2B された図 3B 花の形態については花弁がく片雄蕊雌蕊い花芽がつくまでの日数はスタンダードでは播種後 15 日程度だったのに対し TP2 は播種後 17 日程ずれも TP2 の方が大きめであった図 4 5 細胞レベルでは気孔の孔辺細胞花粉ともに TP2 の方が大きかったまた花粉はスタンダードでは楕円形 TP2 では型であった図 6 TP 系統における根端分裂組織の細胞の拡大 TP 系統を作出したねらいは体細胞分裂観察実験の材料として適当な大きな分裂細胞を得ることであったそこで作出した TP 系統の芽生えを材図３スタンダードと TP2 の葉の形態の比較 A スタンダード B TP2 の播種後 19 日目の第一本葉葉の大きさは A に示した長さを長径短径として測定した図５図４スタンダードと TP2 の花の形態の比較 A スタンダード B TP2 の播種後 19 日目の十分に開いた花の様子紙片の長さは 1 cm C 花弁の長径短径の長さの比較 n 5 エラーバーは標準誤差スタンダードと TP2 の播種後 19 日目の花における構成要素の形態 A スタンダード B TP2 の雄蕊と雌蕊の様子が雌蕊 C 雌蕊の長さの比較 D 雄蕊の長さの比較 E スタンダード F TP2 のがくの様子 G がくの長さの比較 n 5 エラーバーは標準誤差スケールバーは 1 cm

四倍体ファストプランツの作出と高等学校の体細胞分裂観察実験における活用の試み 45 料として根端分裂組織の観察を行った図 7 そこの材料では体細胞分裂を観察しやすいことが期待の結果 TP2 ではスタンダードに比べて大きいことされたがわかった面積にして 2.

作出した四倍体ファストプランツを観察試料の 1 つとして用いた実践では体細胞分裂の観察試料としてスーパー図６気孔と花粉の形態 A B 葉の裏の表皮を剥いて観察した気孔 C D 花粉 A C スタンダード B D TP2 スケールバーは 50 μm で購入したニンニク鱗茎ネギの種子下仁田ネギ株式会社トーホク作出した四倍体ファストプランツの種子

7 四倍体ファストプランツの作出と高等学校の体細胞分裂観察実験における活用の試み 45 料として根端分裂組織の観察を行った図 7 そこの材料では体細胞分裂を観察しやすいことが期待の結果 TP2 ではスタンダードに比べて大きいことされたがわかった面積にして 2.5 倍程度したがって３ TP 系統を材料とした体細胞分裂観察実験の高等学校における実践 3-1 方法授業実践は群馬県の公立 E 高等学校の第 1 学年 241 名 6 クラスで行った生物基礎第 1 編生物と遺伝子における第 2 章遺伝子とその働きのうち単元内の 5 時間目に当たる指導項目の 2 遺伝情報の複製と分配の体細胞分裂の観察を行う実験授業において作出した四倍体ファストプランツを観察試料の 1 つとして用いた実践では体細胞分裂の観察試料としてスーパー図６気孔と花粉の形態 A B 葉の裏の表皮を剥いて観察した気孔 C D 花粉 A C スタンダード B D TP2 スケールバーは 50 μm で購入したニンニク鱗茎ネギの種子下仁田ネギ株式会社トーホク作出した四倍体ファストプランツの種子ファストプランツのスタンダード種子以上 4 種類の発根試料をサンプルとして用意しそれぞれ A B C D としたプラスチックシャーレに水道水で浸したペーパータオルを敷きそれぞれの植物の種子を播種した発根した種子をファーマー液で 24 時間固定後 70 エタノール溶液で 1 度洗浄し 70 エタノールを入れたバイアル瓶中に授業までの間実験室室温で保存しておいた生徒は 4 人 1 班とし班員 1 人ずつに A D のうち 1 サンプルを観察させた生徒が行った作業は以下のとおりであるまずバイアル瓶中からピンセットでサンプルを取り出し 1 M 塩酸の入った 1.5 ml チューブに移し 60 でチューブごと湯をし解離処理をしたその後スライドガラス上で根端 1 mm を切りスライドガラス押しつぶし法で潰してから酢酸オルセインで 10 分間染色後カバーガラスとろ紙をかけ軽く上から押し潰して余分な染色液を取り除いて観察した以上の作業をスムーズに行わせるために黒板に書いておいた手順を示して説明したほかあらかじめ撮影しておいた作業の動画を見せることで作業をイメージしやすくした図７ TP2 における分裂細胞の拡大の様子酢酸オルセインによる染色像を示す A スタンダードの分裂細胞 B TP2 の分裂細胞 C 画像上で測定した面積による比較 n 10 エラーバーは標準誤差試料による観察のしやすさの違いを比較するためにプレパラートを光学顕微鏡マイン E600G NaRiKa および Nikon 生物顕微鏡のステージに置

8 結果と考察 8A 図 8 A B n = B

9 47 28 JSPS 15K04482 参考文献 1 Galitski T., Saldanha A.J., Styles C.A., Lander E.S., Fink G.R. (1999) Ploidy regulation of gene expression. Science 285: CO Sci. J. Kanagawa Univ., 18: :

DNA 抽出条件かき取った花粉 1~3 粒程度を 3 μl の抽出液 (10 mm Tris/HCl [ph8.0] 10 mm EDTA 0.01% SDS 0.2 mg/ml Proteinase K) に懸濁し 37 C 60 min そして 95 C 10 min の処理を行うことで DNA

DNA 抽出条件かき取った花粉 1~3 粒程度を 3 μl の抽出液 (10 mm Tris/HCl [ph8.0] 10 mm EDTA 0.01% SDS 0.2 mg/ml Proteinase K) に懸濁し 37 C 60 min そして 95 C 10 min の処理を行うことで DNA 組換えイネ花粉の飛散試験交雑試験 1. 飛散試験目的隔離圃場内の試験区で栽培している組換えイネ S-C 系統及び AS-D 系統の開花時における花粉の飛散状況を確認するため方法 (1) H23 年度は 7 月末からの低温の影響を受け例年の開花時期よりも遅れ試験に用いた組換えイネの開花が最初に確認されたのは S-C 系統及び AS-D 系統ともに 8 月 13 日であったそこで予め準備しておいた花粉トラップ