<第 27 回山崎賞>

11 タンポポ研究Ⅴ

１ 動機
タンポポが成熟する前に乾燥剤を用いてドライフラワーにすると、冠毛が開く。しかしその冠毛は息を吹きかけても、強い風を当てても冠毛が飛ぶことがない。私たちはドライフラワーの冠毛が飛ばない原因を探し、研究を始めて 5 年目になる。
タンポポにとって果実の中の種子は、冠毛によって空中を飛び、散布されることが重要である。
しかし、成熟する前の未熟な果実は散布されても発芽できない。そのため十分成熟するまで果実は飛ばない仕組みがあると考えた。われわれはその飛ばない仕組みを「ストッパー」と呼んだ。
2008 年の研究で、果実と花床をつなぐ師管を見つけた。師管は栄養分を運ぶ維管束である。師管によって栄養を運んで果実を成熟させる期間は、果実は飛ばないはずである。未熟なうちは師管で果実が花床につなぎとめられていた。
2009 年の研究で、タンポポの飛翔を止める「ストッパー」が植物ホルモンのオーキシンであることをつきとめた。オーキシンを作用させたタンポポは、果実と花床の結合部が太くつなぎとめられ、師管がつながっていた。逆にエチレンを作用させたタンポポは離層が形成され、果実と花床がつながっていないものが多かった。
本年は、自然の状態とオーキシンを作用させた時の違いを、日を追って調べ、オーキシン作用時にタンポポがどのように変化するかを研究することにした。
２ 2009 年までのオーキシンの研究
自然に冠毛になる時の花床は凸型であるが、冠毛にならないはずのオーキシン作用の花床も凸型であることが疑問視され、今後の課題として挙げられた。
本年はこの疑問を解決しようとした。
３ タンポポについて(1) 種：トウカイタンポポ(2) 部分の名称(資料 1)
キク科のタンポポの花はたくさんの花が集まってできている。花の付け根を「花床」といい、種子に見える部分は「果実」と呼ぶ。私たちが注目しているのは、花床と果実の接した部分である。一般に綿毛と呼ばれるものは冠毛という。
開花
冠毛の前舌状花冠毛
果実
花床

花床

資料１- 130 -(3) タンポポの生活史概要
ロゼットからつぼみが伸びて「開花」する。開花した数日後に花が閉じるが、我々はこれを「閉花」と呼んだ。閉花した後、茎が倒れ再び起き上がると花茎がより伸長して冠毛が開く。
４ 研究Ａ ＜タンポポの生活史調査＞（１）目的
つぼみから自然に冠毛になるまでの生活史を調査した。自然の状態で何日間開花し、花が閉じてから何日間で冠毛になるかを調べる基本調査である。自然に冠毛になった時には果実は成熟しているので、成熟までの日数を調査したことになる。
（２）研究日 2010 年 4 月 7 日から 5 月 10 日まで（３）調査場所 学校中庭 12ｍ×16ｍの区画の中で生育するタンポポをすべて調査。
（４）調査個体 タンポポ 685 個体。
（５）基本調査
つぼみに番号のついたプレートをつけて各個体を見分け、「開花」「閉花」「冠毛」の日付を記入し、各個体の生活史を調査した。プレートはクリアファイルを 1.5ｃｍの四角に切り、パンチで穴を空けたものに切れ込みを入れ、タンポポの茎にはめ込む。タ
ンポポの生活史の中で、次の２種類の日数を調査した。
①「開花」：花の咲いている日数。
②「閉花」：閉花後、冠毛になって成熟するまでの日数。
（６）結果Ａ＜タンポポの生活史調査＞① 開花
タンポポ生活史のうち、花が咲いてから閉じるまでの日数を「開花」とする。開花期間は毎年安定している(資料２)。タンポポは平均して４～５日間で開花する。
調査年
2008 年2009 年
2010 年5.0

平均開花日数(日)

4.2

5.2

資料２
② 閉花
タンポポ生活史のうち、花が閉じてから冠毛が開くまでの日数を「閉花」とする。閉花は 17～18 日までに起こるが、ピークは年によって異なっており、気候の影響を大きく受けることが考えられた。しかし 4 年間の調査結果により、基本的に平均８～９日間であることが推定できるようになった(資料３)。
2007 年のみ、閉花の平均が 13.3 日と長時間がかかっているが、これは気象庁の気温と降水量を調べたところ、2007 年は降水量が少なく、まとまった雨が降らなかったことが原因ではないかと予測される。
調査年
平均閉花日数(日)2007 年2008 年2009 年

2010 年

13.3

8.1

9.1

9.1

資料３
５ 研究Ｂ ＜オーキシン作用による変化＞(1) 目的
昨年突き止めた「ストッパー」であるオーキシンを作用させた場合、通常の成熟の変化とどこが違うのかを日を追って調べることにした。閉花後 1 日目、2 日目・・と毎日、閉花したタンポポをアルコール固定した後、組織標本を作り、果実と花床の接合部が日を追うごとにどう変化するかを記録した。

- 131 -

(2) オーキシンの作用方法
2009 年は 0.1％、0.01％、0.001％オーキシンで調査したが、どの濃度でも大きな違いが見られなかった。本年は 0.1％オーキシンに統一し、開花した花に 2ｍℓ滴下することで作用させた。
(3) 組織標本の作り方
a.脱水 固定した材料の水分をアルコールで追い出す。採集したそれぞれの閉花２つずつをスクリューびんに小分けし、70%、85%、90%、95%、100%アルコールの順に24時間ずつつけて水分を追い出した。100％アルコールは、焼いた硫酸銅をろ紙にいれて99.5％アルコールに沈め脱水したアルコールを用いた。
b.透徹 パラフィンを染み込ませるためにはアルコールではなじまない。100％アルコールをキシレンに置き換えていった。１時間ごとに25%、50%、75%、100%のキシレンに入れ替えた 。
c.包理 キシレンをパラフィン（ろう）と置き換えるため、100%キシレンの標本をキシレン300ccにパラフィン100gを入れたパラフィン・キシレン液に24時間つけ、次にパラフィン100％に二度入れ替えて、キシレンを追い出した。自作の牛乳パックで作った紙箱に閉花を入れ、溶かしたパラフィンを流し入れて固定した。切片で縦断面が見られるように、向きに気をつけた。
ｄ.切片 回転式ミクロトームを用いて薄い切片を作製する。切片をプレパラートに並べた後にサフラニンを滴下し、プレパラートを斜めにして蒸留水でサフラニンを洗い流す。プレパ
ラートをホットプレートで暖めてろうを溶かし、組織をろうで封入した。その後倍率を上げて組織を詳しく観察した。
(4) 調べる組織の部位
資料４は30倍ライトスコープで撮影した閉花の中の拡大図である。果実と花床の接した部分(丸印) の組織を、師管・離層に注目して調査した。組織の顕微鏡写真はすべてこの部分の拡大である。
果実
花床

資料４
(5) 結果＜オーキシン作用による変化＞
a. 冠毛
オーキシンを作用させたタンポポは花の付け根が乾燥して、自然に冠毛になるまでに枯れることも多いが、2 つのタンポポが冠毛を開き、冠毛が飛ばなかった。オーキシンがストッパーとなっていることを実際にも証明できた。
b. 組織標本
1 日目
資料５は 1 日目の果実と花床である。自然状態もオーキシンも違いはなく、果実が花床に密着している。師管がつながっているのも確認できる。

- 132 -自然状態

オーキシン

果実
果実

花床

花床
資料５

1 日目

師管

4 日目
資料６は 4 日目の果実と花床である。自然状態の場合は、花床が「凸型」になっており、オーキシンに浸した場合は果実と「密着」している。自然状態の花床の凸型と比べると、オーキシンは密着したためにやや持ち上げられた状態になっており、凸型とは明らかに異なる。昨年、オーキシンによって花床が凸型になったと判断したのは、この密着状態を勘違いしたものと考えられる。
自然状態の花床はオーキシンのように盛り上がったというより、果実と接している凸部分以外が下がって果実から花床が離れていくという方が適している。
自然状態
オーキシン

果実
果実

花床

花床
資料６

４日目

5 日目
資料７は 5 日目の果実と花床の変化である。自然状態は離層が形成されて師管が切れ、花床が凸型になっている。オーキシンは、やはり師管がくっきりとつながっていて花床と密着したままである。
自然状態
オーキシン

果実

果実花床花床5 日目

資料７133

師管６ 考察A タンポポの生活史
2007 年の閉花日数が多いのは、降水量の不足と考えられた。これは、雨が降ることが果実の成熟に重要であることを示しているのではないだろうか。
B オーキシンの作用による変化
自然状態だと離層が形成され、花床が凸型になる。最初花床が水平の時は、隣の果実と触れ合うほど混み合っているが、花床が凸型になることで隣の果実からはなれ、ゆれやすくなり、果実が飛びやすくなるはずである。花床の凸型はタンポポにとって重要だと考えられる。
オーキシンが作用すると離層が形成されずに師管が切れないのと同時に、花床が凸型になることが抑えられて、花床と果実が密着したままになる。そのため、オーキシンを作用させた果実は冠毛が開いても、飛ぶことはない。

未成熟の花床 凹型
成熟した花床 凸型(果実を取り除いたもの)(果実飛翔後)先輩の残したこの写真は、未成熟と成熟の自然状態の花床を 30 倍ライトスコープで拡大して撮ったものである。今までは自然状態の花床は水平状態から成熟に伴って盛り上がって凸型になると考えてきたが、資料８や資料９の自然状態とオーキシンを比較すると、オーキシンのように密着して盛り上がったというより、果実と接している凸部分以外が下がって果実から花床が離れていくという方が適している。花床が盛り上がることに注目するよりも、それ以外がどのように下がったかが重要なのではないだろうか。
７ 今後の課題
果実と接触した部分以外が下がる(細胞が減少する)としたら、その要因として乾燥や栄養の不足などが考えられるが、それが何であるかを、細胞レベルで調べていきたい。
８ 参考文献
お天気データベース(気象庁)（http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.）Nature Walker(http://homepage2.nifty.com/Parasite/index.htm)
雑草の自然史 山口裕文著 北海道大学 図書刊行会 より
日本のタンポポとセイヨウタンポポ 小沢潔著 どうぶつ社
大自然のふしぎ「植物の生態図鑑」学研134