原著論文
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藻類 Jpn. J. Phycol. (Sôrui) 68: 125-133, November 10, 2020

多核緑藻キッコウグサの細胞同士を連結する付着細胞の誘導要因
奥田一雄 1*・関田諭子 1・高野友子 2・的野はる奈 3・郷裕絵 3
高知大学総合科学系黒潮圏科学部門（〒 780-8520 高知市曙町二丁目 5-1）
高知大学理学部生物学科（〒 780-8520 高知市曙町二丁目 5-1）
3
高知大学理学部自然環境科学科（〒 780-8520 高知市曙町二丁目 5-1）
12

Kazuo Okuda1*, Satoko Sekida1, Tomoko Kohno2, Haruna Matono3 and Hiroe Goh3: Factors essential for inducing tenacula between
neighboring cells in the marine coenocytic green alga Dictyosphaeria cavernosa. Jpn. J. Phycol. (Sôrui) 68: 125-133, November 10, 2020
Factors to induce the development of the small cells called tenacula that fasten neighboring daughter cells in the coenocytic green alga
Dictyosphaeria cavernosa were examined. Daughter cells divided by segregative cell division increased in diameter, came in contact witheach other and were united by producing tenacula between them. Daughter cells taken out of the mother cell produced tenacula when they
were packed and cultured in a sack made of Boergesenia or Valonia cell wall. Daughter cells that produced tenacula decreased depending on
increase in time after segregative cell division. Daughter cells produced tenacula by adhering to substrata with hydrophobic surfaces suchas glass beads but not by adhering to hydrophilic substrata like agar blocks. Contact with living Valonia or Boergesenia cells made daughter
cells produce tenacula. When daughter cells were kept floating on the surface of culture medium, they produced tenacula along the boundary
between water and air. Daughter cells could recognize the interface between hydrophobic and hydrophilic properties for tenacula forming
cites. Tenacula in Dictyosphaeria were divided from daughter cells by septa, therefore, equivalent to small lenticular cells in Valonia. Thissuggests that Dictyosphaeria has two distinct modes of cell division, segregative cell division and lenticular cell formation.
Key Index Words: daughter cells, Dictyosphaeria cavernosa, interface between aquatic and hydrophobic conditions, multicellularity,
positional information, segregative cell division, tenacula.
Graduate School of Kuroshio Science, Kochi University, 2-5-1 Akebono-cho, Kochi 780-8520, Japan
Department of Biology, Faculty of Science, Kochi University, 2-5-1 Akebono-cho, Kochi 780-8520, Japan3
Department of Natural Environmental Sciences, Faculty of Science, Kochi University, 2-5-1 Akebono-cho, Kochi 780-8520, Japan1
2*Author for correspondence: okuda@kochi-u.ac.jp

緒言

キ ッ コ ウ グ サ（Dictyosphaeria cavernosa (Forsskål)Børgesen）はアオサ綱シオグサ目に属する海産の多核緑藻で，熱帯から温帯の潮間帯下部または潮下帯上部に生育す

る（吉田 1998，田中・中村 2004，神谷 2012）。キッコウ

細胞がどのように形成されるのか，また，付着細胞の形成が誘導される要因については明らかにされていない。付着細胞形成の誘導要因を明らかにすることで，娘細胞が多細胞組織を構築するしくみを理解することにつながる。
キッコウグサでは，形成初期の娘細胞同士が接触して密着

グサは分割細胞分裂という特有の細胞分裂を行う（Børgesen

することで，それらの間に付着細胞が形成する。本研究で数個以上のプロトプラストへ同時に分割・分離し，それらのと細胞分裂後に経過した時間との関係を調べた。接触刺激が1912，1913）。分割細胞分裂により，母細胞の原形質全体がプロトプラストのそれぞれが細胞壁を形成して娘細胞へと発達する（Enomoto & Okuda 1981，Enomoto et al. 1982）。

は，まず，キッコウグサの娘細胞が付着細胞を形成する能力
付着細胞を誘導する可能性が考えられるので，2 つ目に，キッ
コウグサの娘細胞に種々の基質を接触させ，どのような基質形成初期の娘細胞は母細胞の細胞壁内壁に沿い，互いに離れが付着細胞の形成を誘導するかを明らかにした。付着細胞はて分布する。それらの娘細胞は速やかに体積を増加させて拡細胞同士が密着する特定の部位で娘細胞から分裂して形成す

大成長し，互いに接し合い密着するようになる。その後，隣る。本研究では，キッコウグサの娘細胞を培地表面で浮かべ接する娘細胞の間に付着細胞（tenaculum; pl. tenacula）を形 成 す る（Enomoto & Okuda 1981）。 付 着 細 胞 は 隣 り 合う娘細胞から交互に形成され，その末端が指状に分岐したて培養することにより，気中と水中との界面で小細胞の形成を誘導できることを明らかにし，その小細胞が付着細胞に相当することを検証した。そこで 3 つ目には，付着細胞が特定付着器（hapteron; pl. haptera）によって反対側の娘細胞表部位で分裂する機構を明らかにするため，この小細胞形成誘Okuda 1981）。このように，付着細胞が細胞同士を連結する

よび細胞分裂装置のひとつである微小管骨格の変化を明らか面に強固に接着する（Børgesen 1912，1913，Enomoto &ことで，キッコウグサの藻体は，細胞がばらばらになることなく，多細胞体制を維持する。しかし，キッコウグサの付着導の実験系を用い，小細胞形成における葉緑体と核の挙動おにした。併せて，小細胞形成に微小管の存在が必須であることを，微小管破壊剤アミプロフォスメチル（APM）を用い

126

奥田ら

て明らかにした。

材料と方法

キッコウグサは 1982 年 7 月に高知県夜須町手結海岸で採集した。本研究では，雄性配偶体から放出された配偶子の単為発生体株を用いた。分割細胞分裂後，キッコウグサの母細胞から単離した娘細胞を種々の基質と一緒に入れる袋を調製するため，以下のバロニアとマガタマモを用いた。両種はキッコウグサと同じシオグサ目に属し，数 mm に及ぶ大きな細胞に発達するため，顕微解剖操作が容易であった。バロニア（Valonia utricularis (Roth) C. Agardh）は米国テキサス大学

オースティン校のカルチャーコレクション（UTEX）から得た LB 2357 株を用いた（Starr & Zeikus 1987）。マガタマ

モ（Boergesenia forbesii (Harvery) Feldmann） は 1987 年
7 月に鹿児島県奄美市笠利町のアヤマル岬で採集し，細胞内に形成した不動胞子から無性的に発生した藻体を用いた（榎本 1979）。これら３種それぞれの藻体は培養液として栄養強化海水（Provasoliʼ s enriched seawater = PES，舘脇 1971）
約 200 mL を含む腰高シャーレの中で，温度 22 ℃，白色蛍光灯による 14 時間の照明（16 µmol m-2 s-1）と 10 時間の暗黒からなる明暗周期（明期は午前 8 時から午後 10 時まで）の条件で培養した。

キッコウグサの分割細胞分裂を誘導するため，直径約 3mm の単細胞藻体を 20–30 個体ずつ新鮮培地に移した。移植 後 3–7 日 で 細 胞 は 分 割 細 胞 分 裂 し た。Enomoto et al.

(1982) によれば，分割細胞分裂は暗期中に始まり，次の明期の初めまでには終了する。分割細胞分裂した藻体は，その日の午前中の間に，分裂した日付を記録して 6 穴のプラスチッ

ク製マイクロプレート（IWAKI，AGC テクノグラス）の穴（各穴に培養液 5 mL を含む）に 1 個体ずつ移し入れた。このとき，分裂した娘細胞は互いに離れていた。いくつかの藻

Fig. 1. Schematic representation of methods where the daughter cells of
Dictyosphaeria cavernosa were packed and cultured in a sack made of the cell wallof Boergesenia forbesii. Young daughter cells of D. cavernosa after segregative cell
division (A) were taken out of the mother cell (B). A cell of B. forbesii was cut into
upper and lower portions (C). Aplanospores produced in the upper portion (D) weretaken out of the portion to obtain a sack of the cell wall (E). The daughter cells of D.
cavernosa were put into the sack of the cell wall of B. forbesii (F). An opening of
the sack was closed by tied with a leader (G).

体は細胞を傷つけずに同じ培養条件で培養を続け，付着細胞の形成の様子を実体顕微鏡で毎日観察した。マイクロプレー
トへ移したその他の藻体はマイクロプレートの穴の中で，マ成した不動胞子と原形質などの細胞内容物全部を細胞壁からイクロ剪刀または柄つき剃刀で母細胞の細胞壁を切り開いた

はずし去った。残った袋状のマガタマモの細胞壁を次の実験（Fig. 1A, B）。ピンセットでつまんだ母細胞の細胞壁を水中で使用した。培地中に遊離した不動胞子は別の実験で使用しで振ることで，娘細胞は母細胞の細胞壁の内側表面から遊離た。バロニアの袋状の細胞壁もマガタマモの場合と同様に調した。このように母細胞から取り出した娘細胞は互いに接し製した。

ない状態で上記と同一条件で少なくとも 2 週間培養した。このように培養している間，個々の娘細胞は付着細胞を形成す
ることはなかった。
母細胞から取り出したキッコウグサの娘細胞は，キッコウ
グサの娘細胞だけではなく，それ以外の基質と一緒にマガ

分割細胞分裂したその午前中に母細胞から取り出したキッ

コウグサの娘細胞は，その後，1–14 日間，互いに接触させずに離して培養した。それぞれの日数で培養した娘細胞は，
マガタマモの細胞壁の袋に 3–5 個ずつ入れ，袋の入口を 1.5号（直径約 0.2 mm）のテグス（銀鱗，東レ）で縛り，内部

タマモまたはバロニアの細胞壁の袋の中に入れて培養したの娘細胞同士が接し合うようにした（Fig. 1F, G）。娘細胞を長さ 5 mm 以上のマガタマモの細胞を柄つき剃刀で上部と下つ）は，培養液を含む 6 穴のマイクロプレートの穴に移し，（Fig. 1A–G）。マガタマモの細胞壁の袋を調製するために，部に切断した（Fig. 1C–E）。切断後 3–6 時間でマガタマモの原形質は多数の不動胞子に分割した（榎本 1979）。上部の細胞壁をピンセットでつまんで水中で振盪し，細胞内部に形詰めたマガタマモの細胞壁の袋（各日数の実験区それぞれ 6
その後 14 日間，付着細胞の形成の有無と形成数を毎日実体顕微鏡で観察・写真撮影した。培養 14 日目には，マガタマ

モの細胞壁の袋の中から娘細胞を取り出し，娘細胞の接着面

キッコウグサの付着細胞の誘導要因

127

Fig. 2. Daughter cells of Dictyosphaeria cavernosa 2 h (A), 1 day (B), 2 days (C), 3 days (D) and 5 days (E) after segregative cell division. F, a part of chloroplasts
accumulated (open circle). G, an incipient tenaculum with lenticular shape (open circle). H, intercellular tenacula alternatively fastening neighboring daughter cells
together (arrows). I, a tenaculum with finger-like haptera. Surface views of the lateral sides where daughter cells adhered to each other 2 days (J), 4 days (K) and 7 days (L)after segregative cell division. t, tenaculum; h, hapteron. Arrowheads, rows of tenacula.

に形成された付着細胞を撮影した。同様に，分割細胞分裂後

3，4，5 日のキッコウグサの娘細胞 3–5 個をバロニアの細胞壁の袋に入れて 6–9 日間培養した。

キッコウグサの娘細胞を，キッコウグサの娘細胞とは異なる種々の基質に接着させることで，付着細胞の形成が誘導されるかどうかを調べた。分割細胞分裂したその日に母細胞から取り出し，1–2 日培養した娘細胞を用いた。前述と同様の方法により，マガタマモの細胞壁の袋の中に 3–5 個の娘細胞と 3–5 個の基質を入れて互いに接し合うようにテグスで袋のカトー）；アルミナボール（直径 0.5 mm，アズワン）；ポリスチレン（直径 1.0 mm，三協化成）；パラフィン（直径 1.0mm，米山薬品）。これらは滅菌海水で洗浄後に使用した。
2．親水性表面をもつと考えられる基質：10% 寒天（寒天末（ナカライ）1 g を 10 mL の温湯で溶解後に凝固させ，1–2 mm
角に細断）；タピオカ（キャッサバ由来デンプンとして，乾燥タピオカ（ヱスビー食品）を温湯で茹で戻したもの，直径

約 2 mm）；コンニャク（コンニャクイモ由来グルコマンナ

ンとして，糸コンニャク（森澤食品）を 1–2 mm 角に細断）；口を縛り，14 日間培養し，娘細胞の表面における付着細胞

ナタデココ（ココナツ水の酢酸菌による発酵産物であるセル分けた。

これらはそれぞれ少量を滅菌海水約 100 mL を含むビーカーの形成の有無を観察した。用いた基質は以下の 5 つの種別に1．疎水性表面をもつと考えられる基質：ガラスビーズ（直径 0.5 mm，アズワン）；ジルコニアボール（直径 0.5 mm，ニッ

ロースとして，ナタデココ（フジッコ）を 1–2 mm 角に細断）。
に入れ，1 日振盪・洗浄した（途中，滅菌海水を 2 回交換）
後に使用した。

128

奥田らの形成を試みた。分割細胞分裂したその日の午前中に母細胞から娘細胞を取り出した。分裂後 1，2，3 日でその娘細胞をピンセットで水面上に引き上げ，娘細胞の一部が気中に触れるように，細胞を浮かべて培養した。水中と気中の境界に沿って娘細胞の表面に付着細胞と同様の形態をもつ小細胞が形成した。この小細胞が形成する過程における娘細胞の葉緑体と核の挙動および微小管細胞骨格の変化を明らかにした。
また，微小管破壊剤アミプロフォスメチル（APM）の小細胞形成に及ぼす効果を調べた。DAPI による核染色と微小管

細胞骨格の蛍光顕微鏡観察および APM の処方のための方法

は，Okuda et al. (1997) に従った。

結果

1．付着細胞の形成過程と形態

分割細胞分裂の終了直後の娘細胞は母細胞壁の内側に沿って分布し，互いに離れていた（Fig. 2A）。娘細胞は拡大成長
し（Fig. 2B），分割細胞分裂後 2 日で接し合うようになり（Fig. 2C），分裂後 3 日で隣接する細胞同士で密着した（Fig.

2D）。分割細胞分裂後 5–6 日で，隣接する娘細胞の接着面の縁に付着細胞（t）が形成した（Fig. 2E）。付着細胞が形成する部位では，娘細胞の原形質が局所的に集合した（Fig.
2F）。原形質が集合した部位の娘細胞の細胞壁が凸レンズ状

Fig. 3. Increase in the rates of Dictyosphaeria cavernosa daughter cells
producing tenacula in three different groups. Daughter cells were cultured apartfor 2–7 days (group 1, ● ) , 8–12 days (group 2, ▢ ) and 13–15 days (group 3,▲ ) after segregative cell division before packing in Boergesenia cell wall sacks.
Error bars, standard errors.

3．疎水性表面をもつと考えられる基質をマガタマモの細胞壁で包んだもの：ガラスビーズ 2 個をそれぞれマガタマモの細胞壁で包んでテグスで口を閉じた。1 つは，ガラスビーズの表面がマガタマモの細胞壁の内側に被われるようにした。
もう１つは，マガタマモの細胞壁の袋の内側を外側へひっく
り返し，ガラスビーズの表面が細胞壁の外側に被われるようにした。それぞれをキッコウグサの娘細胞ともに，もう１つの大きなマガタマモの細胞壁の袋の中に双方が接し合うように入れ，口を閉じた。

4．ホルマリン固定したキッコウグサの娘細胞：キッコウグに隆起し，隔壁によって娘細胞から分離して付着細胞になった（Fig. 2G）。付着細胞は向かい合う娘細胞から交互に形成され（Fig. 2H），その末端は指状に分岐した付着器（h）となり（Fig. 2I），隣接する娘細胞の表面に固着した。接着し合った娘細胞をピンセットで分離すると，分割細胞分裂後 2日では付着細胞は形成されていなかった（Fig. 2J）が，分割

細胞分裂後 4 日で，娘細胞同士が接着している上側の側面に付着細胞の列が観察された（Fig. 2K）。分割細胞分裂後 7 日で，付着細胞の列は，娘細胞の下側の接着側面にも形成された（Fig. 2L）。
2．娘細胞の付着細胞形成能力と分割細胞分裂後の経過時間との関係

分割細胞分裂後に母細胞から娘細胞を取り出し，互いに分離させたままで 1–14 日培養した。一定日数培養後，それらのキッコウグサの娘細胞をマガタマモまたはバロニアの細胞壁の袋に入れて 14 日間培養すると娘細胞は拡大成長して互サの娘細胞を，4％ホルムアルデヒドを含む滅菌海水で 2 分

いに接着し合った。分割細胞分裂後 2 日から 15 日までにマ回洗浄した。このように固定処理したキッコウグサの娘細胞

娘細胞は付着細胞を形成した。しかし，付着細胞を形成したを，無処理の生きているキッコウグサの娘細胞とともにマガ

娘細胞の割合が増加するパターンは，分割細胞分裂後に娘細

タマモの細胞壁の袋の中で培養した。

胞をマガタマモの細胞壁の袋に入れるまでに互いに分離して間固定し，その後，滅菌海水で 10 分おきに液を交換して 10

5．キッコウグサの娘細胞以外の細胞：マガタマモの細胞壁を調製する方法で記載したように，マガタマモの細胞の切断後に母細胞から取り出し，１日培養した直径約 0.5 mm の不動胞子を用いた。同様に，バロニアの細胞を切断し，プロト
プラストから形成した直径約 1 mm の細胞を用いた。

キッコウグサの娘細胞を固体基質に触れさせず，付着細胞

ガタマモまたはバロニアの細胞壁の袋の中に入れて培養した

培養した日数によって 3 グループに分けられた（Fig. 3）。

グループ 1 は分割細胞分裂後 2–7 日の娘細胞で（Fig. 4A–C），3 つのグループの中でもっとも早期に付着細胞を形成し始め，14 日間の実験終了までにほとんど全ての娘細胞が付着細胞を形成した（Fig. 3，●）。分割細胞分裂後 8–12 日経
過したグループ 2 の娘細胞は（Fig. 4D–F），細胞壁の袋に入キッコウグサの付着細胞の誘導要因

129

Fig. 4. Tenacula produced by appressing daughter cells of Dictyosphaeria cavernosa to each other in Boergesenia cell wall sacks. As a group 1, daughter cells 7 days
after segregative cell division (A) were cultured for 14 days (B, C). Artificially splitting adhering daughter cells in B into the separate individuals shows tenacula thatwere produced between the daughter cells that adhered together (C). As a group 2, daughter cells 12 days after segregative cell division (D) were cultured for 14 days (E,F). Tenacula produced between daughter cells adhering to each other (F). As a group 3, daughter cells 15 days after segregative cell division (G) were cultured for 14
days (H, I). No tenaculum produced between adjacent daughter cells (I). Arrows, tenacula.

れた後 5 日で付着細胞を形成し始め，14 日までに約 6 割のウグサの娘細胞は，表面が疎水性と考えられるガラスビーズ

娘細胞が付着細胞を形成した（Fig. 3，□）。グループ 3 の娘

（Fig. 5A, B），ジルコニアボール（Fig. 5C, D），ポリスチレ細胞を形成し始めるまで少なくとも 7 日を要し，また，付着て付着細胞を形成した。

細胞は分割細胞分裂後 13–15 日経過し（Fig. 4G–I），付着細胞を形成する娘細胞の割合がもっとも小さかった（Fig. 3，▲）。

3．付着細胞形成の誘導におけるキッコウグサの娘細胞以外の基質との接着の効果

キッコウグサの娘細胞とキッコウグサの娘細胞以外の基質を接着させてマガタマモの細胞壁の袋に入れ，キッコウグサの娘細胞に付着細胞が形成されるかどうかを調べた。キッコ

ン，アルミナ，パラフィンのそれぞれとの接着面の縁に沿っ
マガタマモの細胞壁で包んだガラスビーズをキッコウグサの娘細胞とともにマガタマモの細胞壁の袋に入れて培養した（Fig. 5E）。キッコウグサの娘細胞は，ガラスビーズを包んだマガタマモの細胞壁外表面または細胞壁内表面との接着面に沿って付着細胞を形成した。
上記の種々の基質に対し，親水性基質と考えられる寒天（Fig. 5F），タピオカ（Fig. 5G），糸コンニャク，ナタデココ

130

奥田ら

Fig. 5. Daughter cells of Dictyosphaeria cavernosa were put together with different substrata in Boergesenia cell wall sacks and cultured for 14 days. Daughter cells
were brought into contact with hydrophobic surfaces of substrata such as glass beads (A) and zirconia balls (C) and produced tenacula along peripheries of the contact
surfaces with glass beads (B) and zirconia balls (D) 15 days after beginning of culture. Tenacula produced between daughter cells and glass beads wrapped in a
Boergesenia cell wall sack not inside out (E). No tenaculum on daughter cells was induced by contact with hydrophilic substrata agar blocks (F), tapioca balls (G) anddead daughter cells (arrowheads) fixed with fixation (H). Arrows, tenacula.

のいずれも娘細胞に付着細胞の形成を誘導しなかった。さらに，固定したキッコウグサの娘細胞を，生きているキッコウ
グサの娘細胞とともにマガタマモの細胞壁の袋に入れて培養したが，付着細胞は形成されなかった（Fig. 5H）。

プロトプラストから再生したバロニアの細胞をキッコウグ

サの娘細胞と一緒にマガタマモの細胞壁の袋に入れて培養しきに形成した小細胞の数は，娘細胞 1 つあたり平均してそれ

ぞれ 7，11，4 個であった。これらの小細胞は，娘細胞を 7

日以上水面で浮かべておくと，仮根のように先端が伸長した（Fig. 7D）。

個 々 の 間 期 核 は 数 本 の 短 い 核 周 辺 微 小 管（perinuclear

microtubules）で囲まれた（Fig. 7E）。核周辺微小管の分布た（Fig. 6A）。バロニアの細胞に接着していたキッコウグサ

は核の分布と一致したが，核分裂は観察されなかった。葉緑細胞表面からはキッコウグサとは異なるレンズ状の付着細胞

ち間期核も集合していた（Fig. 7E の矢印）。核と葉緑体が集の細胞表面に付着細胞が形成された（Fig. 6B）。バロニアの体が集合した部位（cf. Fig. 7B）には核周辺微小管，すなわ（fibula, pl. fibulae）が形成された（Fig. 6C）。マガタマモ

合している部位の周縁に沿って，短い刷毛のように配列する入れて培養すると（Fig. 6D），キッコウグサの細胞表面に付ズ状の小細胞になった（Fig. 7G）。

の不動細胞とキッコウグサの娘細胞をマガタマモの細胞壁に微小管が出現し（Fig. 7F），隔壁が求心的に形成されてレン着細胞ができた（Fig. 6E）。マガタマモの細胞表面には新たAPM を 含 む 培 地 の 水 面 に 娘 細 胞 を 浮 か べ て 培 養 し た。
APM を含まない培地の水面に浮かべて培養した娘細胞（対照 ） は 3 日 以 内 に レ ン ズ 状 小 細 胞 を 形 成 し た の に 対 し，APM を含む培地に浮かべた娘細胞からは 10 日間培養してもそのような小細胞は形成されなかった。3 日間 APM を含な細胞は形成されなかったが，細胞の一部が伸長した（Fig.

6F）。
4．水中と気中の境界における小細胞の形成
分割細胞分裂後 1 日の娘細胞を培養液の水面に浮かべて培養した（Fig. 7A）。浮かべた後 1 日で細胞の気中に露出している部分の葉緑体の分布が疎になった。その後 1–3 日で水中む培地に浮かべた娘細胞では，微小管は観察されなかった。
また，対照の娘細胞の核はほぼ等間隔で分布したが，APMと気中の境界に沿って葉緑体が集合する部位がいくつかできで処理した娘細胞の核の分布は不均一となった（Fig. 7H）。

るレンズ状の小細胞が形成された（Fig. 7C）。分割細胞分裂

考察（Fig. 7B），その葉緑体の集合部位から，付着細胞と類似す

後 1 日，2 日，3 日の娘細胞が 5 日間水面に浮かべられたと

キッコウグサでは，分割細胞分裂によって形成した数個以キッコウグサの付着細胞の誘導要因

131

Fig. 6. Daughter cells of Dictyosphaeria cavernosa (asterisks) were put together with regenerated cells from protoplasts of Valonia (A) and aplanospores of Boergesenia(D) in Boergesenia cell wall sacks and cultured for 14 days. B, Dictyosphaeria daughter cells produced tenacula along peripheries of the contact surfaces with Valonia
cells. C, Dictyosphaeria daughter cells produced tenacula along peripheries of the contact surfaces with Boergesenia applanospores. Fibulae (arrowheads) produced
by Valonia cells adhering to the surfaces of Dictyosphaeria daughter cells (B, C). No tenaculum or fibula formed on a Boergesenia cell (F). Asterisks, Dictyosphaeria
daughter cells; arrows, tenacula.

上の娘細胞は，母細胞の細胞壁の内壁に沿って分布し，拡大

割細胞分裂後 8–12 日間互いに分離して培養した娘細胞を，成長することで互いに接着する（Enomoto & Okuda 1981）。

マガタマモの細胞壁の袋の中で接着させて 14 日間培養した結する（Børgesen 1912, 1913）。本研究では，キッコウグサ

らに，分割細胞分裂後 13-15 日間互いに分離して培養した娘

接着し合った娘細胞同士は互い違いに付着細胞を形成して連の娘細胞同士を連結する付着細胞の形成要因を実験形態学的に明らかにした。

分割細胞分裂後 5–6 日で，母細胞内で接着し合った娘細胞

とき，付着細胞を形成する娘細胞は約 6 割まで減少した。さ細胞では，14 日間マガタマモの細胞壁の袋の中で接着させたとき，付着細胞を形成した娘細胞は全体の約 3 割であった。

このことは，付着細胞を形成する能力は細胞分裂後の経過時

は付着細胞を形成した。しかし，分割細胞分裂後に母細胞か間が短くて若い娘細胞ほど高く，娘細胞の齢が進むほど低下ら取り出し，互いに分離させて培養した娘細胞は，そのまますることを示している。

では付着細胞を形成しなかった。そこで，娘細胞同士が接し娘細胞が付着細胞を形成するために接着する相手は娘細胞合って密着することが，娘細胞に付着細胞を形成させる要因

以外の基質でも有効であることが明らかになった。付着細胞になるかどうかを確かめた。キッコウグサの母細胞から取りの形成を誘導する基質または成分はガラス，ジルコニア，ポ出した娘細胞をマガタマモまたはバロニアの細胞壁の袋に入リスチレン，アルミナ，パラフィンであった。これらの基質

れ，人為的に娘細胞同士を接着させて培養した。キッコウグ

は表面が疎水性であると考えられる。一方，親水性の基質とサの娘細胞は，自分の母細胞の内部以外の環境に移されても，考えられる寒天，タピオカ，糸コンニャク，ナタデココは，接着し合った娘細胞同士で付着細胞を形成した。しかし，分

これらと接着した娘細胞に付着細胞を形成させる効果はな

割細胞分裂後の経過日数が長い娘細胞ほど付着細胞を形成す

かった。

いに分離して培養した娘細胞をマガタマモの細胞壁の袋に入培養したとき，付着細胞は娘細胞同士の間には形成されたが，る割合が小さくなった（Fig. 3）。分割細胞分裂後 2-7 日間互れて互いに接着させて培養すると，培養開始後 14 日でほとんど全ての娘細胞が付着細胞を形成した。それに対して，分マガタマモの細胞壁の袋にキッコウグサの娘細胞を入れて袋として使用したマガタマモの細胞壁内壁と娘細胞との間には形成されなかった。しかし，マガタマモの細胞壁で包んだ

132

奥田ら

Fig. 7. Inducing small lenticular cells of Dictyosphaeria cavernosa similar in structure to tenacula. Upper views of Dictyosphaeria daughter cells that were held
floating on the surface of culture medium (A–D). A, a part of cell exposed to air. Several cites where chloroplasts accumulated appeared along the boundary between
water and air (arrows in B) and developed into small lenticular cells (arrows in C), which later elongated like rhizoids (arrows in D). E, immunofluorescence of
perinuclear microtubules surrounding each of interphase nuclei. Dense distribution of perinuclear microtubules at the cites chloroplasts accumulated. F, brush-likeshort microtubules located at the leading edge of centripetally growing septum. G, small lenticular cells (arrows) divided from a daughter cell by septa. H, randomarrangement of nuclei stained with DAPI.

ガラスビーズは娘細胞に付着細胞の形成を誘導した。この場もつと考えられる基質，または同様に疎水性表面をもつと考合，娘細胞はマガタマモの細胞壁の袋の中で拡大成長し，マえられる生細胞との間でつくられており，それゆえ，その面

ガタマモの細胞壁で包まれたガラスビーズに強く押し付けら全体に水が侵入できない，水がはじかれている環境になってれ，両者の接着面は水が浸入できないほど密着していた。

いると推察される。それに対し，キッコウグサの娘細胞と寒生きているキッコウグサの娘細胞同士を接着させると付着

天や糸コンニャクなどの親水性の基質との接着面は，接着面細胞が誘導されるのに対し，固定剤で固定したキッコウグサ

以外の部分と同様に水に触れている環境になっていると推察の娘細胞は，生きているキッコウグサの娘細胞の付着細胞形される。キッコウグサの娘細胞は，親水性の基質と接着して成を誘導しなかった。疎水性表面をもつ基質が娘細胞に付着いるときでも，細胞全体が水に浸っているのと同じ環境にい細胞形成を誘導する効果をもつことから，生きているキッると認識していると考えられる。

コウグサの細胞は疎水性表面をもつとみなすことができる。

キッコウグサの娘細胞を培地の水面に浮かべることで，付

キッコウグサの娘細胞は接着する相手が生きている細胞であ

着細胞と類似する小細胞の形成が誘導された。この小細胞れば，他種のバロニアの細胞とマガタマモの細胞との間でもと付着細胞の特徴は以下の点で一致した。１つは，細胞の形

付着細胞を形成することが本研究で明らかになった。

成に先立って葉緑体などの原形質が集合する部位ができるこ

キッコウグサの娘細胞は，接着する相手が生きている同種
または異種の細胞，あるいは表面が疎水性と考えられる基質であるときは，必ずそれらとの接着面の境界または縁に沿って付着細胞を形成した。しかし，双方が完全にぴったりと隙間なく接着・密着している面には付着細胞は形成されなかった。キッコウグサの藻体が水中に浸っているとき，娘細胞同士の接着面の縁は，水に直接触れていない接着面全体と水にと。2 つ目に，その部位が少し隆起した後，娘細胞との間に隔壁ができてレンズ状の細胞となること。3 つ目に，両者の細胞の直径が同様に 30–50 µm であること。4 つ目は，両者の細胞はどちらも伸長すること。ただし，付着細胞は「柱」（trabecula; pl. trabeculae）を伸ばし，先端が付着器（haptera）となって隣接する娘細胞に付着する（Enomoto & Okuda

1981）。それに対し，水面に浮かべた娘細胞が形成したレン

触れている部分との境界にあたる。付着細胞はまさにその境ズ状の小細胞は，気中へ向かって仮根のように先端が伸長し界の水際に形成した。この場合，接着面全体は疎水性表面をた。このように，両者は構造上同じ細胞であると考えられる。

キッコウグサの付着細胞の誘導要因

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さらに，両者はそれぞれの細胞を形成する誘導要因も一致す

胞分裂した娘細胞は発生学的に多細胞柔組織には発達しなると考えられる。なぜなら，水面に浮かべた娘細胞が形成しい。分割細胞分裂した娘細胞がばらばらにならず，互いに連たレンズ状の小細胞は，水中と気中（疎水性）の境界の水際結し合って多細胞体制を維持することが，キッコウグサにおに形成されたからである。キッコウグサの娘細胞の表面には，ける付着細胞の役割であると結論される。また，キッコウグ

水中と疎水性特性との境界を認識し，そこに付着細胞を誘導

サ以外に分割細胞分裂を行う種や細胞群体を構成する種におするしくみが存在すると推察される。

いて，細胞分裂後に娘細胞が連結するしくみを明らかにする

バロニア属の種はレンズ状細胞形成という様式で細胞が分裂する（Okuda et al. 1997）。形成されるレンズ状細胞は大きさと成長様式，役割において 2 つのタイプがある（Camaya& Okuda 2009）。大きなレンズ状細胞は，拡大成長し，細ことは，本研究結果と併せて，植物の多細胞体制構築についての多様性と進化を考察する上で意義があると考えられる。

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いている。これが多細胞柔組織の基本構造となる。一方，分(Received June 11, 2020; Accepted July 6, 2020)

胞数を増加させることでバロニアの藻体を多細胞体制として発達させる。小さなレンズ状細胞は，先端成長して糸状の仮根に発達し，細胞または藻体を基物に付着させる。バロニアの細胞同士を接触させると，その間に原形質が局所的に集まり，その部位に小さなレンズ状細胞が形成されて仮根となり，。原形質
隣接する細胞表面に付着する（Elvira et al. 2012）

が局所的に集まった周縁部には，短い刷毛のような微小管が分布し，それに沿って隔壁が求心的に形成され，小さなレンズ状細胞ができる。これは，水面に浮かべたキッコウグサの娘細胞におけるレンズ状の小細胞の形成過程と一致する。本
研究において，キッコウグサの娘細胞とバロニアの細胞をマ
ガタマモの細胞壁の袋の中に入れて培養したところ，両細胞の接着面に沿って，それぞれ付着細胞と小さなレンズ状細胞を形成した。付着細胞と小さなレンズ状細胞はどちらも隔壁形成によって分裂したことから，キッコウグサの付着細胞はバロニアにおける小さなレンズ状細胞に相当すると考えられる。そうであれば，キッコウグサは分割細胞分裂とレンズ状細胞形成の 2 つの細胞分裂様式を併せもつことになる。

まとめ

シオグサ目多核緑藻には，分割細胞分裂と隔壁形成の 2 つの細胞質分裂様式がある。レンズ状細胞形成は，非常に顕著な不等分裂であるが，隔壁形成による細胞質分裂の範疇に入る。隔壁は母細胞の細胞壁の最内層が原形質側へ陥入す
ることで求心的に発達し，母細胞を 2 つの娘細胞に分離す

る（Enomoto & Hirose 1971，Okuda et al. 1997）。その結のように，2 つの娘細胞は共有する隔壁によって堅く結びつ

割細胞分裂は隔壁形成の過程がない点で独特である。分割細