五十嵐, 実

渋谷, 紀起

源馬, 琢磨

Japanese

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34米 の胚乳横断面 の 線紋，菊 花 紋 につ いて渋 谷 紀 起・源 馬 琢 磨・五 十 嵐 実(l1l形大学農学部作物学育種学研究室）roshioki SHIBUYA, Takuma GEMMA, Minoru lGARASHI : Studies on Linear or CrysanthemumCrests in Transverse Sections of Endosperms of Rice Kernels.菊花紋は上記向品種とも，開花後26日目に現われた．線紋をカバーグラスの上から圧しつけることにより，線紋は中央部から縦裂したので，元来，線紋形成部分には胚乳組識の縦裂があって，線紋形成物質により蔽われていたものと考えた．線紋発現日から数日後には, PlateI－2の如く，線紋内方の縦裂が明瞭となり，裂開部が孔隙として認められるようになる．菊花紋は，胚乳の中央に，または中央から逸れて生じた孔隙の周辺に集積している物質により形成されている．線紋形成物質は, Plate l -7, 8, 9 の如く，背腹径線に沿って，胚乳細胞の外に溢出し，糊粉層に達していたり，また糊粉層の下層を貫いていたりする．Plate l -10, 11, 12は農林41号の外観的腹白米の胚乳横断面である．これらでは，大孔隙が腹部の糊粉層直下及びその近傍に生じていて，紋形成物質と同一種類の物質は，孔隙周辺に僅かに残存するにすぎない．Plate l -13 はコガネモチ玄米の胚乳であり,14は農林41号の玄米の胚乳である．前者の細胞膜は薄く不明瞭であるが，後者の細胞膜は厚く明瞭である．而して，両者いずれも亀裂または孔隙の発生と相伴って，上記紋形成物質を生成，集積しているのであるが，この集積物質の微細構造を見れば，前者では, Plate l -15の如く，粒Table 1. Reactions of various reagents and dyes.緒一一一巨筆者らは，米の胚乳澱粉を糖化除去した後の胚乳横断切片に，開花後14日目頃から線紋が現われ，また開花後26日目頃から菊花紋が現われることを認めた．植111・太田7)は塩酸を以て澱粉を糖化した玄米切片に亀裂または壁状の組織を発見し，この組織が心白米にのみ認められたことから，外観による心白度と緊密な関係にあるものと考えた．筆者らは，この紋はペクチン質であることを確認し，その集積の機作，集積と心白または腹白との関係，更に種子発芽に伴うペクチン質の消長などについて研究した材料及び方法水稲農林41号及びササシク÷レの|用花後2日目から30日目まで隔日に採取した子房を材料として，線紋及び菊花紋の形成時期並びに胚乳組織を観察した．また水稲ハツニシキ，農林41号，ササシグレ（以上うるち）並びにコガネモチ（もち品種）の普通玄米及び心白，腹白玄米を材料とし，それらの胚乳組織を観察した．材料をF･A。A液により価|定し，切片作成に便ならしめるため，胚乳澱粉を30°C恒温器中において2％タカジヤスターゼ水溶液により溶奪した 切片の厚さを25〃とし，パラフィン法によって作成した．種子発芽に伴う集積物質の消長を検するため，水稲信交190号の心白玄米及びハツニシキの普通玄米を用い，上記と同様な方法により切片を作成した．ｅｔｌａ肪麺ｅＴｑ幻ｇｎ。、ｏｎ蛇ａｔａＯｍ地ｔ皿ｍｅ》恥唖正雄唾ｕａｐｕｅ酷．１ｒｈ泌麺知・皿Ｋ・》》・融》》軸麺》》。、配、Ⅲｐ恥恥誕郵皿鎚固比紅匪恥踊ＭＳ’一一一一一一一十十十件什什実 験 結 果1）紋形成物質の性状 胚乳横断切片における紋形成物質は, Plate l -1,2,3の如く，胚乳の背腹径線に沿う線状，またはPlate l -4, 5, 6の如く，背腹径線に沿わない菊花状を呈する．線紋が農林41号に現われ始めたのは開花後14日目であって，ササシグレに現われ始めた時期より，4日早かった．Remarks : -M Remarkable reaction, + Moderatereaction,一No reactiOn.渋谷・源馬・五十嵐一米の胚乳横断面の線紋，菊花紋について 35状構造であり，後者では, Plate I -16の如く，短糸状構造である．粒状構造とは，澱粉粒の周辺に被膜状に集積し，それらが密集しているものである．上記紋形成物質を定性的に試験した．紋を, Methylene blueまたはSafraninで染色した後アルコール・酢酸を加えることにより数分後に完全に脱色するのが認められた．この事実並びに Table 1.により，紋形成物質はペクチン質であると同定された．2）種子発芽に伴うペクチン質の集積玄米を発芽させ，その横断切片を顕微鏡により観察した．外観的心白，腹白の皆無なハツニシキ普通米では，PIate l -17の如く，発芽粒といえども孔隙が生じ難く，したがってペクチン質の集積を見ないが，外観的に明瞭な心白米信交190号では, Plate I -18の如く，発芽により胚乳内部の孔隙は著しく拡大され，孔隙内には，稀釈されたペクチン質が，寒天の如くに集積する．しかし，米粒の幅の比較的小なる部位では, Plate l -19の如く，集積量が少い、の前後においてはきわめて少い・以上，米の胚乳内に転入する糖類と相伴って転入するオーキシンが，プロトペクチンの分解即ち細胞膜の分解を促し，可溶性ペクチン質を生成せしめるから，細胞膜の分解消滅の部位には可溶性ペクチン質や半可溶のペクチン質が集積することができると推定される．可溶性ペクチン質はその幾倍もの水を含んで容積を著しく増大させることのできる物質であり，また流動性の膠質物であり，脱水されればケルとなり得る物質であるから，米の登熟途中において, Plate l-7, 8, 9の如き流動状態を呈するこ.とが可能であり，またPlate l -101，，，，2における大孔隙の如く，腹部に集積し，胚乳組織を圧迫することも可能と考えられる.即ち，孔隙は，可溶性ペクチン質及び澱粉が存在していた跡であって，両者は，タカジヤスターゼ水溶液による澱粉糖化の期間において，外液中に溶出したと推定される．それゆえ，最後まで紋となって残り得るペクチン質は半可溶のペクチン質で，プロトペクチンとペクチンとの中間物であろう．この半可溶ペクチン質が多量で，これに混じている澱粉粒が少量の場合には，澱粉糖化が速やかで,糖化完了の跡にはペクチン質のみの短糸状構造集積物が現われ，また，半可溶ペクチン質が少量で，これに混じている澱粉粒が多量の場合には，澱粉粒は，ペクチン質で囲まれたまま残るであろう．細胞膜が薄く，かつ不明瞭なコガネモチは，プロトペクチンの生成能において劣り，したがって半可溶ペクチン質の生成量も少<，したがってその集積物は粒状構造を呈する．細胞膜が厚くて明瞭な農林4'号では,短糸状構造の集積物を集積する．同様な比較方法により’心白及び腹白のきわめて少いハヅニシキと，それらの多い農林4,号とを較べれば，ハヅニシキの米の胚乳細胞の細胞膜は薄くて不明瞭である．ハツニシキは心白や腹白の少ぃ良質米であるが，米粒の幅の小さい品種である．これは，胚乳細胞の膨脹乃至伸長の程度が低く，したがってプロトペクチンの生成量が少い品種であることを示すものである．上記の品種間差異は，長戸．江幡6)(1958）により，心白が米幅の大なる品種において発生しやすく，かつ強勢穎花に多発すると報ぜられたことと完全に一致する．察考CHO, J.2)(1956)の観察結果によっても，また筆者らの観察においても，受精胚乳核の分裂増加並びに胚嚢外方から内方に向っての分配と相伴って，配置された各核の周辺に細胞膜が形成されて行くから，胚乳の内方細胞ほど若齢である．また植物の細胞膜は，最初にプトロペクチンにより中葉が形成されるから，米の胚乳の内方ほど若齢の細胞膜で，それがプロトペクチンから成ると推定される．KERTESZ, Z､1.5) (1951)によれば，ペクチン質は，細胞の急速な生長及び多量の水分のもとに生成されるものであるが，可溶性ペクチン質は，不溶性プロトペクチンの分解によって生ずることは確実である．NEELEY, W. B. et a1.8) (1950)やYoDA, S.9) (1958)によれば,プロトペクチンはPectin-methylesterase によって分解され得て，しかもこの酵素はオーキシンや2.4-Dにより活性化される．しかし, HAUSER, E. W.3) (1955)によれば，オーキシンや2･4-Dの転流にはLeaf carbohydratesが必要でその転流は，箭管中を動く糖類の液居間をぬって移動するものである．それゆえ，米の中に糖類が転入するときにオーキシンもまた転入し，プロトペクチンの分解が促されると推定される．相見・村上・藤巻l ) (1956)によれば，米の胚乳内の蕨糖及び還元糖が最も多くなるのは受精後13～17日で，こ摘 要紋形成物質はペクチン質である．胚乳細胞の膨脹，伸長が大で，米幅の大なる品種１２山形農林学会報 第13号36はプロトペクチンによる細胞膜の形成能が大である．3．糖類が胚乳内へ急激に転入する時期に，随伴して転入してくるオーキシンによって，若齢細胞膜の分解が促されて，その分解部位に，半可溶のペクチン質並びに可溶性ペクチン質の集積が起ると考えられる．4．可溶性ペクチン質は，水を含んで膨脹するから，周辺の胚乳組織を圧迫することができる．このペクチン質の最初の集積位置が胚乳の中央部の場合には，胚乳中央部に孔隙が生じ，そこに集積する含澱粉粒ペクチン質は心白組織を形成する．妓初の集積位置が腹部近傍であったり，また流動によって糊粉層下層に達したりすれば，胚乳腹部に孔隙が生じ，そこに集積する含澱粉粒ペクチン質は腹白組織を形成する．5．心白玄米の発芽直後に観られるペクチン質は，多量の水により稀釈されたペクチン質と推定される．or semi-soluble pectins are produced.3．Swelling of accumulated pectins forms : 6 Whitecore'' or $6White belly''、The pectins may invoIve waterand starch granules.4 . The ratio of starch granules to pectic substancesvaries and causes the difference of structure in accum-ulated material ; that is to say, granular structure and′micro-fibrous structure.5 . It seems reasonable to assume that a heritableenzyme by which the biosynthesis and break-down ofprotopectin are derived, the rapid increase of auxin withsugars in fhe endosperm are main factors necessary for1he fOrmation of histological lacunas, white core, whitebellv.図 版 説 明(Explanation of PIates)Plate l-1,2,3:線紋(Linear crest). 1, 2 :農林41号，3：ササシグレ．Plate l -4, 5, 6菊花紋(Crysanthemum crest).4:ザサシグ．し．5，6：農林41号Plate l -7, 8, 9 :ペクチン質の溢出(Flow of pecticsubstances during fruiting)Plate l -10, 11, 12 :腹白玄米(White belly),農林41号PIate I -13, 14 :細胞膜の比較，左はコガネモチ，右は農林41号(Comparison of cell walls. 13 : koganemochi,14 : NOrin No. 41)Plate l -15, 16 :集積ペクチン質の微細構造,15はコガネモチの粒状構造，16は農林41号の短糸状構造(Stru-cture of accumulated pectic substances. 1 5 : GranularStr、16 : Micro-fibrous str. )PIate I -17, 18, 19 :浸水後発芽した玄米の胚乳,17はハツニシキ普通米，18及び19は信交190号心白米(Ge-rminated kerne1.17 : Hatsumshiki, 18 & 19 : Whi+ecore of Shink5 No､190)P : Wctic substances. L :亜stological lacuna.引 用 文 献1） 相見霊三・村上 商・藤巻和子（1956)：日作紀 25(2)CHO, J. (1956) : Bull. Nat. Inst. Agr. Sd・Jap. D6HAUSER, E. W・(1955) : Agr. J. 47 : 32KERTESZ, Z. I.& McCOLLOCH, R. J. (1950) :Adv.Carbohydr. Chem. 5KERTESZ, Z. I．(1951) : The "ctic substances.New York & London長戸一雄・江幡守衛（1958)：日作紀27（1）植田宰輔・太田 勇(1958)：日作紀27(1)Van OVERBEEK, J. (1952) : Ann. Rev. Plant Ph-ysio1．3による ／YODA Shizuko (1958) : Bot. Mag. Tokyo 71 (835)ｊｊ１２３４5）１１１６ヶ’８9）Summa$･y1 . Linear and chrysanthemum crests in the trans-verse sections of endosperms are exactly representingthe accumulated pectic substances.2 . When sugars translocate into the endosperm, cellwalls consisted of protopectin are dissolved and soluble渋谷・源馬・五十嵐一米の朏乳横断面の線絞，菊花絞について 釘孔･nLZf斡謂錯謂識輯\蕊ー一蕊蕊議議鍵鶏繍鰯識凝議灘I輯雷鍾I II澱驚穂謡誤報藷辮蝿鍵患 ､\‘4； 5遼硬…98万ノPlate l血閏拙襄頓朴塘訓肇ヨ｜｜の一塁生一球並

米の胚乳横断面の線紋,菊花紋について

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米の胚乳横断面の線紋,菊花紋について

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