ヘレボは二倍体？それとも四倍体？（その２）

私はとってもしつこいので、現時点で判るところまでは調べます（笑）

まずは、２倍体と４倍体の見方ですが・・・これが先の論文に出ていたチベタヌスの染色体です。顕微鏡で撮影した写真を切り取って２本の相同染色体（X字型に見えるのを１本と数える）を大きさ順に並べています。




もし、チベタヌスが４倍体なら、同じ形をした染色体が４本あるはずです。ところが、例えば一番左上のセットや一番右下のセットと同じ形の染色体セットは他にはありませんね（形というのは、長さやくびれの位置を言います）。従ってチベタヌスは２倍体と考えられます。他のヘレボも同様です。

もう一つの疑問、つまり、キンポウゲ科植物の基本染色体数が８なのに、何故ヘレボは倍の１６になっているのか・・です。進化の途中で染色体が倍化し、さらに染色体の形状も変わってしまったのでは無いか？？、当然、遺伝子も倍化しているのですから、染色体の形は若干違うものの実際上４倍体としての性質を持っているのではないか？？という疑いです。

これは植物育種学の先生に聞いてみました。すると、やはり進化の途中で染色体が倍化することはあるものの、そのように倍化によって重複した遺伝子はどちらかが機能を失っている事がほとんどとの事でした。あるいは新しい機能を持ったものに変化している事もあるでしょう。いずれにしても遺伝子座が４個になっている確率は低いようです。

新刊のたった一行の文章で、随分と悩まされてしまいました。　そう言う人間なんです。私は。（笑）　おかげで、分離の法則の続きが、下書きのまま眠ってしまっています。ま、いっか。

ヘレボラスの遺伝子鑑定

ヘレボラスはキンポウゲ科ヘレボラス属の植物だと言うことは、ヘレボラス好きな方々であれば百も承知というところですが、科とか属とかはいったい何でしょう？　詳しい解説はおいておいて、主に花の形態的特徴が似たもの同士を集めたものと考えて差し支え無いと思います。「科」の方が大きなくくりで、「属」、「種」（しゅ）と小さなくくりになります。さらに下位の「変種」レベルになると、変種間の違いはごく僅かです。似たもの同士を集めただけなので、種と種の間がどれくらい近いのか、あるいは遠いのかは判断出来ません。そこで最近ではDNAレベルでの調査が進められています。DNAは４種類の塩基（A,T,G,Cという略号を覚えておられる方もいますよね）で出来ていて、種や個体が違えばその並び方も違います。縁が近ければ並び方が似ているし、縁遠ければ似ていない。その類似度は計算で求める事が出来ますから、形態だけで似ている似ていないと言うのに比べて非常にすっきりとします。また、何かと話題の親子鑑定などにも利用される手法の１つです。

最近はとてもとても便利になったもので、種々の植物でDNAの塩基配列がデータベース化され公開されていますから、一般の人でもそのデータを使う事が出来ます。また、類似度を計算するソフトもフリーでダウンロード出来ます。

それで、ヘレボのDNAデータを探してみました。McLewin氏が協力して類縁関係を研究した論文が出ているようなので、それを入手した方が速いのですが、今回は彼らが使ったデータ（公開されている）を用いて系統樹を描いてみました。系統樹とは縁の近いもの同士を順次線で結びつけたもので、まるで樹木のように見えることから名付けられました。



使ったデータは、ヘレボラス２１種、同じキンポウゲ科であるクレマチス２種とエランティス（セツブンソウの仲間）１種のものです。エランティスは、蜜腺があってヘレボと近縁ではないかと考えられていた植物です。

ざっと見てみると、クレマチス２種、それにヘレボ２１種はそれぞれグループを作っていますね。エランティスは花型はヘレボと似ているのにクレマチスより縁が遠い事が判ります。

ヘレボ属の中を見てみると、有茎種であるニゲル、ベシカリウス、アルグチ〜、リビヅスがひとまとまりになっていますね。フェチヅスは孤立している感じ。種間交配種の出来易さとも一致しているように思います。無茎種の中でもチベタヌスは最も有茎種に近い位置づけのようで、ピンクアイスの成功を見ると納得かも知れません。ニゲルとベシカの交配も最近成功してますね。

その他、無茎種は非常に近い位置にあって、分類が難しい事や、自由に種間雑種が出来ることも上手く説明出来ます。

フリーのデータやソフトを使って１時間ほど遊べました。

ヘレボは二倍体？それとも四倍体？

新刊書籍‘Hellebores'の紹介記事で、ヘレボラスは４倍体だという記載（p.135）を見つけたことを書きました。人によってはどうでも良い事かも知れませんが、交配をやっている人にとっては大きな問題です。

書籍の方には、「ヘレボ属共通で2n=32の４倍体・・・」とあります。染色体の基本数が８本で、それが４セットあるというのです（通常の２倍体は２セット）。ちなみに、染色体の基本数をxとして、2n=4x=32と表記したりします。体細胞の染色体数（2n）が、基本数xの４倍になっていて、全部で３２本あるという訳です。

今回の書籍は学術書では無いので、４倍体である根拠は示されていませんでした。著者にメールでもしてみますか？（嫌われそう・・笑）　でも、気になって仕方が無いので、早速調べる事に・・・

googleで、キーワード‘helleborus chromosome tetraploid’の検索をすると・・



にたどりつきました。
キンポウゲ科植物のうち１６種を材料に、その染色体の型（核型と呼ぶ）を顕微鏡で観察、比較して、それらの類縁関係を論じるものです。その中に、チベタヌスが入っていました。ヘレボラス属はどれも染色体数が３２本ですから、もし４倍体だとすると同じ形の染色体が４本観察されるはずです。ところが違いました。他の種類については以前の論文を引用していて、それらの核型は４倍体説を支持するものではありませんでした。つまり現時点で、ヘレボラスが４倍体であるという証拠は見つけられないどころか、それを否定するものしかありませんでした。この論文の著者もヘレボは２倍体と記述しています。

確かに多くのキンポウゲ科植物の染色体数は2n=16ですから、ヘレボの32本を見て、直感的に４倍体と考えてしまうのは自然な事かも知れません。

もうちょっとしつこく・・・
http://www.kew.org/cvalues/CvalServlet?querytype=2
このサイトでは、植物細胞のゲノムサイズ（C-value, DNA含有量）を検索出来ます。このサイトで、2n=16と2n=32のキンポウゲ科植物でゲノムサイズがどれくらい違うのか見てみました。もちろん、単純に比較は出来ないので参考までに見てみようというものです。すると、確かにHelleborusでは、Eranthisのような2n=16のものの倍くらいのゲノムサイズになっているようです。染色体数が倍、ゲノムサイズも倍となると４倍体説もありかな？・・・でも、同じヘレボラス属の中でもH. thibetanusとH. argutifoliusでは染色体数が同じなのにゲノムサイズが倍近く違いますから、やはり核型分析を信じることにしましょう。

結論はといえば、当面は２倍体と考えて良さそうかなあ？？と言ったところです。

この論文を読んでいて気がついた事・・・
チベタヌスの核型分析の論文が１９８７年に出ているんです！！！（Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica（西北植物学）, 7: 134-137）陝西省の中国科学院西安分院発行の研究報告書です。
驚きました。どういう事だろうか？？　荻巣樹徳氏のチベタヌスの再発見が１９８９年ですからね！
ヨーロッパで「再発見！！」と騒いでいた時には、中国人研究者は既に核型分析を終えて論文も出していたと言う事になります。著者に聞けば材料植物であるチベタの自生地だって判ったはずです。

どういうこと？？？
「アメリカ大陸発見！」と同じ臭いがしないでもない。

荻巣氏は四川省での調査でしたから、隣の陝西省の研究雑誌には目を通していない可能性が高いと考えられます。現在ほど情報検索が簡単では無かった時代ですからね。
当初は稀少な植物として紹介されたチベタヌスも、最近は山採りと思われる苗が大量に輸入されているところを見ると、現地ではそれほど珍しい植物では無いものと思われます。すると、荻巣氏はチベタを再発見したというより、ヨーロッパに再紹介したと言った方が良いのかなあ・・。あるいはダビッド神父が発見した場所を確認したとか・・。

アプリコット＆ピコティー

アプリコットの花被片は他の色に比べて妙な感じになってますね。我が家のだけかも知れませんが、クリームイエローの地色の弁の外側がうっすらと赤みがさしたようになって、杏色に見えるようになってます。内側はクリーム色のみです。早速、切り口を見てみると・・



組織全体がクリームイエローになっていて、花被片外側面のみに赤色の色素が見えます。一番外側の層には色素が無くて、その内側１層に赤色が見えます。

クリームイエローの花では全部の細胞が黄色っぽい色をしているのか・・。

黄色い色素は恐らくカルコン類で、赤い色素（アントシアニン類）を作る途中の物質と思われます。つまり、花被片内部の細胞ではカルコンまで作っていて、外側の１層だけがさらに赤色まで作るということですね。

それにしても、細胞１つ１つはどうやって自分の組織内での位置を知るのでしょうかね？？　位置と言えば、ピコティーも不思議で、花の周辺部分だけ着色しますね。色素細胞はどこにあるのでしょうか？　マザーピコティーの花被片先端部分の断面を観察してみました。



花被片外側に強く着色するタイプのピコティーなので、やはり外側の細胞が赤くなっています。アプリコットと違って、表皮（一番外側の細胞）が着色しているようです。

一連の観察で推察されることは、花の地色（白とか黄色）は花被片の細胞が全て関わって出来ている事、そしてピコティーやブロッチ等の模様は表皮細胞が関与している事です。つまり地の色の上に模様が乗っていると考えて良いのでしょう。ジグソーパズルのように地色と模様が組合わさっているわけでは無いでしょう。どの細胞層が着色するかは別の遺伝子で制御されているでしょうから、種々の地色と模様の組み合わせが可能であるという事を意味していると思われます。

黒い花びら

今回の顕微鏡写真は、かなり黒い花のヒブリダスです。前回と同様に薄切りにして断面を観察しました。

まず気がつくのは全然黒くないということ。真っ赤っかですね。
そして、前回のものと大きく違うのは、赤い細胞が何層にもなっていることです。ご存知の方も多いと思いますが、花には「黒い色素」というのは無くて、赤〜青色の色素が高濃度で細胞内に存在することで黒く見えるんです。だから、薄切りにしてしまうと正体がばれますね。

赤い細胞にも濃淡があるようです。ひょっとしたら色素の種類が違うかも知れません。ブルーがかった花ではどうなっているのでしょうか？　色素の違いでは無くて、花被片表面の違いかも知れません。

ちなみに、中央の丸い部分は維管束です。写真上側が花の内側（おしべが有る方）。