【発表のポイント】

• 陸上植物の祖先は葉を持たず、二又の枝分かれを繰り返す成長をしていた。
• 陸上植物の祖先は、コケ植物?シダ植物?種子植物に進化する過程で、生育環境に適応するために、異なる系統毎に独立に、葉を獲得した。
• 葉は植物の系統毎に収斂進化^＊１的に獲得された器官であるにも関わらず、共通の分子機構で形成されることを明らかにした。
• 植物の葉の形態の多様化?進化を駆動する遺伝子LOS1を発見した。

【概要】

陸上植物の祖先は光合成組織である葉を持たず、コケ、シダ、種子植物に種分化した後、それぞれの生育環境に適応するよう、独立に葉を獲得してきました。東北大学大学院生命科学研究科の楢本悟史助教、経塚淳子教授らの研究グループは、オックスフォード大学 (Liam Dolan教授)、理化学研究所環境資源科学研究センター (豊岡公徳上級技師)、広島大学大学院統合生命科学研究科 (嶋村正樹准教授)らをはじめとしたグループと共同で、植物は系統毎に常に共通の遺伝子LOS1 (LATERAL ORGAN SUPPRESSION1) を用いて、葉の発生?成長を制御するよう進化してきたことを発見しました。植物の葉は収斂進化的に獲得されたものであることから、これまで系統間で全く異なる器官であると考えられていました。今回の発見はその常識を覆す発見であるとともに、植物の葉の多様化?進化の礎となるメカニズムの解明に繋がる重要な発見です。葉の成長は植物の生産性に直結することから、今後、本遺伝子に注目した育種への応用も期待されます。本研究結果は、米国東部時間12月9日午後2時（日本時間12月10日午前4時）、PLOS Biology誌(電子版)に掲載されました。本研究は、文部科学省科学研究費補助金の支援を受けて行われました。

図1:葉は植物の系統毎に独立に収斂進化してきた
系統樹はHarrison, 2017を一部改変。

【用語解説】

＊１　収斂進化　鳥類の鳥とほ乳類のコウモリの翼のように、全く異なる系統の生物が、同じような姿?特徴をもつように進化すること。生態的環境に適応した結果、収斂進化がおこると言われている。なお、相同遺伝子による形態の類似の場合、特に平行進化と呼ぶこともある。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学大学院生命科学研究科
担当　楢本　悟史　（ならもと　さとし）
電話番号：022-217-5712　　
Eメール：satoshi.naramoto.d6*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学大学院生命科学研究科広報室
担当　高橋　さやか （たかはし　さやか）
電話番号：022-217-6193　
Eメール：lifsci-pr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）