ペリクル-根の先端を機械的ストレスから守るもう一つの戦略？

The Pellicle-Another Strategy of the Root Apex Protection against Mechanical Stress?

抄録

イネ科植物では、根の先端部は2層構造の細胞外物質の堆積物であるペリクルで覆われており、原皮細胞の外周壁と合わせて3層構造の表皮表面を形成しています。本研究では，機械的ストレスがペリクルに与える影響を調べた。実験では、トウモロコシの根を円錐形の端が付いた細い直径のプラスチックチューブの中で24時間育てた。分析には、先端がチューブから伸びなかったストレスを受けた根（S）と、先端がチューブから伸びた回復した根（R）の2つのグループを含めた。対照（C）の根は、湿った濾紙の層の間で自由に成長した。走査型電子顕微鏡および共焦点顕微鏡による分析では、S根の表皮表面のすべての層に微細な損傷が見られたが、分裂組織の原皮細胞は生存していた。一番外側のペリクル層はC根の2倍の厚さであった。R根では，分裂部と移行部の間に大きな死細胞の領域が観察された。ペリクルは欠陥があり，最外層は不連続で不規則であった。一方、分裂帯では、ペリクルは損傷を受けておらず、原皮細胞は無傷であった。これらの結果から，ペリクルは原基細胞の損傷を防ぎ，根端分裂組織をメカノストレスの悪影響から保護しているのではないかと結論づけられた。

In grasses, the apical part of the root is covered by a two-layered deposit of extracellular material, the pellicle, which together with the outer periclinal wall of protodermal cells forms the three-layered epidermal surface. In this study, the effect of mechanical stress on the pellicle was examined. An experiment was performed, in which maize roots were grown in narrow diameter plastic tubes with conical endings for 24 h. Two groups of experimental roots were included in the analysis: stressed (S) roots, whose tips did not grow out of the tubes, and recovering (R) roots, whose apices grew out of the tube. Control (C) roots grew freely between the layers of moist filter paper. Scanning electron microscopy and confocal microscopy analysis revealed microdamage in all the layers of the epidermal surface of S roots, however, protodermal cells in the meristematic zone remained viable. The outermost pellicle layer was twice as thick as in C roots. In R roots, large areas of dead cells were observed between the meristematic zone and the transition zone. The pellicle was defective with a discontinuous and irregular outermost layer. In the meristematic zone the pellicle was undamaged and the protodermal cells were intact. The results lead to the conclusion that the pellicle may prevent damage to protodermal cells, thus protecting the root apical meristem from the negative effects of mechano-stress.