植物の受精に関する教材開発と教育内容に関する研究

コケ植物、シダ植物、被子植物を用いて、植物の受精に関する教材開発とその内容の検討を行った。上記の材料について、雌性生殖器、雌性配偶子、雄性生殖器、雄性配偶子などを従来の固定切片法によってプレパラートを作製し、細胞学的・組織学的に配偶子の形成過程や受精の過程を観察・記録した。その結果、各植物に特有な有性生殖の過程が追認され、映像情報として記録できた。次いで、コケ植物およびシダ植物を中心として、生きたままの状態の造卵器を取りだし、これに精子を媒精することによって、人為的環境下で有性生殖を誘導し、その過程を動画像として観察・記録した。その結果、造卵器からの精子誘引物質の放出、精子誘引物質による精子の誘引、精子の造卵器内への進入、などの様子が記録され、これら一連の過程における精子の形態変化などが解析できた。しかし、この方法では、コケ植物やシダ植物の場合には造卵器の周囲の細胞が障害となり、テッポウユリの場合には珠皮や珠心の細胞層が障害となって、内部の卵細胞と精子または精核の観察は不可能であった。このことを解決するために次の実験方法を開発した。コケ植物やシダ植物の造卵器周囲の細胞、テッポウユリの珠皮や珠心の細胞層を酵素を用いて消化し、内部の配偶体細胞(コケ植物やシダ植物の卵細胞、テッポウユリの胚嚢)をプロトプラストの状態で摘出した。さらに、摘出した配偶体プロトプラストの生存を確認した後、生きたままの状態を維持する培養方法の確立を試みた。その結果、コケ植物やシダ植物の卵細胞プロトプラスト、およびテッポウユリの胚嚢(卵細胞、助細胞、中心細胞、反足細胞)プロトプラストが単離され、生きたままの状態で観察できることが明らかになった。

コケ植物、シダ植物、被子植物を用いて、植物の受精に関する教材開発とその内容の検討を行った。上記の材料について、雌性生殖器、雌性配偶子、雄性生殖器、雄性配偶子などを従来の固定切片法によってプレパラートを作製し、細胞学的・組織学的に配偶子の形成過程や受精の過程を観察・記録した。その結果、各植物に特有な有性生殖の過程が追認され、映像情報として記録できた。次いで、コケ植物およびシダ植物を中心として、生きたままの状態の造卵器を取りだし、これに精子を媒精することによって、人為的環境下で有性生殖を誘導し、その過程を動画像として観察・記録した。その結果、造卵器からの精子誘引物質の放出、精子誘引物質による精子の誘引、精子の造卵器内への進入、などの様子が記録され、これら一連の過程における精子の形態変化などが解析できた。しかし、この方法では、コケ植物やシダ植物の場合には造卵器の周囲の細胞が障害となり、テッポウユリの場合には珠皮や珠心の細胞層が障害となって、内部の卵細胞と精子または精核の観察は不可能であった。このことを解決するために次の実験方法を開発した。コケ植物やシダ植物の造卵器周囲の細胞、テッポウユリの珠皮や珠心の細胞層を酵素を用いて消化し、内部の配偶体細胞(コケ植物やシダ植物の卵細胞、テッポウユリの胚嚢)をプロトプラストの状態で摘出した。さらに、摘出した配偶体プロトプラストの生存を確認した後、生きたままの状態を維持する培養方法の確立を試みた。その結果、コケ植物やシダ植物の卵細胞プロトプラスト、およびテッポウユリの胚嚢(卵細胞、助細胞、中心細胞、反足細胞)プロトプラストが単離され、生きたままの状態で観察できることが明らかになった。