ニンニクに似た植物は何ですか？これらを認識してください。非常に有毒なので注意してください。

制作：中国科学普及協会

著者: 張立軍 (中国科学院武漢植物園)

プロデューサー: 中国科学博覧会

（写真提供：Veer Gallery）

まず、上の写真に写っている植物が何であるかを特定してください。
回答: これらの種類はすべて似ており、ニンニクの頭に似ています。私たちが最もよく知っているのは、キッチンによく登場する最後の 2 つ、つまり玉ねぎとニンニクです。最初の 2 つはチューリップとユリの球根なので、花好きの人には馴染みがあるかもしれません。

すると、これらの部分は植物のどの器官（根、茎、葉、花、果実、種子）に属するのかという疑問が再び生じます。

答え: これらはすべて植物の茎ですが、普通の茎ではありません。茎が変化した一種の植物で、球根に属します。

今日は、ニンニクに似た丸い茎についてお話します。

幹変態の種類

周知のように、器官の変態は植物では非常に一般的です。具体的には、環境の影響によって引き起こされる臓器機能の変化であり、形態構造に大きな変化をもたらします。変態は主に葉、根、茎などの栄養器官で起こります。

その中で最も一般的なのは幹変態であり、その位置によって地下幹変態と地上幹変態に分けられます。ムクロジのトゲ、ブドウの巻きひげ、ニセアカシアの葉のような茎はすべて地上の茎が変化したものだ。冒頭で述べた球根、球茎、塊茎、根茎はすべて地下茎が変化したものです。内容が多すぎて混乱しやすいので、塊茎と根茎を紹介する特集記事を後ほど設けます。今日は主に球根類やそれに似た球茎類を紹介します。

トゲトゲ

（画像出典：著者提供）

キュウリの茎の巻きひげ

(画像出典: 中国植物画像ライブラリ)

偽葉樹の葉のついた幹

（画像出典：著者提供）

電球とは何ですか?

球根は、節間が短く、肉質または膜質に変化した葉を持つ地下茎です。タマネギは球根植物の代表的なものです。タマネギを縦に切ると、節間が短くなった平らな球根の円盤が見えます。その頂芽は将来花序に成長します。球根盤は肉質の鱗片状の葉に囲まれており、そこに多量の栄養分が蓄えられています。また、最外縁には保護のため膜状の鱗片葉が数枚あり、葉腋には腋芽がある。

ニンニクの茎の基部も鱗茎に変化し、その上の腋芽が成長して膨らみ、亜鱗茎になります。これが私たちが食べるニンニクの塊です。

玉ねぎとニンニクの切り口（画像提供：Veer Gallery）

電球の構造と機能

球根には多量の栄養素が蓄えられています。研究を通じて、科学者たちはユリの球根が「シンク」と「ソース」という二重の機能を持ち、異なる時期に異なる役割を果たしていることを発見しました。デンプンはユリの球根における炭水化物の重要な貯蔵形態であり、多くの場合、デンプン顆粒の形で組織細胞内に存在します。実験観察によると、ユリの植え付けと成長期には、球根は主に茎、葉、花芽の成長と発達のためのエネルギー物質を供給する「源」として機能します。

もちろん、葉が展開した後は、葉が光合成を通じて球根と花芽の 2 つの「シンク」にエネルギーを供給する主な「ソース」になりますが、開花前は花序が主な「シンク」であり、開花後は新しい球根 (球根の基部から成長する小さな球根) が主な「シンク」になります。

そのため、成長期から開花期にかけて、球根は二次的な「供給源」と二次的な「受け皿」として機能し、球根内の炭水化物は動的に変化します。開花の終わりから球根形成期にかけて、球根は主な「シンク」となり、新しい球根の形でデンプンを蓄積します。

ユリの根の構造（画像出典：参考文献3）

ユリの根は重要なエネルギー貯蔵器官として、主にショ糖とデンプンの形で物質を蓄積します。炭水化物の主な形態はデンプンとショ糖です。これらは、さまざまな形態の炭水化物のバランスと調整を維持し、植物の供給源と吸収源の関係を調節する役割を果たします。ユリ根の発生と発達は炭水化物の代謝と密接に関係しています。

ユリの外側の鱗片に含まれるさまざまな大きさのデンプン粒（画像出典：参考文献 2）

球根はどのように形成されるのでしょうか?

球根形成のプロセスは球根化と呼ばれ、球根植物の形態を確立するプロセスにおける特殊な発達であり、特定の植物遺伝子の発現の結果です。

その形成メカニズムは、光や温度などの外部環境条件が体内の生理状態の変化を誘発し、球根形成遺伝子を活性化し、対応する特定のタンパク質を発現し、特定の反応を触媒し、内因性ホルモンの新たなバランスを達成し、糖代謝や窒素代謝などの体内の生理的代謝の経路または速度を変えるものと考えられます。最終的には、細胞の膨張成長の加速、伸長成長の段階的な停止、および球根形成の開始として形態に現れます。

さらに、科学者たちは、光周期の長さが球根の形成に決定的な役割を果たすと指摘した。タマネギタイプでもニンニクタイプでも、日照時間が長いほど球根の形成と成長に有利です。球根形成の過程では、温度と光周期が相互に促進し合います。長日条件下では、気温が高い場合、鱗茎の形成に必要な日数は少なくなります。気温が低い場合、球根の形成にはより多くの日数が必要になります。最後に、球根の形成は内因性ホルモンの変化にも関係している可能性があります。

球根と球茎の違い

球根と混同されやすい、変形した地下茎（球茎）も比較的よく見られます。これは、節間が短くなり球形に膨らんだ地下の変形した茎で、目立つ先端芽が付いていることが多い。

例えば、ヒシの球茎は繊維質のランナーの先端から成長します。球茎の上部には厚い頂芽があり、節と節間が明瞭で、節には乾燥した膜状の鱗片葉と腋芽があります。球根には多量の栄養素が蓄えられており、栄養繁殖に利用できます。

ヒシの球根（写真提供：Veer Gallery）

多くの球茎と球根は見た目が似ているため区別が難しいと文句を言うかもしれませんが、実際には区別するのは非常に簡単です。

（１）球根の茎は肉質の葉で何層にも包まれているが、側面から切ると球根は中身が詰まっている。

（２）鱗茎は鱗茎盤状に短縮し、鱗茎の地下茎は球形または扁平状に変形する。

（３）球茎の先端にはよく発達した頂芽があるが、球根には明らかな頂芽がない。

一般的な球根植物

ここで少し科学的な知識を伝える必要があります。市販されているいわゆる「球根花」とは、球茎、塊茎、根茎、塊茎を含む多年生草本花の総称です。球根花のほとんどは、地下茎や根の変化によって形成された膨らんだ部分を持つ多年生の草本の花です。花の球根は世界中に広く分布しており、その種は数百種あります。

チューリップに代表される球根花は、世界中で咲き誇り、その優雅で気高い姿と豊かな色彩で人々に深く愛されています。チューリップに似た球根花には、ヒヤシンス、ラッパスイセン、ムスカリなどがあり、いずれも球根植物です。

チューリップ、水仙、ムスカリ（画像出典：著者提供）

また、ユリも重要な球根花です。ユリはユリ科のユリ属に属します。薬用としても食用としても利用でき、観賞価値もある植物です。花には芳香油が含まれており、スパイスとして使用できます。球根はデンプン質が豊富で貴重な食料であり、薬としても使われます。

ユリの花（写真提供：著者提供）

乾燥したユリの球根（画像提供：Veer Gallery）

一般的な球根植物

皆さんも聞いたことがあると思いますが、サフランは貴重な中国の薬用素材です。サフランは、サフランやウエスタンサフランとも呼ばれ、アヤメ科クロッカス属の多年生草本植物です。植物全体のうち雌蕊部分のみを使用できます。それぞれの花には3本の雌しべがあり、1グラムの雌しべを集めるには約200個の花が必要です。実はサフランの花もとても美しいのです。早春に花を咲かせ、観賞用植物として利用することができます。

クロッカスの花（画像出典：著者提供）

クロッカスの雌しべ（画像提供：Veer Gallery）

前述のヒシも、球根植物としておなじみの植物です。通常は野菜市場や果物屋で購入できます。生の栗はシャキシャキして甘くてジューシーなので、「地中の雪梨」とも呼ばれています。

クチナシは果物としてそのまま食べたり、野菜として他の材料と組み合わせてスープやお粥などのおいしい料理を作ることもできます。ドライフルーツ、ジャム、缶詰、飲料、ヨーグルトなどの製品に加工することもできます。ヒシは栄養価が高く、タンパク質、脂肪、粗繊維など様々な機能性有効成分を含んでいます。

ヒシのスープ（写真提供：Veer Gallery）

加工されたクチナシ（写真提供：Veer Gallery）

最後に、コールラビ（piě）、別名バイラン、ブルグルと呼ばれる植物を紹介したいと思います。アブラナ科の2年生草本植物です。その球根は食用価値があり、生のまま、調理して、または漬けて食べることができます。

私が子どもの頃、庭にコールラビがほぼ毎年植えられていたのを覚えています。熟したときは、冷たいコールラビをよく食べました。サクサクとした食感と唐辛子の香りがとても印象的でした。毎年秋になると、大人たちはコールラビを漬けて、野菜が乏しい冬の間に家族全員で食べられるようにしていました。

コールラビ（写真提供：中国植物画像ライブラリー）

コールラビサラダ（写真提供：Veer Gallery）

ニンニクに似た植物を見たとき、それがどの部分であるかわかりますか?

編集者：孫晨宇

参考文献:

1. 強盛。 2010年。植物学。高等教育プレス;

2. 呉沙沙、呂英民、張啓祥。 2010. 球根発育中のユリの鱗片の超微細構造の変化。 Acta Horticultures Sinica 2010、37(2): 247-255;

3.Lv Yingmin、Wu Shasha、Zhang Qixiang。 2009. ユリの球根発生生物学における研究の進歩。北京林業大学誌、2009年、31(5):145-149;

4. 張学民、李佳民ほか。 2022年。ユリの球根の発育に関する研究の進捗。分子植物育種、2022年7月28日にオンラインで最初に公開されました：https://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20220728.1205.008.html;

5. Xu Junxu、Li Qingzhu、他。 2021. リコリスの球根発育のメカニズムと制御に関する研究の進展。 Acta Agronomic Sinica、2021、37(17): 39-44。