植物体内におけるケイ素吸収・輸送・集積過程のモデル解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes |
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| Project/Area Number |
25119723
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | National Institute for Agro-Environmental Sciences |
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Principal Investigator |
櫻井 玄 独立行政法人農業環境技術研究所, その他部局等, 研究員 (70452737)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 数理モデル / イネ / ケイ素 / シミュレーション実験 / ミネラル / トランスポーター / 作物成長モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
作物においてケイ素は重要なミネラルであり、作物の病害や倒伏を防ぐ上で重要な役割を果たす。従って、植物体内でケイ素がどのように吸収・輸送され、そして蓄積されるのかを定量的に明らかにすることは、すぐれた収量安定性の品種開発などのために重要な課題であると同時に、近年その詳細化が求められている作物生長予測のための数理モデルの発展のためにも必須の課題である。本研究では、これまでの植物のケイ素の吸収・輸送に関わる分子生物学的な知見をもとに、数理モデルを作成し、また、作物体における濃度分布などのデータを統計的に数理モデルと融合させることにより、ケイ素輸送メカニズムの定量的に理解することを目的とする。
本研究ではまず、拡散方程式系を用いて、植物の根におけるケイ素の吸収・輸送をシミュレートする数理モデルを作成した。次に、そのモデルを実験室内におけるイネの実験データと統計的に融合することにより、ケイ素の根における吸収を精緻に予測することができるモデルを開発することができた。さらに、このモデルを利用したシミュレーション実験の結果、ケイ素吸収においてイネの根に特有の二重のカスパリー線 (根の障壁の役割を担う機関) とケイ素輸送体の共役が重要な役割を果たしていることなど、イネにおいて高いケイ素吸収能が実現されているメカニズムが明らかになった。
さらに、数理モデルをイネの節におけるケイ素の分配をシミュレートできるように拡張し、イネにおいて、ケイ素の吸収・輸送・分配をシミュレートすることができるモデルを開発した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Inversely estimating the vertical profile of the soil CO2 production rate in a deciduous broadleaf forest using a particle filtering method2015
Author(s)
Sakurai, G., Yonemura, S., Kishimoto-Mo, A.W., Murayama, S., Ohtsuka, T., Yokozawa, M.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: March 20
Pages: 1-15
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] In silico simulation modeling reveals the importance of the Caspian strip2014
Author(s)
Sakurai, G., Satake, A., Yamaji, N., Mitani-Ueno, N., Yokozawa, M., Feugier, F.G.,
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Journal Title
Plant Cell Physiol.
Volume: 56
Issue: 4
Pages: 631-639
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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