2010 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Integrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes |
|---|
| Project/Area Number |
22119011
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
佐竹 暁子 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 准教授 (70506237)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沖 大幹 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50221148)
|
|---|
| Keywords | 生態・環境 / 植物生理 / 植物分子生物 / 数理モデル / 地球環境変化 |
|---|
| Research Abstract |
植物の生育には、養分や無機塩類が必要な組織に適切に分配されなくてはならない。この物質輸送は主に、(1)隣接した細胞間で生じる短距離輸送によって篩部や木部に積み込まれるプロセス、(2)篩部や木部における長距離輸送プロセス、(3)篩部や木部から積み降ろされた後、適切な部位に短距離輸送されるプロセス、の3つに分類される。本年度はこれらのうち、篩部における糖類や有機化合物の長距離輸送モデルを、圧流説を基盤として開発した。圧流説は、篩要素内の物質の流れはシンク(物質を生産する場)とソース(物質を消費する場)間で生じる内圧の差によって駆動されると考えるものである。シンクにおいては生産された物質が流出し膨圧が高まるが、逆にソースにおいては物質が流入し膨圧が低下する結果、内圧の差が生じる。まず、シンクとソースを端点とし、各端点が篩管によって繋がれている輸送ネットワークを想定した。このネットワーク上にある各端点における物質濃度を与えると、篩管の長さ、半径、物質の粘性に依存して、各端点間で生じる流速を決定することができる。この流速をもとに、移流方程式に従った物質輸送がなされると考えた。端点がソースである場合には物質が生産され、シンクであれば物質が消費されるというダイナミクスと移流方程式による物質輸送を組み合わせることで、植物体における物質分配の制御動態を表現し、物質濃度の時空間変化を予測することができる。篩部は、糖類のみでなくシグナル分子の輸送も担っているため、本モデルを用いて物質濃度の時空間分布を予想することは、栄養状態および環境シグナルへ植物が応答し、形態形成や代謝制御を協調的に行っている様子を理解することにもつながると予想される。
|
