2014 Fiscal Year Annual Research Report
花器官数の正確性と確率性を調節する発生基盤の数理解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Multidimensional Exploration of Logics of Plant Development |
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| Project/Area Number |
26113511
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤本 仰一 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60334306)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 数理モデル / 花の発生 / 揺らぎ / 発生進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真正双子葉植物に広く現れる５数性と４数性を決める花器官配置、及び、花器官の数の確率性の発生学的基盤の解明を目標とし、モデル植物の分子的知見と数理モデルの予測の対応づけと多様な植物の野外調査とを融合した研究を推進した。
正確性：４数性と５数性の同心円状配置(whorl)が現れる発生学的条件を数理モデルの数値計算と解析計算から示した。このモデルは、５数性を示すナデシコ科の萼および花弁原基の配置を定量的に再現する。対応する分子生物学的な仕組みとして、オーキシンの表層から内層へ流出 (NPY/MAB, 他)、および、器官の境界形成(CUC, 他)を予測し、シロイヌナズナArabidopsisなどにおけるこれらの遺伝子変異体における花器官配置との整合性も確認できた（PLOS Comp. Biol. 2015）。
確率性：同種の集団中に於ける花器官数の確率的なばらつきの野外調査を進めて、その統計解析から多くの種に共通する花器官数の頻度分布法則を発見した。キンポウゲ科の花被片数のばらつきの発生学的メカニズムとして、器官配置の数理モデルからホメオシス（花器官原基の発生運命の確率的変化）を予測した（Frontiers Plant Sci. 2014）。
対称性：上述の器官配置のモデルを拡張して、左右対称性および回転対称性を切り替える発生学的性質を探索した。その結果、キンギョソウAntirrhinum の野生型（左右対称）とCYCLOIDEA変異体（回転対称）の萼片と花弁の原基配置とその出現順序の再現に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画書の核心の１つである確率性に関する論文を１報出版し、もう１つの核心である正確性に関するもう１報が採択された。
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| Strategy for Future Research Activity |
確率性に関する統計解析から新規の法則を見出しつつあり、さらに解析をすすめて論文出版を目指す。また、領域内共同研究をさらに進める。
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Research Products
(4 results)
