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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

公募研究

研究領域植物発生ロジックの多元的開拓
研究課題/領域番号 26113511
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

藤本 仰一  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60334306)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード数理モデル / 花の発生 / 発生進化 / 揺らぎ / 形態形成 / キンポウゲ科 / メリステム
研究実績の概要

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。キンポウゲ科の複数の属の花被片、および、キク科の舌状花に共通する法則(数の平均値μとある特別な数dとの差が数の標準偏差σの平方根に一致する; σ=|μ-d|1/2)を見出した。花器官数の確率性に、科を超えた普遍性とともに、属および器官特異性(dの値の違い、他)が明らかとなった(Annals of Botany 2016)。
加えて、以下2件の領域内共同研究を進めた。
(1)Arabidopsisの側根間隔を調節する側方抑制モデルをと共に構築した。この数理モデルは、側根間隔の頻度分布の実験データ(野生型と間隔が乱れる変異体)を統一かつ定量的に再現した。
(2) Arabidopsis根端メリステムのドーム形状を定量的に解析した。主根と側根で共通して、楕円であることを見出した。一方で、側根原基は楕円ではなくより尖った形状を持つことも見出した。これらを細胞増殖と変形から理解するために、側根形成初期の内鞘細胞(形態、分裂の面とタイミング)の情報をライブイメージングデータからCell vertex modeに導入した。各内鞘細胞の力学特性が側根原基のドーム形状に与える影響をモデルで解析した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Relationship between the species-representative phenotype and intraspecific variation in Ranunculaceae floral organ and Asteraceae flower numbers.2016

    • 著者名/発表者名
      Kitazawa MS and Fujimoto K
    • 雑誌名

      Annals of Botany

      巻: 未定 号: 5 ページ: 925-935

    • DOI

      10.1093/aob/mcw034

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Dynamical Phyllotaxis Model to Determine Floral Organ Number2015

    • 著者名/発表者名
      Kitazawa, M. S. and Fujimoto, K.
    • 雑誌名

      PLoS Computational Biology

      巻: 11(5) 号: 5 ページ: 3144-3150

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1004145

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Developmental basis for stochasticity in floral organ numbers2014

    • 著者名/発表者名
      Kitazawa, M. S. and Fujimoto, K.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Sciences

      巻: 5 ページ: 545-545

    • DOI

      10.3389/fpls.2014.00545

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 結びつけて理解したいこと:空間パタンとかたち、細胞社会と持続可能性2016

    • 著者名/発表者名
      藤本仰一
    • 学会等名
      山田研究会「生物と非生物をつなぐ」
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺、静岡県伊豆市
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 花器官の数の決まり方:Douady & Couder の数理モデルの発展2015

    • 著者名/発表者名
      北沢美帆、藤本仰一
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学、富山市
    • 年月日
      2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamics of Multicellular Living Matter.2014

    • 著者名/発表者名
      Koichi Fujimoto
    • 学会等名
      Frontiers of Theoretical Science; MATTER, LIFE and COSMOS
    • 発表場所
      東京大学IPMU、千葉県かしわ市
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 大阪大学理学研究科生物科学専攻理論生物学研究室

    • URL

      http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~fujimoto/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 理論生物学研究室

    • URL

      http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/~fujimoto/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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