Mechanisms for sharing timing-information among tissues in Arabidopsis thaliana

拟南芥组织间共享时间信息的机制

基本信息

批准号：
19J20421
负责人：
上本恭平
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究成果から、植物は地上部―根間で栄養素（糖、及び陽イオン）の輸送を介し、それぞれの概日時計をカップリングさせることで、周期長の安定化を行っているのではないかと考えられた。そこで２振動子結合系を用いた数理モデルを構築し、解析を行うこととした。先行研究の結果を踏まえて、地上部および根の概日時計をモデルとした振動子を構築した。カップリングが正常である時、通常条件（無傷の植物体）が示すのと同様に、概日リズムが示すバラつきが小さく抑えられていた。一方で、地上部ー根間でのカップリングうち、一方向でも切断された場合、概日リズムが示すバラつきが大きくなることが確認できた。これは、前年度までの生理実験で示していた結果と一致するものであり、植物が栄養素の輸送を介して、地上部ー根間における概日時計のカップリングを形成することで、概日リズムの周期長を維持しているという仮説を支持している。また、追加実験によって、低カリウム条件下で育成した植物体に一過的にカリウムを補給することで概日リズムのばらつきが抑えられることが、予備的ではあるものの示している。このことは、導管液中に確認されたカリウムのリズムが概日時計の周期長を一定に保つ上で重要であることをより強く示唆する結果であると考えられる。ここまでの研究結果を基に学会、及び研究会で発表を行った。また、論文の投稿に向けての追加実験などを前年度に引き続き行っている。

根据研究的结果，直到上一年，植物通过将营养物（糖和YO离子）在地面和根之间的运输中耦合，从而稳定了循环。因此，我们决定使用两个振动器结合系统构建数学模型并进行分析。根据先前研究的结果，建立了在地面和根钟上建模的振动器。当耦合正常时，正常条件（完整的植物）表明，轮廓节奏的变化很小。另一方面，可以证实，如果地面和根之间的耦合沿一个方向切割，则圆节奏的变化将增加。这与在生理实验中显示的结果相同，直到上一年，植物通过营养的运输形成了地面和根之间的轮廓时钟的耦合。此外，这是一个初步的迹象，表明一个额外的实验可以通过将钾过量补充为在低钾条件下生长的植物来减少轮廓节奏的变化。这被认为更强烈地表明，在被称为液体中确认的钾的节奏对于维持辅助时钟的时间长度很重要。根据到目前为止的研究结果，该研究是在学术会议和研究小组中进行的。此外，上一年仍在继续发布有关发布论文的其他实验。