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2019/04/19

総説論文 「植物における枝分かれ形成の理論モデル」2019/04/19 J. Plant Res. 掲載

Tweet ThisSend to Facebook | by A.Nakamasu

graphical abstract
植物によく見られる枝分かれ構造は、形態の様々な階層(個体、器官、組織、細胞レベル)に繰り返し現れます。そこで示される変化に富んだ枝分かれに対し、これまで多くの理論的な取り組みがなされてきました。

例えば、樹状枝分かれ構造の一般的なモデルである本多モデル(1971)を用いて、普段見慣れたブロッコリーの花序が描けます(図)。このモデルでは、一定のルール(枝の角度や長さの変化)を与えることで、特定の枝分かれ構造を得ます。では、そのルールはどうやって決まるのでしょうか?本総説では、特に理論モデルに基づいたシミュレーションによる枝分かれ形成過程の再現に着目し、そこから明らかになった位置情報の重要性について論じました。また、枝分かれの複雑性の調節、内外環境との相互作用、展開される次元の影響、枝分かれモードの違いなどについて考察しました。

 

Branch architectures, that are familiar with plants, are repeatedly observed among different hierarchies (i.e., individual, organ, tissue, and cellular levels) of plant morphology. Theoretical approaches have been continuously made to the various branches. For example, virtual broccoli inflorescence can be generated based on Honda’s model (1971), that is general model for tree-like branch architectures (Fig.). This model needs a branching rule (branch and divergent angles, and a ratio of length shift) for the generation of a certain branch architecture, though how the rule can be determined. In the present review, the replication of the developmental processes by simulations based on theoretical models were focused on, then the importance of positional information for such branch formations we discussed. Furthermore, this review treated complexity regulations, internal and external interactions, dimensionality effects, and different modes of branches.

 

“Theoretical models for branch formation in plants” A. Nakamasu, T. Higaki (2019) Journal of Plant Research 132 (3) 325-333 DOI: 10.1007/s10265-019-01107-9
broccoli inflorescence

図;本多モデル(1971)に基づいて作成したブロッコリーの花序。

Virtual broccoli inflorescence based on Honda’s model (1971).

2019/04/23改)
2019/05/15改)
2019/05/23改)


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