植物组织中生长素运输的数学建模：通量与信号传导和生长相遇
摘要：植物激素生长素在植物的生长中起着关键作用，这取决于其在植物组织中的异质分布。如何通过生长调节生长素运输和发育过程，以实现实验观察到的生长素精确分布模式，目前尚不清楚。本研究使用数学模型来研究生长素动力学和生长之间的相互作用，并探讨它们对植物组织中生长素分布图案的形成的贡献。我们建立了数学模型，描述了与生长素相关的信号传导途径、PIN和AUX1动力学、生长素运输以及植物组织中的细胞生长。我们模型的一个关键假设是PIN蛋白受到生长素响应的ARF-Aux/IAA信号传导途径的调节，ARFs通过提高PIN的合成促进生长。通过分析和数值求解模型，我们可以了解长时间内的行为和生长素分布。结果显示，生长素相关信号传导过程的改变可以触发生长素分布中的通道型和斑点型模式之间的转变。模型还显示能够生成具有生长素信号传导途径成分水平中的振荡动力学的孤立细胞，这可以解释实验观察到的ARF靶点水平的振荡现象。显示生长素对PIN极性和生长素分布模式的决定有影响。数值模拟结果表明，生长素相关信号传导过程可以解释植物组织中观察到的不同生长素分布模式，而生长素运输和生长之间的相互作用可以解释在植物根尖观察到的“反喷泉”生长素分布模式。
作者：Henry R. Allen and Mariya Ptashnyk
论文ID：1810.09161
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2019-11-14