认识植物微观世界之:建立一个在果实膨大过程中整合果实生理和内部结构的模型

文章名称:Integrating Physiology and Architecture in Models of Fruit Expansion

发表杂志和时间:Frontiers in Plant Science,2016.11

doi: 10.3389/fpls.2016.01739

摘要总结:

背景:果实的结构特征,如形状、维管分布模式和表皮形态,在决定果实内部的水分、碳水化合物和营养物质的分布上起着重要作用。 

问题:了解这些结构特征对果实质量的影响比较困难,因为这些结构特征会随着时间的推移而变化,且高度依赖遗传和环境的共同控制。

方法:建模方法限制在果实内部已经分化成不同细胞类型,且果实生长主要是由于细胞膨胀引起的这个阶段。构建了一个果实的功能-结构三维模型(3D functional-structural fruit model),用于研究主要结构特征对果实质量的影响。在OpenAlea平台上使用了一个三步建模流程:(1)创建果实内部和外部结构的三维体积网格表示;(2)生成嵌入该网格的复杂的维管网络;(3)将果实的一些功能特性,如水和干物质运输,与果实的结构相结合。

结论:

  • 果实形状影响了维管分布模式,并因此影响了番茄果实中糖/水的分布。

  • 番茄果实形状和维管密度之间有强相关性,导致了从果梗到果实开花端的重要的、对比鲜明的水分供应梯度,且与大小无关。

  • 且发现微裂纹分布有关的表皮形态影响油桃果实内部的水和糖的分布。

  • 结果表明,这样一个通用的模型可以详细研究各种影响果实质量发展的结构特征

资源下载: