フィジオメカニックス理論に基づく植物細胞生長の直接制御

基于物理力学理论直接控制植物细胞生长

• 批准号: 01560272
• 负责人: 村瀬 治比古
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Ishikawa Agricultural College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01560272/
• 关键词: ファジィ; 可能性線形回帰; 画像処理; 水ポテンシャル; 種子根伸長速度

植物細胞の伸長生長は細胞内の膨圧による塑性変形を起動力にして起きることが知られている。その膨圧のレベルは細胞内外の水ポテンシャルの差から決まる。したがって、細胞内外の水ポテンシャルの差の変化は膨圧変化となり、さらに膨圧変化は植物細胞の伸長生長速度の変化となる。すなわち、膨圧が小さくなれば生長速度は鈍化し、大きくなれば促進される。本研究においては植物細胞の生長に最も影響が大きいと考えられる熱力学的状態量として温度および水ポテンシャルを考えた。また、細胞生長速度とそれら状態量との関係をファジィ数理計画法を用いて可能性線形回帰モデルによって表すこととし、コシヒカリの種籾を供試して、その種子根伸長速度を状態量のファジィ線形回帰式で示す係数決定を行った。現象論的拡散モデルおよび有限要素モデルを用いて植物系の線形システム同定が可能であることは既に報告されているが、そこでは植物系に対して現代制御理論の状態方程式の係数決定が逆解析で推定できることを実験で示した。本研究では現代制御理論で扱う観測方程式に相当する式を実験的に同定した。植物細胞生長の直接制御とは従来の環境制御ではなく植物システムを把握した上での環境制御であり、環境パラメ-タを植物システムの状態方程式の中に明確に位置づけた上でのシステム制御である。本研究は、植物システム制御への現代制御理論の適用の可能性を探る試みであると位置づけることができる。これまでの研究結果からはその適用が不可能であると結論付るデ-タは幸い得られていない。次式は今回の研究で得られたデ-タの内、10℃から30℃のもの全てを用いて推定したファジィ係数を可能性線形モデルである。G=(1.373×10^<-5>、5.933×10^<-6>)T+(8.107×10^<-6>、9.414×10^<-7>)ФG:根の伸長速度(mm/sec)、T:温度(℃)、Ф:水ポテンシャル(-bar)

Plant cell の elongation growth の は cell turgor 圧 に よ る plastic - shaped を motive force に し て up き る こ と が know ら れ て い る. Youdaoplaceholder0, <s:1>, <s:1>, レベ, レベ,, <s:1>, water content inside and outside the cell ポテ, シャ, シャ, <s:1>, difference ら, ら, determination まる. の し た が っ て, cells inside and outside water ポ テ ン シ ャ ル の poor の variations change は bentonite 圧 variations change と な り, さ ら に bentonite 圧 variations change は の plant cell elongation growth の variations change と な る. Youdaoplaceholder0, inflation が, small さくなれば growth rate さくなれば passivates, large すなわち くなれば promotes される. This study に お い て は の plant cells grow に も が affected most き い と exam え ら れ る thermodynamic state と し て temperature お よ び water ポ テ ン シ ャ ル を exam え た. ま た, cell growth speed と そ れ ら state と の masato is を フ ァ ジ ィ を mathematical planning with い て likelihood linear back 帰 モ デ ル に よ っ て table す こ と と し, コ シ ヒ カ リ の kind 籾 を selected し て, そ の seed root elongation rate を state の フ ァ ジ ィ linear back 帰 type で す coefficient decision in line を っ た. Phenomenalism company are scattered モ デ ル お よ び finite element モ デ ル を with い て plant is の linear シ ス テ ム with fixed が may で あ る こ と は に report both さ れ て い る が, そ こ で は plant department に し seaborne て modern theories の state equation is の suppression coefficient decision が inverse analytic で presumption で き る こ と を be 験 で shown し た. This study で で modern control theory で handle う観 equation に equivalent to する equation を experiment に congruent た. Plant cell growth の direct suppression と は 従 to の environmental suppression で は な く plant シ ス テ ム を grasp し た on で の environment suppression で あ り, environmental パ ラ メ - タ を plant シ ス テ ム の state equation is の に position clear に づ け た on で の シ ス テ ム suppression で あ る. This study を, plant システム control へ, the application of modern control theory <e:1>, the possibility of を exploration る test みであると position づける とがで とがで る る. こ れ ま で の results か ら は そ の applicable が impossible で あ る と conclusion pay る デ - タ は luckily い must ら れ て い な い. Time type は today back to の research で ら れ た デ - タ の within 10 ℃, か ら 30 ℃ の も の full て を with い て presumption し た フ ァ ジ ィ coefficient linear を possibility モ デ ル で あ る. G = 1.373 * 10 ^ (< - > 5, 5.933 * 10 ^ 6 < - >) T + (8.107 * 10 ^ < - > 6, 9.414 * 10 ^ 7 < - >) Ф G: の root elongation rate (mm/SEC), T: water temperature (℃), Ф : ポ テ ン シ ャ ル (- bar)

项目成果

村瀬治比古: "フィジオメカニックス理論に基づく植物細胞生長の直接制御" 農業機械学会関西支部報. 第67号. 77-80 (1990)

Haruhiko Murase：“基于物理力学理论的植物细胞生长的直接控制”日本农业机械学会关西分会杂志第67. 77-80号（1990）。