機能構造植物モデリング：作物科学における新しい汎用ツール

植物は、生理学的機能と構造を調整することにより、環境と管理介入に反応します。機能構造植物モデル（FSPM）は、3次元（3D）植物構造の表現と選択された生理学的機能を組み合わせています。FSPMは、建築部品（植物構造）とプロセス部分（植物機能）で構成されています。（i）開始された臓器の種類と、これらの接続方法（トポロジー）、（ii）臓器膨張ダイナミクスの調整、（iii）幾何学的変数（例：葉の角度、葉の曲率）との最初の扱い。プロセス部分には、植物の成長と発達に影響を与える生理学的または物理的プロセスが含まれる場合があります（例：光合成、炭素配分）。このペーパーでは、次の質問に対処します。（i）FSPMはどのように構築されており、（ii）どの目的で有用な目的ですか？静的なアーキテクチャモデルは、動的モデルとは区別されます。静的モデルは、天蓋の光分布、ガス交換、リモートセンシング、農薬散布研究、植物と生物剤間の相互作用など、植物構造の重要性を研究するために役立ちます。動的モデルは、環境によって調整された植物機能と形態に関する知識を統合するために定量的に役立ちます。アプリケーションは、たとえば赤の変化に関連する植物の可塑性の研究である植物科学の領域にあります。天蓋の光の遠い赤の比。遺伝情報の利用可能性が高まるにつれて、FSPMは環境全体の遺伝的特性の変動の植物性能に向けた重要性の評価に役割を果たします。多くの作物では、栽培者は植物構造を積極的に操作します。FSPMは、多様な管理戦略を調査するための有望なツールです。

Plants react to their environment and to management interventions by adjusting physiological functions and structure. Functional-structural plant models (FSPM), combine the representation of three-dimensional (3D) plant structure with selected physiological functions. An FSPM consists of an architectural part (plant structure) and a process part (plant functioning). The first deals with (i) the types of organs that are initiated and the way these are connected (topology), (ii) co-ordination in organ expansion dynamics, and (iii) geometrical variables (e.g. leaf angles, leaf curvature). The process part may include any physiological or physical process that affects plant growth and development (e.g. photosynthesis, carbon allocation). This paper addresses the following questions: (i) how are FSPM constructed, and (ii) for what purposes are they useful? Static, architectural models are distinguished from dynamic models. Static models are useful in order to study the significance of plant structure, such as light distribution in the canopy, gas exchange, remote sensing, pesticide spraying studies, and interactions between plants and biotic agents. Dynamic models serve quantitatively to integrate knowledge on plant functions and morphology as modulated by environment. Applications are in the domain of plant sciences, for example the study of plant plasticity as related to changes in the red:far red ratio of light in the canopy. With increasing availability of genetic information, FSPM will play a role in the assessment of the significance towards plant performance of variation in genetic traits across environments. In many crops, growers actively manipulate plant structure. FSPM is a promising tool to explore divergent management strategies.