植物生物钟的数学模型开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义：

生物钟是一种内源性计时器，使生物体能够预测和适应环境的日常变化[1]。植物时钟是一个错综复杂的联锁饲料网络。反向循环，转录因子相互调节，在一天中的特定时间产生表达高峰的振荡[2]。在过去的十年里，数学建模方法被用来了解模型植物拟南芥钟的内部工作。这些努力产生了一些日益复杂的模式。本课题中，我们计划展示一个结合了较少的方程和参数的模型，类似于最早的模型，并且在最近的模型中发现了复杂的网络结构。这个简单的模型描述了8种时钟基因mrna及蛋白丰度的时间演化，定性地捕捉了时钟的主要特征。以及在基因敲除突变体中发现的缺陷(如自由运行周期的改变、缺乏夹带或其他时钟基因表达的变化)。此外，我们的模型对各种光信号，如极端光周期和非24小时环境周期的多重响应是可以解释的，同样的，对于描述生物钟对下胚轴生长的控制，我们的模型也是有用的。将对核心时钟的动态特性以及与时钟相关的过程有一定的探讨意义。

国内外研究概况：

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

参考locke等人提出的微分方程模型进行模型以及退火模拟计算出的参数，对其中的光照条件进行定量分析，将其中一系列参数进行逐个分析，从中汲取经验，构建数学模型，诱导出植物生物钟的周期为24小时。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

1、定性分析的方法；

2、数学软件与数值模拟的方法。

4. 研究创新点

1、通过控制某个参数的变化，可更加直观的得出植物昼夜节律的变化规律，有助于我们了解此类因素对节律具体的影响；

2、提出大胆的假设，生物昼夜节律钟就是24小时，无论如何施加影响，都只在一个范围内扰动，等其稳定后，仍以24小时为周期。

5. 研究计划与进展

2019年10月，确定方向及课题，研读相关书籍、文献，补充学习相关知识；

2019年11月—2019年12月，撰写文献综述及开题报告；

2020年1月-2020年3月，完成论文初稿；