Sensing technique for understanding plant physiological status by laser-induced fluorescence spectroscopy

• Project/Area Number: 17360191
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: SAITO Yasunori Shinshu University, 工学部, 教授 (40135166)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): INOUE Naoto 信州大学, 農学部, 教授 (80232544) ; KAWAHARA Takuya 信州大学, 工学部, 准教授 (40273073)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KAWAHARA Takuya 信州大学, 工学部, 准教授 (40273073)
• Project Period (FY): 2005 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥16,300,000 (Direct Cost: ¥15,100,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2008: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2007: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2005: ¥8,400,000 (Direct Cost: ¥8,400,000)
• Keywords: レーザー / 蛍光 / 植物 / 健康診断 / 計測工学 / レーザー誘起蛍光 / 植物健康診断 / 植物生体内有機分子 / 植物生理 / 蛍光スペクトル / クロロフィル / 遠隔計測 / 画像計測

Research Abstract

最終目標を「レーザー誘起蛍光法による植物健康診断法の確立」に置き、手法論検討・計測システムの開発・診断アルゴリズムの開発を行った。植物生葉にUVレーザーを照射して得られる蛍光を指標とした。蛍光ライダーを開発し、数10m離れたケヤキ・サクラの生葉からの遠隔蛍光スペクトル計測を実施した。成長変化、病害発生、HPLC分析結果等と蛍光スペクトルの比較を行った結果、本手法が植物健康診断に有用であることが示された。

Research Products

• [Journal Article] レーザー誘起蛍光分光法による植物生理情報のセンシング (2008)
  • Author(s): 斉藤保典
  • Journal Title: 応用物理 77巻 Pages: 1328-1331
  • NAID: 10024401441
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] レーザー誘起蛍光分光法による植物生理情報のセンシング (2008)
  • Author(s): 斉藤保典
  • Journal Title: 応用物理 77 Pages: 1328-1331
  • NAID: 10024401441
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Laser-induced fluorescence spectroscopy/technique as a tool for field monitoring of physiological status of living plants (2007)
  • Author(s): Yasunori Saito
  • Journal Title: Proceed. SPIE(Sunny Beach, Bulgaria) Vol.6604
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] レーザー光で植物の健康状態を把握し将来的には「植物ドック」を目指す (2007)
  • Author(s): 斉藤 保典
  • Journal Title: テクノイノベーション No 65 Pages: 60-61
• [Journal Article] Laser-induced fluorescence spectroscopy/technique as a tool for field monitoring of physiological status of living plants (2007)
  • Author(s): Yasunori Saito
  • Journal Title: Proceedings of SPIE 6604
• [Journal Article] 光合成と生産性の評価に転用可能なレーザ誘起蛍光分光技術 (2006)
  • Author(s): 斉藤, 高野
  • Journal Title: 月刊海洋 38巻 Pages: 433-440
• [Journal Article] Fluorescence lidar for remote sensing of plant living information (2006)
  • Author(s): Y. Saito, M. Hara, K. Morishita, T. Tempaku, K. Ichihara, F. Kobayashi, T.D. Kawahara
  • Journal Title: Proceed. Silvilaser(Matsuyama, Japan) Pages: 55-59
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] レーザ光で植物健康診断 (2006)
  • Author(s): 斉藤保典
  • Journal Title: バイオニクス 3月号 Pages: 70-71
• [Journal Article] 光合成と生産性の評価に転用可能なレーザ誘起蛍光分光技術 (2006)
  • Author(s): 斉藤保典, 高野健悟
  • Journal Title: 月刊 海洋 38・6 Pages: 433-440
• [Journal Article] Fluorescence lidar for remote sensing of plant living information (2006)
  • Author(s): Y.Saito, M.Hara, K.Morishita, T.Tempaku, K.Ichihara, F.Kobayashi, T.D.Kawabara
  • Journal Title: Proceedings of Silvilaser November Pages: 55-59
• [Journal Article] レーザ光で植物健康診断 (2006)
  • Author(s): 斉藤 保典
  • Journal Title: バイオニクス 3月号 Pages: 70-71
• [Journal Article] Laser-induced fluorescence imaging of plants using a liquid crystal tunable filter and charge coupled device imaging camera (2005)
  • Author(s): Y. Saito, T. Matsubara, T. Koga, F. Kobayashi, T.D. Kawahara,. A. Nomura
  • Journal Title: Rev.Sci.Instrum Vol.76
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Laser-induced fluorescence imaging of plants using a liquid crystal tunable filter and charge coupled device imaging camera (2005)
  • Author(s): Y.Saito, T.Matsubara, T.Koga, F.Kobayashi, T.D.Kawahara, A.Nomura
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments Vol.76
• [Presentation] 蛍光ライダーシステムの植物関連計測への応用研究 (2008)
  • Author(s): 村松良亮, 他
  • Organizer: 応用物理学会 北陸・信越支部学術講演会
  • Place of Presentation: 石川県金沢工業大学
  • Year and Date: 2008-11-21
• [Presentation] 植物生育診断のための同時多波長蛍光画像検出システムの改良 (2008)
  • Author(s): 寺岡仁志, 他
  • Organizer: 応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • Place of Presentation: 石川県金沢工業大学
  • Year and Date: 2008-11-21
• [Presentation] 蛍光ライダーによる飛散花粉の検出実験 (2008)
  • Author(s): 市原健太郎, 他
  • Organizer: 第26回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 福岡県パーレンス小野屋
  • Year and Date: 2008-09-11
• [Presentation] レーザー誘起蛍光分光法による植物生理情報のセンシング (2008)
  • Author(s): 斉藤保典
  • Organizer: レーザー学会 レーザー応用セミナー
  • Place of Presentation: 横浜市慶應義塾大学
  • Year and Date: 2008-07-04
• [Presentation] Feasibility of laser-induced Fluorescence Spectrum(LIFS)Lidar for Floating Pollen Detection (2008)
  • Author(s): Yasunori Saito
  • Organizer: 24th International Laser Radar Conference
  • Place of Presentation: University of Colorado Boulder, Colorado, USA
  • Year and Date: 2008-06-26
• [Presentation] 蛍光ライダーシステムの植物関連計測への応用研究 (2008)
  • Author(s): 村松良亮, 他
  • Organizer: 応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • Place of Presentation: 金沢工業大学, 石川県野々市町
• [Presentation] 植物生育診断のための同時多波長蛍光画像検出システムの改良 (2008)
  • Author(s): 寺岡仁志, 他
  • Organizer: 応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • Place of Presentation: 金沢工業大学, 石川県野々市町
• [Presentation] 蛍光ライダーによる飛散花粉の検出実験 (2008)
  • Author(s): 市原健太郎, 他
  • Organizer: 第26回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: ホテルパーレンス小野屋, 朝倉市
• [Presentation] レーザー誘起蛍光法による植物生理情報のセンシング (2008)
  • Author(s): 斉藤保典
  • Organizer: レーザー学会東京支部・レーザー応用セミナー
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学, 横浜市
• [Presentation] Feasibility of laser-induced fluorescence spectrum(LIF)lidar for floating pollen detection (2008)
  • Author(s): Yasunori Saito
  • Organizer: 25^<th> Intl. Laser Radar Conf
  • Place of Presentation: Univ. Colorado, Colorad, Boulder, USA
• [Presentation] レーザ誘起蛍光分光法による植物生理情報のセンシング (2008)
  • Author(s): 斉藤保典
  • Organizer: 光産業技術振興協会第4回研究交流会
  • Place of Presentation: 東京, 機会振興会館
• [Presentation] 生物工学とレーザ物理分光学は相性がいい? (2007)
  • Author(s): 斉藤保典
  • Organizer: 日本生物工学会中部支部主催高校生・市民を対象にした生物工学フォーラム
  • Place of Presentation: アスト津橋北公民館(津市)
  • Year and Date: 2007-11-18
• [Presentation] 植物生育診断のための同時多波長蛍光画像検出ジステムの構築 (2007)
  • Author(s): 金原、小林、戸田、川原、斉藤
  • Organizer: 第25回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 駒ケ岳観光ホテル(仙北市)
  • Year and Date: 2007-09-13
• [Presentation] ピコ秒ライダーによる植物生葉クロロフィル蛍光寿命の遠隔計測III (2007)
  • Author(s): 天白、永松、小林、川原、斉藤
  • Organizer: 第25回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 駒ケ岳観光ホテル(仙北市)
  • Year and Date: 2007-09-13
• [Presentation] 植物生育診断のための同時多波長蛍光画像検出システムの構築 (2007)
  • Author(s): 金原和哉, 他
  • Organizer: 第25回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 駒ケ岳観光ホテル, 仙北市
• [Presentation] ピコ秒ライダーによる植物生葉クロロフィル蛍光寿命遠隔計測III (2007)
  • Author(s): 天白赳, 他
  • Organizer: 第25回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: 駒ケ岳観光ホテル, 仙北市
• [Book] "Monitoring of raw material by laser-induced fluorescence spectroscopy" chap. 4.3, in Optical Monitoring of Fresh and Processed Agricultural Crops, ed (2009)
  • Author(s): Yasunori Saito
  • Total Pages: 537
  • Publisher: Manuel Zude, CRC Press(Boca Lato, FL, USA)
• [Book] Optical Monitoring of Fresh and Processed Agricultural Crops の中の4.3 Monitoring Raw Material by Laser-induced Fluorescence Spectroscopy in the Production を執筆 (2009)
  • Author(s): Yasunori Saito
  • Total Pages: 17
  • Publisher: CRC Press (Boca Raton, FL, USA)
• [Book] "Laser-induced fluorescence as an index for monitoring plant activity and productivity related to photosynthesis" Chapeter 11, in Recent Progress of Bio/Chemiluminescence and Fluorescence Analysis in Photosynthesis, ed (2006)
  • Author(s): Yasunori Saito
  • Total Pages: 297
  • Publisher: N. Wada and M. Mimura, Research Signpost(Kerala, India)
• [Book] Laser-induced fluorescence as an index for monitoring plant activity and productivity related to photosynthesis, Chapter 11, in Recent Progress of Bio/Chemiluminescence and Fluorescence Analysis in Photosynthesis(edited by N.Wada and M.Mimuro) (2006)
  • Author(s): Yasunori Saito
  • Total Pages: 297
  • Publisher: Reaserch Signpost (Kerala, India)
• [Remarks]
  • URL: http://kankyou.cs.shinshu-u.ac.jp/marukan/
• [Remarks]
  • URL: http://kankyou.cs.shinshu-u.ac.jp/marukan/