紫外線および大気汚染ガスによる植物生育傷害の早期検出に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580576
• Research Institution: Kisarazu National College of Technology
• Principal Investigator: 福地 健一 木更津工業高等専門学校, 基礎学系, 助教授 (00218942)
• Keywords: 紫外線 / オゾン / 植物蛍光 / レーザー誘起蛍光法 / LIFスペクトル / 蛍光の葉内分布 / イメージング分光法

Research Abstract

昨年度の研究で,植物葉のLIF(Laser-induced fluorescence)スペクトル変化から,紫外線およびオゾンによるラッカセイ葉の初期障害の程度評価とストレス原因の特定が可能であることを明らかとした。本年度は,(1)UV-Bで障害を受けたラッカセイ葉に複合ストレスとしてUV-Aを照射した際のLIFスペクトルの変化と光合成活性度変化の測定および(2)新たに開発したISA(Imaging spectrogram analysis)装置を用いた蛍光葉内分布の全波長同時計測を行い,以下の知見を得た。
1)正常葉に対する通常量程度のUV-A照射は,葉の光合成活性にほとんど影響を及ぼさないが,UV-Bによって障害を受けた葉に対しては,著しい活性低下をもたらし,相乗的なストレス要因となる。また,UV-BとUV-Aの複合影響評価に,530nmと685nmの蛍光強度比(F685/F530)を指標として用いることができること等が分かった。
(2)顕微鏡,イメージング分光器,モノクロチルドCCD等を組み合わせて,葉の断面の蛍光分布を全可視領域にわたり同時測定することが可能なISA装置を開発した。ISA装置を用いてラッカセイ正常葉の蛍光葉内分布を測定した結果400nm〜600nmの青緑色蛍光は上面表皮で強く観察されることが分かった。また,クロロフィル蛍光(F685:685nm付近の蛍光およびF740:740nm付近の蛍光)は柵状組織で強く観察されるがF740はF685より葉の深部でも強く観察されることから,正常葉では短波長側の蛍光が葉内において再吸収され効率よく光合成に利用されていることが分かった。
以上ことからLIFスペクトル測定とISA装置による蛍光の葉内分布測定を組み合わせることで,より精度の高い植物生育診断が可能であることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 福地健一, 高橋邦夫, 立本英機: "イメージング分光画像解析装置を用いたレーザー誘起蛍光の案内分布計測"木更津工業高等専門学校紀要. 第37号. 77-88 (2004)
• [Publications] 福地健一, 高橋邦夫, 立本英機: "オゾン暴露および紫外線照射によるラッカセイ本葉のLIFスペクトル変化"大気環境学会誌. 第39巻2号. 89-96 (2004)