2005 Fiscal Year Annual Research Report

レーザー誘起蛍光を指標とする植物健康診断・計測法の開発

Research Project

Project/Area Number	17360191
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	斉藤保典信州大学, 工学部, 教授 (40135166)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川原琢也信州大学, 工学部, 助手 (40273073) 井上直人信州大学, 農学部, 教授 (80232544)
Keywords	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、申請期間内では、(1)レーザー照射により誘起された植物生体内有機分子からの蛍光の検出による、(2)植物生理に関する動的な反応情報の取得と理解、の課題を設定している。平成17年度は、(1)に関しての「レーザー誘起蛍光計測システムの改良と製作」を行った。 1)植物蛍光スペクトルの基礎資料の作成 355nmレーザーを誘起光源とした蛍光計測システムを用いて、各種植物生体内誘起色素の蛍光スペクトルを測定した。クロロフィルa・b、βカロテン、糖類、ポリフェノール類、ビタミン類からの蛍光を確認した。有機酸、キサントフィル類からは明確な蛍光は得られなかった。 2)スペクトルと画像を融合した蛍光計測システムの改良・製作 2-1)蛍光スペクトルの形状の遠隔計測システム:1)の結果を踏まえて、自然界に生息する植物の蛍光スペクトル形状を遠隔測定が可能な計測システムを構築した。QスイッチNd:YAGレーザー(355nm、3.2mJ/pulse、6ns、10Hz)を誘起光源、直径25cmの天体観測用望遠鏡を蛍光集光系、1)のシステムを検出系とするシステムを製作した。約40m離れた場所に自生するポプラの葉からの蛍光スペクトル計測を行った。685nmと740nmにピークを有する赤・近赤外蛍光と、460nmと530nmにピークを持つ青・緑蛍光を含むスペクトルが得られた。1)との比較により、前者は葉内クロロフィルaからの蛍光、後者はカロテノイド系有機分子からの蛍光と推察された。 2-2)多波長蛍光画像の同時計測システム:上記に含まれる多波長蛍光を画像として同時に取得できるシステムを開発する。反射面を4分割にして、4画面が独立して同時に一つのCCD素子に結像する光学系を製作した。光軸微調整機構と蛍光波長選択用フィルター取り付け機構の作成を急いでいる。4画像の同時取得には成功している。