Photochemical Reflectance Index (PRI)

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K05592
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39020:Crop production science-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Kohzuma Kaori 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (70704899)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 反射分光 / 光合成 / 環境応答 / ハイパースペクトルイメージング

Outline of Final Research Achievements

In a fluctuating climatic environment, crop　stress conditions need to be detected rapidly to address each problem. In this study, we developed a measurement method for high-throughput monitoring of environmental stress in plants using photochemical reflectance index (PRI), which is one of the parameters for remote-sensing and detects changes at 530 nm. First, we physiologically validated what PRI is detecting using Arabidopsis mutants. Next, we captured PRI changing under excess light and drought stress as visual information by a hyperspectral camera. Based on these results, we performed stress detection in a field maize community and showed that PRI could be an effective tool in agriculture.

Free Research Field

光合成

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物の環境ストレスの指標として光合成能力を評価する方法は一般的である。これまで、植物の光合成挙動をin vivoで測定する方法としては、パルス変調（PAM）を用いたクロロフィル蛍光解析法がよく知られており、FV/FMは光合成研究だけでなく多方面において植物の健全性の指標として使われてきた。しかし、この測定には暗黒処理や飽和パルス光が必要であり、広域や光環境下でのリアルタイム測定は難しいという問題があった。PRIはこれらを解決できることから、野外や植物工場といった農業現場での簡便な作物健康診断ツールとしての活用が期待される。