2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of a novel real-time abiotic stress detection method for plants to contribute increase of food production
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20K05572
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
呉 行正 福岡工業大学, 工学部, 教授 (70234961)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 水草 / 溶存酸素 / ビーム偏向法 / 蛍光消光法 / 重金属ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.水草表面近傍のO2等の生理活性物質の輸送過程の高感度in-situリアルタイムモニタリング法の確立: 今まで作製したビーム偏向・蛍光・吸光度同時測定系の問題点を改良し、蛍光消光によるO2の定量法を確立した。具体的には、蛍光性プローブ（Ru錯体）を水草培養液に添加し、水草表面近傍の蛍光強度Fを測定することにより、溶存酸素の濃度をStern-Volmer式によって求めた。また、温度の変化を補正する方法と溶存酸素濃度を計算するアルゴリズムを開発した。さらに、溶存酸素などの生理活性物質の水草表面での出入り過程をビーム偏向法でモニタリングした。
2.葉、茎、根など各部位近傍の非生物的ストレスを含む環境ストレスへの応答モニタリング：アナカリスなどの水草をモデル植物として用い、培養液にRu錯体（10-6M）を入れ、太陽光擬似LED光源照射下、葉、茎等異なる部位のビーム偏向信号と蛍光をモニタリングし、各部位近傍の溶存酸素の濃度変化、偏向信号変化を比較した。結果として、水草の葉の中間部位において、光合成反応や呼吸過程に伴う溶存酸素の濃度変化と生理活性物質の出入りによる偏向信号の変化がすべての部位で最も大きかったことが分かった。また、重金属イオンが存在すると、溶存酸素の及び偏向信号の時間変化が大きく変化することも分かった。これは本方法が重金属ストレスの測定に利用できることを意味する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今までの経験を生かして、ほぼ計画通りに進んできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず本法で植物の重金属ストレスの濃度依存性及び肥料依存性を解明する。次に、本法で重金属ストレス以外の非生物的なストレスの計測に応用してみる。例えば、酸性雨によるストレスを計測する。さらに、水生植物以外の陸生植物にも応用してみる。
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| Causes of Carryover |
コロナの関係で当初予定していた学会参加旅費が使わなくなったので、次年度の学会参加旅費か消耗品に使用する。
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