2014 Fiscal Year Research-status Report
葉表皮の非破壊分光透過率計測に基づく植物の有害紫外線に対する影響評価
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26340054
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| Research Institution | Kisarazu National College of Technology |
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Principal Investigator |
福地 健一 木更津工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00218942)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嘉数 祐子(大野祐子) 木更津工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30455117)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | UV-Bストレス / 蛍光スペクトル / クロロフィル蛍光 / 表皮の分光透過率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，植物葉表皮の紫外領域における分光透過率の変化を，異なる励起波長で得られる蛍光スペクトルの変化に基づき，非破壊・非接触で評価する手法を新たに確立し，有害紫外線（UV-B）の植物影響を，葉の活性低下が起こる前に検出することを目的としている。本年度は，キセノンランプを光源として波長320nmから440nmの励起光を20nm毎にトベラ,ポトス，ラッカセイの各葉に照射して蛍光スペクトルを測定し，波長685nm付近のクロロフィル蛍光強度（F6875）の励起波長依存を調べた。
まず，トベラの正常葉と表皮を削いだ葉の双方で，蛍光スペクトル計測を行った。F685の励起波長依存について，440nmで励起した時の値を基準とした相対強度を励起波長毎に求め，それらを比較することで，表皮の相対分光透過率を見積もった。蛍光強度から見積もった透過率と，分光光度計で計測した，削いだ表皮の透過率の実測値を比較すると，良い一致を示すことが分かった。また，蛍光スペクトルからF685を求める際，フラボノイド等の葉内色素に由来する緑色蛍光（F530）が重なってしまうため，F530の裾野成分をバックグラウンドとして差し引く必要があることが分かった。次に，F685の励起波長依存の測定に基づく方法で，ポトス葉表皮の透過率を求めた。紫外領域での透過率が異なる3枚の供試葉に一定量のUV-B照射を行ったところ，紫外領域の透過率が高い葉ほど，光合成光化学系Ⅱの最大量子収率の減少が大きくなった。最後に，ラッカセイ葉にUV-Bを照射したところ，表皮の紫外領域の透過率が，UV-B照射によって，大きく増加することが分かった。
以上のことから，蛍光スペクトルの変化に基づき，表皮の透過率変化を非破壊で見積もることでき，それに基づいてUV-Bストレスを評価することが可能であることが分かった。
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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
本年度，蛍光スペクトル変化に基づき植物葉表皮の分光透過率変化を非破壊で計測することに成功した。また，当初計画していた常緑樹葉を用いた測定，ポトス葉を用いた測定は全て実施できた。また，ラッカセイ葉を用いたUV-B照射実験も実施できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度の計画において，ラッカセイ葉に対するUV-B照射実験は実施したが，UV-A照射実験及びオゾン暴露実験が未完了であるため，早急にこれらの実験を実施するよう計画する。また，蛍光スペクトルの励起波長依存測定時に，光源装置をパーソナルコンピュータで制御して，波長を自動で変えられるように，システムを改良する。
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