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クロロフィルa蛍光の高速動画像計測システムの開発と光合成電子伝達反応の診断

Research Project

Project/Area Number 04J11632
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Agricultural environmental engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo
Research Fellow 小西 充洋  東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords高速動画像 / 共焦点顕微鏡 / イメージングライダー / 熱赤外画像 / PRI / クロロフィル蛍光 / 三次元 / 微細藻 / 高速動画像計測システム / 共焦点顕微鏡システム / 3D / 飽和パルス法 / 孔辺細胞 / 葉肉細胞 / 画像計測 / 光合成電子伝達 / 分光 / クロロフィル濃度
Research Abstract

昨年度までに開発した共焦点三次元クロロフィルa蛍光高速動画像計測システムを用いて,シダ植物の孔辺細胞,表皮細胞,葉肉細胞内の葉緑体の光合成電子伝達の量子収率を比較した。これら3種の葉緑体はそれぞれ高さ方向の存在位置が異なるため,本システムによって初めて同時に立体画像としてとらえることが可能となった。その結果,葉肉細胞内の葉緑体,表皮の葉緑体,孔辺細胞の葉緑体の順に光合成電子伝達の量子収率が大きいことが明らかになった。
また,クロロフィルa蛍光画像,熱赤外画像,PRI画像を,イメージングライダーを用いて構築した三次元データにテクスチャマッピングすることによって,植物個体の形状と各種パラメータの関係を解析することが可能となった。植物葉に,除草剤の一種であるバスタを塗布したところ,バスタによる光合成機能障害は,塗布葉の下位葉には見られず,上位葉のみに進行することが示唆された。また,このとき,熱赤外画像から,気孔閉鎖が確認された。しかしながら,PRI画像には変化は見られなかった。
さらに,有用物質を産生する微細藻類の簡便かつ安定した計数および光合成活性の診断を行うため,自家蛍光を利用した。まず,励起光波長および蛍光波長を網羅的に分光する励起-蛍光マトリックス計測によって,微細藻の計数に適した波長を選択した。その結果,クロロフィル蛍光波長域において藻体濃度と蛍光強度が高い相関を示したため,クロロフィル蛍光画像計測システムを用い,一度に多サンプルの藻体濃度を計測できるようにした。また,このシステムを用いて,微細藻類の懸濁液のΦ_<PSII>画像を算出し,異なる光質下で培養された微細藻類の光合成活性の違いを見出した。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2007 2005

All Journal Article Book Patent(Industrial Property Rights)

  • [Journal Article] 3D lidar imaging for detecting and understanding plant responses and canopy structure2007

    • Author(s)
      K.Omasa, F.Hosoi, A.Konishi
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany 58

      Pages: 881-898

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 蛍光計測を用いたAmphidinium sp.の濃度測定-培養時の光質が増殖速度に及ぼす影響-2007

    • Author(s)
      小西充洋, 大政謙次, 林正雄, 増田篤稔, 小澤知子, 津田正史
    • Journal Title

      Eco-Engineering 19・2(In press)

    • NAID

      10020127087

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Imaging of the Red and Far-red Chlorophyll Fluorescence of the Ozone Injured Plant Leaf2005

    • Author(s)
      Konishi A., Endo R., Omasa K.
    • Journal Title

      Phyton 45・FASC.4

      Pages: 487-487

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Ozone Exposure on the Photosynthetic Activity at Cellular Level : Chlorophyll Fluorescence Microscopic Imaging Analysis2005

    • Author(s)
      Endo R., Konishi A., Omasa K.
    • Journal Title

      Phyton 45・FASC.4

      Pages: 493-493

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Book] 農業・環境分野における先端的画像情報利用-ファイトイメージングからリモ-トセンシングまで-2007

    • Author(s)
      大政謙次 編著
    • Total Pages
      155
    • Publisher
      社団法人 農業電化協会
    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 培養システムに具備する微細藻類の増殖活性測定方法および微細藻水の増殖活性測定装置2007

    • Inventor(s)
      大政謙次, 小西充洋, 小澤知子, 増田篤稔
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人東京大学
    • Filing Date
      2007-03-02
    • Acquisition Date
      2007-03-07
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-03-31   Modified: 2016-04-21  

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