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菌根の拡大・生長の光学的手法による高精度計測とそれによる大気汚染影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 15651009
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 環境影響評価・環境政策
研究機関埼玉大学

研究代表者

豊岡 了  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (90019753)

研究分担者 門野 博史  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (70204518)
三輪 誠  埼玉県環境科学国際センター, 研究員 (30375589)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード統計干渉法 / 植物のナノメータゆらぎ / デジタル画像相関法 / シロイヌナズナの回旋運動 / アカマツの菌根菌との共生 / オゾン暴露実験 / 高感度環境センシング / ビデオ観察 / デジタル相関法 / 動的ESPI / 菌根菌 / シロイヌナズナ / 回旋運動 / 統計的干渉法 / DESPI / 生長計測 / 生長速度のゆらぎ / レーザ誘起蛍光法
研究概要

本研究においては、研究代表者らが独自に開発した超高密度非接触変位計測法である「統計干渉法」による植物のナノメータレベルの動きの計測を行い、同時にすでに従来技術であるデジタル画像相関法の応用として、植物の動きの3次元解析を新たに提案した。統計干渉法による実験では、これまで誰も見たことがない新規な現象として「ナノメータゆらぎ」を発見した。さらに、この現象が環境負荷に対して敏感に応答するという新しい知見を得た。以下にこれらの成果を要約する。
1)植物の茎および根が成長過程で回線運動をすることは古くから知られているが、本研究においては、デジタル画像相関法により、3次元的な運動をサブミリメータレベルの精度で定量解析した。
2)植物の成長を「統計干渉法」によって秒レベルのサンプリング間隔でナノメータレベルの分解能で計測したところ、健康な植物においては、不規則な伸縮を繰り返す「ナノメータゆらぎ」現象が新規に確認された。
3)植物の大気環境ストレス応答実験として、オゾンシロイヌナズナへのオゾン暴露実験をおこなったところ、ナノメータゆらぎが短時間に減衰し、注意報レベルのオゾン濃度で十分敏感に反応することが確認された。
4)アカマツの根のナノメータレベルの動きは、菌根との共生に大きく依存することが、統計干渉法による計測の結果から確認された。
以上、統計干渉法によって観察される「植物のナノメータゆらぎ」は、植物学の分野にこれまでにない全く新しい計測手段を提供し、また環境センシングという意味においても、新しい指標となる可能性を秘めており、新しい研究分野の萌芽として、今後の研究の進展を予感させる興味深い成果が得られた。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] デジタル画像相関法による植物の回旋運動の3次元解析2006

    • 著者名/発表者名
      金子昌弘, 豊岡 了, 門野博文
    • 雑誌名

      日本非破壊検査協会平成18年度春季大会講演概要集 (編集中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 統計干渉法によるアカマツの根の成長の高密度ナノメータ計測2006

    • 著者名/発表者名
      豊岡 了, R.M.Anura Pushpakumara, 門野博史, 三輪誠
    • 雑誌名

      117

      ページ: 68-68

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 統計干渉法を用いたオゾンストレス下の植物の生長計測2005

    • 著者名/発表者名
      清水直也, 幡野敬典, 門野博史, 豊岡 了
    • 雑誌名

      Optics Japan 2005 講演予稿集

      ページ: 230-231

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高精度光波干渉計を用いた植物の動態計測2004

    • 著者名/発表者名
      豊岡 了, 門野博史, 三輪 誠
    • 雑誌名

      埼玉大学紀要・工学部 37

      ページ: 39-46

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Colour-based estimation of rhizome age in Phragmites australis2004

    • 著者名/発表者名
      S.Karnaratne, T.Asaeda, S.Toyooka
    • 雑誌名

      Wetland Ecology and Management 12

      ページ: 353-363

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 光による植物の動態計測2004

    • 著者名/発表者名
      仁平智, 豊岡了, 門野博史, 金子昌弘, 濱本宏
    • 雑誌名

      日本非破壊検査協会平成16年度秋季大会予稿集

      ページ: 175-178

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋玄洋, 門野博史, 豊岡 了: "バイオスペックル差画像法による植物活性のモニタリング"日本非破壊検査教会平成14年度春季大会講演概要集. 217-220 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kadono, T.Nakamura, K.Matsui, S.Toyooka: "Monitoring of the influence of environmental conditions on the growth of plant using statistical interferometry"Proc.Speckle Metrology 2003. 355-359 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 松井晃治, 門野博史, 豊岡 了: "統計干渉法による植物の生長計測-オゾンによる影響-"第64回応用物理学会学術講演会予稿集. 899 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 豊岡 了, 門野博史, 三輪 誠: "高精度光波干渉技術を用いた植物の動態計測"埼玉大学紀要・工学部. 37(掲載予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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