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クロロフィル蛍光と光合成機能における季節変化メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J05444
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 環境動態解析
研究機関東北大学

研究代表者

辻本 克斗  東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードリモートセンシング / 光合成 / クロロフィル蛍光 / PRI / 環境応答 / キサントフィルサイクル
研究実績の概要

本研究は、太陽光によって誘起されるクロロフィル蛍光(SIF)、および植物のストレスの指標として利用される分光反射指数PRIを利用して、植物における光合成機能の季節変化を推定することを目指している。
(1) 植物群落を観測する際に問題となるのが、太陽光の入射角、センサーの観測角、葉の傾斜角および方位角の三者によるSIFとPRIへの幾何学的な影響である。
SIFとPRIが、太陽光の入射角度、センサの観測角度、植物群落の構造(葉の形、傾き)によってどのような影響を受けるかを調べるために晴天日に野外での観測を行い、既存の放射伝達モデルでのシミュレーションとの比較をした。その結果、SIFは観測結果とモデルで同傾向の角度依存が見られたが、可視域バンドを用いるPRIでは観測とモデルの結果はほとんど一致しなかった。特に可視域の反射率スペクトルについて、既存モデルを修正する必要があると考えられる。
(2) SIFは非常に微弱(葉か表面で反射した近赤外放射の3%ほど)な光であるため、これまで野外での蛍光検出は高精度分光放射計でなければ行えないとされていたが、中程度の精度の分光光度計でも高精度の蛍光強度を評価する方法を発案した。2019年秋に追加観測を行いデータを取得し、実験とモデルによる方法の検証結果を論文にまとめて科学雑誌に投稿したが、論文の改訂中に、計算方法に関する新たな問題に直面し、方法の再検討を行っている。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] クロロフィル蛍光と分光反射指数を用いて異なる光合成能力の葉の光合成速度を推定する2019

    • 著者名/発表者名
      辻本克斗、彦坂幸毅
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生育条件の違いがクロロフィル蛍光・分光反射・光合成の環境応答に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      辻本克斗, 彦坂幸毅
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 葉の環境への順化がクロロフィル蛍光・分光反射・光合成の環境応答に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      辻本克斗, 彦坂幸毅
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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