| 研究課題/領域番号 |
19H03081
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
荊木 康臣 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (50242160)
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| 研究分担者 |
佐合 悠貴 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (20648852)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
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| キーワード | クロロフィル蛍光 / 光化学分光反射指数PRI / PPFD / PS2量子収率 / 光合成電子伝達速度 / 画像解析 / イチゴ / PSII量子 / PRI / ETR / 分光反射 / マッピング / 電子伝達速度 / 植物個体群・群落 / 反射画像 / 蛍光画像 / 画像計測 / 光化学分光反射 / PSII量子収率 / 光化学分光反射指数 / CNNモデル / 植物群落画像解析 / 光強度分布 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、植物の表現型解析（フェノタイピング）において、植物の光合成や生産力などの機能形質の評価を可能にする、群落を対象とした画像解析手法を開発することを目的とする。特に、安価な計測・撮影機器を利用し、クロロフィル蛍光や光化学分光反射指数の画像計測と葉面受光強度分布画像解析を組み合わせて、群落表面におけるPS2量子収率・電子伝達速度などの情報を高速に取得することで、育種分野だけでなく、スマート農業分野において有用となる手法の開発をめざす。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、植物の表現型解析（フェノタイピング）における大量かつ高速解析を可能にする植物ファンクショナルイメージングの手法を開発することを目的として、画像を利用した葉面受光強度分布リアルタイムモニタリングシステムを開発し、クロロフィル蛍光の画像計測やセグメンテーション手法と組み合わせて、イチゴ群落表面においてPS2量子収率・電子伝達速度ETRをマッピングする手法を開発した。さらに、測定（画像化）範囲の拡大をめざし、安価なシステムで計測した光化学分光反射指数（PRI）を利用して、光合成に関する情報のより広範なマッピング手法を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、植物の表現型解析（フェノタイピング）において、植物の光合成に関する機能形質の評価を可能にする、群落を対象とした画像解析手法を開発することを目的とし、安価な計測・撮影機器を利用して、植物の機能形質に関する情報を面的に取得することで、育種分野や栽培管理において有用となる手法の開発をめざした。その結果、反射画像を利用した葉面受光強度分布解析とクロロフィル蛍光画像計測・分光反射指数PRI画像計測を併用することで、群落表面への電子伝達速度等の光合成の情報に関するマッピングが可能となった。本手法は、栽培時の作物の光合成モニタリングや光合成の状態に基づいたスクリーニングへの活用が期待できる。
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