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農作物の生育異状の早期発見のためには、形態的な生異変状だけでなく、光合成のような生理機能の異状の画像診断法の開発が望まれる。クロロファルの蛍光誘導期現象は、光化学系IIの電子受容体Q_Aの酸化還元状態を反映し、初期光化学反応、電子伝達反応、炭酸固定反応などの光合成の各々の反応過程の状態に影響されることが知られている。本研究では、このクロロフィル蛍光誘導期現象を画像計測し、農作物の生育異状を診断する手法について検討した。このため、まず、葉の生長に伴う光合成器官の発達を蛍光の画像計測と二酸化炭素の吸収を測定することにより調べた。その結果、蛍光誘導期現像IDPSMTのパターンはその組織の発達段階により特徴が変化し、また、光合成機能の発達と深い関係をもつことが明かになった。具体的には、先端の葉では、光合成機能が未発達のためにピークPが小さく、I、S、Mといった誘導期現像の典型的な肩が認められなかった。また、老化葉では、Pの低下に加えて、SMTの変化が大きくなった。次に、種々の環境ストレス(夜温変化や紫外線、汚染ガスなど)による光合成機能への影響について検討し、蛍光誘導期現像の最も蛍光強度が大きくなるPのレベルでの画像を解析することにより、環境ストレスの早期診断が可能であることがわかった。さらに、蛍光誘導期現像を画像解析することにより、葉の局所部位における光合成反応への影響の違いを明かにすることができた。今年度は、これらの研究成果をとりまとめ、報告書の作成を行った。
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