| 研究課題/領域番号 |
12556041
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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 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
生物環境
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
大政 謙次 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (70109908)
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| 研究分担者 |
林 秀則 愛媛大学, 理学部, 教授 (60124682)
沖 一雄 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 講師 (50292628)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | ハイパースペクトルイメージング / 植物成長 / 蛍光スペクトロフォトメーター / クロロフィル含有量 / NPQ / PSII yield / 除草剤 / 水ストレス |
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| 研究概要 |
本研究ではハイパースペクトル画像計測により得られたスペクトル画像データからコムギの窒素施肥の違いによるクロロフィル量や成長の違を診断した。異なる生育時期において計測されたスペクトル画像データのバンド間の比をとり、クロロフィル量と乾物量との関係を検討したところ、550nmと900nmの比が最も相関係数が高く、クロロフィル量との関係ではR^2=0.74、乾物量との関係ではR^2=0.55であった。また、このバンド比画像では、施肥量の違う区のクロロフィル量と乾物量の違いを明確に識別することができた。次に、植物葉の色素や構造、生理機能の情報を非破壊・非接触で得るのに適している蛍光分光計測について検討した。まず、3次元分光蛍光光度計を用いて、暗期乾燥状態におかれたホウレンソウ葉を対象とし、複数の励起波長に対する蛍光スペクトル(励起・蛍光matrix)の経時変化を計測した。その結果,ホウレンソウの相対含水率変化の検知には短波長の紫外線(330nm程度)によって励起したときのF450/F680およびF450/F725が適していることがわかった。さらに、インダクション法と飽和パルス法によるクロロフィル蛍光画像計測が可能なシステムを開発した。そして、このシステムを用いて、除草剤の影響を解析した。除草剤の一つであるネコソギエースによる不可視障害はインダクション法および飽和パルス法のどちらでも検知可能なものであった。インダクション法では、PSIIとPSIの間に光合成電子伝達系の阻害部位があることを特定でき、葉脈周辺部の障害が主にネコソギエースの尿素系成分によって引き起こされたものであると診断することができた。また、飽和パルス法ではqN画像やNPQ画像において、葉面における光合成機能障害の進行程度を定量的に評価することができた。これによって、両計測法の併用による診断が有効であることが示された。飽和パルス法は、その計測に強光(飽和パルス光)の計測対象面への均一な照射が必要なため、広い範囲の計測は困難であるが、インダクション法は、計測に必要な光強度が飽和パルス法の1/10程度ですむため、比較的広い範囲の葉面の計測が可能である。この点からも、クロロフィル蛍光画像計測による植物の光合成機能障害の診断において、両計測法の併用は有効であろう。
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