2004 Fiscal Year Annual Research Report

紫外線および大気汚染ガスによる植物生育傷害の早期検出に関する研究

Research Project

Project/Area Number	14580576
Research Institution	Kisarazu National College of Technology
Principal Investigator	福地健一木更津工業高等専門学校, 基礎学系, 助教授 (00218942)
Keywords	紫外線 / オゾン / 植物蛍光 / レーザー誘起蛍光法 / LIFスペクトル / UV-LED / イメージング分光法
Research Abstract	昨年度開発に成功したISA (Imaging Spectrogram Analysis)装置を用いて,ラッカセイの正常葉とUV-Bダメージ葉における葉内の蛍光分布をイメージング分光法によって同時計測し,UV-B照射がラッカセイ葉の細胞組織に及ぼす影響を調査した。また,屋外測定用のLIF (Laser Induced Fluorescence)測定装置の開発の一環として,UV-LED光源の試作を行い,以下の知見を得た。 (1)UV-Bストレスによる蛍光の葉内分布変化正常葉では,柵状組織内で葉の深部にいくに従ってF740/F685(クロロフィルからの740nmと685nmの蛍光強度比)が増加するが,UV-B照射葉では深さに関係なくほぼ一定の値を示した。また,UVB照射によって上面表皮付近でF430(フラボノイド等からの430nm付近の蛍光強度)が著しく増加するが,オゾン等の大気汚染ガス暴露葉と異なり,柵状組織内におけるF430の増加は認められなかった。これらのことから,ISA装置を用いて,葉に生じた障害を細胞組織と関連付けて分析することができ,LIFスペクトル変化から生育診断を行う際に,葉内情報をもとにその要因を調べる一手法として利用可能であることが分かった。 (2)UV-LED光源の試作 LIF測定時の励起光源として,UV Ar^+レーザーの代わりに波長380nm付近にピークを持つUV-LEDを用いたシステムの開発に取り組んだ。使用したUV-LEDは,可視領域に僅かな発光が観察されることと,発熱量が多く試料(生葉)に接近させて照射する場合,葉への熱ダメージが避けられないことが分かった。そこで,可視領域と赤外領域をカットするバンドパスフィルタ(透過ピーク波長385nm)を作成し,これとUV-LEDを組合わせることで,LIF測定が可能になることが明らかとなった。