Non-invasive monitoring of environmental stress on plant using functional optical coherence tomography

使用功能光学相干断层扫描对植物的环境胁迫进行无创监测

基本信息

  • 批准号:
    24651023
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2012-04-01 至 2014-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this study, a novel and non-invasive monitoring method of biological activities of plant under environmental stress was developed using an optical coherence tomography (OCT) together with a statistical properties of biospeckle. The biospeckle is generated by the dynamic motion of organelles inside a cell, and hence can reflect the biological activities of plant leaf. The proposed functional OCT system experimentally demonstrated to observe three-dimensionally the biological activities of plant under ozone stress. To analyze the biospeckle signal, two types of analysis were proposed and examined. One is based on the magnitude of the fluctuation (standard deviation) of the signal. The other one is to analyze temporal characteristics of the signal, i.e., a autocorrelaton function of the signal. As experimental results of ozone exposure, it was revealed that those two methods could immediately detect an independent response about environmental condition.
本研究利用光学相干层析成像(OCT)技术,结合生物散斑的统计特性,发展了一种新的非侵入性监测植物在环境胁迫下的生物活性的方法。生物斑点是由细胞内细胞器的动态运动产生的,因此可以反映植物叶片的生物学活动。所提出的功能性OCT系统实验证明,该系统能够三维观察臭氧胁迫下植物的生物学活动。为了分析生物斑点信号,提出并检验了两种类型的分析。一种是基于信号波动(标准差)的大小。另一种是分析信号的时间特性,即信号的自相关函数。臭氧暴露的实验结果表明,这两种方法可以立即检测到对环境状况的独立反应。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optical coherence tomography biospeckle imaging for fast monitoring varying surface responses of a plant leaf under ozone stress
光学相干断层扫描生物斑点成像,用于快速监测臭氧胁迫下植物叶子的不同表面响应
Optical Coherence Tomography (OCT) biospeckle signal analysis to investigate response of plant leaves to ozone
光学相干断层扫描 (OCT) 生物斑点信号分析研究植物叶子对臭氧的反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. K. T. Srimal;H. Kadono;and U. M. Rajagopalan
  • 通讯作者:
    and U. M. Rajagopalan
Functional optical coherence tomography (fOCT) based on biospeckle to monitor environmental stresses on plants
基于生物斑点的功能光学相干断层扫描(fOCT)监测植物的环境胁迫
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. K. T. Srimal;H. Ka dono
  • 通讯作者:
    H. Ka dono
OCT biospeckle imaging to investigate response of plant leaves to ozone
OCT 生物斑点成像研究植物叶子对臭氧的反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. K. T. Srimal;H. K adono;and T. Yonekura
  • 通讯作者:
    and T. Yonekura
Monitoring plant leaf response under ozone stress based on OCT biospeckle signal
基于OCT生物斑点信号监测臭氧胁迫下植物叶片反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. K. T. Srimal;and H. K adono
  • 通讯作者:
    and H. K adono
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