光化学反射指数PRIの画像計測に基づく光合成能の群落内・個体内マッピング

基于光化学反射指数 PRI 图像测量的群落内和个体内光合能力绘图

• 批准号: 17658108
• 负责人: 荊木 康臣
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17658108/
• 关键词: クロロフィル蛍光; PSII量子収率; 分光反射; 培養小枝物体; 画像間演算

本研究では、植物内における光合成能力(最大光利用効率)のマッピング法の開発をめざし、本年度は主に、Photochemical Reflectance Index(PRI)画像計測によるPSII最大量子収率推定法の検討を行った。まず、昨年度構築したPRI画像計測システムに、1)照明光源をより高く設置し散乱光の当たる範囲を拡大する、2)測定対象葉とカメラとの距離を近づけ解像度を上げる等の改良を加え、PRI画像計測における安定性を評価した。実験室内環境においてPSII量子収率が変化しにくいポトス(Epipremnum aureum cv. ‘Lime')を用いて、本システムのPRI画像計測における安定性を調べた結果では、PRI値が±5%(SE)の精度で再現できた。また本システムでは、バレイショ(Solanum tuherosum L.)培養小枝物体に対し、一度の画像撮影で4枚程度の葉のPRI計測が可能であった。次に、バレイショ培養小植物体葉に暗処理を施した後、非常に弱い光(光合成有効光量子束密度でO.1μmolm^<-2>sm^<-1>以下)を照射した時のPRI値を画像計測し、PSII最大量子収率を示すクロロフィル蛍光パラメータFv/Fmとの関係を調べた。その結果、強光処理により一時的にFv/Fmを低下させた場合のみならず、温度条件や培地条件によりFv/Fmを変化させた場合においても、暗処理後弱光下で測定した培養小植物体葉PRIとFv/Fmには相関が認められた。このことは、バレイショ培養小植物体葉において暗処理後弱光下で計測したPRIは、PSIIの最大量子収率に対応している可能性があることを示唆するものであり、培養小植物体における光合成能個体内マッピングヘの応用の可能性が示唆された。

This study is aimed at the development of PSII maximum quantum yield estimation method based on Photochemical Reflectance Index(PRI) profile measurement in plants. 1) Increase in illumination source setting, increase in scattered light range, 2) Increase in measurement distance, increase in resolution, etc. PSII quantum emission rate changes in indoor environment (Epiprenum aureum cv. 'Lime') is used to measure the stability of the PRI profile. The accuracy of the PRI value is ±5%(SE). This article is about Solanum tuherosum L. The PRI measurement of cultivated twigs can be done by measuring the number of leaves in the first degree and the number of leaves in the first degree. After <-2>dark treatment, the <-1>PRI value at the time of irradiation was measured graphically, and the relationship between the maximum quantum yield of PSII and Fv/Fm was adjusted. Fv/Fm of cultured small plants was measured under low light and high light conditions. The possibility of measuring the maximum quantum yield of PRI and PSII under low light after dark treatment in cultured small plant leaves is shown in this paper.