微小藻類を対象としたクロロフィル蛍光顕微画像計測

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クロロフィル蛍光は、光合成生物から発せられる自家蛍光の一種で、様々な光条件下でのクロロフィル蛍光値から、光合成活性の解析に有用な蛍光パラメータを算出することができる。クロロフィル蛍光画像計測は、各画素ごとに蛍光パラメータを算出した蛍光パラメータ画像を用いて、光合成活性の分布について評価する手法である。本研究では、このクロロフィル蛍光画像計測に顕微鏡を導入し、藻類を対象としたクロロフィル蛍光顕微画像計測を試みた。まず、Sprogyra distentaを対象として、生育ステージの違いが、除草剤による光合成障害に及ぼす影響について検討した。解析には、光合成電子伝達と高い相関を示す蛍光パラメータ画像(Φ_<PSII>)を用いた。湖沼への流出が指摘されているDCMU系除草剤を、成熟したSprogyra distentaと若いSprogyra distentaにそれぞれ同一の濃度で与えたところ、若いSprogyra distentaのΦ_<PSII>に大きな低下が確認された。藻類の繁殖と成長には、一般に季節的な周期性が見られる。そのため、この結果は、湖沼に流出した除草剤の危険性が、季節によって変動することを示唆していた。さらに、合焦法を用いた3Dクロロフィル蛍光顕微画像計測システムの構築を行い,形状の複雑な藻類及び植物葉に対して,Φ_<PSII>を用いた光合成機能の解析を試みた。合焦画像算出にあたっては、顕微鏡のステージを正確なピッチで移動させて、高さの異なるクロロフィル蛍光画像(焦点面画像)を複数枚撮像した。この焦点面画像間で、画素ごとに合焦の度合い度合を比較し、合焦画像を算出した。これによって,対象の形状を3次元で把握しながら,同時に非破壊で対象の光合成機能を解析することが可能になった。