菌根の拡大・生長の光学的手法による高精度計測とそれによる大気汚染影響評価

利用光学方法高精度测量菌根扩张和生长以及空气污染影响评估

• 批准号: 15651009
• 负责人: 豊岡 了
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15651009/
• 关键词: 統計干渉法; 植物のナノメータゆらぎ; デジタル画像相関法; シロイヌナズナの回旋運動; アカマツの菌根菌との共生; オゾン暴露実験; 高感度環境センシング; ビデオ観察; デジタル相関法; 動的ESPI; 菌根菌; シロイヌナズナ; 回旋運動; 統計的干渉法; DESPI; 生長計測; 生長速度のゆらぎ; レーザ誘起蛍光法

本研究においては、研究代表者らが独自に開発した超高密度非接触変位計測法である「統計干渉法」による植物のナノメータレベルの動きの計測を行い、同時にすでに従来技術であるデジタル画像相関法の応用として、植物の動きの3次元解析を新たに提案した。統計干渉法による実験では、これまで誰も見たことがない新規な現象として「ナノメータゆらぎ」を発見した。さらに、この現象が環境負荷に対して敏感に応答するという新しい知見を得た。以下にこれらの成果を要約する。1)植物の茎および根が成長過程で回線運動をすることは古くから知られているが、本研究においては、デジタル画像相関法により、3次元的な運動をサブミリメータレベルの精度で定量解析した。2)植物の成長を「統計干渉法」によって秒レベルのサンプリング間隔でナノメータレベルの分解能で計測したところ、健康な植物においては、不規則な伸縮を繰り返す「ナノメータゆらぎ」現象が新規に確認された。3)植物の大気環境ストレス応答実験として、オゾンシロイヌナズナへのオゾン暴露実験をおこなったところ、ナノメータゆらぎが短時間に減衰し、注意報レベルのオゾン濃度で十分敏感に反応することが確認された。4)アカマツの根のナノメータレベルの動きは、菌根との共生に大きく依存することが、統計干渉法による計測の結果から確認された。以上、統計干渉法によって観察される「植物のナノメータゆらぎ」は、植物学の分野にこれまでにない全く新しい計測手段を提供し、また環境センシングという意味においても、新しい指標となる可能性を秘めており、新しい研究分野の萌芽として、今後の研究の進展を予感させる興味深い成果が得られた。

在这项研究中，我们通过“统计干扰方法”来测量植物的纳米水平的运动，该方法是一种超高密度非接触测量方法，由研究代表独立开发，同时又是独立的。 ，已经提出了对植物运动的三维分析，这已经是一种常规技术。在对统计干扰的实验中，我们发现“纳米波动”是以前没人见过的一种新现象。此外，我们有一个新的知识，即这种现象对环境影响有敏感性。以下是这些结果的摘要。 1）长期以来，众所周知，植物的茎和根在生长过程中进行线条锻炼，但是在这项研究中，数字图像相关方法具有三维运动，并具有二次级水平的准确性。 2）当通过“统计干扰方法”以第二级的采样间隔分辨出植物的生长，以“纳米波动”现象在健康中重复不规则扩张和收缩在健康中新证实的“纳米波动”现象。植物。 。 3）作为对植物的空气环境应力的实验测试，进行了臭氧暴露实验，向Ozonsiloinazunazuna进行了实验。 4）从统计干扰的测量结果中证实了红松根部的纳米水平，即根的纳米级运动取决于罢工的共生。上面，通过统计干扰方法观察到的“植物的纳米波动”在植物科学领域提供了一种全新的测量手段，并且有可能成为环境感知的新指标。一个新的研究领域，获得了一个有趣的结果，以预见未来研究的进步。

项目成果

Colour-based estimation of rhizome age in Phragmites australis

基于颜色的芦苇根茎年龄估计

• 发表时间: 2004
• 期刊: Wetlands Ecology & Management 12
• 作者: S.Karunaratne;T.Asaeda;S.Toyooka
• 通讯作者: S.Toyooka

光による植物の動態計測

利用光测量植物动态

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本非破壊検査協会平成16年度秋季大会予稿集
• 作者: 仁平智;豊岡了;門野博史;金子昌弘;濱本宏
• 通讯作者: 濱本宏

高精度光波干渉計を用いた植物の動態計測

使用高精度光波干涉仪测量植物动态

• 发表时间: 2004
• 期刊: 埼玉大学紀要・工学部 37
• 作者: 豊岡 了;門野博史;三輪 誠
• 通讯作者: 三輪 誠

統計干渉法を用いたオゾンストレス下の植物の生長計測

使用统计干涉测量法测量臭氧胁迫下的植物生长

• 发表时间: 2005
• 期刊: Optics Japan 2005 講演予稿集
• 作者: 清水直也;幡野敬典;門野博史;豊岡 了
• 通讯作者: 豊岡 了

高橋玄洋, 門野博史, 豊岡 了: "バイオスペックル差画像法による植物活性のモニタリング"日本非破壊検査教会平成14年度春季大会講演概要集. 217-220 (2003)

Genyo Takahashi、Hiroshi Monno、Ryo Toyooka：“利用生物斑点差异成像监测植物活动”日本无损检测教会 2002 年春季会议的演讲摘要集 217-220 (2003)。