クロロフィル蛍光動画像計測を用いた植物診断

使用叶绿素荧光视频测量进行植物诊断

基本信息

批准号：
01J06444
负责人：
高山弘太郎
金额：
$ 1.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

クロロフィル蛍光は,光合成の光化学系から直接発せられる蛍光であり,植物葉のクロロフィル蛍光画像を計測することにより光合成活性(電子伝達率や熱放散活性)の葉面上での不均一な分布を評価できる。一方で,葉面温度は植物の気孔を介したガス交換を反映しているため,環境条件(温度・湿度・気流・長波放射・短波放射等)を厳密に制御した計測用チャンバー内で計測された葉面の熱赤外画像から気孔コンダクタンス画像を算出することができる。本研究では,クロロフィル蛍光画像および熱赤外画像の同時計測システムを用いて,異なる光強度条件下(弱光,中程度の光強度,強光)においてアブシシン酸処理を行い,光合成電子伝達率(Φ_<PS II>)画像および吸収した光エネルギーの熱としての放散を示す(NPQ)画像,気孔コンダクタンス画像を経時的に計測した。弱光条件下では気孔コンダクタンスが低下しても,電子伝達率および熱放散活性は変化しなかった。中程度の光強度条件下では,気孔コンダクタンスがわずかに低下しても電子伝達率および熱放散活性は変化しなかったが,特定の閾値以下にまで気孔コンダクタンスが低下すると,電子伝達率は低下し,熱放散活性が上昇した。強光条件下では,気孔コンダクタンスがわずかに低下しただけで,電子伝達率が減少し,熱放散活性が高まった。このことから,気孔閉鎖によって吸収した光エネルギーが余剰になった場合,その余剰分がわずかなときには主に光呼吸によって余剰光エネルギーを消費したものと考えられ,気孔がさらに閉鎖し吸収した光エネルギーを光合成および光呼吸で消費しきれなくなると,過剰電子がWater-waterサイクル等に流れ,熱放散活性を大きくして過剰光エネルギーを熱として放散していることを始めて画像を用いて示された。また,熱放散活性が大きくなる気孔コンダクタンスの閾値は光強度条件により異なることが示された。

叶绿素荧光是直接从光合光合系统发出的荧光，通过测量植物叶的叶绿素荧光图像，可以评估光合作用活性的异质分布（电子传递速率和热量耗散活性）。另一方面，由于叶子温度反映了通过植物气孔的气体交换，因此可以根据在测量室中测量的叶子的热红外图像计算出气孔电导图像，该图像严格控制环境条件（温度，湿度，气流，长波辐射，短波辐射等）。 In this study, abscisic acid treatment was performed under different light intensity conditions (weak light, medium light intensity, strong light) using a simultaneous measurement system for chlorophyll fluorescence images and thermal infrared images, and photosynthetic electron transfer coefficient (Φ_<PS II>) images, and (NPQ) images showing the heat dissipation of absorbed light energy, and stomatal conductance images were measured over time.在弱光条件下，即使在降低气孔电导的情况下，电子转移系数和热量耗散活性也保持不变。在中等的光强度条件下，即使气孔电导率略有降低，电子的转移速率和热量耗散活性也保持不变，但是当气孔电导率降低到一定阈值以下时，电子传递速率和热量耗散活性增加。在强光条件下，气孔电导率仅略有下降会导致电子转移速率降低并增加散热活性。由此，可以相信，当造口闭合吸收的光能变为盈余时，当过量量较小时，多余的光能主要是通过光呼吸消耗的。当造口症进一步关闭并且吸收的光能无法通过光合作用和光振动性消耗时，多余的电子流入水中周期等，增加了热量散热活性并将过量的光能作为热量作为热量，以表明多余的光能作为热量散发为热量。还表明，气孔电导的阈值增加了散热活性，这取决于光强度条件。