環境を配慮した作物生育最適化のための定量的イメージング技術の開発
【研究分野】農業情報工学
【研究キーワード】
リアルタイムイメージング / アイソトープ / イネ / 養分元素 / マグネシウム28 / カドミウム109 / β線放出核種 / γ線放出核種
【研究成果の概要】
植物の養分元素の動態をリアルタイムで計測するために養分元素の放射性同位体を用いたイメージング装置の開発を行った。平成22年度は装置の分解能ならびに感度向上、植物試料の調製法について検討を行った。使用するアイソトープから放出される放射線のエネルギーにより分解能ならびに感度が異なるため、まず、リン(P-32)について、β線を光に変換するシンチレータの種類、厚さを検討した。分解能を求めるため、放射性リンをインクと混合し格子状の標準試料をインクジェット印刷により調製することが可能となった。得られた画像を解析したところ、分解能が約50μmに向上したことが判った。シンチレータについてはテーパーフォスに蒸着させたものと、ガラス板に蒸着させたものを比較したが、テーパーフォスの方が感度・分解能共に高いことが示された。植物試料については、地上部に光を照射し、地下部は遮光させた状態で、根から吸収されたリン酸が地上部へ移行するイメージングが可能となった。イネについては、土壌に生育させた場合と水耕液に生育させた場合のリン酸吸収動態のリアルタイム画像の比較を行うことが初めて可能となった。暗いところから明るいところまでイメージングすることは蛍光イメージングでは不可能であること、また土壌や溶液の中の化学物質の動態をリアルタイムで可視化させたことは初めての成果であり、現在論文を準備中である。リン酸吸収動態の連続画像を解析した結果、水耕栽培の場合には土壌栽培と比較してイネの吸収量は10-30倍高くまた生育もはるかに良いことが判ったまた土壌栽培の場合には根近傍土壌中のリン酸のみが根に供給されていることが示された。
【研究代表者】