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水ポテンシャル測定方法及び水ポテンシャル測定装置 新技術説明会

国内特許コード P120006685
整理番号 SHINGI20120207
掲載日 2012年2月23日
出願番号 特願2011-092874
公開番号 特開2012-225736
登録番号 特許第5717066号
出願日 平成23年4月19日(2011.4.19)
公開日 平成24年11月15日(2012.11.15)
登録日 平成27年3月27日(2015.3.27)
発明者
  • 松嶋 卯月
  • 庄野 浩資
出願人
  • 国立大学法人岩手大学
発明の名称 水ポテンシャル測定方法及び水ポテンシャル測定装置 新技術説明会
発明の概要 【課題】サイクロメータやプレッシャーチャンバーの方法とは異なり、蛍光試薬をプローブとして用いた水ポテンシャル測定方法及び水ポテンシャル測定装置を提供すること。
【解決手段】本発明の水ポテンシャル測定方法は、浸透圧調整用の試薬を用いて、水の浸透圧を多段階に調整した複数の溶液を作り、溶液に蛍光試薬をそれぞれ溶解させて蛍光試薬溶液とし、複数の蛍光試薬溶液をサンプルの複数の測定点にそれぞれ供給し、測定点におけるそれぞれの蛍光試薬溶液の浸透状態を蛍光画像として取得し、取得した蛍光画像からそれぞれの測定点における平均輝度を算出し、それぞれの測定点における平均輝度とそれぞれの測定点に供給した蛍光試薬溶液の浸透ポテンシャルとからサンプルの水ポテンシャルを決定するものである。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


世界的な食糧不足の懸念が高まるにつれ、農業用水不足の問題が改めてクローズアップされている。農業における水利用の効率化は食糧供給問題を解決する上で重要な課題である。水利用の効率化を実現するためには、植物に対していかに効率的に必要量の水だけを与えるかが重要になる。
植物の水要求度の指標である「水ポテンシャル」は、植物の水要求に即した水を効率よく供給するためのパラメータとして用いることができる。
しかし、現在のところ、その測定にはサイクロメータやプレッシャーチャンバーをはじめとする高価で大掛かりな装置が必要であり、簡易な水ポテンシャル測定法の確立が求められている。
サイクロメータは、熱平衡に達したとき植物葉の全ポテンシャルエネルギーと大気中の水蒸気のポテンシャルエネルギーが等しくなる原理を利用し、葉の水ポテンシャルを求める方法である。
プレッシャーチャンバー法は、外部より空気圧を加え、切り口から内部の液が噴出した時の圧力をもって、葉の水ポテンシャルとする方法である。
なお、プレッシャーチャンバー法による測定法は、緑葉裏面の気孔が閉じた深夜でなければ測定できず、現場でその水ストレスを算出して表示することができないことから、分光反射率特性による計測方法も提案されている(特許文献1、特許文献2)。
分光反射率特性による計測方法は、緑葉に光を照射し、その反射光・透過光を分光して500~800nmの連続波長に対して分光反射率を算出し、それが急激に立ち上る(一次微分が高い)波長域(レッドエッジ)を求め、そのレッドエッジ又はその中心波長の推移から水ストレスを判断するものである。

産業上の利用分野


本発明は、特に植物の水分保持力を測定する水ポテンシャル測定方法及び水ポテンシャル測定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
浸透圧調整用の試薬を用いて、水の浸透圧を多段階に調整した複数の溶液を作り、前記溶液に蛍光試薬をそれぞれ溶解させて蛍光試薬溶液とし、複数の前記蛍光試薬溶液をサンプルの複数の測定点にそれぞれ供給し、前記測定点におけるそれぞれの前記蛍光試薬溶液の浸透状態を蛍光画像として取得し、取得した前記蛍光画像からそれぞれの前記測定点における平均輝度を算出し、それぞれの前記測定点における前記平均輝度とそれぞれの前記測定点に供給した前記蛍光試薬溶液の浸透ポテンシャルとから前記サンプルの水ポテンシャルを決定することを特徴とする水ポテンシャル測定方法。

【請求項2】
浸透ポテンシャルが異なる複数の蛍光試薬溶液をサンプルのそれぞれの測定点に供給するステップと、
前記測定点におけるそれぞれの前記蛍光試薬溶液の浸透状態を蛍光画像として取得するステップと、
取得した前記蛍光画像からそれぞれの前記測定点における平均輝度を算出するステップと、それぞれの前記測定点における前記平均輝度とそれぞれの前記測定点に供給した前記蛍光試薬溶液の浸透ポテンシャルとから前記サンプルの水ポテンシャルを決定するステップとを有することを特徴とする水ポテンシャル測定方法。

【請求項3】
前記サンプルが植物の葉であり、前記葉に傷を付けることで前記測定点とし、決定された前記水ポテンシャルから前記植物の水ストレスを判断することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水ポテンシャル測定方法。

【請求項4】
浸透ポテンシャルが異なる複数の蛍光試薬溶液をサンプルのそれぞれの測定点に供給し、それぞれの前記測定点における平均輝度と前記蛍光試薬溶液の浸透ポテンシャルとから前記サンプルの水ポテンシャルを決定する水ポテンシャル測定装置であって、
それぞれの前記蛍光試薬溶液をそれぞれの内部に収容する複数の溶液供給容器と、
複数の前記溶液供給容器を動作させる駆動手段と、
励起フィルターを介して前記サンプルに光を照射する励起光源と、
蛍光フィルターを介して前記測定点における蛍光画像を取得する撮像手段と、
取得した前記蛍光画像からそれぞれの前記測定点における前記平均輝度を算出する輝度算出手段と、
前記輝度算出手段で算出したそれぞれの前記測定点における前記平均輝度とそれぞれの前記測定点に供給した前記蛍光試薬溶液の浸透ポテンシャルとから前記サンプルの水ポテンシャルを決定する水ポテンシャル算出手段と
を備えたことを特徴とする水ポテンシャル測定装置。

【請求項5】
前記溶液供給容器を筒状部材で構成し、前記筒状部材の先端部に前記蛍光試薬溶液を流出させる溶液供給口を形成し、前記溶液供給口を前記サンプルに接触させることを特徴とする請求項4に記載の水ポテンシャル測定装置。

【請求項6】
前記サンプルが植物の葉であり、前記筒状部材の前記先端部で前記葉に傷を付けるとともに前記蛍光試薬溶液を前記傷に供給することを特徴とする請求項5に記載の水ポテンシャル測定装置。
産業区分
  • 試験、検査
  • 農林
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011092874thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) 2012年2月7日(火) 帯広畜産大学、北東・地域大学コンソーシアム 新技術説明会
岩手大学地域連携推進センターでは、岩手大学における知的財産の創出・管理・活用のマネジメントをしております。上記の特許等にご興味がありましたら、下記問い合わせ先にご相談ください。


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