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PHOTOSYNTHESIS ACTIVITY EVALUATING PROGRAM, AND PHOTOSYNTHESIS ACTIVITY EVALUATING DEVICE meetings

Patent code P100000797
File No. 507-995
Posted date Jul 2, 2010
Application number P2009-101126
Publication number P2010-246488A
Patent number P5263744
Date of filing Apr 17, 2009
Date of publication of application Nov 4, 2010
Date of registration May 10, 2013
Inventor
  • (In Japanese)高山 弘太郎
  • (In Japanese)仁科 弘重
  • (In Japanese)水谷 一裕
  • (In Japanese)有馬 誠一
  • (In Japanese)羽藤 堅治
  • (In Japanese)三好 譲
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人愛媛大学
Title PHOTOSYNTHESIS ACTIVITY EVALUATING PROGRAM, AND PHOTOSYNTHESIS ACTIVITY EVALUATING DEVICE meetings
Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosynthesis activity evaluating program and a photosynthesis activity evaluating device based on which and with which automatic and accurate diagnosis of photosynthesis activity by measuring moment-to-moment change in fluorescence of the plant is conducted on growing plants.

SOLUTION: The photosynthesis activity evaluating device 1 includes: the photosynthesis activity evaluating program; a computer 2; a surface light source 3; a long-pass filter through which only fluorescent components are passed; and a photographing apparatus 4 taking a photo of a plant body through the long-pass filter. Image data obtained with the photography apparatus 4 are sent to the computer as fluorescence intensity data. The photosynthesis activity evaluating program obtains a maximum fluorescence intensity P=data d(t) at a point P which corresponds to a maximum value when arranging the fluorescence intensity data d(t) in time series, obtains an average fluorescence intensity ave (S:M) between the minimum point S and the maximum point M each coming out after the point P, and obtains the ratio P/ave (S:M) of the maximum fluorescence intensity P to the average fluorescence intensity ave (S:M).

Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、さまざまなセンサを用いて植物の生体情報を計測して生育状態を診断し、それに基づいて生育環境を適切に制御するというSPA(Speaking Plant Approach)技術の植物工場への導入が検討されている。たとえば、特許文献1には葉の投影面積を測定することによって植物の水ストレスを診断することが記載されている。



また、これ以外にもクロロフィル(以下、Chlと略して表記する。)蛍光画像計測技術が、非破壊かつ非接触で植物体の光合成機能を評価できる手法であるため、SPAに利用可能な植物診断技術として特に注目されている。



図1はChl蛍光の発光メカニズムを示す模式図である。葉に光が入射すると、クロロフィルはこれを吸収して励起状態となる。この励起エネルギーのすべてが光合成に使用されるわけではなく、使用されなかったエネルギーは、熱エネルギーや光エネルギーとして放散される。この光エネルギーとして放散されたものがChl蛍光である。暗処理した葉に一定強度の励起光を照射する(暗期条件から明期条件にする)と、Chl蛍光強度が経時的に変化する現象が確認される。このChl蛍光強度の経時変化を対数時間軸に沿ってプロットした曲線をインダクションカーブとよぶ(非特許文献1、非特許文献2)。図2はインダクションカーブの例を示す模式図である。インダクションカーブの形状は、光合成能力の高低や種々のストレスの影響を受けて大きく変化する。そのため、インダクションカーブの形状の変化を解析することで植物診断が可能となる(非特許文献3)。そして、特許文献2および特許文献3にはChl蛍光強度の経時変化測定を植物診断に適用した例が記載されている。

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は、植物に光を照射して、植物が発する蛍光を経時的に測定することによって、植物の状態を診断することに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
コンピュータを光合成活性評価装置として作用させるためのプログラムであり、
コンピュータに光を照射された植物体より発せられた蛍光強度データを取得させる手順と
コンピュータに異なる測定時間tにおいてこの蛍光強度データd(t)を取得して記憶装置に記憶させる手順と
コンピュータに蛍光強度データd(t)を時系列に並べたときの最大値となる点Pにおける最大蛍光強度P=データd(t)を求めさせる手順と
コンピュータに点Pの後に現れる極小点Sとさらにその後に現れる極大点Mの間の平均蛍光強度ave(S:M)を求めさせる手順と
コンピュータに最大蛍光強度Pと平均蛍光強度ave(S:M)の比P/ave(S:M)を求めさせる手順とを実行させることを特徴とする光合成活性評価プログラム。

【請求項2】
 
前記平均蛍光強度ave(S:M)を求めるために、その時間範囲の開始時間tsと終了時間teが定められており、コンピュータにこの開始時間tsと終了時間teの間の時間に対応する蛍光強度データd(t)の平均値を平均蛍光強度ave(S:M)として求めさせる手順とを実行させる請求項1に記載の光合成活性評価プログラム。

【請求項3】
 
前記最大蛍光強度Pを求めるために、最大値となる点Pを想定する時間Pが定められており、
コンピュータに時間Pにおける蛍光強度データd(P)を最大蛍光強度Pとして求めさせる手順とを実行させる請求項1または請求項2に記載の光合成活性評価プログラム。

【請求項4】
 
請求項1から3のいずれかに記載の光合成活性評価プログラムを有する光合成活性評価装置であり、
光合成活性評価プログラムを作動させるコンピュータと、
植物体に光を照射する面光源と、
植物体からの反射光より蛍光成分のみを通過させるロングパスフィルタと、
ロングパスフィルタを通して植物体を撮影する撮影装置と、を有し、
撮影装置で取得した画像データがコンピュータに蛍光強度データとして送信されるようになした光合成活性評価装置。

【請求項5】
 
コンピュータと面光源とロングパスフィルタと撮影装置を搭載する移動台車を有する請求項4に記載の光合成活性評価装置。
Industrial division
  • Agriculture, forestry
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2009101126thum.jpg
State of application right Right is in force
Shikoku TLO is introducing the seeds of 4 inside 20 university and a technical college. Please ask to the following about the detailed contents of seeds. I am waiting for an inquiry.


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