2種のUV励起光によるラッカセイ生葉のLIFスペクトル変化および蛍光葉内分布 Spectral Variations of Laser Induced Fluorescence from Peanut Leaves and Characteristics of Transverse Distribution of Fluorescence in leaves Excited at 325nm and 375nm

波長325 nmと375 nmのUVレーザーを励起光源としてUV-B, オゾンおよび水分ストレスを与えたラッカセイ生葉におけるLIFスペクトルの測定を行った結果, 次の知見を得ることができた.(1)ラッカセイ生葉を波長の短い325 nmで励起した場合は, 375 nmで励起した場合と比較して相対的に青緑色蛍光が大きく見られた.(2)UV-Bストレスに対する蛍光強度比R685/530の変化は, 325 nm励起の場合と375 nm励起の場合では異なった変化を示した. 375 nm励起の場合はUV-Bストレス負荷に対してR685/530の値は単調に減少するが, 325 nm励起の場合は54 kJm-2以上のUV-B 照射においてR685/530の値が増加する傾向が見られた.(3)(2)で述べた325 nm励起におけるR685/530の増加は, オゾンストレスや水分ストレスでは見られなかった.以上のことから, 325 nm励起のLIFスペクトル強度比(R685/530)の変化は, UV-B照射ストレス評価に有効であることが分かった. また375 nm励起によるLIFスペクトル強度比の低下もこれまで得られてきた活性評価と同等の傾向が見られた. 以上の結果から複数の励起波長によってLIFスペクトル変化を測定する手法は, 植物の生育診断の精度を向上させるために有効であるといえる.

This study clarified UV-B stress, ozone stress and water stress using laser-induced fluorescence (LIF) spectra (325 nm and 375 nm) of the leaves of the peanut (Arachis hypogaea L.). The LIF spectral variation characteristics differed between the two wavelengths. At 375 nm, the fluorescence peak ratio of 685 nm to 530 nm (F685/F530) decreased in response to increased UV-B stress, corroborating the findings of our previous study using an Ar+ laser (351-364 nm). On the other hand, excitation at 325 nm resulted in a decrease in the F685/F530 under irradiation at 27 kJm-2 of UV-B, with a gradual increase observed under UV-B irradiation greater than 54 kJm-2. This increase in the F685/F530 at 325 nm was not observed under ozone and water stress. The transverse distribution of fluorescence in leaves was examined to clarify increments in the F685/F530 under irradiation at 325 nm. The findings suggested that excess UV-B irradiation damaged UV-B-absorbing pigments in the upper epidermis, and also that irradiation at 325 nm was capable of exciting chlorophyll in the palisade tissues. These results show that the use of LIF spectra with different excitation wavelengths in the UV region is effective for accurate diagnoses of stress in plant leaves.