バイオフォトン計測による植物の食害応答の解析  [in Japanese] Biophoton Measurement of Herbivore-Induced Plant Responses  [in Japanese]

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Author(s)

    • 三池 徹 MIIKE Tohru
    • 九州大学大学院工学府 Department of Applied Physics, Graduate School of Engineering, Kyushu University
    • 上船 雅義 [他] UEFUNE Masayoshi
    • 九州大学大学院生物資源環境科学府 Department of Applied Genetics and Pest Management, Graduate School of Bioresource and Bioenvironmental Sciences, Kyushu University
    • 岡部 弘高 OKABE Hirotaka
    • 九州大学大学院工学研究院 Department of Applied Quantum Physics and Nuclear Engineering, Faculty of Engineering, Kyushu University
    • 甲斐 昌一 KAI Shoichi
    • 九州大学大学院工学研究院 Department of Applied Quantum Physics and Nuclear Engineering, Faculty of Engineering, Kyushu University

Abstract

本研究では、インゲンマメの葉がカンザワハダニによる食害を受けると、そのフォトン放射強度が増加することが明らかになった。その放射強度は経日的に増加し、ハダニが最もよく集まる葉脈付近で強い発光を示した。食害を受けた葉からの発光は、二つの異なったプロセスから成り立っており、おのおの傷害直後に起こる一過性の反応による発光過程と、食害によって誘導された防衛反応に起因する発光過程と考えられた。また、その放射スペクトルから、長波長(500-700nm)側では食害に伴う物理的損傷に対するストレス反応に起因し、一重項酸素の2光子過程(580、634nm)が関与していると推測された。一方、短波長域(300-400nm)の発光は傷害応答とともに食害ストレスに応答した防御物質生産等の防衛反応に起因すると考えられた。以上のように、食害応答と放射フォトンの強度変化との関連が示されたことから、フォトン計測が生体防衛機構の新たな先端計測手段として利用できる可能性が示された。特に、今回注目したフォトン計測は特別な手法を必要とせず、高感度かつリアルタイムで試料の測定が行えるので、広範な応用が可能である。

We studied spontaneous photon emission from kidney bean leaves infested with kanzawa spider mites, <i>Tetranychus kanzawai</i> Kishida (Acari: Tetranychidae). Strong photon radiation was observed from veins strongly infested with spider mites. Temporal changes in the total photon intensity can be described by two different logistic curves: the one was thought to be due to injury caused by the mites and the other due to induced responses. Photon intensity of the wavelength ranging from 500 to 700 nm increased monotonously soon after spider mites attacked. Photon intensity from 300 to 400 nm began to increase about 20 h after infestation and showed two peaks at about 72 and 120 h. The former phenomena may be the result of direct injury (physical stresses) and the latter to physiological (biochemical) actions related to defensive responses. These results suggest that photon measurement is a powerful tool for evaluating plant responses to herbivory.

Journal

  • Japanese Journal of Applied Entomology and Zoology

    Japanese Journal of Applied Entomology and Zoology 48(4), 289-296, 2004-11-25

    Japanese Society of Applied Entomology and Zoology

References:  26

Cited by:  2

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110001114317
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00186121
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    00214914
  • NDL Article ID
    7167178
  • NDL Source Classification
    ZR4(科学技術--生物学--動物) // ZR7(科学技術--農林水産--農産)
  • NDL Call No.
    Z18-41
  • Data Source
    CJP  CJPref  NDL  NII-ELS  J-STAGE  JASI 
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