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植物生育メカニズムを解明するための3次元情報解析技術の研究

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植物生育メカニズムを解明するための3次元情報解析技術の研究

組織名 琉球大学 工学部 國田 樹 助教
技術分野 IT
概要  本研究では、植物の3次元的な「かたち」を解析することによって、農作物の安定した収穫や栽培技術の向上のための植物生育メカニズムを明らかにすることを目指しています。植物の果実や葉の大きさ、枝の長さや太さなどの外見的な形は、同じ遺伝情報を持っていても、日照時間、気温、土壌水分量などの様々な環境要因を受けて変化します。その植物の形と環境要因との関係を明らかにすることが、農作物の栽培技術の向上に役立ちます。そこで本研究では、画像工学の技術を活用して、植物の形を正確に計測するために、複数の植物写真から3次元の「かたち」を再現できるシステムを構築しました。このシステムを利用することで、写真による2次元の解析では知ることのできなかった枝の向きや曲がり度合などの3次元的な形の特徴を知ることができるようになりました。
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【背景】

 農作物の安定した収穫や栽培技術の向上のためには、遺伝情報や生育環境の影響が植物の形態情報にどのように現れるかを定量的に評価する必要があります。

 植物の果実や葉の大きさ、枝の太さや長さなどの外見的および生理的な形態を表現型(フェノタイプ)と呼びます。その表現型は、同じ遺伝情報を持っていても、日照時間、気温、土壌水分量などの様々な環境要因の影響を受けて変化します。そのため近年では、農作物の育種開発や栽培技術向上をターゲットに、植物の生育環境と表現型との関係を解析する植物フェノタイピングの研究が盛んに行われています。このとき植物の外見的な形態情報の解析が不可欠ですが、植物の生育に影響を与える環境パラメータは多様であり、かつ植物の形態パラメータも多様であるために、どのように高精度かつ時間コストの低い方法で形態を定量化するかが課題となります。

【技術内容】

・写真から3次元情報を取り出し、3D化する技術

【技術・ノウハウの強み(新規性、優位性、有用性)】

・植物の3次元的な形(枝の向きや曲がり度合など)の情報を得られます

【連携企業のイメージ】

・農業に関する製品開発などを行なっている企業

・農業法人

【技術・ノウハウの活用シーン(イメージ)】

植物を3Dで解析することで、より効率的な植物の育て方を知ることができるため、農業分野などにおいて活用が可能です。

【技術・ノウハウの活用の流れ】

本研究にご興味があればお気軽にお問合せください。

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