葉の反射光で森林の健康を予測 ^{CEFR B2}

ノートルダム大学の研究は、葉のスペクトル反射率と遺伝子発現の間に明確な関連があることを示しました。研究では、可視光と近赤外の波長で葉表面の反射を測定し、同じ葉から遺伝子発現解析用の試料を保存しました。研究は NASA の資金で行われ、Nature: Communications Earth & Environment に掲載されました。

フィールドサイトは University of Notre Dame Environmental Research Center（UNDERC）で、北ウィスコンシンとミシガン州アッパー・ペニンシュラの一般的な二種、シュガーメープルとレッドメープルの葉が使われました。解析は主に水応答、干ばつ反応、光合成、植物と害虫・病原体の相互作用に関係する遺伝子に焦点を当てました。

解析の結果、対象とした遺伝子の半数以上が特定の反射波長と強い相関を示しました。つまり、ある遺伝子を発現する葉は似たスペクトル特徴を持つ傾向があったのです。著者の一人は、反射率だけで数百から数千に及ぶ生態学的に重要な遺伝子を予測できる可能性があると述べています。

規模を拡大する手法として、人工衛星画像と AI を組み合わせた 2024年の研究が参照されています。樹種地図に反射率と遺伝子発現モデルを重ねれば、航空機や人工衛星、あるいは国際宇宙ステーションのセンサーを使って森林全体の遺伝子活動をマップ化できる可能性があります。最終的な目標は、森林の健康が危機に達する前に介入できるよう、樹木のストレスをゲノム規模で迅速に評価することです

• サンプル採取地: UNDERC（現地サイト）
• 対象樹種: シュガーメープル、レッドメープル
• 注目遺伝子: 水応答、干ばつ、光合成等
• 応用: 衛星や航空機でのマッピング