エンドウ幹部の負の重力症の研究におけるレーザーマイクロマルキング技術

植物の表皮に関するレーザーマイクロマーク技術は、成長と形態形成を制御することにより、植物が曲げ挙動のストレスをどのように減らすことができるかを研究するために開発されました。エンドウ豆の苗（pisum sativum L.）の負の重力症は、植物の外面を覆うキューティクル層の空間的に選択的なレーザーアブレーションによって形成されたレーザーマーキングポイントの時間依存的変位に基づいて議論されました。水平方向の茎の伸長は、重力症の前半で顕著でした。上面、中間、下面の周りのレーザーマークポイント間の茎の長さの伸長率は、それぞれ2.57、4.87、および7.70％と評価されました。重力症における茎の曲げの特徴は、上面領域、つまり曲げの内部であっても伸長です。これは、上面の圧縮と底面の伸長が曲げによって引き起こされる、金属やポリマーなどの構造材料のカンチレバービームとは異なる特徴です。マイクロホールマトリックスパターンを備えたマスキングフィルムを介して植物への蛍光材料移動により、ドットマトリックスパターンの解像度を改善するために、別のレーザーマイクロ焦点技術が開発されました。機械的最適化におけるフィードバックコントロールループを示す蛍光dotマークされた幹について、同様の時間依存的変位挙動が観察されました。これらの結果は、植物が成長を通じて茎の曲げにおけるストレスの問題を解決することを示唆しています。レーザーマイクロマークは、植物の機械的最適化を研究するための効果的な方法です。

A laser micromarking technique on plant epidermis was developed to study how a plant can reduce the stress in bending behavior by controlling the growth and morphogenesis. The negative gravitropism in a pea seedling (Pisum sativum L.) was discussed based on the time-dependent displacement of laser marking points which were formed by spatially-selective laser ablation of the cuticle layer that covers the outer surface of a plant. The elongation of the stem in the horizontal direction was remarkable in the first half of the gravitropism. The elongation percentages of the stem length between laser-marking points at around upper surface, middle, and bottom surface were evaluated to be 2.57, 4.87, and 7.70%, respectively. The characteristic feature of the stem bending in gravitropism is the elongation even at the upper surface region, that is, inside of the bending. This is a different feature from cantilever beams for structural materials like metals and polymers, where the compression of the upper surface and elongation of the bottom surface are caused by bending. Another laser micromarking technique was developed to improve the resolution of a dot-matrix pattern by fluorescent material transfer to a plant through a masking film with a micro-hole matrix pattern. Similar time-dependent displacement behavior was observed for a fluorescent dot-marked stem showing a feedback control loop in the mechanical optimization. These results suggested that plants solve the problem of the stress in stem bending through growth. The laser micromarking is an effective method for studying the mechanical optimization in plants.