植物表型成像分析圖片展（二）

 FluorCam和PlantScreen分別是國內(nèi)外廣泛使用的葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)和植物大型表型成像分析平臺。

頂和尖的研究機構(gòu)充分發(fā)揮了它們的功能，取得了頂和尖的研究成果。我們將陸續(xù)摘選代表性研究論文中的成像圖分享給大家。這些成像圖“華而又實”——畫面優(yōu)美、結(jié)論直觀、真實可信，從中可以獲得視覺和思維的雙重享受。

本次摘選了兩篇論文中的圖片，一篇為荷蘭瓦赫寧根大學(xué)發(fā)表于《Nature Communications》的番茄基因組學(xué)的研究成果，一篇則為西班牙農(nóng)漁研究和培訓(xùn)中心(IFAPA)葡萄的代謝組學(xué)研究成果，兩篇論文都使用了FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)作為表型組學(xué)測量的關(guān)鍵手段。

持續(xù)光照耐受株系（CLT）和對照株系（A131）不同病毒載體構(gòu)建下RGB成像和FluorCam葉綠素?zé)晒獬上?/span>

荷蘭瓦赫寧根大學(xué)園藝和產(chǎn)品生理系（Horticulture and Product Physiology）使用轉(zhuǎn)錄組測序、基因沉默實驗、基因測序分析等基因組學(xué)研究手段發(fā)現(xiàn)了番茄持續(xù)光照脅迫（持續(xù)光照下出現(xiàn)花葉、萎黃和壞死的現(xiàn)象）的耐受性狀是由CAB-13基因決定的。而持續(xù)光照脅迫對番茄的內(nèi)在損傷（生理表型）快速無損評估則是借助FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裢瓿傻模?/span>Velez-Ramirez, A. I. et al. Nature Communications, 2014）。

脅迫評估采用了生物脅迫和非生物脅迫中廣泛使用的葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm（PSII大量子效率），即Fv/Fm值越低，脅迫損傷越嚴重。上圖中從上至下每一行依次代表模擬組、陰性對照組、CAB-12組、陽性對照組。圖中可見：經(jīng)歷了3周的持續(xù)光照后，所有不同病毒載體構(gòu)建的對照株系A(chǔ)131的Fv/Fm值均較低，而CLT株系除CAB-12組外Fv/Fm值較高，并且Fv/Fm值較低的組別均表現(xiàn)出典型的脈間萎黃的損傷癥狀（黑色箭頭指示）。表明CAB-12在番茄的持續(xù)光照脅迫耐受上起到關(guān)鍵作用。

病毒感染葉片和未感染葉片的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窈投喙庾V熒光成像

西班牙農(nóng)漁研究和培訓(xùn)中心(IFAPA)結(jié)合了代謝組學(xué)、傳統(tǒng)的氣體交換光合測量手段和無損成像技術(shù)研究了葡萄卷葉病相關(guān)病毒（GLRaV-3）對葡萄初級代謝和次級代謝的影響，發(fā)現(xiàn)綜合分析葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)和藍綠熒光，便能夠在病毒感染早期、出現(xiàn)癥狀之前有效地區(qū)分感染植株和未感染植株。其中病毒對葡萄初級代謝的影響主要采用了FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)，對次級代謝的影響則主要采用了紫外激發(fā)的多光譜熒光成像技術(shù)（Rafael Montero, et al. Physiologia Plantarum, 2016）。

上左圖展示了病毒感染葡萄葉片GLRaV-3（+）和未感染葉片GLRaV-3（-）光系統(tǒng)II效率（Fv/Fm、ΦPSII）和NPQ熱耗散的成像圖（葉片近軸面），上右圖則展示了兩種葉片的多光譜成像的藍色熒光（F440）、綠色熒光（F520）和熒光比值（F520/F740）。從圖中和統(tǒng)計分析結(jié)果可知：NPQ和F440、F520、F520/F740等值受病毒影響較大，可用來識別受GLRaV-3病毒感染、無癥狀的葡萄。

論文出處：

1. Velez-Ramirez A I, Van Ieperen W, Vreugdenhil D, et al. A single locus confers tolerance to continuous light and allows substantial yield increase in tomato[J]. Nature communications, 2014, 5(1): 1-13.

2. Montero R, Pérez‐Bueno M L, Barón M, et al. Alterations in primary and secondary metabolism in Vitis vinifera ‘Malvasía de Banyalbufar’upon infection with Grapevine leafroll‐associated virus 3[J]. Physiologia plantarum, 2016, 157(4): 442-452.