果蔬研究專題-FluorCam葉綠素熒光成像應用文獻圖片展

葉綠素熒光是植物光合生理檢測的重要探針，基于葉綠素熒光測量的FluorCam葉綠素熒光成像技術經過數十年的發展，在植物與藻類研究中應用廣泛，已然成為光合生理、育種、環境控制研究、農業生產等眾多研究方向*的有效工具。本次摘選5篇FluorCam葉綠素熒光成像系統在果蔬研究方面的文獻分享。（參考文獻附在文末）

1.干旱脅迫對生菜幼苗光合作用的影響

韓國全北國立大學，為研究干旱脅迫對生菜生長的影響，為生產提供指導，開展實驗分析了干旱處理下生菜葉綠素熒光參數、光合色素、抗氧化活性等方面的動態變化。

   其中葉綠素熒光成像結果如下圖所示，幼苗的有效光量子通量(Y(PSII))、光化學熒光淬滅(qP)和基于Lake模型的光化學熒光淬滅(qL)在干旱脅迫第6天開始顯著降低；而最大量子產率(Fv/Fm)、熒光衰減率(Rfd)等僅在脅迫最后第8天受到顯著影響，這時光系統可能已經受損。相反，非光化學熒光淬滅(NPQ)則在脅迫早期出現上升，該階段PSII通過葉黃素循環增加熱耗散應對脅迫，直到第8天脅迫下，光合效率明顯降低，光系統受損，NPQ出現下降。

2.光譜和砧木影響番茄對長光周期補充光照的響應

植物的生物量和產量很大程度上取決于接收的光的總量，為植物提供長周期的低光照的是更經濟的方法，但當周期超過17h的臨界長度反而導致植物褪綠，不利于植物生長。紅光和某些砧木可以增加植物活力，預測可以用以彌補長光周期帶來的副作用。Plants上發表的一篇論文中，研究者就對嫁接到不同砧木上的番茄在紅色和其他光譜下對長光周期的響應進行了探究。

利用FluorCam葉綠素熒光成像，分別對以100％紅光17h（Red 17h）、100％紅光23h（Red 23h）、75％紅光&25％藍光&5％綠光混合照射17h（Mix 17h）以及23h（Mix 23h）作為光周期，培養23天、62天、138天的四組番茄，進行檢測，并對Fv/Fm進行分析。結果表明，在培養的第6天，23h的紅光和混合光周期下，番茄的光合能力均降低，到138天便得以恢復。結合實驗其他結果，推測是砧木彌補了這一影響。

3.H₂O₂和Ca2+互作介導調節褪黑素誘導的CBF途徑和西瓜的低溫耐受性

Ca²⁺和H₂O₂在植物響應低溫脅迫的信號轉導中起著重要作用，其互作與關聯通路有助于提高植物耐寒性。另有研究表明，在低溫脅迫下，植物中的褪黑素激活CBFs等基因的表達，誘導H₂O₂增加，提高植物耐寒性，但其中的關系和機制尚不清楚。為了驗證H₂O₂和Ca²⁺信號通路在褪黑素誘導的CBF反應通路和隨后的低溫耐受性中起關鍵作用，西北農林科技大學的研究者們，開展了一系列研究。

其中利用了FluorCam葉綠素熒光成像系統對不同組別處理的西瓜耐寒性進行了測定，作為Ca²⁺和H₂O₂信號通路與低溫耐受性的機理研究的表型證據。

4.旱地水果作物光系統Ⅱ的耐旱性研究

  旱地水果作物容易受到干旱、高溫等脅迫，影響果實生產。那些在干旱脅迫下仍能保持較高光合效率的，干旱后仍能維持并恢復生長的優勢可能更大。印度的科學家，對葡萄、芒果、甜橙等6種水果作物，摘取健康葉片，進行了不同時間的干旱處理，并通過FluorCam葉綠素熒光成像進行了檢測。與預期的一樣，隨著干旱時間增加，所有果實作物葉片的Fv/Fm(QY_max)均顯著降低。然而，不同作物對葉片干燥的反應存在顯著差異。芒果、甜橙對組織脫水的耐受性高于芒果和葡萄。同時本研究驗證了葉綠素熒光成像無損檢測水果作物對干燥敏感性的有效性。

5.光誘導馬鈴薯采后品質下降的無損研究

  在馬鈴薯不當收獲及采后貯存時，陽光照射會導致馬鈴薯葉綠素形成，引起表面發綠并擴大，產生茄堿、卡茄堿等有毒物質，而葉綠素熒光測量技術則可以反映馬鈴薯中葉綠素的變化。匈牙利農業與生命科學大學，利用Fluorcam葉綠素熒光成像對有/無綠斑的馬鈴薯進行了儲存前后的無損檢測。下圖就展示了經過59天的室溫、有陽光照射的儲存，兩組馬鈴薯的F0二維變化。有綠斑的馬鈴薯，最開始熒光值明顯高于無綠斑組，并且在儲存59天后，大面積發芽，熒光值顯著上升。

參考文獻：

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