葉綠素熒光成像技術(shù)應(yīng)用——組培（愈傷組織）篇

在植物組織培養(yǎng)與抗逆研究領(lǐng)域，精準解析光合系統(tǒng)功能、快速評估脅迫響應(yīng)是突破技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵。葉綠素熒光信號作為植物光合生理狀態(tài)的“理想探針"，能實時反映光合系統(tǒng)的活性與結(jié)構(gòu)完整性，為科研人員提供核心數(shù)據(jù)支撐。易科泰葉綠素熒光成像技術(shù)憑借非破壞性檢測、高空間分辨率、多參數(shù)同步分析的優(yōu)勢，已在愈傷組織培養(yǎng)、組培苗抗逆評估、脅迫機制探究等場景中實現(xiàn)深度應(yīng)用。以下將通過三個典型研究案例，具體展現(xiàn)FluorCam葉綠素熒光成像技術(shù)在組培（愈傷組織）相關(guān)研究中的應(yīng)用與價值。

案例1：款冬愈傷組織的高效誘導(dǎo)與培養(yǎng)體系

款冬是一種重要的藥用植物，通過體外培養(yǎng)方式將其引入實驗室培養(yǎng)，可以為未來獲取“取之不盡"的藥用植物資源打下基礎(chǔ)。本文旨在建立款冬愈傷組織的高效誘導(dǎo)與培養(yǎng)體系，并系統(tǒng)分析其生長動力學、形態(tài)結(jié)構(gòu)、光合活性與生化特性。研究發(fā)現(xiàn)，在含有3 mg/L IAA和2 mg/L BAP的MS固體培養(yǎng)基上，黑暗條件下，能夠成功誘導(dǎo)并維持生長旺盛的愈傷組織。該愈傷組織具有器官發(fā)生和體細胞胚胎發(fā)生的潛力，適合作為藥用代謝物生產(chǎn)的生物技術(shù)來源。研究結(jié)果顯示，愈傷組織的光合活性較低，其Fv/Fm（光合系統(tǒng) II 量子效率）基本低于0.1，但轉(zhuǎn)到光下培養(yǎng)后的愈傷組織形成芽體，其光合效率明顯提高，說明其細胞仍保留部分光合裝置組裝與功能。

案例2：低CO2水平通過干擾光合功能和活性氧的積累對組培苗有害

本研究以組織培養(yǎng)的百合鱗片（再生不定鱗莖）和擬南芥幼苗為材料，通過在培養(yǎng)容器中放置濃KOH溶液去除二氧化碳，探究其對組培苗的影響。結(jié)果顯示，低CO2水平下，百合再生鱗莖和擬南芥幼苗生長減弱，添加蔗糖僅能部分恢復(fù)生長。ROS大量積累。Fv/Fm分別從 0.69、0.76 降至 0.60、0.62，而土壤中生長的離體幼苗的兩者 Fv/Fm 分別為 0.77、0.79。這表明低二氧化碳濃度會干擾光合功能并引發(fā)組培脅迫，組培苗生長不良部分源于光合能力大幅下降。

案例3：生物與非生物脅迫因素對歐洲白蠟樹組織培養(yǎng)發(fā)育的影響

生物脅迫（主要為真菌，如Hymenoscyphus fraxineus）和非生物脅（如土壤中重金屬積累和鹽度）是影響歐洲白蠟樹種群數(shù)量的重要因素。本研究借助體外培養(yǎng)技術(shù)（基于愈傷組織和通過間接器官發(fā)生再生的幼苗）探究這些生物和非生物脅迫因素對歐洲白蠟樹的威脅程度。結(jié)果表明. Hfraxineus具有致病潛力，14 天內(nèi)即可導(dǎo)致愈傷組織細胞死亡，且該組織無法激活防御機制；濃度為 0.027 mmol/L 的鎘具有高毒性；鹽度會使幼苗和愈傷組織中的氧化酶活性產(chǎn)生差異，這意味著這些酶在調(diào)控組織培養(yǎng)的形態(tài)發(fā)生發(fā)育方面發(fā)揮著作用。

鹽度愈傷組織和幼苗的影響，主要通過抗氧化酶活性和光合效率兩個方面檢測。其中，FluorCam葉綠素熒光成像技術(shù)結(jié)果顯示，無論氯化鈉濃度如何，愈傷組織的Fv/Fm值始終低于幼苗。這可能是由于這兩種植物材料的光合裝置成熟度存在差異所致，幼苗葉片中的細胞組織能夠更加高效地利用光能并最小化其過量造成的損傷。這也揭示了植物不同發(fā)育階段（或組織類型）光合系統(tǒng)的成熟度與脅迫耐受性的關(guān)聯(lián)，為深入研究植物抗逆機制提供了數(shù)據(jù)支持

參考文獻：

[1] Bojko, M., K?dra, M., Adamska, A., Jakubowska, Z., Tuleja, M., & My?liwa-Kurdziel, B. (2024). Induction and characteristics of callus cultures of the medicinal plant Tussilago farfara L. Plants, 13(21), 3080.

[2] Askari, N., Aliniaeifard, S., & Visser, R. G. (2022). Low CO2 levels are detrimental for in vitro plantlets through disturbance of photosynthetic functionality and accumulation of reactive oxygen species. Horticulturae, 8(1), 44.

[3] Nawrot-Chorabik, K., Su?kowska, M., Osmenda, M., Mohytych, V., Surówka, E., & Latowski, D. (2022). The Impact of biotic and abiotic stress factors on development of European ash tissue cultures. Forests, 13(1), 59.

易科泰生態(tài)技術(shù)——葉綠素熒光技術(shù)專家

易科泰致力于為科研和應(yīng)用領(lǐng)域提供葉綠素熒光技術(shù)解決方案，包括：

? FluorCam葉綠素熒光成像技術(shù)

? PlantScreen表型成像技術(shù)，From FluorCam to PlantScreen Platform

? FluorTron®光合表型成像分析技術(shù)，葉綠素熒光動態(tài)成像、光譜成像、多光譜成像、3D 成像，植物光合表型、光合生理全面解決方案

? FluorTron®多功能葉綠素熒光測量技術(shù)，從葉綠素熒光動態(tài)（time-resolved）、葉綠素熒光光譜（spectral-resolved）全面解析葉綠素熒光，并可同時對反射光成像分析

? FluorTron®智能LED光源培養(yǎng)與葉綠素熒光成像在線監(jiān)測系統(tǒng)

? FluorTron-ROBOT 葉綠素熒光巡檢機器人