FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)：表型組學(xué)與生理生態(tài)學(xué)研究應(yīng)用案例

葉綠素?zé)晒庾鳛橹参锕夂仙頇z測(cè)的重要探針，不僅能反映光能吸收、激發(fā)能傳遞和光化學(xué)反應(yīng)等光合作用的原處反應(yīng)過(guò)程，而且與電子傳遞、質(zhì)子梯度的建立及ATP合成和CO2固定等過(guò)程有關(guān)。

葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)是在檢測(cè)各光合作用指標(biāo)的同時(shí)，對(duì)樣品進(jìn)行二維成像，結(jié)果直觀可見，能夠以圖像的形式獲得整個(gè)觀測(cè)目標(biāo)的熒光動(dòng)力學(xué)參數(shù)。本次摘選三篇應(yīng)用FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)進(jìn)行植物表型與生理生態(tài)研究的論文分享。

1. 甘露醇誘導(dǎo)的干旱脅迫對(duì)玉米幼苗和植株生理參數(shù)的影響

干旱是降低植物生產(chǎn)力的環(huán)境脅迫因素之一，本文為了確定甘露醇誘導(dǎo)的干旱脅迫對(duì)玉米苗期及生長(zhǎng)期植株的生理影響，在苗期和生長(zhǎng)期對(duì)脅迫及對(duì)照組玉米的生物量、電解質(zhì)滲出、葉綠素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)等生理指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)。

下圖展示了兩種濃度甘露醇誘導(dǎo)下，兩個(gè)生長(zhǎng)階段玉米苗的葉綠素?zé)晒獬上窠Y(jié)果。結(jié)果顯示對(duì)照的NPQ高于脅迫組，低濃度甘露醇處理與高濃度之間的Rfd存在差異，在最高濃度甘露醇處理組中葉片幾乎失去了活性。qP在對(duì)照與脅迫組之間也存在差異，其數(shù)值在葉片最老的部分出現(xiàn)下降。甘露醇誘導(dǎo)的干旱降低了玉米的光合活性，濃度越高脅迫越強(qiáng)。

2. 不同光強(qiáng)條件對(duì)草莓的生理影響

本研究的目的是分析不同光強(qiáng)條件對(duì)草莓的生理、產(chǎn)量、果實(shí)質(zhì)量等表型參數(shù)的影響，以及這些參數(shù)之間相關(guān)性。下圖就展示了不同光強(qiáng)條件下草莓苗的葉綠素?zé)晒獬上窠Y(jié)果。由圖可見，不同光強(qiáng)條件下F0和Fm、Fv/Fm無(wú)顯著差異，但Fv/Fm有隨光照條件下降下降的趨勢(shì)。3hS（指陰影處理3小時(shí)）的NPQ、Rfd明顯高于對(duì)照（0hS），對(duì)照的qP則明顯高于遮光組，NPQ、Rfd、qP三個(gè)參數(shù)在7hS急劇下降。

3. 光照條件在百里香適應(yīng)不同棲息地中的作用

隨著自然演替，百里香對(duì)于生境的高要求導(dǎo)致其成為瀕危類群，本研究就對(duì)不同環(huán)境下生長(zhǎng)的百里香的生理狀況進(jìn)行了檢測(cè)，包括葉綠素?zé)晒獾?，目的是找到適合其生長(zhǎng)的最佳環(huán)境條件。

下圖展示了不同月份（Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ）不同生長(zhǎng)位置（SP：左下1；K：左下2）下百里香的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。由圖可見，5月份向陽(yáng)的SP位置的百里香Fv/Fm即最大光量子通量大于陰涼的K位置，7月份則相反，而6月份，兩個(gè)位置下的百里香Fv/Fm均高于其他月份。結(jié)果表明，一定強(qiáng)度的光照條件對(duì)百里香的生長(zhǎng)十分必要，但過(guò)高的光強(qiáng)則會(huì)抑制其生長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

（1）K Mo?d?eń, Bojarski B , Rut G , et al. EFFECT OF DROUGHT STRESS INDUCED BY MANNITOL ON PHYSIOLOGICAL PARAMETERS OF MAIZE (ZEA MAYS L.) SEEDLINGS AND PLANTS[J].

Journal of Microbiology Biotechnology & Food Sciences, 2015, 4(2):86-91.

（2）Barabasz-Krasny B , K Modeń, Sotys-Lelek A , et al. The role of light in the adaptation of Thymus praecox Opiz subsp. praecox for diverse habitat conditions[J]. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 2020, 48(3)(3, 2020).).

（3）Choi H G . Correlation Among Phenotypic Parameters Related to the Growth and Photosynthesis of Strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) Grown Under Various Light Intensity Conditions[J]. Frontiers in Plant Science, 2021, 12:647585.

北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司提供全面的植物表型與生理生態(tài)研究技術(shù)方案：

l   智能LED光源及培養(yǎng)箱/培養(yǎng)室

l   FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)

l   Specim高光譜成像系統(tǒng)

l   紅外熱成像技術(shù)

l   植物/種子光合呼吸測(cè)量系統(tǒng)

l   PhenoTron-HF光譜成像檢測(cè)平臺(tái)

l   PlantScreen作物表型分析與種子資源鑒定平臺(tái)

l   FluorPen葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量?jī)x

l   PolyPen手持式植物光譜測(cè)量?jī)x