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  文接上回，上一篇我們分享了葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)作為一種非侵入、可視化的光合生理檢測手段，在蔬菜研究和生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，本篇我們繼續(xù)分享易科泰葉綠素?zé)晒獬上癞a(chǎn)品在水果植物生物與非生物脅迫響應(yīng)等方面的經(jīng)典文獻(xiàn)。除了水果植株，果實也可通過葉綠素?zé)晒獬上駲z測，以獲取其新鮮度、品質(zhì)等生理信息，下一篇“果實篇”將針對此進(jìn)行分享。

易科泰生態(tài)技術(shù)——葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)專家：致力于為科研和應(yīng)用領(lǐng)域提供先進(jìn)的葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)解決方案，擁有FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)、PlantScreen表型成像技術(shù)；以及FluorTron®動態(tài)葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)、FluorTron®葉綠素?zé)晒夤庾V成像技術(shù)、FluorTron®多功能高光譜成像技術(shù)、PhenoTron表型平臺等系列產(chǎn)品。

一、 利用葉綠素?zé)晒獬上癖O(jiān)測嫁接西瓜幼苗的鹽度、溫度和干旱脅迫

  植物在其生命周期中會經(jīng)歷多種脅迫，并對生物脅迫和非生物脅迫產(chǎn)生生理、生化及分子層面的響應(yīng)。這些脅迫因素會以不同方式對植物造成負(fù)面影響，最終效應(yīng)主要表現(xiàn)為通過降低光合速率導(dǎo)致生長減緩、生物活性物質(zhì)變化以及整體產(chǎn)量下降。本研究探究了鹽度、溫度和干旱脅迫條件下嫁接西瓜幼苗的葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化。

左圖，西瓜幼苗鹽、干旱和溫度脅迫處理；右圖，非光化學(xué)淬滅（NPQ）的葉綠素?zé)晒獬上駡D，顯示西瓜幼苗不同處理下光合的時空變化

西瓜幼苗在不同鹽度、不同干旱、不同溫度處理下的葉綠素?zé)晒鈪?shù)結(jié)果

  本研究通過葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)，成功檢測了嫁接西瓜幼苗在鹽脅迫、溫度波動及干旱等非生物脅迫下的生長狀況，揭示了幼苗對不同脅迫條件的響應(yīng)規(guī)律。這些變化呈現(xiàn)顯著的脅迫類型特異性與作用時間相關(guān)性。

二、葉綠素?zé)晒獬上窠沂靖涕冱S龍病的光合指紋

  黃龍病（HLB）是柑橘類作物中危害最大的病害之一，對柑橘生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。浙江大學(xué)的研究者針對使用葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)識別黃龍病開展了研究。研究中通過分析葉綠素?zé)晒獬上瘾@取的參數(shù)指標(biāo)，首次實現(xiàn)了黃龍病的初步篩查，確認(rèn)了黃龍病對柑橘葉片的影響。

  通過分析葉綠素?zé)晒獬上癯Ｓ脜?shù)，確定黃龍病對柑橘葉片的影響；通過蜘蛛圖法分析了與脅迫誘導(dǎo)光合作用過程變化相關(guān)的葉綠素?zé)晒獯銣鐓?shù)，反映了不同葉片條件下熒光參數(shù)的相對變化。與健康樣本相比，HLB感染、營養(yǎng)缺乏的葉片熒光淬滅參數(shù)呈現(xiàn)顯著差異。

  為深入解析HLB感染葉片的光合特征，本研究采用三種特征選擇方法結(jié)合監(jiān)督分類器進(jìn)行算法分析，成功識別出該病害特有的熒光信號，并實現(xiàn)健康葉片、HLB感染葉片及營養(yǎng)缺乏葉片的精準(zhǔn)分類。

通過SFS、RF和MC-UVE三種特征分類算法方法對熒光參數(shù)進(jìn)行分析，圖為所選前三個最佳參數(shù)相關(guān)的葉綠素?zé)晒鈭D像

三、鱷梨植株對真菌誘導(dǎo)的脅迫的代謝反應(yīng)

  由真菌Rosellinia necatrix引起的白根腐病，是影響鱷梨作物的最主要的土壤傳播疾病之一。白根腐病會引起植物根系腐爛、葉片發(fā)黃枯萎，甚至導(dǎo)致植株在出現(xiàn)第一個葉面癥狀幾周后死亡。病害的早期檢測與防治至關(guān)重要。研究中利用葉綠素?zé)晒獬上駥Ω腥綬osellinia necatrix后的植株進(jìn)行檢測，光合參數(shù)結(jié)果表明，相比形態(tài)學(xué)性狀，鱷梨在遭遇白根腐病侵害后，光合在更早期便出現(xiàn)了變化，而葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)則靈敏檢測到了這種變化，這有助于在生產(chǎn)中幫助實現(xiàn)病害的“早發(fā)現(xiàn)早治療”。

鱷梨苗感染不同天數(shù)后外觀變化（R為感染組，C為對照組）；葉片光合參數(shù)變化（a.最大光量子效率Fv/Fm，b. Fv/Fm定量分析，c.非光化學(xué)熒光淬滅NPQ，d.NPQ定量分析）

 研究中還使用了多光譜熒光成像、紅外熱成像技術(shù)分別對次級代謝、葉片溫度進(jìn)行檢測，分析病害對鱷梨代謝、蒸騰作用的影響。結(jié)合葉綠素?zé)晒獬上?、多光譜熒光成像與紅外熱成像的方法，是一種診斷病菌侵染與病害發(fā)生的有效手段，且能在癥狀發(fā)生前，早期篩選潛在的受感染植物。

左圖，多光譜熒光成像（a.紫外激發(fā)下的藍(lán)色熒光F440；b.F440定量分析；c.紫外激發(fā)下的綠色熒光；d.F520定量分析）；右圖，紅外熱成像溫度結(jié)果

參考文獻(xiàn)：

[1] Shin, Yu Kyeong, Shiva Ram Bhandari, and Jun Gu Lee. "Monitoring of salinity, temperature, and drought stress in grafted watermelon seedlings using chlorophyll fluorescence." Frontiers in Plant Science 12 (2021): 786309.

[2] Cen, Haiyan, et al. "Chlorophyll fluorescence imaging uncovers photosynthetic fingerprint of citrus Huanglongbing." Frontiers in plant science 8 (2017): 1509.

[3] Espen, Granum, María, et al. Metabolic responses of avocado plants to stress induced by Rosellinia necatrix analysed by fluorescence and thermal imaging[J]. European Journal of Plant Pathology, 2015.