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  近日，北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司順利完成華中農(nóng)業(yè)大學(xué)多套植物表型分析設(shè)備的安裝調(diào)試工作，助力其在葉綠素?zé)晒獬上瘛⒍喙庾V熒光成像、GFP&YFP植物活體成像、紫外-可見(jiàn)光反射光譜等多種植物表型技術(shù)上的應(yīng)用和升級(jí)。

  易科泰植物表型系列設(shè)備的安裝將全面助力華中農(nóng)大通過(guò)多種非接觸、高靈敏度的技術(shù)手段研究植物生理生態(tài)、脅迫生理與抗性、光合效率等，為作物光學(xué)機(jī)理研究、現(xiàn)代化分子育種、作物脅迫與抗性檢測(cè)、植物病害與病例檢測(cè)、植物初級(jí)代謝與次級(jí)代謝等研究提供國(guó)際認(rèn)可的高清圖像和參數(shù)指標(biāo)。

產(chǎn)品應(yīng)用案例

葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)：

圖1. 鹽脅迫、溫度脅迫、干旱脅迫下西瓜幼苗的葉綠素?zé)晒鈪?shù)（NPQ）變化圖

  文章利用葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)研究了鹽、溫度、干旱脅迫下的西瓜幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化，提供了 “高時(shí)空分辨率、非破壞性、多維度” 的光合生理數(shù)據(jù)：如Fv/Fm（PSII 最大量子產(chǎn)率）揭示PSII反應(yīng)中心的完整性——低溫脅迫下Fv/Fm從 0.81 降至 0.45，證明低溫對(duì) PSII 的破壞最嚴(yán)重；Rfd作為 “光合活力指標(biāo)”，在三種脅迫下均顯著下降，且低溫下下降最明顯，直接關(guān)聯(lián)幼苗生長(zhǎng)抑制。其不僅實(shí)現(xiàn)了“鹽、溫度、干旱脅迫的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與區(qū)分”，還篩選出可實(shí)際應(yīng)用的脅迫指示參數(shù)，為“智能育苗的脅迫預(yù)警”提供了技術(shù)依據(jù)。

多光譜成像技術(shù)：

圖2. 細(xì)菌侵染葉片的RGB、熱成像、葉綠素?zé)晒?、多光譜熒光成像圖

  傳統(tǒng)病害檢測(cè)依賴肉眼觀察癥狀，西班牙的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Dickeya dadantii感染早期（3dpi）或低劑量感染時(shí)，葉片僅局部出現(xiàn)輕微褪綠，肉眼難以識(shí)別；而 FluorCam 的多光譜熒光成像（MCFI）技術(shù)可通過(guò)熒光信號(hào)的細(xì)微變化，實(shí)現(xiàn)超早期、局部感染的檢測(cè)：例如F440/F520比值在感染區(qū)顯著下降，可作為細(xì)菌感染的“生化標(biāo)志物”，最終使接種區(qū)分類模型準(zhǔn)確率達(dá)到 96.5%（LRA）-99.1%（ANN）。MCFI既通過(guò)熒光信號(hào)揭示感染對(duì)次生代謝的調(diào)控機(jī)制，又為機(jī)器學(xué)習(xí)模型提供不可替代的生化特征，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)甜瓜細(xì)菌性病害的早期、局部、高精度檢測(cè)，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和植物育種中的病害篩查提供技術(shù)支撐。

GFP植物活體成像技術(shù)：

圖3. 病毒侵染葉片的GFP活體成像圖

  科研人員利用FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)量化分析細(xì)胞死亡程度，同時(shí)用FluorCam的GFP植物活體成像功能量化病毒復(fù)制水平，為ANL（古老自主型NLR）及CC^A（ANL的自活性卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域）的功能驗(yàn)證提供客觀量化數(shù)據(jù)：一方面，在細(xì)胞死亡相關(guān)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)測(cè)量葉片的量子產(chǎn)率（Fv/Fm）來(lái)量化細(xì)胞死亡程度，避免主觀觀察誤差，例如明確CC^A309磷酸化模擬突變體會(huì)顯著降低細(xì)胞死亡、EGTA和LaCl3處理會(huì)抑制CC^A309誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡，且ANL介導(dǎo)的細(xì)胞死亡不依賴helper NLR；另一方面，在抗病性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)量化攜帶GFP的馬鈴薯X病毒（PVX:GFP）的熒光強(qiáng)度來(lái)反映病毒復(fù)制量，證明CC^A309和ANL620能像已知抗病基因Pvr4一樣有效抑制PVX復(fù)制，從而驗(yàn)證CC^A/ANL誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡與真實(shí)免疫防御反應(yīng)相關(guān)，而非單純細(xì)胞毒性。

反射光譜技術(shù)：

圖4. 不同水稻品種雜交品系在正常對(duì)照和鹽脅迫條件下的葉片光譜反射指數(shù)變化

  文章通過(guò)獲取鹽脅迫下水稻葉片的光譜反射率數(shù)據(jù)，為水稻耐鹽性篩選、QTL（數(shù)量性狀位點(diǎn)）定位及耐鹽品系的生理機(jī)制解析提供數(shù)據(jù)支撐。例如，NDVI（歸一化差異植被指數(shù)）反映葉綠素含量，CR47 在鹽脅迫下 NDVI 無(wú)顯著下降，證明其能維持較高葉綠素水平，減少光合系統(tǒng)損傷；PRI（光合反射指數(shù)）反映光合光利用效率，CM6的PRI相對(duì)值更高，說(shuō)明其光合效率受鹽脅迫影響更小。其避免了傳統(tǒng)破壞性采樣對(duì)植株的損傷，又能動(dòng)態(tài)追蹤鹽脅迫下水稻生理狀態(tài)的變化，是連接植物表型觀測(cè)、遺傳定位與機(jī)制解析的關(guān)鍵工具。

北京易科泰是國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的植物表型分析技術(shù)企業(yè)，致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究監(jiān)測(cè)技術(shù)的推廣、研發(fā)與服務(wù)，為客戶提供全方位的植物表型分析技術(shù)方案：

• FP/AP系列手持式葉綠素?zé)晒鈨x
• FluorCam系列葉綠素?zé)晒?多光譜熒光成像儀
• FluorTron系列葉綠素?zé)晒?多功能高光譜成像系統(tǒng)
• PhenoPlot®-SIF輕便型高光譜成像技術(shù)
• PhenoTron® PTS植物表型成像分析系統(tǒng)
• ET-LEDIF葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)系統(tǒng)