國(guo)內(nei)引進(jin)迄(qi)今(jin)功能(neng)齊(qi)全(quan)的(de)FluorCam葉(ye)綠素熒光成像(xiang)系(xi)統(tong)

    近(jin)日，北(bei)京易(yi)科(ke)泰(tai)生態技(ji)術有(you)限公司在(zai)陜西(xi)延(yan)安(an)大(da)學(xue)安(an)裝(zhuang)了(le)迄(qi)今(jin)為止國(guo)內(nei)功能(neng)為齊(qi)全(quan)的(de)FluorCam葉(ye)綠素熒光成像(xiang)系(xi)統(tong)，包括(kuo)葉(ye)綠素熒光淬(cui)滅分析、快(kuai)速(su)光(guang)響應(ying)曲(qu)線(xian)測量(liang)、光合有(you)效輻射吸(xi)收(shou)系(xi)數(shu)測(ce)量(liang)、快(kuai)速(su)熒光誘(you)導曲(qu)線(xian)OJIP-test以(yi)及(ji)Q_A再(zai)氧(yang)化動(dong)力學(xue)曲線測量(liang)，並能夠對各個測(ce)量(liang)參數及(ji)計(ji)算(suan)參(can)數成像(xiang)。在(zai)安(an)裝(zhuang)培訓過(guo)程(cheng)，隨(sui)機使(shi)用了(le)在(zai)校園裏生長(chang)的(de)染病(bing)蒲(pu)公英進行(xing)了(le)測(ce)試，結(jie)果(guo)表(biao)明該(gai)系(xi)統(tong)運行良(liang)好(hao)，對於(yu)病害的(de)早期檢(jian)測(ce)能(neng)夠達(da)到(dao)預期(qi)的(de)效果(guo)。

    該(gai)套(tao)FluorCam葉(ye)綠素熒光成像(xiang)系(xi)統(tong)既(ji)能(neng)做(zuo)常見的(de)葉(ye)綠素熒光淬(cui)滅分析、對各個參(can)數（如(ru)Fv/Fm、ΦPSII、NPQ、Qp、Rfd等(deng)）進行成像(xiang)和快(kuai)速(su)光(guang)響應(ying)曲(qu)線(xian)測量(liang)（ETR-PAR或ETR-PPFD），也能(neng)夠對光(guang)合有(you)效輻射吸(xi)收(shou)系(xi)數(shu)（通常采(cai)用0.8）測(ce)量(liang)成像(xiang)，並且能夠做(zuo)快(kuai)速(su)熒光誘(you)導曲(qu)線(xian)OJIP的(de)測量(liang)並各個參(can)數（如(ru)φ_po、φ_Eo 、ψ₀、ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC）的(de)成像(xiang)，也可(ke)以(yi)做Q_A再(zai)氧(yang)化動(dong)力學(xue)曲線的(de)測量(liang)。

    因(yin)此，該(gai)成像(xiang)系(xi)統(tong)既(ji)具(ju)備(bei)普通葉(ye)綠素熒光成像(xiang)系(xi)統(tong)的(de)功能(neng)，如(ru)快(kuai)速(su)、簡單、高通量(liang)地測量(liang)光合作(zuo)用；用(yong)於(yu)植物(wu)抗逆性研究，判(pan)斷(duan)植株(zhu)是否(fou)受到(dao)脅迫、找到(dao)早期脅迫的(de)部位(wei)、評(ping)估脅迫等(deng)級；用(yong)於(yu)大規模(mo)的(de)高產(chan)、高(gao)抗(kang)性品(pin)種篩(shai)選(xuan)等。並且有(you)了(le)OJIP-test及(ji)Q_A再(zai)氧(yang)化動(dong)力學(xue)曲線這(zhe)兩項功(gong)能(neng)的(de)加持(chi)，這(zhe)套(tao)系(xi)統(tong)能(neng)夠更(geng)準(zhun)確(que)地反映(ying)光(guang)合系(xi)統(tong)對光(guang)能的(de)吸收(shou)、轉化以(yi)及(ji)耗(hao)散(san)的(de)情(qing)況以(yi)及(ji)PSII受體(ti)側(ce)對脅迫的(de)響應(ying)，可(ke)用(yong)來(lai)開(kai)展(zhan)關(guan)於(yu)光合(he)結構和功(gong)能的(de)細致研(yan)究(jiu)。

    測(ce)試前發現(xian)校園草地上生長(chang)的(de)蒲(pu)公英葉(ye)片上有(you)紅(hong)褐(he)色(se)的(de)斑(ban)點，這(zhe)屬於(yu)病害的(de)癥(zheng)狀(zhuang)。遂(sui)挖(wa)取(qu)了(le)壹(yi)株進(jin)行測試，希望(wang)利用葉(ye)綠素熒光成像(xiang)發現(xian)肉(rou)眼尚(shang)不可見病(bing)斑(ban)、將來(lai)較大概(gai)率(lv)會出(chu)現(xian)可見病(bing)斑(ban)的(de)綠色(se)葉(ye)片（綠色感染葉(ye)片），對病(bing)害發生的(de)部位(wei)進(jin)行預測(ce)。

    對上圖(tu)所(suo)示的(de)壹(yi)株離(li)體(ti)的(de)蒲(pu)公英依(yi)次進行(xing)葉(ye)綠素熒光淬(cui)滅分析及(ji)快(kuai)速(su)熒光誘(you)導曲(qu)線(xian)OJIP-test測(ce)量(liang)，每(mei)次測試(shi)前暗適應(ying)5min。

    葉(ye)綠素熒光淬(cui)滅分析的(de)主要(yao)參(can)數(shu)的(de)成像(xiang)圖(tu)如(ru)下(xia)，包括(kuo)：

Fv/Fm：大(da)光化學(xue)量(liang)子效率(lv)，表(biao)征PSII的(de)光化學(xue)活(huo)性和能(neng)量(liang)轉化效(xiao)率(lv)；

φPSII：光(guang)下(xia)實(shi)際光化學(xue)量(liang)子效率(lv)，表(biao)征PSII實(shi)際光合(he)效(xiao)率(lv)；

Rfd熒光衰(shuai)減率(lv)：光適(shi)應(ying)熒光衰(shuai)減率(lv)，表(biao)征植物(wu)葉(ye)片的(de)光合(he)作(zuo)用潛(qian)力；

NPQ：非(fei)光化學(xue)淬(cui)滅系(xi)數(shu)，表(biao)征植物(wu)熱耗(hao)散(san)水平(ping)。

    快(kuai)速(su)熒光誘(you)導曲(qu)線(xian)OJIP-test主(zhu)要(yao)參數的(de)成像(xiang)圖(tu)如(ru)下(xia)，具(ju)體(ti)參(can)數包括(kuo)：

ABS/RC：反(fan)映(ying)單位(wei)反(fan)應(ying)中心吸(xi)收(shou)的(de)光能(neng);

TRo/RC：反(fan)映(ying)單位(wei)反(fan)應(ying)中心捕(bu)獲(huo)的(de)用於(yu)還原(yuan)QA的(de)能量(liang);

ETo/RC：反(fan)映(ying)單位(wei)反(fan)應(ying)中心捕(bu)獲(huo)的(de)用於(yu)電(dian)子傳(chuan)遞的(de)能量(liang);

DIo/RC：反(fan)映(ying)單位(wei)反(fan)應(ying)中心耗(hao)散(san)掉的(de)能量(liang)。

    由(you)葉(ye)綠素熒光淬(cui)滅分析及(ji)快(kuai)速(su)熒光誘(you)導曲(qu)線(xian)OJIP-test的(de)各個參(can)數的(de)成像(xiang)圖(tu)可(ke)見：

    順(shun)時(shi)針(zhen)對葉(ye)片進行編號後（參見下(xia)圖(tu)），綠(lv)色(se)葉(ye)片①、②、④以(yi)及(ji)帶(dai)有(you)病斑(ban)的(de)葉(ye)片③、⑤、⑥中，①和②（尤(you)其(qi)葉(ye)尖(jian)部(bu)分）的(de)熒光參(can)數和病(bing)斑(ban)部(bu)位(wei)相(xiang)近：如(ru)通過葉(ye)綠素熒光淬(cui)滅分析獲得(de)的(de)大光(guang)化學(xue)量(liang)子效率(lv)、熒光衰(shuai)減率(lv)及(ji)熱耗(hao)散(san)水平(ping)，以(yi)及(ji)通過OJIP-test獲(huo)得(de)的(de)單位(wei)反(fan)應(ying)中心吸(xi)收(shou)的(de)光能(neng)、單位(wei)反(fan)應(ying)中心捕(bu)獲(huo)的(de)用於(yu)電(dian)子傳(chuan)遞的(de)能量(liang)。且相(xiang)對於(yu)帶病(bing)斑(ban)葉(ye)片的(de)綠色(se)部(bu)位(wei)，上述(shu)參數(shu)均(jun)較低(di)，表(biao)現(xian)了(le)光(guang)系(xi)統(tong)較弱(ruo)的(de)能量(liang)吸收(shou)、有(you)效轉化及(ji)耗(hao)散(san)能力，表(biao)明光系(xi)統(tong)受到(dao)壹(yi)定程(cheng)度(du)的(de)損傷。

    而(er)④葉(ye)片整(zheng)體(ti)和帶(dai)病斑(ban)葉(ye)片的(de)綠色(se)部(bu)位(wei)相(xiang)近。此(ci)外，同樣(yang)為綠色(se)葉(ye)片，葉(ye)片①和②整(zheng)個葉(ye)片熒光參(can)數的(de)異(yi)質性要高於(yu)葉(ye)片④，導致(zhi)異(yi)質性的(de)來(lai)源極(ji)大(da)可(ke)能來(lai)自(zi)病原體(ti)的(de)侵染(ran)。據(ju)此(ci)推測，葉(ye)片④為綠色(se)健康葉(ye)片，葉(ye)片①和②為綠色(se)感染葉(ye)片。

    因(yin)此通過FluorCam葉(ye)綠素熒光成像(xiang)快(kuai)速(su)、無(wu)損(sun)、高(gao)通量(liang)地測量(liang)植物的(de)光合(he)作(zuo)用，能(neng)夠對植(zhi)物有(you)無受到(dao)脅迫、脅迫的(de)具(ju)體(ti)部(bu)位(wei)、脅迫的(de)程度(du)進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)的(de)檢(jian)測(ce)和評(ping)估，並(bing)對脅迫與光(guang)合(he)結構和功(gong)能的(de)關(guan)系(xi)進(jin)行(xing)細致的(de)分析、解(jie)釋。

    FluorCam葉(ye)綠素熒光成像(xiang)系(xi)統(tong)除具(ju)備(bei)目(mu)前(qian)上功(gong)能為齊(qi)全(quan)完(wan)備的(de)葉(ye)綠素熒光成像(xiang)程序(xu)和模(mo)塊外，還(hai)具(ju)備(bei)紫(zi)外激(ji)發的(de)多光(guang)譜成像(xiang)模(mo)塊及(ji)GFP/YFP穩態(tai)熒光成像(xiang)。前者能夠靈(ling)敏、特(te)異(yi)性地評估植物(wu)生理狀態包括(kuo)受脅迫狀(zhuang)態(tai)，包括(kuo)幹旱(han)、病(bing)蟲(chong)害、環(huan)境(jing)汙染(ran)、氮(dan)脅迫等(deng)，後者則能夠檢(jian)測(ce)熒光蛋白在(zai)葉(ye)片水平(ping)的(de)表(biao)達(da)，直(zhi)觀(guan)地表(biao)現(xian)出(chu)轉錄(lu)基(ji)因的(de)表(biao)達(da)位(wei)置。