果(guo)蔬研(yan)究專(zhuan)題-FluorCam葉(ye)綠素熒(ying)光(guang)成像(xiang)應用(yong)文獻圖片(pian)展

葉(ye)綠(lv)素熒(ying)光(guang)是(shi)植(zhi)物(wu)光(guang)合(he)生(sheng)理(li)檢測(ce)的(de)重(zhong)要探(tan)針，基於(yu)葉(ye)綠素(su)熒(ying)光(guang)測(ce)量(liang)的(de)FluorCam葉(ye)綠素(su)熒(ying)光(guang)成像(xiang)技術(shu)經(jing)過(guo)數十(shi)年的(de)發(fa)展，在(zai)植(zhi)物(wu)與(yu)藻(zao)類研(yan)究中(zhong)應用廣泛(fan)，已(yi)然成為光(guang)合(he)生(sheng)理(li)、育(yu)種、環境(jing)控(kong)制(zhi)研(yan)究、農(nong)業(ye)生(sheng)產等(deng)眾多(duo)研(yan)究方(fang)向*的(de)有(you)效(xiao)工(gong)具。本次(ci)摘(zhai)選5篇(pian)FluorCam葉(ye)綠素熒(ying)光(guang)成像(xiang)系統(tong)在(zai)果蔬研(yan)究方(fang)面的(de)文獻分享(xiang)。（參(can)考(kao)文獻附(fu)在(zai)文末(mo)）

1.幹旱(han)脅(xie)迫(po)對生(sheng)菜(cai)幼苗光(guang)合(he)作用的(de)影響(xiang)

韓(han)國(guo)全北國(guo)立(li)大學(xue)，為(wei)研(yan)究幹旱(han)脅(xie)迫(po)對生(sheng)菜(cai)生(sheng)長的(de)影響(xiang)，為生(sheng)產提供指(zhi)導，開(kai)展(zhan)實驗(yan)分析了(le)幹旱(han)處(chu)理(li)下(xia)生(sheng)菜(cai)葉綠素熒(ying)光(guang)參(can)數、光(guang)合(he)色(se)素(su)、抗(kang)氧化(hua)活性等(deng)方面(mian)的(de)動態變(bian)化。

   其(qi)中(zhong)葉綠素熒(ying)光(guang)成像(xiang)結果如下(xia)圖所示(shi)，幼(you)苗的(de)有(you)效(xiao)光(guang)量(liang)子通(tong)量(liang)(Y(PSII))、光(guang)化(hua)學(xue)熒(ying)光(guang)淬滅(qP)和(he)基(ji)於(yu)Lake模型(xing)的(de)光(guang)化(hua)學(xue)熒(ying)光(guang)淬滅(qL)在(zai)幹旱(han)脅(xie)迫(po)第6天(tian)開(kai)始顯(xian)著降低(di)；而(er)最大量(liang)子產率(Fv/Fm)、熒(ying)光(guang)衰(shuai)減率(Rfd)等(deng)僅在(zai)脅(xie)迫(po)最後第8天(tian)受到顯(xian)著影響(xiang)，這時(shi)光(guang)系(xi)統(tong)可能(neng)已經(jing)受損。相反，非光(guang)化(hua)學(xue)熒(ying)光(guang)淬滅(NPQ)則在(zai)脅(xie)迫(po)早(zao)期(qi)出(chu)現(xian)上升(sheng)，該階(jie)段PSII通(tong)過(guo)葉黃(huang)素循環增(zeng)加熱耗(hao)散應對脅(xie)迫(po)，直(zhi)到第8天(tian)脅(xie)迫(po)下(xia)，光(guang)合(he)效(xiao)率明(ming)顯(xian)降低(di)，光(guang)系(xi)統(tong)受損，NPQ出現(xian)下(xia)降。

2.光(guang)譜(pu)和(he)砧木(mu)影響(xiang)番茄對長光(guang)周期補充(chong)光(guang)照的(de)響(xiang)應

植(zhi)物(wu)的(de)生(sheng)物量(liang)和(he)產量(liang)很大(da)程(cheng)度上取決於(yu)接(jie)收的(de)光(guang)的(de)總(zong)量(liang)，為植(zhi)物(wu)提(ti)供長(chang)周期的(de)低(di)光(guang)照的(de)是(shi)更經(jing)濟的(de)方(fang)法，但當(dang)周期超(chao)過(guo)17h的(de)臨(lin)界長度反而(er)導(dao)致(zhi)植(zhi)物(wu)褪(tui)綠(lv)，不(bu)利於(yu)植(zhi)物(wu)生(sheng)長。紅(hong)光(guang)和(he)某(mou)些砧木(mu)可以增(zeng)加植(zhi)物(wu)活力，預測(ce)可(ke)以用以彌(mi)補長(chang)光(guang)周期帶(dai)來(lai)的(de)副(fu)作用。Plants上(shang)發表的(de)壹(yi)篇(pian)論(lun)文中，研(yan)究者就(jiu)對嫁接(jie)到不(bu)同砧木(mu)上的(de)番(fan)茄在(zai)紅(hong)色(se)和(he)其(qi)他(ta)光(guang)譜(pu)下(xia)對長光(guang)周期的(de)響(xiang)應進(jin)行(xing)了(le)探(tan)究。

利(li)用(yong)FluorCam葉綠素熒(ying)光(guang)成像(xiang)，分別對以100％紅(hong)光(guang)17h（Red 17h）、100％紅(hong)光(guang)23h（Red 23h）、75％紅(hong)光(guang)&25％藍光(guang)&5％綠(lv)光(guang)混(hun)合(he)照射(she)17h（Mix 17h）以及(ji)23h（Mix 23h）作為光(guang)周期，培養23天(tian)、62天(tian)、138天(tian)的(de)四(si)組(zu)番茄(qie)，進(jin)行(xing)檢測(ce)，並對Fv/Fm進(jin)行(xing)分析。結果表明(ming)，在(zai)培養的(de)第(di)6天(tian)，23h的(de)紅(hong)光(guang)和(he)混(hun)合(he)光(guang)周期下(xia)，番(fan)茄的(de)光(guang)合(he)能(neng)力均(jun)降低(di)，到138天(tian)便(bian)得以恢復。結合實驗(yan)其(qi)他(ta)結果，推測(ce)是(shi)砧木(mu)彌(mi)補了(le)這(zhe)壹(yi)影響(xiang)。

3.H₂O₂和(he)Ca2+互作介導調節(jie)褪(tui)黑素誘(you)導的(de)CBF途(tu)徑和(he)西(xi)瓜的(de)低(di)溫(wen)耐受性

Ca²⁺和(he)H₂O₂在(zai)植(zhi)物(wu)響(xiang)應低(di)溫(wen)脅(xie)迫(po)的(de)信(xin)號(hao)轉(zhuan)導中(zhong)起著重(zhong)要作用，其(qi)互作與關(guan)聯(lian)通路有助(zhu)於(yu)提(ti)高(gao)植(zhi)物(wu)耐(nai)寒(han)性(xing)。另有研(yan)究表明(ming)，在(zai)低(di)溫(wen)脅(xie)迫(po)下(xia)，植(zhi)物(wu)中(zhong)的(de)褪(tui)黑素激(ji)活CBFs等(deng)基因(yin)的(de)表達(da)，誘(you)導H₂O₂增(zeng)加，提高(gao)植(zhi)物(wu)耐(nai)寒(han)性(xing)，但其(qi)中(zhong)的(de)關(guan)系(xi)和(he)機制(zhi)尚(shang)不(bu)清楚(chu)。為了(le)驗(yan)證(zheng)H₂O₂和(he)Ca²⁺信(xin)號(hao)通路在(zai)褪黑素誘(you)導的(de)CBF反(fan)應(ying)通路和(he)隨(sui)後的(de)低(di)溫(wen)耐受性中(zhong)起關(guan)鍵(jian)作用，西(xi)北農(nong)林(lin)科(ke)技(ji)大學(xue)的(de)研(yan)究者們(men)，開(kai)展(zhan)了(le)壹(yi)系(xi)列(lie)研(yan)究。

其(qi)中(zhong)利用了(le)FluorCam葉(ye)綠(lv)素熒(ying)光(guang)成像(xiang)系統(tong)對不(bu)同組(zu)別處(chu)理(li)的(de)西(xi)瓜耐寒(han)性進(jin)行(xing)了(le)測(ce)定(ding)，作為Ca²⁺和(he)H₂O₂信(xin)號(hao)通路與低(di)溫(wen)耐受性的(de)機理(li)研(yan)究的(de)表型證(zheng)據。

4.旱(han)地水(shui)果作物光(guang)系(xi)統(tong)Ⅱ的(de)耐(nai)旱(han)性研(yan)究

  旱(han)地水(shui)果作物容易受到幹旱(han)、高(gao)溫等(deng)脅(xie)迫(po)，影響(xiang)果實生(sheng)產。那(na)些在(zai)幹旱(han)脅(xie)迫(po)下(xia)仍能(neng)保持(chi)較(jiao)高(gao)光(guang)合(he)效(xiao)率的(de)，幹旱(han)後仍能(neng)維持並恢復生(sheng)長的(de)優勢可(ke)能(neng)更大(da)。印(yin)度的(de)科(ke)學(xue)家(jia)，對葡(pu)萄、芒(mang)果(guo)、甜橙(cheng)等(deng)6種水果(guo)作物，摘(zhai)取健康(kang)葉(ye)片(pian)，進(jin)行(xing)了(le)不(bu)同時(shi)間(jian)的(de)幹旱(han)處(chu)理(li)，並通(tong)過(guo)FluorCam葉綠(lv)素熒(ying)光(guang)成像(xiang)進(jin)行(xing)了(le)檢測(ce)。與(yu)預期(qi)的(de)壹(yi)樣(yang)，隨著幹旱(han)時(shi)間(jian)增(zeng)加，所有(you)果實作物葉(ye)片(pian)的(de)Fv/Fm(QY_max)均(jun)顯(xian)著降低(di)。然而(er)，不(bu)同作物對葉片(pian)幹燥(zao)的(de)反(fan)應存在(zai)顯(xian)著差異(yi)。芒(mang)果(guo)、甜橙(cheng)對組(zu)織脫(tuo)水(shui)的(de)耐(nai)受性高(gao)於(yu)芒(mang)果和(he)葡(pu)萄。同時(shi)本研(yan)究驗(yan)證(zheng)了(le)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)成像(xiang)無損檢測(ce)水(shui)果作物對幹燥(zao)敏(min)感(gan)性的(de)有(you)效(xiao)性(xing)。

5.光(guang)誘(you)導馬鈴薯(shu)采(cai)後品質(zhi)下(xia)降的(de)無(wu)損研(yan)究

  在(zai)馬鈴薯(shu)不(bu)當(dang)收獲及(ji)采(cai)後貯(zhu)存時(shi)，陽(yang)光(guang)照射(she)會(hui)導(dao)致(zhi)馬鈴薯(shu)葉(ye)綠(lv)素(su)形(xing)成，引起表面發綠並擴大，產生(sheng)茄堿、卡茄(qie)堿等(deng)有毒(du)物質(zhi)，而葉綠(lv)素(su)熒(ying)光(guang)測(ce)量(liang)技術(shu)則(ze)可以反映(ying)馬鈴薯(shu)中(zhong)葉(ye)綠(lv)素(su)的(de)變(bian)化。匈(xiong)牙利農(nong)業(ye)與(yu)生(sheng)命(ming)科學(xue)大(da)學(xue)，利(li)用Fluorcam葉(ye)綠素(su)熒(ying)光(guang)成像(xiang)對有/無(wu)綠斑(ban)的(de)馬鈴薯(shu)進(jin)行(xing)了(le)儲(chu)存前後的(de)無(wu)損檢測(ce)。下(xia)圖就(jiu)展示了(le)經(jing)過(guo)59天(tian)的(de)室(shi)溫、有(you)陽(yang)光(guang)照射(she)的(de)儲(chu)存，兩(liang)組(zu)馬鈴薯(shu)的(de)F0二維變(bian)化。有(you)綠(lv)斑(ban)的(de)馬鈴薯(shu)，最開始熒(ying)光(guang)值(zhi)明(ming)顯(xian)高(gao)於(yu)無(wu)綠斑(ban)組(zu)，並且(qie)在(zai)儲(chu)存59天(tian)後，大面積(ji)發芽，熒(ying)光(guang)值(zhi)顯(xian)著上(shang)升(sheng)。

參(can)考(kao)文獻：

[1] Shin Y K , Bhandari S R , Jo J S , et al. Effect of Drought Stress on Chlorophyll Fluorescence Parameters, Phytochemical Contents, and Antioxidant Activities in Lettuce Seedlings[J]. Horticulturae, 2021, 7(8):238.

[2] Jingjing Chang 1 , Yanliang Guo 1 , Jiayue Li ,et al. Positive Interaction between H2O2 and Ca2+ Mediates Melatonin-Induced CBF Pathway and Cold Tolerance in Watermelon (Citrullus lanatus L.)[J].antioxidants, 2021,10.1457.

[3] Rane J ,  Babar R ,  Kumar M , et al. Desiccation tolerance of Photosystem II in dryland fruit crops[J]. Scientia Horticulturae, 2021, 288(1):110295.

[4] VIKT ORIA ZSOM-MUHA, et al.An attempt to the nondestructive investigation of photo-induced potato postharvest quality degradation – Preliminary results[J].Progress in Agricultural Engineering Sciences,2021,S1, 99–109.

[5] Lanoue, J.; Thibodeau, A.; Little, C，et al. Light Spectra and Root Stocks Affect Response of Greenhouse Tomatoes to Long Photoperiod of Supplemental Lighting[J]. Plants, 2021, 10.