葉(ye)綠素(su)熒光(guang)成像園藝領(ling)域(yu)應用——果實篇

水果產(chan)是(shi)經濟(ji)發展(zhan)的(de)重(zhong)要條件之壹(yi)，果實的(de)產(chan)量、生(sheng)理、品質等(deng)研(yan)究壹直以來都是(shi)林(lin)果業(ye)研(yan)究的(de)重(zhong)點。葉(ye)綠素(su)熒光(guang)成像技(ji)術是(shi)研(yan)究植物生(sheng)理響應的(de)無損(sun)分(fen)析利器(qi)，這項技(ji)術不(bu)僅能根(gen)據(ju)判斷(duan)植物的(de)光(guang)合(he)生(sheng)理狀態，還可(ke)對果(guo)實的(de)成熟度、新(xin)鮮(xian)度(du)等(deng)品(pin)質特征進行檢(jian)測與(yu)分類(lei)，在果實生理、品質、采後生(sheng)物學(xue)等方(fang)面(mian)研(yan)究中(zhong)具(ju)有(you)廣泛(fan)應(ying)用，這些(xie)應(ying)用均有眾多論(lun)文支撐，本文便(bian)通(tong)過4個(ge)經(jing)典文獻案例(li)展(zhan)示其應用（參考(kao)文(wen)獻(xian)見(jian)文末(mo)）。

案例(li)1：番茄果(guo)實采後成熟過(guo)程：環(huan)境條件對品質和(he)葉(ye)綠素(su)熒光(guang)特性的(de)影響

本研(yan)究旨(zhi)在(zai)探究溫度(du)與(yu)光(guang)照(zhao)條件對果實成熟過(guo)程的(de)協(xie)同影響——這兩(liang)種因素(su)是(shi)成熟過(guo)程中(zhong)最(zui)敏(min)感(gan)的(de)環(huan)境變(bian)量。研(yan)究通過分析葉(ye)綠素(su)熒光(guang)反應，基(ji)於各參數(shu)數(shu)值(zhi)和(he)熒光(guang)圖像(xiang)評估(gu)不同成熟階(jie)段的(de)差(cha)異(yi)，還可(ke)利(li)用成像無損(sun)檢(jian)測的(de)優(you)勢，精(jing)準定(ding)位(wei)最(zui)佳(jia)采收時(shi)機。研(yan)究人員選取處於成熟綠(lv)色(se)階(jie)段、已完成生長(chang)的(de)番茄果(guo)實，將其置於由(you)兩(liang)種溫度條件和兩(liang)種光(guang)照(zhao)條件組成的(de)生(sheng)長(chang)室中(zhong)進行成熟培養(yang)，每晝(zhou)夜(ye)光(guang)照(zhao)時長(chang)均(jun)為12小(xiao)時。

研(yan)究結果表明(ming)，溫(wen)度(du)和(he)光(guang)照(zhao)對番茄成熟過(guo)程均具(ju)有顯著影響。在無光(guang)照(zhao)的(de)低(di)溫條件下(xia)成熟的(de)番茄，從(cong)綠色(se)階(jie)段過(guo)渡到開(kai)裂期所(suo)需時間(jian)，比(bi)在高溫(wen)光(guang)照(zhao)條件下(xia)成熟的(de)同類果實延長(chang)了三倍以上(shang)。值(zhi)得(de)註意的(de)是(shi)，在低(di)溫低(di)光(guang)條件下(xia)，番茄果(guo)實的(de)成熟速(su)度明(ming)顯快於高溫(wen)黑(hei)暗(an)條件。

  整(zheng)個(ge)成熟過(guo)程中(zhong)，葉(ye)綠素(su)熒光(guang)參數(shu)持(chi)續(xu)發生(sheng)變(bian)化。與(yu)其它處理組相比(bi)，低(di)溫低(di)光(guang)條件下(xia)成熟的(de)番茄果(guo)實表現出(chu)顯著更低(di)的(de)非(fei)光(guang)化(hua)學(xue)猝(cu)滅（NPQ）和相對熒光(guang)衰(shuai)減（RFD）值(zhi)，但其初始熒光(guang)（FO）和最(zui)大(da)熒光(guang)（FM）值(zhi)更(geng)高。研(yan)究中(zhong)還(hai)對(dui)果實進行了(le)糖(tang)分、酚(fen)類物質等(deng)組分分析，結果顯示糖(tang)分積累受(shou)光(guang)照(zhao)影響遠(yuan)大(da)於溫度(du)。另壹方面(mian)，在(zai)高溫(wen)高光(guang)條件下(xia)成熟的(de)番茄果(guo)實中(zhong)，酚(fen)類物質含(han)量和(he)番茄紅素(su)水(shui)平達(da)到最(zui)高值(zhi)。

案例(li)2：梨子(zi)果(guo)實生理檢測

西(xi)北農林(lin)大(da)學(xue)的(de)研(yan)究者(zhe)們(men)利用FluorCam葉(ye)綠素(su)熒光(guang)成像，針(zhen)對(dui)褪黑(hei)素(su)對(dui)早(zao)酥(su)梨果(guo)實生理特性的(de)影響進行了(le)探究（Jianlong Liu,2019）。結果表明(ming)，在(zai)果(guo)實膨(peng)大(da)階(jie)段，褪(tui)黑(hei)素(su)（MT）處理過的(de)水(shui)果(guo)中(zhong)最(zui)大(da)光(guang)量子(zi)產(chan)量（Fv/Fm）保持(chi)在(zai)0.82左右(you)，未處理過的(de)水(shui)果(guo)（CK）中(zhong)為0.73，褪黑(hei)素(su)增(zeng)強了(le)梨(li)果(guo)實的(de)光(guang)合(he)能力，提高了(le)單果重(zhong)量。

案例(li)3：葡萄(tao)果(guo)實新(xin)鮮(xian)度(du)檢(jian)測

利用FluorCam葉(ye)綠素(su)熒光(guang)成像鑒(jian)定(ding)葡萄(tao)果實新(xin)鮮(xian)度(du)（YOO, 2015）。新(xin)鮮(xian)葡(pu)萄(tao)分(fen)別(bie)置(zhi)於室溫(wen)、加濕(shi)、高溫(wen)、寒(han)冷的(de)環(huan)境下(xia)存(cun)儲，壹(yi)定(ding)時間(jian)後分(fen)別(bie)檢(jian)測樣(yang)品(pin)葡(pu)萄(tao)光(guang)合(he)狀態的(de)變(bian)化。結果顯示，葡萄(tao)果(guo)實中(zhong)Fv / Fm、ΦPSII和NPQ的(de)數(shu)值(zhi)變(bian)化在(zai)熱(re)條件下(xia)高於其他(ta)條件。低(di)溫（4°C）和潮(chao)濕(shi)條件可保持Fv / Fm值(zhi)在0.8作(zuo)用，生理狀態相對更加穩(wen)定(ding)，可作(zuo)為綠色(se)葡萄(tao)果實的(de)合(he)適(shi)存(cun)儲方(fang)法。

案例(li)4：蘋果(guo)、獼(mi)猴桃在不(bu)同儲存(cun)條件下(xia)的(de)品(pin)質差(cha)異(yi)

利用FluorCam評估(gu)室溫(wen)、高溫(wen)、高濕(shi)等不同儲存(cun)條件下(xia)保存(cun)的(de)蘋(ping)果(guo)和獼(mi)猴桃的(de)新(xin)鮮(xian)品(pin)質。研(yan)究表明(ming)，在熱(re)脅迫(po)下(xia)，蘋果和獼(mi)猴桃Fv / Fm、ΦPSII和NPQ的(de)變(bian)化均(jun)高於其他(ta)脅迫(po)下(xia)的(de)變(bian)化。低(di)溫（4°C）下(xia)其光(guang)合(he)狀態則(ze)保持相對穩定(ding)，此條件下(xia)保存(cun)的(de)果(guo)實新(xin)鮮(xian)品(pin)質較(jiao)高。

參考(kao)文(wen)獻(xian)：

1. Choi, Hyo-Gil, and Kyoung-Sub Park. "Ripening process of tomato fruits postharvest: Impact of environmental conditions on quality and chlorophyll a fluorescence characteristics." Horticulturae 9.7 (2023): 812.

2. Jianlong Liu, Rongrong Yue et al.Effects of Exogenous Application of Melatonin on Quality and Sugar Metabolism in ‘Zaosu’ Pear Fruit[J]. Journal of Plant Growth Regulation.2019

2. Sung Yung Yoo, Sok Samait et al. Application of Chlorophyll Fluorescence Imaging Technology for Fresh Quality Control of Grape Fruit Preserved Under Different Storage Conditions[J]. International Journal of Engineering and Technology,2015

3. Yoo, Sung Yung, Ferrah, Salah et al. Chlorophyll fluorescence imaging analysis for fresh quality assessment of apple and kiwi fruits preserved under different storage conditions [J]. International Journal of Advanced Information Science and Technology,2014

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