葉綠素熒光(guang)成像園(yuan)藝領域(yu)應用(yong)——水果(guo)苗木篇(pian)

文(wen)接(jie)上回(hui)，上壹(yi)篇(pian)我(wo)們分(fen)享了(le)葉綠素熒光(guang)成像技術作為(wei)壹(yi)種非(fei)侵入(ru)、可(ke)視(shi)化(hua)的(de)光合生理檢測手段(duan)，在蔬(shu)菜研(yan)究(jiu)和生產領(ling)域(yu)的(de)應用(yong)，本(ben)篇(pian)我(wo)們繼(ji)續(xu)分(fen)享(xiang)易(yi)科泰葉綠素熒光(guang)成像產(chan)品在水果(guo)植物(wu)生物(wu)與非(fei)生物(wu)脅迫響(xiang)應等(deng)方面的(de)經(jing)典(dian)文(wen)獻。除(chu)了(le)水果(guo)植株(zhu)，果(guo)實(shi)也(ye)可通(tong)過(guo)葉綠素熒光(guang)成像檢測，以獲取其新(xin)鮮度、品質等(deng)生理信(xin)息，下壹(yi)篇(pian)“果(guo)實(shi)篇(pian)"將(jiang)針對(dui)此進(jin)行(xing)分享(xiang)。

易(yi)科(ke)泰生態技術——葉綠素熒光(guang)技術專(zhuan)家：致(zhi)力(li)於(yu)為(wei)科研(yan)和(he)應用(yong)領域提(ti)供先(xian)進(jin)的(de)葉綠素熒光(guang)技術解(jie)決(jue)方(fang)案，擁(yong)有(you)FluorCam葉綠素熒光(guang)成像技術、PlantScreen表型(xing)成(cheng)像技術；以及(ji)FluorTron®動態葉綠素熒光(guang)成像技術、FluorTron®葉綠素熒光(guang)光譜成像技術、FluorTron®多功能高(gao)光譜成像技術、PhenoTron表型(xing)平(ping)臺(tai)等(deng)系(xi)列產(chan)品。

壹(yi)、 利用(yong)葉綠素熒光(guang)成像監(jian)測嫁(jia)接(jie)西(xi)瓜(gua)幼(you)苗的(de)鹽度(du)、溫度和(he)幹旱脅(xie)迫

植(zhi)物(wu)在其生命周(zhou)期(qi)中會(hui)經(jing)歷(li)多種脅(xie)迫，並(bing)對生物(wu)脅迫和非(fei)生物(wu)脅迫產生生理、生化及(ji)分(fen)子層(ceng)面(mian)的(de)響(xiang)應。這(zhe)些(xie)脅迫因(yin)素會(hui)以(yi)不同方式(shi)對(dui)植(zhi)物(wu)造成(cheng)負(fu)面(mian)影(ying)響(xiang)，最終(zhong)效(xiao)應主(zhu)要(yao)表(biao)現(xian)為(wei)通過(guo)降低(di)光合速率(lv)導(dao)致生長減(jian)緩、生物(wu)活性(xing)物(wu)質變(bian)化(hua)以及(ji)整體產(chan)量下降。本(ben)研(yan)究(jiu)探(tan)究(jiu)了(le)鹽(yan)度、溫度和(he)幹旱脅(xie)迫條件(jian)下嫁(jia)接(jie)西(xi)瓜(gua)幼(you)苗的(de)葉綠素熒光(guang)參數變(bian)化(hua)。

本(ben)研(yan)究(jiu)通過(guo)葉綠素熒光(guang)成像技術，成功(gong)檢測了(le)嫁(jia)接(jie)西(xi)瓜(gua)幼(you)苗在鹽脅迫、溫度波(bo)動及幹旱等(deng)非(fei)生物(wu)脅迫下的(de)生長狀(zhuang)況(kuang)，揭示(shi)了(le)幼(you)苗對(dui)不同脅迫條件(jian)的(de)響(xiang)應規(gui)律。這些(xie)變(bian)化(hua)呈(cheng)現顯(xian)著的(de)脅迫類型(xing)特異性(xing)與(yu)作用(yong)時(shi)間相(xiang)關性(xing)。

二(er)、葉綠素熒光(guang)成像揭示(shi)柑橘(ju)黃(huang)龍病(bing)的(de)光合指紋

黃(huang)龍病(bing)（HLB）是(shi)柑橘(ju)類作物(wu)中危(wei)害最大(da)的(de)病害(hai)之壹(yi)，對(dui)柑橘(ju)生產構(gou)成(cheng)嚴(yan)重威脅(xie)。浙(zhe)江大(da)學的(de)研(yan)究(jiu)者針對(dui)使用(yong)葉綠素熒光(guang)成像技術識別(bie)黃(huang)龍病(bing)開(kai)展了(le)研(yan)究(jiu)。研(yan)究(jiu)中通(tong)過(guo)分析(xi)葉綠素熒光(guang)成像獲取的(de)參數指標，實(shi)現(xian)了(le)黃(huang)龍病(bing)的(de)初步(bu)篩(shai)查，確(que)認了(le)黃(huang)龍病(bing)對柑橘(ju)葉片(pian)的(de)影響(xiang)。

通(tong)過(guo)分析(xi)葉綠素熒光(guang)成像常(chang)用(yong)參數，確(que)定黃(huang)龍病(bing)對柑橘(ju)葉片(pian)的(de)影響(xiang)；通過(guo)蜘(zhi)蛛(zhu)圖法(fa)分析(xi)了(le)與脅迫誘(you)導(dao)光合作用(yong)過(guo)程變(bian)化(hua)相關(guan)的(de)葉綠素熒光(guang)淬滅(mie)參數，反(fan)映(ying)了(le)不同葉片(pian)條(tiao)件(jian)下熒光(guang)參數的(de)相對(dui)變(bian)化(hua)。與健康(kang)樣(yang)本(ben)相(xiang)比，HLB感(gan)染(ran)、營養(yang)缺乏(fa)的(de)葉片(pian)熒光(guang)淬滅(mie)參數呈(cheng)現顯(xian)著差(cha)異。

為(wei)深入(ru)解(jie)析(xi)HLB感(gan)染(ran)葉片(pian)的(de)光合特征，本(ben)研(yan)究(jiu)采(cai)用(yong)三種特征選(xuan)擇(ze)方(fang)法(fa)結(jie)合監督(du)分類(lei)器進(jin)行(xing)算法(fa)分析(xi)，成(cheng)功識(shi)別(bie)出該病(bing)害(hai)的(de)熒光(guang)信(xin)號，並(bing)實(shi)現(xian)健康(kang)葉片(pian)、HLB感(gan)染(ran)葉片(pian)及(ji)營(ying)養(yang)缺乏(fa)葉片(pian)的(de)精(jing)準(zhun)分類(lei)。

三(san)、鱷(e)梨植(zhi)株對真菌(jun)誘(you)導(dao)的(de)脅迫的(de)代謝反(fan)應(ying)

由真菌(jun)Rosellinia necatrix引(yin)起(qi)的(de)白根(gen)腐(fu)病(bing)，是(shi)影(ying)響(xiang)鱷(e)梨作物(wu)的(de)最主(zhu)要(yao)的(de)土壤傳(chuan)播疾(ji)病之壹(yi)。白(bai)根(gen)腐(fu)病(bing)會(hui)引(yin)起(qi)植物(wu)根(gen)系(xi)腐(fu)爛(lan)、葉片(pian)發(fa)黃(huang)枯萎，甚至導(dao)致植(zhi)株在出現第(di)壹(yi)個(ge)葉面癥狀幾周後(hou)死亡。病(bing)害(hai)的(de)早期(qi)檢測與防治(zhi)至關(guan)重要(yao)。研(yan)究(jiu)中利用(yong)葉綠素熒光(guang)成像對(dui)感染(ran)Rosellinia necatrix後(hou)的(de)植株(zhu)進(jin)行(xing)檢測，光(guang)合參數結(jie)果(guo)表明(ming)，相(xiang)比形(xing)態學性(xing)狀(zhuang)，鱷(e)梨在遭(zao)遇白(bai)根(gen)腐(fu)病(bing)侵害後(hou)，光合在更早期便出現了(le)變(bian)化(hua)，而(er)葉綠素熒光(guang)成像技術則靈(ling)敏檢測到(dao)了(le)這種變(bian)化(hua)，這有(you)助(zhu)於(yu)在生產中幫助實(shi)現(xian)病害(hai)的(de)“早(zao)發現(xian)早治療(liao)"。

研(yan)究(jiu)中還使用(yong)了(le)多光譜熒光(guang)成像、紅(hong)外熱(re)成像技術分(fen)別(bie)對(dui)次(ci)級代謝、葉片(pian)溫度進(jin)行(xing)檢測，分(fen)析(xi)病(bing)害對(dui)鱷(e)梨代謝、蒸騰作用(yong)的(de)影響(xiang)。結(jie)合葉綠素熒光(guang)成像、多光譜熒光(guang)成像與(yu)紅(hong)外熱(re)成像的(de)方法(fa)，是壹(yi)種診(zhen)斷(duan)病(bing)菌(jun)侵染(ran)與病(bing)害發(fa)生的(de)有(you)效(xiao)手段(duan)，且能在癥狀發生前，早(zao)期(qi)篩選(xuan)潛在的(de)受感(gan)染(ran)植物(wu)。

參考(kao)文獻：

[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.