壹、 FluorCam葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)功(gong)能(neng)特(te)點(dian)

由於葉綠(lv)素(su)熒(ying)光技(ji)術(shu)本(ben)身(shen)在科學研(yan)究中(zhong)有壹系(xi)列的局(ju)限性(xing)。因(yin)此從上世(shi)紀(ji)八(ba)十年(nian)代(dai)末開(kai)始，隨著(zhe)Charge-Coupled Device(CCD)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)、LED光源(yuan)板(ban)技(ji)術(shu)、圖像(xiang)分(fen)析(xi)技(ji)術(shu)的成(cheng)熟(shu)，不(bu)斷有科學家(jia)和(he)工程(cheng)師合作(zuo)探索(suo)將這三項技(ji)術(shu)與PAM脈沖調制(zhi)技(ji)術(shu)結合(he)，進(jin)而(er)將葉綠(lv)素(su)熒(ying)光技(ji)術(shu)升級(ji)為(wei)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)（Daley et al. 1989; Raschke et al. 1990; Mott et al. 1993; Genty and Meyer 1994; Bro et al. 1995; Siebke and Weis 1995; Meyer and Genty 1998; Balachandran et al. 1994; Oxborough and Baker 1997）。

20世(shi)紀(ji)90年(nian)代(dai)末，PSI科學家(jia)Nedbal和(he)PSI總裁(cai)Trtilek等(deng)合作(zuo)，成(cheng)功研制(zhi)了與PAM脈沖調制(zhi)技(ji)術(shu)結合(he)的FluorCam葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)（Nedbal et al., 2000），並(bing)推出(chu)第(di)壹臺商(shang)業(ye)化(hua)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像設(she)備FluorCam。

這壹發(fa)明(ming)正式(shi)開啟了葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光研(yan)究的二維時(shi)代(dai)。FluorCam葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)成(cheng)為(wei)上世(shi)紀(ji)90年(nian)代(dai)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光技(ji)術(shu)的重(zhong)要突(tu)破，使科學家(jia)們對光合(he)作用與葉綠(lv)素(su)熒(ying)光的研(yan)究壹下子(zi)進(jin)入(ru)二維世(shi)界，並得到了國際科學界的壹致(zhi)認(ren)可。

與之(zhi)前(qian)的葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)，FluorCam葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)的主(zhu)要優(you)勢(shi)有：

· 能(neng)夠全(quan)面(mian)反(fan)映整株植(zhi)物、葉(ye)片(pian)、藻(zao)類(lei)群體(ti)等(deng)的不(bu)同位(wei)置(zhi)熒光強(qiang)度變化(hua)與分(fen)布(bu)。

· 可測量(liang)葉(ye)片(pian)、果(guo)實、麥穗、大型(xing)藻(zao)/微(wei)藻(zao)、整(zheng)株植(zhi)物乃(nai)至(zhi)植(zhi)物冠(guan)層(ceng)等(deng)各(ge)種樣品(pin)。

· 可同時(shi)測(ce)定幾(ji)十、甚(shen)至(zhi)上百株個樣(yang)品(pin)。

· 能(neng)夠在顯(xian)微(wei)水(shui)平(ping)研(yan)究葉綠(lv)體或藻(zao)類(lei)細(xi)胞。

· 尤其(qi)適用(yong)於環境(jing)脅迫早(zao)期植(zhi)物不(bu)同部位(wei)光合(he)活性(xing)的變化(hua)規律、突變體不(bu)同部位(wei)的光合(he)功能(neng)差(cha)異等(deng)研究。

同時(shi)，FluorCam葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)與同類技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)具備(bei)以下優(you)勢：

· 由真正(zheng)的生(sheng)物學(xue)家(jia)、數學(xue)家(jia)、電(dian)子(zi)工程(cheng)師和(he)光學(xue)工程師組成(cheng)的研(yan)發團隊所(suo)開(kai)發

· FluorCam是(shi)脈沖調試式葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)的最早(zao)實用化(hua)成果(guo)

· 國際葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)，僅2019-2021.3可查閱(yue)全(quan)文(wen)的SCI文(wen)獻就(jiu)有(you)300篇以上

· 可實現(xian)高通(tong)量(liang)植(zhi)物表型(xing)分(fen)析(xi)、抗(kang)性(xing)篩選(xuan)、種質(zhi)資源(yuan)檢(jian)測(ce)等(deng)科研應(ying)用(yong)

· 激(ji)發(fa)熒(ying)光的LED光源(yuan)板(ban)和(he)獲取熒光數(shu)據(ju)的成(cheng)像傳(chuan)感(gan)器(qi)不但(dan)技(ji)術(shu)而(er)且為(wei)PSI自(zi)行開發，具(ju)備(bei)*自(zi)主(zhu)知識(shi)產權(quan)

· 測(ce)量(liang)及成(cheng)像(xiang)參(can)數最多，具(ju)備(bei)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光顯(xian)微(wei)成(cheng)像(xiang)、OJIP快速熒(ying)光動(dong)力學(xue)曲(qu)線、QA再(zai)氧(yang)化(hua)動(dong)力學(xue)、熒(ying)光蛋(dan)白活體(ti)成像、多光譜(pu)熒光成(cheng)像、無人值(zhi)守自(zi)動(dong)監(jian)測(ce)、圖像(xiang)閾(yu)值(zhi)分(fen)割(ge)等(deng)世(shi)界的成(cheng)像測(ce)量(liang)功(gong)能(neng)

· 以FluorCam葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)為(wei)核心的PlantScreen植(zhi)物表型(xing)成(cheng)像(xiang)分(fen)析(xi)系(xi)統(tong)為(wei)目(mu)前(qian)安(an)裝最多的植(zhi)物表型(xing)組學(xue)研究系(xi)統(tong)

· 軟(ruan)件由PSI開發(fa)，為(wei)客戶(hu)提(ti)供(gong)升級(ji)服(fu)務

· PSI表型(xing)科研中(zhong)心可進(jin)行(xing)科研合(he)作並(bing)提(ti)供(gong)實驗指(zhi)導

· 系(xi)統(tong)型(xing)號(hao)全(quan)面(mian)，適用(yong)於各(ge)種實驗(yan)需(xu)求

· 幾(ji)乎(hu)無維護(hu)費(fei)用

技(ji)術(shu)功(gong)能(neng)特(te)點(dian)：

1) 儀器(qi)型(xing)號(hao)和(he)配(pei)置(zhi)靈活多樣(yang)，測(ce)量(liang)樣(yang)品(pin)涵蓋了從(cong)葉片(pian)、藻(zao)類(lei)、果(guo)實(shi)、花朵(duo)、整(zheng)株植(zhi)物、植(zhi)物群體(ti)/冠(guan)層(ceng)乃至(zhi)單(dan)個微(wei)藻(zao)/植(zhi)物細(xi)胞、葉(ye)綠(lv)體等(deng)幾(ji)乎(hu)所有(you)不同類型(xing)的宏(hong)觀(guan)和(he)微觀(guan)植(zhi)物樣(yang)品(pin)，甚(shen)至(zhi)還包(bao)括(kuo)含有葉綠(lv)素(su)的細(xi)菌和(he)海洋(yang)生(sheng)物；同時(shi)滿(man)足了從(cong)實驗(yan)室光合(he)機理精(jing)細(xi)研究到野外大田實地研究，從自(zi)然(ran)環(huan)境(jing)到(dao)精(jing)確(que)可控環(huan)境(jing)等(deng)不同實驗條件和(he)尺度(du)的要求。

2) 高(gao)靈敏度(du)CCD，時(shi)間分(fen)辨率可達50幀(zhen)／秒(miao)，分(fen)辨率720×560像素(su)；可選配(pei)高分(fen)辨率CCD，最高分(fen)辨率1360×1024像素(su)，在(zai)最高圖像(xiang)分(fen)辨率下時(shi)間分(fen)辨率可達20幀(zhen)／秒(miao)，用於穩態熒(ying)光如(ru)GFP熒光測(ce)量(liang)等(deng)；超高(gao)靈敏度(du)成(cheng)像傳(chuan)感器(qi)，最高分(fen)辨率1280×1024像素(su)，最高時(shi)間分(fen)辨率高(gao)達(da)16000幀(zhen)／秒(miao)，真正(zheng)實(shi)現(xian)了OJIP快速熒(ying)光誘(you)導動(dong)力學(xue)曲(qu)線的成(cheng)像測(ce)量(liang)

3) 具(ju)備完備的自(zi)動(dong)測量(liang)程(cheng)序(xu)（protocol），可自(zi)由對自(zi)動(dong)測量(liang)程(cheng)序(xu)進(jin)行(xing)編(bian)輯(ji)

a) Fv/Fm：測量(liang)參(can)數包(bao)括(kuo)Fo，Fm，Fv，QY等(deng)

b) Kautsky誘(you)導效(xiao)應(ying)：Fo，Fp，Fv，Ft_Lss，QY，Rfd等(deng)熒光參(can)數

c) 熒光淬滅分(fen)析(xi)：Fo，Fm，Fp，Fs，Fv，QY，Φ_II，NPQ，Qp，Rfd，qL等(deng)50多個參(can)數

d) 光響(xiang)應(ying)曲(qu)線：Fo，Fm，QY，QY_Ln，ETR等(deng)熒光參(can)數

e) PAR吸(xi)收率、NDVI成像(xiang)測量(liang)（選(xuan)配(pei)）

f) GFP、YFP、EBFP、CFP、DsRed等(deng)熒光蛋(dan)白與DAPI等(deng)熒光染(ran)料的熒(ying)光定量(liang)測(ce)量(liang)（選(xuan)配(pei)）

g) 多光譜(pu)熒光測(ce)量(liang)（選(xuan)配(pei)）：F440、F520、F690、F740

h) QA再氧(yang)化(hua)動(dong)力學(xue)曲(qu)線（選(xuan)配(pei)）

i) OJIP快速熒(ying)光誘(you)導動(dong)力學(xue)曲(qu)線（選(xuan)配(pei)）：Fo，Fj，Fi，P或Fm，Mo（OJIP曲(qu)線初始斜率）、OJIP固定面積(ji)、Sm（對關閉(bi)所(suo)有(you)光反(fan)應(ying)中(zhong)心所(suo)需能(neng)量(liang)的量(liang)度(du)）、QY、PI等(deng)參(can)數

4) 自(zi)動(dong)重復實驗功能(neng)，可無人值(zhi)守自(zi)動(dong)循(xun)環完成選定的實(shi)驗程(cheng)序(xu)，重(zhong)復次(ci)數(shu)及間隔(ge)時(shi)間客戶(hu)自(zi)定義(yi)，成(cheng)像測量(liang)數(shu)據(ju)自(zi)動(dong)按時(shi)間日期存(cun)入(ru)計算(suan)機(ji)

5) 標配(pei)4個LED光源(yuan)板(ban)，采用大型(xing)預(yu)封裝LED光源(yuan)，紅(hong)/藍(lan)或紅/白雙色(se)光化(hua)光源(yuan)，可選配(pei)其他(ta)不(bu)同顏色(se)（波長）、不同光強(qiang)LED光源(yuan)

6) 功(gong)能(neng)強(qiang)大的FluorCam葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像分(fen)析(xi)軟(ruan)件功(gong)能(neng)：具(ju)Live（實況(kuang)測(ce)試）、Protocols（實驗(yan)程(cheng)序(xu)選擇(ze)定制(zhi)）、Pre–processing（成像(xiang)預處理(li)）、Result（成像(xiang)分(fen)析(xi)結果(guo)）等(deng)功能(neng)菜(cai)單：

7) 數據(ju)分(fen)析(xi)具備(bei)“信號(hao)計算(suan)再(zai)平(ping)均(jun)"模(mo)式（算數(shu)平(ping)均(jun)值(zhi)）和(he)“信號(hao)平(ping)均(jun)再(zai)計算(suan)模(mo)式"兩種功能(neng)模(mo)式，在高(gao)信噪比(bi)的情(qing)況(kuang)下選(xuan)用(yong)“信號(hao)計算(suan)再(zai)平(ping)均(jun)"模(mo)式，在低(di)信噪比(bi)的情(qing)況(kuang)下選(xuan)擇(ze)“信號(hao)平(ping)均(jun)再(zai)計算(suan)"模(mo)式以過濾掉(diao)噪音(yin)帶(dai)來(lai)的誤(wu)差

8) 輸出結果(guo)：高(gao)時(shi)間解(jie)析(xi)度熒(ying)光動(dong)態圖、熒(ying)光動(dong)態變化(hua)視(shi)頻、熒(ying)光參(can)數Excel文(wen)件、直(zhi)方圖、不(bu)同參(can)數成(cheng)像(xiang)圖、不(bu)同ROI的熒(ying)光參(can)數列表等(deng)

二、 FluorCam葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像系(xi)統(tong)型(xing)號(hao)

1. FluorCam便(bian)攜式(shi)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像儀

· 可測量(liang)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像，可選配(pei)GFP熒光蛋(dan)白成(cheng)像(xiang)功能(neng)

· 成像面(mian)積(ji)：便(bian)攜式(shi)FluorCam 31.5mm×41.5 mm、便(bian)攜式(shi)GFPCam 35mm×46 mm

· 配(pei)備專(zhuan)用支架(jia)和(he)電(dian)池包(bao)，便(bian)攜性(xing)強，實驗室、野外均(jun)可使用

· 可編(bian)輯(ji)測量(liang)實(shi)驗(yan)程(cheng)序(xu)（protocol）

· 具(ju)備(bei)自(zi)動(dong)重復測量(liang)功(gong)能(neng)

· 配(pei)備專(zhuan)用暗(an)適應(ying)葉(ye)夾，便(bian)於在野外對樣品(pin)進(jin)行(xing)暗適應(ying)無損(sun)測(ce)量(liang)

2. FluorCam封閉式(shi)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像系(xi)統(tong)

· FluorCam系(xi)列中(zhong)功能(neng)全(quan)面(mian)，使用便(bian)捷的型(xing)號(hao)

· 系(xi)統(tong)集(ji)成於暗適應(ying)操(cao)作(zuo)箱(xiang)內(nei)，操(cao)作(zuo)簡(jian)便(bian)、便(bian)於移動(dong)，既可在實(shi)驗(yan)室內(nei)也可在室外進(jin)行(xing)暗適應(ying)成(cheng)像測量(liang)分(fen)析(xi)

· 高靈敏度(du)CCD鏡(jing)頭(tou)，時(shi)間分(fen)辨率達(da)50張每(mei)秒(miao)，快速捕(bu)捉葉綠(lv)素(su)熒(ying)光瞬(shun)變；可選配(pei)高分(fen)辨率CCD用於穩態熒(ying)光如(ru)GFP熒光測(ce)量(liang)；也可選配(pei)超高(gao)靈敏度(du)成(cheng)像傳(chuan)感器(qi)，實現(xian)真正(zheng)的OJIP快速熒(ying)光誘(you)導動(dong)力學(xue)曲(qu)線成(cheng)像測(ce)量(liang)

· 成(cheng)像面積(ji)達(da)13×13cm，可對植(zhi)物葉(ye)片(pian)、植(zhi)物組織(zhi)、藻(zao)類(lei)、苔蘚(xian)、地(di)衣(yi)、整(zheng)株植(zhi)物或多株植(zhi)物、96孔板(ban)、384孔板等(deng)進(jin)行(xing)成像分(fen)析(xi)

· 飽和(he)光光強(qiang)最高達(da)6000 µmol(photons)/m².s，進(jin)行(xing)QA再氧(yang)化(hua)分(fen)析(xi)使用的單(dan)周(zhou)轉飽和(he)光閃(shan)STF可達120000µmol(photons)/m².s

· 世(shi)界上可進(jin)行(xing)OJIP快速熒(ying)光動(dong)力學(xue)成(cheng)像(xiang)分(fen)析(xi)的葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光技(ji)術(shu)設(she)備

· 世(shi)界上可進(jin)行(xing)QA再氧(yang)化(hua)動(dong)力學(xue)成(cheng)像(xiang)分(fen)析(xi)的葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光技(ji)術(shu)設(she)備

· 具備功(gong)能(neng)的、可編(bian)輯(ji)的葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光實(shi)驗程序(xu)（Protocols），包(bao)括(kuo)快照(zhao)模(mo)式、Fv/Fm、Kautsky誘(you)導效(xiao)應(ying)、葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光淬滅分(fen)析(xi)、LC光響(xiang)應(ying)曲(qu)線、PAR吸(xi)收與NDVI成像(xiang)分(fen)析(xi)、QA再氧化(hua)動(dong)力學(xue)分(fen)析(xi)、OJIP快速熒(ying)光動(dong)力學(xue)分(fen)析(xi)及GFP綠(lv)色(se)熒(ying)光蛋(dan)白成(cheng)像(xiang)等(deng)

· 可選配(pei)GFP、YFP、BFP、RFP、CFP、DAPI等(deng)熒光蛋(dan)白與熒光染(ran)料成像(xiang)

· 可進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)重復成像測量(liang)分(fen)析(xi)

· 4塊大型(xing)高(gao)強(qiang)度(du)封裝LED光源(yuan)板(ban)，具備雙色(se)光化(hua)光，標配(pei)為(wei)2紅(hong)光+2白光，可選配(pei)2紅光+2藍(lan)光或其它波長光源(yuan)組合(he)

3. FluorCam開放式葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像系(xi)統(tong)

· 模(mo)塊化(hua)設(she)計，配(pei)置(zhi)靈活，可自(zi)由安(an)裝(zhuang)更(geng)換(huan)光源(yuan)板(ban)、自(zi)由調整光源(yuan)角(jiao)度(du)和(he)高度(du)、自(zi)由調整CCD鏡頭(tou)高度，方便(bian)被測(ce)植(zhi)物的處(chu)理、操(cao)作(zuo)等(deng)

· 4塊(kuai)大型(xing)高(gao)強(qiang)度(du)封裝LED光源(yuan)板(ban)，具備雙色(se)光化(hua)光，標配(pei)為(wei)2紅(hong)光+2白光，可選配(pei)2紅光+2藍(lan)光或其它波長光源(yuan)組合(he)

· 可自(zi)由選(xuan)配(pei)多種備用(yong)不(bu)同波長LEDs光源(yuan)板(ban)，用戶可簡便(bian)自(zi)行更(geng)換(huan)，如(ru)選(xuan)配(pei)青色(se)光源(yuan)板(ban)用於氣孔功(gong)能(neng)研(yan)究、選配(pei)紫(zi)外光源(yuan)板(ban)用於多光譜(pu)熒光成(cheng)像測量(liang)等(deng)

· 可進(jin)行(xing)GFP、YFP、BFP、RFP、CFP、DAPI等(deng)熒光蛋(dan)白與熒光染(ran)料成像(xiang)

· 標準(zhun)版成像(xiang)面積(ji)13×13cm，大型(xing)版(ban)成(cheng)像(xiang)面積(ji)達(da)20×20cm，可對整株植(zhi)物甚(shen)至(zhi)多株植(zhi)物（如(ru)擬(ni)南(nan)芥等(deng)小型(xing)植(zhi)物）進(jin)行(xing)實驗成像(xiang)分(fen)析(xi)

· 高靈敏度(du)CCD鏡(jing)頭(tou)，時(shi)間分(fen)辨率達(da)50張(zhang)每(mei)秒(miao)，快速捕(bu)捉葉綠(lv)素(su)熒(ying)光瞬(shun)變，可選配(pei)高分(fen)辨率CCD用於穩態熒(ying)光如(ru)GFP熒光測(ce)量(liang)

4. FluorCam多光譜(pu)熒光成(cheng)像系(xi)統(tong)

FluorCam多光譜(pu)成像系(xi)統(tong)是(shi)將穩態熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)與脈沖調制(zhi)式葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)融(rong)於壹體(ti)，能(neng)夠在壹臺儀(yi)器(qi)上實現(xian)GFP、BFP、CFP、YFP、RFP等(deng)熒光蛋(dan)白成(cheng)像(xiang)、DAPI等(deng)熒光染(ran)料成像(xiang)、熒(ying)光素(su)酶、脈(mai)沖調制(zhi)式葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像以及NDVI反射(she)光譜(pu)成像分(fen)析(xi)功能(neng)，是(shi)真正(zheng)功(gong)能(neng)全(quan)面(mian)的植(zhi)物熒(ying)光活體(ti)成像系(xi)統(tong)。同時(shi)，除(chu)了植(zhi)物樣(yang)品(pin)外，植(zhi)物熒(ying)光活體(ti)成像系(xi)統(tong)也可以進(jin)行(xing)藻(zao)類(lei)、珊(shan)瑚(hu)共(gong)生(sheng)體、菌落(luo)乃(nai)至(zhi)動(dong)物的熒(ying)光成(cheng)像分(fen)析(xi)。

· 1360×1024像素(su)高(gao)分(fen)辨率CCD，可對樣品(pin)熒(ying)光標記(ji)的分(fen)布(bu)進(jin)行(xing)精(jing)準(zhun)成像分(fen)析(xi)

· 標準(zhun)版成像(xiang)面積(ji)13×13cm，大型(xing)版(ban)成(cheng)像(xiang)面積(ji)達(da)20×20cm，可對整株植(zhi)物甚(shen)至(zhi)多株植(zhi)物（如(ru)擬(ni)南(nan)芥等(deng)小型(xing)植(zhi)物）進(jin)行(xing)實驗成像(xiang)分(fen)析(xi)

· 專(zhuan)用熒(ying)光激(ji)發(fa)光源(yuan)組與濾波器(qi)組合(he)，精(jing)確(que)測量(liang)不(bu)同熒光蛋(dan)白標記(ji)

· 軟(ruan)件配(pei)置(zhi)多種用戶(hu)自(zi)定義(yi)調色(se)板(ban)，可生(sheng)成真實(shi)色(se)彩(cai)成像(xiang)圖或對比(bi)增強(qiang)彩(cai)色(se)成(cheng)像(xiang)圖

· 可選配(pei)新型(xing)FluorCam-Pro植(zhi)物多光譜(pu)熒光成(cheng)像系(xi)統(tong)，壹體(ti)化(hua)完成各(ge)種熒光成(cheng)像測量(liang)  

5. FKM多光譜(pu)熒光動(dong)態顯(xian)微(wei)成(cheng)像(xiang)系(xi)統(tong)

· 目(mu)前用(yong)於植(zhi)物/藻(zao)類(lei)顯(xian)微(wei)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像研究的成(cheng)熟(shu)商(shang)用(yong)儀(yi)器(qi)

· 內(nei)置(zhi)現(xian)今葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光研(yan)究的全(quan)部(bu)程(cheng)序，如(ru)Fv/Fm、Kautsky誘(you)導效(xiao)應(ying)、熒(ying)光淬滅、OJIP快速熒(ying)光響(xiang)應(ying)曲(qu)線、QA再(zai)氧(yang)化(hua)等(deng)，可獲得(de)70余(yu)項參(can)數

· 配(pei)備10倍(bei)、20倍(bei)、40倍(bei)、63倍(bei)和(he)100倍(bei)專(zhuan)用生(sheng)物熒(ying)光物鏡(jing)，可以清(qing)晰觀(guan)測到葉(ye)綠(lv)體及其(qi)發(fa)出的熒(ying)光

· 激(ji)發(fa)光源(yuan)組中(zhong)包(bao)括(kuo)紅(hong)外光、紅(hong)光、藍(lan)光、綠(lv)光、白光、紫(zi)外光和(he)遠紅光等(deng)，通過紅藍(lan)綠(lv)三色(se)光還(hai)可以調出可見光譜(pu)中(zhong)的任何(he)壹種色(se)光，能(neng)夠研究植(zhi)物/藻(zao)類(lei)中(zhong)任何(he)壹種色(se)素(su)分(fen)子(zi)或發色(se)團。

· 可進(jin)行(xing)GFP、DAPI、DiBAC4、SYTOX、CTC等(deng)熒光蛋(dan)白、熒(ying)光染(ran)料的成(cheng)像分(fen)析(xi)

· 高分(fen)辨率光譜(pu)儀能(neng)夠深入(ru)解(jie)析(xi)各(ge)種熒光的光譜(pu)圖

· 控(kong)溫系(xi)統(tong)可以保(bao)證實(shi)驗樣品(pin)在(zai)同等(deng)溫度(du)條(tiao)件下進(jin)行(xing)測量(liang)，提(ti)高實驗精(jing)度(du)，也可以進(jin)行(xing)高溫/低(di)溫(wen)脅迫研究

6. FluorCam大型(xing)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像平(ping)臺

· 世(shi)界上單幅(fu)成像(xiang)面積(ji)最大的脈(mai)沖調制(zhi)式（PAM）葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像系(xi)統(tong)，成(cheng)像光源(yuan)板(ban)面積(ji)70×70cm，成像(xiang)面積(ji)達(da)35×35cm，可對整株植(zhi)物及多株植(zhi)物同時(shi)進(jin)行(xing)非損傷性葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像分(fen)析(xi)

· LED激(ji)發(fa)光源(yuan)、CCD葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像鏡頭(tou)及濾波輪等(deng)集成(cheng)於壹個高(gao)度可自(zi)由移(yi)動(dong)的成(cheng)像平(ping)臺上，成像(xiang)平(ping)臺高(gao)度(du)可調，以適應(ying)於不同高度的植(zhi)物成(cheng)像(xiang)分(fen)析(xi)

· 可選配(pei)PAR吸(xi)收／NDVI成像分(fen)析(xi)模(mo)塊，對植(zhi)物PAR吸(xi)收及光譜(pu)反射(she)指(zhi)數(shu)NDVI進(jin)行(xing)成像分(fen)析(xi)

· 可選配(pei)RGB成像分(fen)析(xi)模(mo)塊,用(yong)於植(zhi)物形(xing)態測(ce)量(liang)分(fen)析(xi)等(deng)

· 可選配(pei)GFP綠(lv)色(se)熒(ying)光蛋(dan)白成(cheng)像(xiang)分(fen)析(xi)功能(neng)，用(yong)於植(zhi)物轉(zhuan)基(ji)因(yin)研(yan)究

三、FluorCam葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像系(xi)統(tong)應(ying)用(yong)案例(li)

1. 擬(ni)南(nan)芥葉綠(lv)體R-loop調控機(ji)制(zhi)

2017年(nian)清(qing)華大學(xue)生(sheng)命學(xue)院孫(sun)前文課題(ti)組通(tong)過分(fen)析(xi)獲得(de)壹個新(xin)的定位(wei)於葉綠(lv)體中(zhong)的核糖核酸(suan)酶H蛋白（AtRNH1C），發現(xian)該(gai)蛋白可以調節葉綠(lv)體中(zhong)R-loop水(shui)平(ping)的變化(hua)，從而(er)維持基因(yin)組的穩定性和(he)發育(yu)。他(ta)們(men)使用FluorCam封閉式(shi)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像系(xi)統(tong)，發(fa)現(xian)AtRNH1C對葉綠(lv)體的發(fa)育(yu)有(you)重要作(zuo)用(yong)。

在(zai)使用喹諾(nuo)酮類(lei)藥(yao)物環(huan)丙(bing)沙星(xing)（CIP）處理後(hou)，通過FluorCam葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像圖可以直(zhi)觀(guan)發現(xian)野生(sheng)型(xing)的生(sheng)長被抑制(zhi)，同時(shi)葉(ye)片(pian)變色(se)。而(er)atrnh1c突變體則(ze)加(jia)強(qiang)了CIP的毒(du)害效(xiao)應(ying)。這更(geng)加(jia)證實(shi)了AtRNH1C的功(gong)能(neng)。本(ben)實驗的熒(ying)光成(cheng)像檢(jian)測(ce)是(shi)在(zai)易(yi)科泰(tai)Ecolab實驗室完成的。

2020年(nian)，孫(sun)前(qian)文(wen)課題(ti)組又(you)使用FluorCam封閉式(shi)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像系(xi)統(tong)結合(he)分(fen)子(zi)實驗(yan)結果(guo)，證實(shi)了R-loop解(jie)旋(xuan)酶過表達能(neng)夠拯救(jiu)由於異常累(lei)積(ji)HO-TRC觸發R-loop共(gong)同表達造(zao)成(cheng)的缺陷(xian)，從而(er)維持擬南(nan)芥葉綠(lv)體基(ji)因(yin)組完整性。

參(can)考(kao)文獻：

1. Yang Z, et al. 2017. RNase H1 Cooperates with DNA Gyrases to Restrict R-loops and Maintain Genome Integrity in Arabidopsis Chloroplasts. The Plant Cell, doi:10.1105/tpc.17.00305

2. Yang Z, et al. 2020. RHON1 Co-transcriptionally Resolves R-Loops for Arabidopsis Chloroplast Genome Maintenance. Cell Reports 30: 243–256

2. 構建(jian)耐(nai)鹽(yan)生(sheng)菜品(pin)種表型(xing)鑒(jian)定體系(xi)

目(mu)前，全(quan)球(qiu)農(nong)業都(dou)受到(dao)土壤和(he)灌溉(gai)水(shui)鹽(yan)分(fen)升高(gao)的威(wei)脅。大約(yue)50%的灌溉(gai)農(nong)田都(dou)受到(dao)了鹽(yan)分(fen)的影(ying)響。2013年(nian)的經濟分(fen)析(xi)指出(chu)由於鹽(yan)分(fen)誘(you)發的土壤退化(hua)和(he)作物產量(liang)損(sun)失(shi)在全(quan)球(qiu)造(zao)成了273億(yi)美元的損(sun)失(shi)。作為(wei)壹種重要的蔬菜作物，生(sheng)菜（Lactuca sativa L.）在(zai)世(shi)界範圍內(nei)都(dou)進(jin)行(xing)了廣泛的種植(zhi)。生(sheng)菜產量(liang)最高的國家(jia)為(wei)美國、歐盟(meng)和(he)中(zhong)國。而(er)生(sheng)菜對鹽(yan)分(fen)脅迫非常敏感(gan)的。鹽(yan)分(fen)脅迫會造成生(sheng)菜生(sheng)物量(liang)減(jian)少(shao)、誘(you)發葉(ye)燒(shao)病和(he)早(zao)衰等(deng)。

美國農業(ye)部(bu)（USDA）的科學家(jia)嘗試確(que)定生(sheng)菜鹽(yan)脅迫的關鍵(jian)生(sheng)理表型(xing)性(xing)狀(zhuang)，用於篩選(xuan)高(gao)耐(nai)鹽(yan)的生(sheng)菜品(pin)種，希望從這些數(shu)據(ju)中(zhong)篩選(xuan)出(chu)的指(zhi)標構(gou)建(jian)耐(nai)鹽(yan)生(sheng)菜品(pin)種表型(xing)鑒(jian)定體系(xi)。與傳統(tong)作(zuo)物表型(xing)測(ce)量(liang)相(xiang)比(bi)，壹方(fang)面(mian)光系(xi)統(tong)對各(ge)種生(sheng)物和(he)非生(sheng)物脅迫因(yin)素(su)都(dou)非常敏感(gan)，而(er)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像分(fen)析(xi)可以無損(sun)地(di)直(zhi)接測量(liang)脅迫對光系(xi)統(tong)的損(sun)傷程度(du)和(he)機理(li)，在脅迫初期乃(nai)至(zhi)癥狀(zhuang)出現(xian)前即(ji)可檢(jian)測(ce)到(dao)脅迫的發(fa)生(sheng)；另壹方(fang)面(mian)，葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像分(fen)析(xi)技(ji)術(shu)與自(zi)動(dong)傳送(song)系(xi)統(tong)集(ji)合，能(neng)夠實現(xian)對大量(liang)樣(yang)品(pin)的高(gao)通量(liang)無損(sun)快速檢(jian)測(ce)，非(fei)常適用(yong)於作物品(pin)種的篩選(xuan)。他(ta)們(men)使用的PlantScreen XYZ植(zhi)物表型(xing)成(cheng)像(xiang)分(fen)析(xi)系(xi)統(tong)就(jiu)能(neng)夠將這兩方面的優(you)勢地(di)結合(he)起來(lai)。其(qi)樣帶(dai)式(shi)FluorCam葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像單元是(shi)目前使用脈(mai)沖調制(zhi)式葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)大型(xing)整(zheng)株植(zhi)物測(ce)量(liang)的商(shang)用化(hua)儀器(qi)。自(zi)動(dong)傳送(song)系(xi)統(tong)可以自(zi)動(dong)調整成(cheng)像單元的位(wei)置(zhi)與高度，結合(he)專(zhuan)用軟(ruan)件可以對幾(ji)十株乃(nai)至(zhi)上百株樣(yang)品(pin)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像分(fen)析(xi)。

實驗中(zhong)使用了球(qiu)生(sheng)菜、奶油生(sheng)菜、直(zhi)立生(sheng)菜、葉(ye)生(sheng)菜等(deng)不同的栽(zai)培(pei)品(pin)種和(he)生(sheng)菜的野生(sheng)親(qin)緣種L. serriola L，共(gong)240株樣(yang)品(pin)。這些品(pin)種中(zhong)既有(you)耐(nai)鹽(yan)品(pin)種，也有鹽(yan)脅迫敏感(gan)品(pin)種。所有(you)樣(yang)品(pin)在(zai)同樣鹽(yan)脅迫處理下進(jin)行(xing)了葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像分(fen)析(xi)。研究者重點分(fen)析(xi)了QY_max（Fv/Fm）最大光化(hua)學效(xiao)率、Fv/Fm_L（Fv’/Fm’）光適應(ying)最大光化(hua)學效(xiao)率、NPQ非光化(hua)學淬滅（最大熒(ying)光）、qN非光化(hua)學淬滅（可變熒光）、qP光化(hua)學淬滅、QY實際(ji)光化(hua)學效(xiao)率（量(liang)子(zi)產額）、Rfd熒(ying)光衰(shuai)減比(bi)率等(deng)熒光參(can)數。

值(zhi)得壹提(ti)的是(shi)，葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像圖經過校(xiao)準(zhun)後(hou)，還可以直(zhi)接獲得整(zheng)株植(zhi)物具(ju)備(bei)光合(he)活性(xing)的葉(ye)面積(ji)。結合(he)熒(ying)光參(can)數還(hai)可以對葉面(mian)積(ji)進(jin)行(xing)不同脅迫程度的定量(liang)分(fen)級和(he)圖像(xiang)分(fen)割(ge)。本(ben)研究中(zhong)直(zhi)接使用葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像獲得(de)的光合(he)活性(xing)葉面積(ji)取代了傳(chuan)統(tong)測(ce)量(liang)的葉(ye)面積(ji)。

熒光數(shu)據(ju)與鮮(xian)重(zhong)等(deng)傳統(tong)表型(xing)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)了相(xiang)關性(xing)分(fen)析(xi)和(he)主(zhu)成分(fen)分(fen)析(xi)，結果(guo)表明(ming)敏感(gan)栽(zai)培(pei)種的葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光特(te)征(zheng)是低(di)QY，qN，NPQ和(he)Rfd，而(er)耐(nai)受(shou)栽培(pei)種的特(te)征(zheng)是高(gao)QY_max，Fv/Fm_L和(he)QY_D。與葉綠(lv)素(su)熒(ying)光參(can)數的高(gao)靈敏度(du)相(xiang)比(bi)，大多數(shu)樣(yang)品(pin)的葉(ye)綠(lv)素(su)指(zhi)數(shu)和(he)CO₂同化(hua)速率在(zai)鹽(yan)脅迫處理前(qian)後(hou)都(dou)沒有表現(xian)出顯(xian)著(zhu)的差(cha)異。因(yin)此，研究者建(jian)議在篩選(xuan)高(gao)耐(nai)受(shou)品(pin)系(xi)時(shi)以較(jiao)高(gao)的葉(ye)面積(ji)配(pei)合較(jiao)高的Fv/Fm和(he)QY作為(wei)初篩指(zhi)標。

後(hou)續，美國農業(ye)部(bu)又使用加(jia)裝(zhuang)了高(gao)光譜(pu)成像單元的PlantScreen表型(xing)成(cheng)像(xiang)系(xi)統(tong)與FluorCam結合(he)，通(tong)過葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成(cheng)像數據(ju)與高光譜(pu)成像數據(ju)繪(hui)制(zhi)了生(sheng)菜水(shui)分(fen)脅迫響應(ying)基(ji)因(yin)位(wei)點的分(fen)子(zi)圖譜(pu)。

參(can)考(kao)文獻：

1. Adhikari N D, et al. 2019. Phenomic and Physiological Analysis of Salinity Effects on Lettuce. Sensors, 19: 4814

2. Kumar P, et al. 2021. Molecular Mapping of Water-Stress Responsive Genomic Loci in Lettuce (Lactuca spp.) Using Kinetics Chlorophyll Fluorescence, Hyperspectral Imaging and Machine Learning. Front. Genet. 12: 634554