葉綠素熒光成像園藝領域應用——水果苗木篇

文接上回，上一篇我們分享了葉綠素熒光成像技術作為一種非侵入、可視化的光合生理檢測手段，在蔬菜研究和生產領域的應用，本篇我們繼續分享易科泰葉綠素熒光成像產品在水果植物生物與非生物脅迫響應等方面的經典文獻。除了水果植株，果實也可通過葉綠素熒光成像檢測，以獲取其新鮮度、品質等生理信息，下一篇“果實篇"將針對此進行分享。

易科泰生態技術——葉綠素熒光技術專家：致力于為科研和應用領域提供先進的葉綠素熒光技術解決方案，擁有FluorCam葉綠素熒光成像技術、PlantScreen表型成像技術；以及FluorTron®動態葉綠素熒光成像技術、FluorTron®葉綠素熒光光譜成像技術、FluorTron®多功能高光譜成像技術、PhenoTron表型平臺等系列產品。

一、 利用葉綠素熒光成像監測嫁接西瓜幼苗的鹽度、溫度和干旱脅迫

植物在其生命周期中會經歷多種脅迫，并對生物脅迫和非生物脅迫產生生理、生化及分子層面的響應。這些脅迫因素會以不同方式對植物造成負面影響，最終效應主要表現為通過降低光合速率導致生長減緩、生物活性物質變化以及整體產量下降。本研究探究了鹽度、溫度和干旱脅迫條件下嫁接西瓜幼苗的葉綠素熒光參數變化。

本研究通過葉綠素熒光成像技術，成功檢測了嫁接西瓜幼苗在鹽脅迫、溫度波動及干旱等非生物脅迫下的生長狀況，揭示了幼苗對不同脅迫條件的響應規律。這些變化呈現顯著的脅迫類型特異性與作用時間相關性。

二、葉綠素熒光成像揭示柑橘黃龍病的光合指紋

黃龍病（HLB）是柑橘類作物中危害最大的病害之一，對柑橘生產構成嚴重威脅。浙江大學的研究者針對使用葉綠素熒光成像技術識別黃龍病開展了研究。研究中通過分析葉綠素熒光成像獲取的參數指標，實現了黃龍病的初步篩查，確認了黃龍病對柑橘葉片的影響。

通過分析葉綠素熒光成像常用參數，確定黃龍病對柑橘葉片的影響；通過蜘蛛圖法分析了與脅迫誘導光合作用過程變化相關的葉綠素熒光淬滅參數，反映了不同葉片條件下熒光參數的相對變化。與健康樣本相比，HLB感染、營養缺乏的葉片熒光淬滅參數呈現顯著差異。

為深入解析HLB感染葉片的光合特征，本研究采用三種特征選擇方法結合監督分類器進行算法分析，成功識別出該病害的熒光信號，并實現健康葉片、HLB感染葉片及營養缺乏葉片的精準分類。

三、鱷梨植株對真菌誘導的脅迫的代謝反應

由真菌Rosellinia necatrix引起的白根腐病，是影響鱷梨作物的最主要的土壤傳播疾病之一。白根腐病會引起植物根系腐爛、葉片發黃枯萎，甚至導致植株在出現第一個葉面癥狀幾周后死亡。病害的早期檢測與防治至關重要。研究中利用葉綠素熒光成像對感染Rosellinia necatrix后的植株進行檢測，光合參數結果表明，相比形態學性狀，鱷梨在遭遇白根腐病侵害后，光合在更早期便出現了變化，而葉綠素熒光成像技術則靈敏檢測到了這種變化，這有助于在生產中幫助實現病害的“早發現早治療"。

研究中還使用了多光譜熒光成像、紅外熱成像技術分別對次級代謝、葉片溫度進行檢測，分析病害對鱷梨代謝、蒸騰作用的影響。結合葉綠素熒光成像、多光譜熒光成像與紅外熱成像的方法，是一種診斷病菌侵染與病害發生的有效手段，且能在癥狀發生前，早期篩選潛在的受感染植物。

參考文獻：

[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.