近日，經(jīng)過安裝、培訓(xùn)，一套由易科泰提供的FluorCam植物光合生理成像系統(tǒng)在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)落地運(yùn)行，預(yù)計(jì)未來將在茶生物學(xué)、逆境生理等研究領(lǐng)域?yàn)橛脩糁Α?nbsp;        

       這套系統(tǒng)具備葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量和紅外熱成像測(cè)量功能，在室內(nèi)、野外場(chǎng)景下均可使用并即時(shí)獲取葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)。得益于成像系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，生物及非生物脅迫對(duì)植物光合、生理的影響，不同區(qū)域的差異等，都可以通過二維成像圖清晰展現(xiàn)。

       本次培訓(xùn)中，我們對(duì)接種病菌的茶苗葉片進(jìn)行了活體測(cè)量，成像圖顏色代表參數(shù)值大小，顏色越接種紅色，數(shù)值越高。結(jié)果可見，病菌侵染區(qū)域光合能力的下降，以及病害范圍有呈圓形向外擴(kuò)散的趨勢(shì)。侵染程度越嚴(yán)重，其Fv/Fm(光量子通量，反映光合潛力)越低。而右上角4號(hào)接種位置，其受病害程度低，F(xiàn)v/Fm低于葉片其他未感染區(qū)域，但是高于其他3個(gè)接種區(qū)域。

       在感染程度較輕的區(qū)域，葉片在脅迫下，可能通過提高自身熱耗散來消耗過剩光能以避免傷害，因此在嚴(yán)重感染的中心附近，形成了NPQ（非光化學(xué)熒光淬滅，反映植物熱耗散，與植物逆境下的自我保護(hù)機(jī)制有關(guān)）值較高的“圓環(huán)”，Rfd也具有相似的表現(xiàn)。

       葉綠素?zé)晒獬上窨蔁o損、活體測(cè)量，此類實(shí)驗(yàn)可以繼續(xù)培養(yǎng)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)不同侵染階段的葉片光合變化，獲得更多充實(shí)、有意義的全程數(shù)據(jù)。

       對(duì)低溫處理的茶苗葉片進(jìn)行熒光成像分析，結(jié)果顯示-20℃低溫處理20min后的茶苗葉片，細(xì)胞可能破碎，葉綠體溢出，F(xiàn)o顯著高于CK對(duì)照和4℃處理組。Fv/Fm也明顯降低，其光合能力逐漸喪失。而4℃處理20min對(duì)葉片光合的影響仍較輕。

       病菌等生物/非生物脅迫一般可以引發(fā)光系統(tǒng)Ⅱ光合速率的抑 制、與植物防御機(jī)制有關(guān)的非光化學(xué)熒光淬滅的激活等系列相應(yīng)，同時(shí)引起與脅迫響應(yīng)相關(guān)激素（如脫落酸、茉莉酸、水楊酸）的積累，而非光化學(xué)熒光淬滅、ABA等激素積累會(huì)進(jìn)一步影響氣孔開合與蒸騰作用，從而影響葉片溫度。因此對(duì)植物溫度的檢測(cè)，也是重要的研究手段，與葉綠素?zé)晒獬上竦慕Y(jié)合，在植物相關(guān)研究領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本次落地的系統(tǒng)中包含的紅外熱成像，即可以檢測(cè)并獲取茶苗整體或不同位置的溫度，后續(xù)可應(yīng)用于各個(gè)茶生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。        

Dickeya dadantii病菌侵染煙草葉片1-6天后，葉片F(xiàn)v/Fm，葉片溫度的動(dòng)態(tài)變化

Rosellinia necatrix病菌侵染后的鱷梨植葉綠素?zé)晒獬上瘛⒓t外熱成像分析

參考文獻(xiàn)：

[1] Pérez-Bueno María L, Espen G , Pineda Mónica, et al. Temporal and Spatial Resolution of Activated Plant Defense Responses in Leaves of Nicotiana benthamiana Infected with Dickeya dadantii[J]. Frontiers in Plant Science, 2016, 6.

[2] 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.

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