FluorCam野外移动式叶绿素荧光成像系统

Rousseau等（High throughput quantitative phenotyping of plant resistance using chlorophyll fluorescence image analysis. Plant Methods, 2013, 9:17），利用FluorCam开放 式叶绿素荧光成像系统作为高通量表型分析平台，采用图像阈值分割等分析方法，对植物 病原体感染进行了定量分析检测，根据Fv/Fm将感染分为不同阶段／等级，特别是可以将用 其它方法难以分辨出来的感染前期加以分辨，并对5个品种的菜豆对普通细菌性疫病的抗性 进行了定量分析评价。

全北国立大学（JEONBUK NATIONAL UNIVERSITY）在《Frontiers in Plant Science》发表了题为“Monitoring of Salinity, Temperature, and Drought Stress in Grafted Watermelon Seedlings Using Chlorophyll Fluorescence” 1的文章，这是近期Yu Kyeong Shin2研究团队利用易科泰FluorCam开放式叶绿素荧光成像系统发表的第二篇非生物胁迫相关的文章。本次研究主要是将韩国传统西瓜品种‘Seo Tae Ja’嫁接到耐高温西瓜品种‘Seol Jung Mae’上，采用单子叶嫁接的方法并培养至三叶期，试验监测和探讨了嫁接西瓜幼苗面对盐度、温度和干旱胁迫影响时的生理状态。

每当退潮时，栖息在潮间带的大型藻类会暴露在空气中数小时，经受干燥、温度、光照和盐度的强烈变化。中国海洋大学的研究人员以条斑紫菜为例，通过Fluorcam叶绿素荧光成像系统，探究了干燥、高盐和高甘露醇三种脱水胁迫对条斑紫菜光合作用的影响，结果发现不同脱水胁迫对条斑紫菜光合作用的影响有明显差异。通过叶绿素荧光成像图发现，脱水胁迫导致了条斑紫菜明显的空间异质性，且暴露在空气中的自然脱水作用强度更强、更不均一。Fluorcam叶绿素荧光成像系统是世界第一台PAM叶绿素荧光技术与CCD成像结合的系统，是叶绿素荧光研究的重要突破，使科学家们对光合作用与叶绿素荧光研究进入到了二维世界，并得到国际科学界的一致认可。目前，Fluorcam叶绿素荧光成像系统已成为世界最权威、使用最广、种类最全面、发表论文最多的叶绿素荧光成像系统。

叶绿素荧光是植物光合生理检测的重要探针，基于叶绿素荧光测量的FluorCam叶绿素荧光成像技术经过数十年的发展，在植物与藻类研究中应用广泛，已然成为光合生理、育种、环境控制研究、农业生产等众多研究方向公认的有效工具。本次摘选5篇FluorCam叶绿素荧光成像系统在果蔬研究方面的文献分享。

PAM荧光淬灭动力学曲线、OJIP快速荧光动力学曲线和QA-再氧化动力学曲线分析是叶绿素荧光技术的三大主要测量技术路线，分别对应光系统运行机理的不同方面。与PAM荧光淬灭分析主要针对光系统运行中较慢的光合稳态与荧光淬灭不同，OJIP快速荧光动力学曲线和QA-再氧化动力学曲线分析都需要非常高的检测速度。目前，能够同时完成这三种荧光动力学曲线测量的仪器只有FL6000双调制叶绿素荧光仪、 FluorCam封闭式荧光成像系统和FKM多光谱荧光动态显微成像系统。而由于OJIP快速荧光动力学曲线和QA-再氧化动力学曲线对技术的特殊要求，对这两种曲线的成像分析更是只有FluorCam封闭式荧光成像系统和FKM多光谱荧光动态显微成像系统能够实现。

人们识别决定植物性状例如耐盐性的基因时，可以采用可重复、高通量的高效表型测量结合基因组测序来实现。阿卜杜拉国王科技大学与PSI植物表型中心合作，建立了用以筛选耐盐植株的高通量、实时、多性状综合定量分析的方法：即应用RGB和叶绿素荧光成像测量，大规模实时监测、自动分析拟南芥在盐胁迫下的生长形态、生物量、色度、光合能力变化，综合研究拟南芥对于盐胁迫的响应。该方法适用于探索植物对于盐胁迫的响应，以及耐盐植株的育种工作。研究结果于2016年发表于《Frontiers in Plant Science》上。

叶绿素荧光作为植物光合生理检测的重要探针，不仅能反映光能吸收、激发能传递和光化学反应等光合作用的原处反应过程，而且与电子传递、质子梯度的建立及ATP合成和CO2固定等过程有关。

纽约时报发表了题为“To Feed a Hot Planet, They’re Making More Efficient Plants”的报道，该文简要介绍了Robert Furbank博士（澳大利亚国立大学、澳大利亚研究委员会转化光合作用卓越中心主任）及其团队正在进行的工作。Furbank博士和他领导的科研中心与全球相关科学家合作，瞄准了一个大胆的粮食危机解决方案：让作物更加高效地进行光合作用。

叶绿素荧光成像技术是在通过叶绿素荧光测量技术检测各光合作用指标的同时，对样品进行二维成像，以图像的形式量化并显示整个观测目标的光合生理状态，能直观体现目标整体的光合异质性，测量目标涵盖叶绿体、单个细胞、微藻到叶片、果实、花朵，乃至整株植物。林果业是经济发展的重要条件之一，果实的产量、生理、品质等研究一直以来都是林果业研究的重点。叶绿素荧光成像技术在果实生理、品质等方面研究中具有广泛应用。