“葉果兩用”—FluorCam葉綠素熒光成像系統助力果樹研究

日前，我們為北京農林科學院林業果樹研究所安裝了一套封閉式FluorCam葉綠素熒光成像系統，該系統將為果樹的栽培、遺傳育種、種質評價、貯藏加工等研究提供強大助力。

安裝培訓現場，售后工程師使用老師提供的核桃葉片和核桃果實進行了測試：

對正常核桃葉片（下RGB圖左側）和黃化核桃葉片（下RGB圖右側）使用葉綠素熒光淬滅程序（Quenching）進行測量。可見正常葉片的熒光衰減率（2.69）、最大光化學效率Fv/Fm（0.76）、有效光化學效率φPSII（0.13）均明顯高于黃化葉（分別為0.72、0.62、0.04），而黃化葉NPQ（2.34）值明顯高于正常葉片（0.58）。說明黃化嚴重影響了核桃葉片的光合作用：一方面降低了葉片的光能轉化效率，另一方面提高了熱耗散（NPQ），以應對光抑制和光損傷。
 

對正常核桃果實（下RGB圖左側）和果皮有黑斑的核桃果實（下RGB圖右側）同樣使用葉綠素熒光淬滅程序（Quenching）進行測量，下圖為葉綠素熒光參數成像圖。
 

FluorCam葉綠素熒光成像系統適用于存在葉綠素、能夠進行光合作用的幾乎所有樣品，突破了葉綠素熒光儀在樣品大小、形狀、數量的局限性。對于果樹、蔬菜等植物具有獨一無二的優勢：既能用于快速、高通量測量葉片等常規樣品，也能用于測量綠色蔬菜、果實。近年來，FluorCam葉綠素熒光成像系統越來越多地用于采后生理、貯藏保鮮等領域。

以下介紹幾個FluorCam葉綠素熒光成像 “葉果兩用”的案例圖片。

黃瓜

不同基因型黃瓜（暗綠和光綠）的葉和果光合特性

（由中國農業大學、北京農林科學院與北京易科泰 EcoLab 生態實驗室合作完成）

西藍花

丁香油及其成分對西藍花葉光合特性的影響

西藍花采后黃化過程中光合活性的變化

蘋果

左圖：熱脅迫對不同基因型蘋果葉的光系統II活性（Fv/Fm）的影響；右圖：不同溫度熱水處理后貯藏蘋果的光合響應（Fv/Fm）

參考文獻

1.Sui X, Shan N, Hu L, et al. The complex character of photosynthesis in cucumber fruit[J]. Journal of experimental botany, 2017, 68(7): 1625-1637.

2.Synowiec A, Możdżeń K, Skoczowski A. Early physiological response of broccoli leaf to foliar application of clove oil and its main constituents[J]. Industrial Crops and Products, 2015, 74: 523-529.

3.Luo F, Cai J H, Kong X M, et al. Transcriptome profiling reveals the roles of pigment mechanisms in postharvest broccoli yellowing[J]. Horticulture research, 2019, 6(1): 1-14.

4.Huo L, Sun X, Guo Z, et al. MdATG18a overexpression improves basal thermotolerance in transgenic apple by decreasing damage to chloroplasts[J]. Horticulture research, 2020, 7(1): 1-15.

5.Herppich W B, Maggioni M, Huyskens-Keil S, et al. Optimization of Short-Term Hot-Water Treatment of Apples for Fruit Salad Production by Non-Invasive Chlorophyll-Fluorescence Imaging[J]. Foods, 2020, 9(6): 820.