FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)能夠靈敏、快捷、無(wú)損地測(cè)量植物光合能力、光合電子傳遞鏈功能和光系統(tǒng)逆境響應(yīng)，因此從技術(shù)問(wèn)世之初就被廣泛應(yīng)用于花卉、水果、蔬菜等園藝植物研究中。
FluorCam系列葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)
在花卉與觀賞植物的相關(guān)研究中，F(xiàn)luorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)廣泛應(yīng)用于抗逆、生理生態(tài)、采后保存、優(yōu)化培養(yǎng)條件等研究方向。下面介紹部分近期研究案例：
一、外源鈣對(duì)月季熱脅迫抗性的作用
河南農(nóng)業(yè)大學(xué)將修剪后的月季Rosa hybrida‘Carolla’進(jìn)行了晝夜溫度35/20℃的熱脅迫處理。在其花芽萌發(fā)一周后，在葉片上噴施不同濃度的CaCl2溶液。之后利用FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)檢測(cè)葉片的最小熒光Fo、最大熒光Fm、PSII最大量子產(chǎn)額Fv/Fm（即最大光化學(xué)效率）、非光化學(xué)淬滅系數(shù)NPQ、熒光衰減比率Rfd（也稱(chēng)為活力指數(shù)）。同時(shí)利用光合儀檢測(cè)葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度并計(jì)算其水分利用效率WUE。結(jié)果表明，葉片施加的外源鈣增強(qiáng)了月季光合系統(tǒng)對(duì)熱脅迫的抗逆，既表現(xiàn)在維持光系統(tǒng)PSII的光能轉(zhuǎn)換效率、減少熱耗散；又減輕了高溫對(duì)CO2同化與水分利用的影響。
左圖：FluorCam獲得的Fo、Fm、Fv/Fm、NPQ、Rfd等葉綠素?zé)晒鈪?shù)成像圖；右圖：光合儀獲得的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度及水分利用效率數(shù)據(jù)圖
二、白化鳳凰木的光合生理特性
植物部分或全部缺失葉綠素被稱(chēng)為白化。白化現(xiàn)象在50多種植物中都有所發(fā)現(xiàn)，包括裸子植物、單子葉植物和雙子葉植物。巴西Universidade Federal de Jataí的科學(xué)家對(duì)鳳凰木Delonix regia的白化進(jìn)行了研究，希望弄清除了缺失葉綠素，植物白化還造成了結(jié)構(gòu)和生理的哪些改變。
研究人員從一棵母樹(shù)上采集種子培育了2400株幼苗。從中挑選出白化的幼苗，分析其葉綠素含量并使用FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)檢測(cè)其光合特性。結(jié)果表明，白化鳳凰木的葉綠素含量顯著降低，但其PSII最大光化學(xué)效率Fv/Fm和實(shí)際光化學(xué)效率(F’m-F’)/F’m（即量子產(chǎn)額QY）則與非白化植株基本相同，說(shuō)明其剩余的PSII光合結(jié)構(gòu)功能是完整的。白化鳳凰木的非光化學(xué)淬滅系數(shù)NPQ顯著降低，一方面減少了PSII熱耗散的能量，盡量維持光合電子傳遞能量；另一方面說(shuō)明它應(yīng)對(duì)高光照的光保護(hù)能力大大降低。同時(shí)，白化鳳凰木的熒光衰減比率Rfd（也稱(chēng)為活力指數(shù)）也顯著降低，證明白化還是不可避免地影響了其在光照條件下的活力。
左圖：野生型與白化鳳凰木的形態(tài)照片；右圖：野生型與白化鳳凰木的葉綠素含量與葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)
三、切花的采后保鮮
鮮切花在采摘運(yùn)輸過(guò)程中，由于高溫、運(yùn)輸時(shí)長(zhǎng)等原因，導(dǎo)致其組織衰老、水分損失、品質(zhì)下降，甚至腐敗變質(zhì)。因此研究鮮切花在保存過(guò)程中的生理變化并以此考察各種保鮮技術(shù)的效果是對(duì)鮮切花產(chǎn)業(yè)是即為重要的。
韓國(guó)世宗大學(xué)對(duì)此開(kāi)展了多年的研究，對(duì)不同品種的月季施加了各種防腐液、乙烯抑制劑乃至草藥提取液，以評(píng)估最佳的保鮮運(yùn)輸制劑。FluorCam葉綠素?zé)晒庀到y(tǒng)測(cè)量的最大光化學(xué)效率Fv/Fm可直接衡量植物的脅迫受損程度，為鮮花保存過(guò)程中的活力評(píng)估鑒定提供了最有力的證據(jù)。
上圖：施加不同防腐劑的‘Matador’ 和‘Dolcetto’月季品種Fv/Fm葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)；下圖：施加不同乙烯抑制劑‘All For Love’和‘Afnity’ 月季品種Fv/Fm葉綠素?zé)晒鈹?shù)據(jù)
四、補(bǔ)充光照改善觀賞鳳梨花序的發(fā)育
補(bǔ)充光照是觀賞花卉培育中廣泛使用的技術(shù)手段。伊朗德黑蘭大學(xué)的科學(xué)家使用不同紅藍(lán)配比的補(bǔ)充光培養(yǎng)美葉光萼荷Aechmea fasciata‘Primera’，星花鳳梨Guzmania‘Rostara’ 和麗穗鳳梨Vriesea‘Splenriet’，通過(guò)FluorPen手持式葉綠素?zé)晒鈨x（帶有光量子傳感器）和手持式光譜儀來(lái)確定培養(yǎng)光強(qiáng)與光質(zhì)組成。結(jié)果表明增加補(bǔ)充光中的藍(lán)光組分，能夠顯著促進(jìn)花序的出現(xiàn)與發(fā)育。同時(shí)，利用FluorPen手持式葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)量OJIP快速動(dòng)力學(xué)曲線與光化學(xué)活性性能指數(shù)PIABS，F(xiàn)luorCam葉綠素?zé)晒庀到y(tǒng)成像測(cè)量最大光化學(xué)效率Fv/Fm、非光化學(xué)淬滅系數(shù)NPQ等，發(fā)現(xiàn)增加藍(lán)光組分也能在一定程度上改善一些鳳梨品種的光合特性。
左圖：三種鳳梨品種的花序發(fā)育過(guò)程；右圖：三種鳳梨品種在不同組分補(bǔ)充光下的Fv/Fm葉綠素?zé)晒獬上駡D
參考文獻(xiàn)：
2.Silva LAS, et al. 2020. Albinism in plants –far beyond the loss of chlorophyll: Structural and physiological aspects of wild‐type and albino royal poinciana (Delonix regia) seedlings. Plant Biology 22(5): 761-768
3.Ha STT, et al. 2019. Extension of the Vase Life of Cut Roses by Both Improving Water Relations and Repressing Ethylene Responses. Horticultural Science and Technology 37(1):65-77
4.Ha STT, et al. 2019. Simultaneous Inhibition of Ethylene Biosynthesis and Binding Using AVG and 1-MCP in Two Rose Cultivars with Different Sensitivities to Ethylene. Journal of Plant Growth Regulation 39:553–563
5.Javadi Asayesh E, Aliniaeifard S, Askari N, et al. Supplementary light with increased blue fraction accelerates emergence and improves development of the inflorescence in Aechmea, Guzmania and Vriesea. Horticulturae, 2021, 7(11): 485.
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