文接上回，上一篇我们分享了叶绿素荧光成像技术作为一种非侵入、可视化的光合生理检测手段，在蔬菜研究和生产领域的应用，本篇我们继续分享易科泰叶绿素荧光成像产品在水果植物生物与非生物胁迫响应等方面的经典文献。除了水果植株，果实也可通过叶绿素荧光成像检测，以获取其新鲜度、品质等生理信息，下一篇“果实篇”将针对此进行分享。

易科泰生态技术——叶绿素荧光技术专家：致力于为科研和应用领域提供先进的叶绿素荧光技术解决方案，拥有FluorCam叶绿素荧光成像技术、PlantScreen表型成像技术；以及FluorTron®动态叶绿素荧光成像技术、FluorTron®叶绿素荧光光谱成像技术、FluorTron®多功能高光谱成像技术、PhenoTron表型平台等系列产品。

一、 利用叶绿素荧光成像监测嫁接西瓜幼苗的盐度、温度和干旱胁迫

  植物在其生命周期中会经历多种胁迫，并对生物胁迫和非生物胁迫产生生理、生化及分子层面的响应。这些胁迫因素会以不同方式对植物造成负面影响，最终效应主要表现为通过降低光合速率导致生长减缓、生物活性物质变化以及整体产量下降。本研究探究了盐度、温度和干旱胁迫条件下嫁接西瓜幼苗的叶绿素荧光参数变化。

左图，西瓜幼苗盐、干旱和温度胁迫处理；右图，非光化学淬灭（NPQ）的叶绿素荧光成像图，显示西瓜幼苗不同处理下光合的时空变化

西瓜幼苗在不同盐度、不同干旱、不同温度处理下的叶绿素荧光参数结果

  本研究通过叶绿素荧光成像技术，成功检测了嫁接西瓜幼苗在盐胁迫、温度波动及干旱等非生物胁迫下的生长状况，揭示了幼苗对不同胁迫条件的响应规律。这些变化呈现显著的胁迫类型特异性与作用时间相关性。

二、叶绿素荧光成像揭示柑橘黄龙病的光合指纹

  黄龙病（HLB）是柑橘类作物中危害最大的病害之一，对柑橘生产构成严重威胁。浙江大学的研究者针对使用叶绿素荧光成像技术识别黄龙病开展了研究。研究中通过分析叶绿素荧光成像获取的参数指标，首次实现了黄龙病的初步筛查，确认了黄龙病对柑橘叶片的影响。

  通过分析叶绿素荧光成像常用参数，确定黄龙病对柑橘叶片的影响；通过蜘蛛图法分析了与胁迫诱导光合作用过程变化相关的叶绿素荧光淬灭参数，反映了不同叶片条件下荧光参数的相对变化。与健康样本相比，HLB感染、营养缺乏的叶片荧光淬灭参数呈现显著差异。

  为深入解析HLB感染叶片的光合特征，本研究采用三种特征选择方法结合监督分类器进行算法分析，成功识别出该病害特有的荧光信号，并实现健康叶片、HLB感染叶片及营养缺乏叶片的精准分类。

通过SFS、RF和MC-UVE三种特征分类算法方法对荧光参数进行分析，图为所选前三个最佳参数相关的叶绿素荧光图像

三、鳄梨植株对真菌诱导的胁迫的代谢反应

  由真菌Rosellinia necatrix引起的白根腐病，是影响鳄梨作物的最主要的土壤传播疾病之一。白根腐病会引起植物根系腐烂、叶片发黄枯萎，甚至导致植株在出现第一个叶面症状几周后死亡。病害的早期检测与防治至关重要。研究中利用叶绿素荧光成像对感染Rosellinia necatrix后的植株进行检测，光合参数结果表明，相比形态学性状，鳄梨在遭遇白根腐病侵害后，光合在更早期便出现了变化，而叶绿素荧光成像技术则灵敏检测到了这种变化，这有助于在生产中帮助实现病害的“早发现早治疗”。

鳄梨苗感染不同天数后外观变化（R为感染组，C为对照组）；叶片光合参数变化（a.最大光量子效率Fv/Fm，b. Fv/Fm定量分析，c.非光化学荧光淬灭NPQ，d.NPQ定量分析）

 研究中还使用了多光谱荧光成像、红外热成像技术分别对次级代谢、叶片温度进行检测，分析病害对鳄梨代谢、蒸腾作用的影响。结合叶绿素荧光成像、多光谱荧光成像与红外热成像的方法，是一种诊断病菌侵染与病害发生的有效手段，且能在症状发生前，早期筛选潜在的受感染植物。

左图，多光谱荧光成像（a.紫外激发下的蓝色荧光F440；b.F440定量分析；c.紫外激发下的绿色荧光；d.F520定量分析）；右图，红外热成像温度结果

参考文献：

[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.