葉綠素?zé)晒馐侵参锕夂仙頇z測(cè)的重要探針，基于葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，在植物與藻類研究中應(yīng)用廣泛，已然成為光合生理、育種、環(huán)境控制研究、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等眾多研究方向*的有效工具。本次摘選5篇FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)在果蔬研究方面的文獻(xiàn)分享。（參考文獻(xiàn)附在文末）

1.干旱脅迫對(duì)生菜幼苗光合作用的影響

韓國全北國立大學(xué)，為研究干旱脅迫對(duì)生菜生長的影響，為生產(chǎn)提供指導(dǎo)，開展實(shí)驗(yàn)分析了干旱處理下生菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)、光合色素、抗氧化活性等方面的動(dòng)態(tài)變化。

   其中葉綠素?zé)晒獬上窠Y(jié)果如下圖所示，幼苗的有效光量子通量(Y(PSII))、光化學(xué)熒光淬滅(qP)和基于Lake模型的光化學(xué)熒光淬滅(qL)在干旱脅迫第6天開始顯著降低；而最大量子產(chǎn)率(Fv/Fm)、熒光衰減率(Rfd)等僅在脅迫最后第8天受到顯著影響，這時(shí)光系統(tǒng)可能已經(jīng)受損。相反，非光化學(xué)熒光淬滅(NPQ)則在脅迫早期出現(xiàn)上升，該階段PSII通過葉黃素循環(huán)增加熱耗散應(yīng)對(duì)脅迫，直到第8天脅迫下，光合效率明顯降低，光系統(tǒng)受損，NPQ出現(xiàn)下降。

2.光譜和砧木影響番茄對(duì)長光周期補(bǔ)充光照的響應(yīng)

植物的生物量和產(chǎn)量很大程度上取決于接收的光的總量，為植物提供長周期的低光照的是更經(jīng)濟(jì)的方法，但當(dāng)周期超過17h的臨界長度反而導(dǎo)致植物褪綠，不利于植物生長。紅光和某些砧木可以增加植物活力，預(yù)測(cè)可以用以彌補(bǔ)長光周期帶來的副作用。Plants上發(fā)表的一篇論文中，研究者就對(duì)嫁接到不同砧木上的番茄在紅色和其他光譜下對(duì)長光周期的響應(yīng)進(jìn)行了探究。

利用FluorCam葉綠素?zé)晒獬上瘢謩e對(duì)以100％紅光17h（Red 17h）、100％紅光23h（Red 23h）、75％紅光&25％藍(lán)光&5％綠光混合照射17h（Mix 17h）以及23h（Mix 23h）作為光周期，培養(yǎng)23天、62天、138天的四組番茄，進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)Fv/Fm進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在培養(yǎng)的第6天，23h的紅光和混合光周期下，番茄的光合能力均降低，到138天便得以恢復(fù)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)其他結(jié)果，推測(cè)是砧木彌補(bǔ)了這一影響。

3.H₂O₂和Ca2+互作介導(dǎo)調(diào)節(jié)褪黑素誘導(dǎo)的CBF途徑和西瓜的低溫耐受性

Ca²⁺和H₂O₂在植物響應(yīng)低溫脅迫的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著重要作用，其互作與關(guān)聯(lián)通路有助于提高植物耐寒性。另有研究表明，在低溫脅迫下，植物中的褪黑素激活CBFs等基因的表達(dá)，誘導(dǎo)H₂O₂增加，提高植物耐寒性，但其中的關(guān)系和機(jī)制尚不清楚。為了驗(yàn)證H₂O₂和Ca²⁺信號(hào)通路在褪黑素誘導(dǎo)的CBF反應(yīng)通路和隨后的低溫耐受性中起關(guān)鍵作用，西北農(nóng)林科技大學(xué)的研究者們，開展了一系列研究。

其中利用了FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)對(duì)不同組別處理的西瓜耐寒性進(jìn)行了測(cè)定，作為Ca²⁺和H₂O₂信號(hào)通路與低溫耐受性的機(jī)理研究的表型證據(jù)。

4.旱地水果作物光系統(tǒng)Ⅱ的耐旱性研究

  旱地水果作物容易受到干旱、高溫等脅迫，影響果實(shí)生產(chǎn)。那些在干旱脅迫下仍能保持較高光合效率的，干旱后仍能維持并恢復(fù)生長的優(yōu)勢(shì)可能更大。印度的科學(xué)家，對(duì)葡萄、芒果、甜橙等6種水果作物，摘取健康葉片，進(jìn)行了不同時(shí)間的干旱處理，并通過FluorCam葉綠素?zé)晒獬上襁M(jìn)行了檢測(cè)。與預(yù)期的一樣，隨著干旱時(shí)間增加，所有果實(shí)作物葉片的Fv/Fm(QY_max)均顯著降低。然而，不同作物對(duì)葉片干燥的反應(yīng)存在顯著差異。芒果、甜橙對(duì)組織脫水的耐受性高于芒果和葡萄。同時(shí)本研究驗(yàn)證了葉綠素?zé)晒獬上駸o損檢測(cè)水果作物對(duì)干燥敏感性的有效性。

5.光誘導(dǎo)馬鈴薯采后品質(zhì)下降的無損研究

  在馬鈴薯不當(dāng)收獲及采后貯存時(shí)，陽光照射會(huì)導(dǎo)致馬鈴薯葉綠素形成，引起表面發(fā)綠并擴(kuò)大，產(chǎn)生茄堿、卡茄堿等有毒物質(zhì)，而葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量技術(shù)則可以反映馬鈴薯中葉綠素的變化。匈牙利農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)大學(xué)，利用Fluorcam葉綠素?zé)晒獬上駥?duì)有/無綠斑的馬鈴薯進(jìn)行了儲(chǔ)存前后的無損檢測(cè)。下圖就展示了經(jīng)過59天的室溫、有陽光照射的儲(chǔ)存，兩組馬鈴薯的F0二維變化。有綠斑的馬鈴薯，最開始熒光值明顯高于無綠斑組，并且在儲(chǔ)存59天后，大面積發(fā)芽，熒光值顯著上升。

參考文獻(xiàn)：

[1] Shin Y K , Bhandari S R , Jo J S , et al. Effect of Drought Stress on Chlorophyll Fluorescence Parameters, Phytochemical Contents, and Antioxidant Activities in Lettuce Seedlings[J]. Horticulturae, 2021, 7(8):238.

[2] Jingjing Chang 1 , Yanliang Guo 1 , Jiayue Li ,et al. Positive Interaction between H2O2 and Ca2+ Mediates Melatonin-Induced CBF Pathway and Cold Tolerance in Watermelon (Citrullus lanatus L.)[J].antioxidants, 2021,10.1457.

[3] Rane J ,  Babar R ,  Kumar M , et al. Desiccation tolerance of Photosystem II in dryland fruit crops[J]. Scientia Horticulturae, 2021, 288(1):110295.

[4] VIKT ORIA ZSOM-MUHA, et al.An attempt to the nondestructive investigation of photo-induced potato postharvest quality degradation – Preliminary results[J].Progress in Agricultural Engineering Sciences,2021,S1, 99–109.

[5] Lanoue, J.; Thibodeau, A.; Little, C，et al. Light Spectra and Root Stocks Affect Response of Greenhouse Tomatoes to Long Photoperiod of Supplemental Lighting[J]. Plants, 2021, 10.