長(zhǎng)波段UV紫外光(320nm - 400nm)對(duì)植物葉片激發(fā),可以產(chǎn)生具有多個(gè)特征性波峰的熒光光譜(Multi-color Fluorescence, MCF),常見(jiàn)的為藍(lán)色、綠色、紅色、遠(yuǎn)紅4個(gè)波峰,其中藍(lán)色Fb和綠色Fg統(tǒng)稱(chēng)為BGF(藍(lán)綠熒光),由表皮及葉肉細(xì)胞壁和葉脈發(fā)出(指示次級(jí)代謝產(chǎn)物等);紅色(F690)和遠(yuǎn)紅(F740)為葉綠素?zé)晒釩hl-F。UV-MCF可以用來(lái)靈敏、特異性地評(píng)估植物生理狀態(tài)包括受脅迫狀態(tài)如干旱、病蟲(chóng)害、環(huán)境污染、氮脅迫等。FluorCam多光譜熒光成像是目前學(xué)術(shù)界普遍采用的藍(lán)綠熒光和葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)儀器,采用濾波器技術(shù),可以成像檢測(cè)F440、F520、F690和F740四個(gè)波段的熒光及其比值,廣泛應(yīng)用于植物表型分析、病蟲(chóng)害早期診斷、作物抗性篩選、植物光合生理研究等。
易科泰EcoTech®實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員以PhenoTron®復(fù)式智能LED光源培養(yǎng)平臺(tái)上培養(yǎng)的兩株生長(zhǎng)周期一致的番茄苗為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)其中一株(施藥組)土壤中滴入3ml濃度為0.02g/ml的DCMU(可阻斷植物光合電子傳遞鏈,抑制植物光合作用),另一株(對(duì)照組)滴入等量水,3小時(shí)后使用FluorTron®多功能高光譜成像分析系統(tǒng)和FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng),采集紫外光激發(fā)的番茄苗熒光數(shù)據(jù),結(jié)果如下:
左圖:樣品RGB圖(左邊為對(duì)照組,右邊為施藥組);右圖:FluorTron®系統(tǒng)采集的番茄苗UV-MCF葉綠素?zé)晒饧t色峰值F685與遠(yuǎn)紅峰值F740的比值,可以看出施藥植株沿葉脈比值增大
左圖:FluorCam系統(tǒng)采集的F520/F740;右圖:FluorTron®系統(tǒng)采集的Fg/F740??梢钥闯鍪┧幹仓暄厝~脈比值降低
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:施加DCMU三小時(shí)后,沿葉脈方向藍(lán)綠熒光與葉綠素?zé)晒獗戎到档?,而表征葉綠素的F685/F740則比值增加,與預(yù)期結(jié)果吻合。FluorTron®多功能高光譜成像系統(tǒng)的紫外光激發(fā)生物熒光(UV-MCF)高光譜成像功能與FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng)都可以早期靈敏檢測(cè)植物光合生理狀態(tài)和脅迫。
左圖:FluorTron®多功能高光譜成像分析系統(tǒng);右圖:UV-MCF光譜曲線