南宫NG28

  本期文章将聚焦叶绿素荧光成像技术在大田作物钻研领域的前沿利用，通过三个案例发展深度解析：一、依附该技术实现光诱导前提下马铃薯采后品质降落的无损检测；二、揭示叶绿素荧光成像作为批示玉米热胁迫响应的主题工具；三、深刻分析分歧处置方式下，冬幼麦遭逢干热风胁迫后叶片的荧光信号差距，为抗逆栽培战术优化提供科学凭据。透过这些实际案例，我们将清澈看到叶绿素荧光成像技术若何突破传统钻研局限，为现代农业科研与出产实际注入新动能。

案例1：光诱导下马铃薯采后品质降落的无损检测

  在不当的采收或贮存前提下，阳光直射会导致马铃薯瓢荼鸨线降落，会引起马铃薯表表变绿，这是由于叶绿素形成所致，过程中陪伴着有毒化学物质——生物碱的天生，当食用贮存不当的马铃薯时，可能会对人体健全产生威胁，这也是“绿土豆有毒”的起源。匈牙利农业与性命科学大学的食品科学与技术钻研所通过检测分歧贮存方式下马铃薯中叶绿素的形成，间接钻研阳光诱导马铃薯中叶绿素有关化合物的天生。

A：分歧处置下， F0随着功夫的变动；B：分歧处置下， Fm随着功夫的变动；C：0天，黄色马铃薯的F0（上）图像和RGB图片（下）；D：0天，带绿色黑点马铃薯的F0（上）图像和RGB图片；E：59天，黄色马铃薯的F0（上）图像和RGB图片（下）；F：59天，带绿色黑点马铃薯的F0（上）图像和RGB图片

  钻研中针对初始黄色的马铃薯和初始有绿色黑点的马铃薯，并别离进行阳光直射和遮荫处置，随着贮存功夫的变动，持续测定。了局批注：阳光照射后的马铃薯叶绿素含量显著升高，其叶绿素荧光参数（F0、Fm）的了局显示：随着贮存功夫变长，叶绿素荧光也不休增长；初始状态下，绿色马铃薯的叶绿素荧鲜明著高于黄色马铃薯。

  本钻研证明，阳光和贮藏功夫过长可能诱导叶绿素的天生，马铃薯的有害物质的产生，陪伴着叶绿素的产生，也间接证了然“绿色土豆有毒”。

案例2：叶绿素荧光成像：批示玉米热胁迫的工具

  玉米是世界三大作物之一，与水稻和幼麦齐名。在玉米的成长过程中，干旱和热风胁迫对其出产的粉碎最大，因而，进一步发展选育耐热风玉米品系的育种工作是极度必要的。一篇颁发在《Cereal Research Communications》上的钻研，探索叶绿素荧光成像技术系统是否能急剧测定植物的热胁迫。

  尝试当选择了耐热种类Kwangpyeongok作为对照组、热胁迫种类Ilmichal作为尝试组将两个种类的玉米幼苗在 35±2°C、相对湿度 35% 的成长箱中，经 96 幼时热风处置后，检测其叶绿素荧光成像参数值（Fo、Fm、Fv/Fm、ΦPSII、NPQ 和 Rfd），并进行比力分析。

  了局如下图，了局显示，热处置后的24h内两种玉米幼苗玉米幼苗表表上看起来类似，很难用肉眼判断其危险情况，但通过叶绿素荧光成像发现，只管热风胁迫下玉米叶片的 Fv/Fm 比值没有显著差距，但是尝试组Ilmichal的Fm、F0显著低于对照组Kwangpyeongok。

A：Kwangpyeongok随着热处置功夫变动的叶绿素荧光参数图；B：Ilmichal随着热处置功夫变动的叶绿素荧光参数图

  随后，钻研中又检测了Kwangpyeongok、Ilmichal两个种类在热风胁迫处置下的叶绿素荧光参数值，了局如下图所示，发现热风胁迫下玉米叶片的 Fv/Fm 比值险些处于正常水平，但 Fm 和 Fv 值却远低于对照幼苗。尝试组Ilmichal的玉米幼苗热风胁迫后，所有丈量的荧光参数均降至对照幼苗Kwangpyeongok的一半以上，其中NPQ增长，ΦPSII降低。因而，NPQ 和 ΦPSII 可用于测定热风胁迫下玉米叶片的情况。

  成长 96 幼时的玉米幼苗的叶绿素荧光成像参数变动的比力。对 Fo、Fm、Fp 和 Ft（3A 和 C）以及 Fv/Fm、ΦPSII、NPQ 和 Rfd（3B 和 D）的比力分析。

*A 和 B：Kwangpyeongok，C 和 D：Ilmichal

  本钻研证明：通过叶绿素荧光成像技术直接检测叶绿素荧光有关参数可能侧面确定玉米的热胁迫水平，叶绿素荧光技术的分析及其有关参数能够作为一种急剧批示技术，用于测定玉米的热风胁迫。

案例3：分析分歧处置下冬幼麦遭逢干热风后叶片的响应

  黄淮海地域作为中国冬幼麦的主题产区，其幼麦产量占全国总量的一半以上，然而该区域在冬幼麦灌浆增沉关键期常遭逢兼具高温、低湿、大风特点的干热风灾害，且在全球变暖的布景下，灾害态势扩大会加快幼麦蒸腾耗水、粉碎光合系统，导致幼麦早衰，严沉时可造成幼麦减产。为缓解这一问题，科研团队发展了大田尝试，通过用叶绿素荧光技术找到应对干热风灾害的最优解。

  尝试共设6种处置：空缺对照CK（拔节期和着花期均喷施自来水处置）、造剂组对照CKP（两个时期均喷施磷酸二氢钾溶液处置）、拔节期喷施磷胺造剂（BA）、拔节期喷施磷酯造剂（BZ）、着花期单次喷施磷胺造剂（HA）、着花期单次喷施磷酯造剂（HZ），测定在分歧处置下的旗叶的叶绿素荧光参数值，尝试了局如下：

分歧处置冬幼麦壹积指数（LAI）和叶绿素荧光参数变动过程的比力

  试验期间幼麦在花后24d和26d遭逢了轻度干热风过程，尝试了局批注:喷施磷糖类造剂处置对分歧荧光参数的调控时期存在差距，阐发为提升干热风产生过程后（24d和26d）旗叶Fv/Fm，降低整个灌浆活跃期（11d）NPQ，增长灌浆中后期旗叶qP；在着花期喷施磷酯造剂通过增长旗叶Fv/Fm和qP提高幼麦抗干热风能力，着花期喷施磷胺造剂通过使叶片 NPQ 值不变维持在较低程度，提高电子传递效能，从而缓解干热风对幼麦的生理风险。

  尝试凭据叶绿素荧光参数值得出结论：建议磷胺和磷酯造剂喷施的最佳时期别离为拔节期和着花期，以为着花期喷施磷酯造剂处置对幼麦抗干热风影响的调控成效最优。

参考文件：

[1] Zsom-Muha, V., Nguyen, L. L. P, et al. (2021). An attempt to the nondestructive investigation of photo-induced potato postharvest quality degradation–Preliminary results. Progress in Agricultural Engineering Sciences, 17(S1), 99-109.

[2] Park J Y, Yoo S Y, Kang H G, et al. (2016). Use of chlorophyll a fluorescence imaging for photochemical stress assessment in maize (Zea mays L.) leaf under hot air condition. The Korean Journal of Crop Science, 61(4): 270-276.

[3] XU Ya-nan, HAN Yan, WU Yue, et al. (2023). Effects of Foliar-spray Chemical Regulators on Wheat Winter Resistance through Dry-hot Wind Stress. Chinese Journal of Agrometeorology, 44(11): 995-1008.

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