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植物表型分析技术快讯—多光谱荧光成像系统研究植物...-2

2021.3.08

案例2:

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。本案例中，对感染Rosellinia necatrix后的植株进行多光谱荧光成像、叶绿素荧光成像、红外热成像分别对次级代谢、光合参数、叶片温度进行检测，对比叶片代谢研究，结果表明，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。

鳄梨苗感染不同天数后外观变化（R为感染组，C为对照组）

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）

参考文献：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.

案例3：

Dickeya dadantii是一种导致植物发生软腐病的植物病原体，较低剂量的该病菌入侵可引发植物的防御反应，从而抑制病菌生长及浸软植物组织，甚至可以根除。但大剂量接种则可能克服植物的防御能力从而诱导植物组织浸软和死亡。病菌入侵引发的植物响应包括：光系统Ⅱ光合速率的抑制；与植物防御机制有关的非光化学荧光淬灭的激活；酚类化合物等次级代谢物的积累；与胁迫响应相关激素（如脱落酸、茉莉酸、水杨酸）的积累。而非光化学荧光淬灭、ABA等激素积累会进一步影响气孔开合与蒸腾作用，从而影响叶片温度。

本研究中，将不同浓度的Dickeya dadantii悬浮液（C为对照，LD 为104 cfu/10 mM MgCl2，HD为106 cfu/10 mM MgCl2）注射入烟草健康叶片背部，通过叶绿素荧光成像、多光谱荧光成像、红外热成像技术监测病菌侵染1-6天后，叶片光合作用、次级代谢动态变化，叶片温度等生理状态的动态变化。结合细菌浓度监测、代谢物定量分析等，综合研究病菌侵染后叶片的防御反应。

叶片光合与代谢动态变化（A.叶片RGB图像；B.最大光量子效率Fv/Fm；C.非光化学荧光淬灭NPQ；D.光系统Ⅱ光量子效率；E.紫外激发下的蓝色荧光F440；F.紫外激发下的绿色荧光）

叶片温度动态变化

参考文献：Pérez-Bueno María L, Espen G , Pineda Mónica, et al. Temporal and Spatial Resolution of Activated Plant Defense Responses in Leaves of Nicotiana benthamiana Infected with Dickeya dadantii[J]. Frontiers in Plant Science, 2016, 6.

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