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葉綠素熒光成像技術與 LIBS 元素分析技術用于植物病蟲害早期檢測
發(fā)布時間： 2024-09-20 點擊次數(shù)： 1145次植物與病原體的相互作用會影響植物的生產(chǎn)力和其對生物及非生物脅迫的耐受性，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需要快速、可重復的方法來盡早檢測病原體攻擊，以防止生產(chǎn)損失。部分研究利用葉綠素熒光成像（CFI）和激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術構建高精度的植物病原體早期檢測模型。LIBS是一種檢測原子躍遷的技術，從而提供有關植物元素組成的數(shù)據(jù)，而CFI則側面提供有關葉綠素含量的相關信息，這與植物的光合性能密切相關，兩種技術的結合使用基于它們所提供信息的互補性。因此，LIBS和CFI產(chǎn)生互補信息，即LIBS可以告知植物病毒引起的植物元素組成的變化，而CFI揭示植物病毒如何影響植物的生理狀態(tài)，特別是感染時其光合能力的變化。
科研人員首先利用傳統(tǒng)化學提取的方法確認了根結線蟲感染對番茄葉綠素含量的影響，其中感染根結線蟲的番茄葉片中葉綠素a和b含量顯著減少。然后用葉綠素熒光成像技術對番茄葉片進行分析，能夠明顯看到葉綠素熒光參數(shù)（Fm）的變化，這表明葉綠素熒光參數(shù)對根結線蟲的脅迫響應靈敏度很高。LIBS光譜數(shù)據(jù)顯示感染根結線蟲的番茄葉片中Mg信號強度顯著高于對照，線蟲脅迫中Mg元素含量上升，對其進一步分析有助于了解番茄應對線蟲脅迫的響應機制。
對線蟲感染的番茄根莖的CFI+LIBS分析結果基本與番茄葉片的實驗數(shù)據(jù)一致。其中感染后的番茄莖葉綠素熒光強度顯著降低，莖中Mg元素信號強度顯著上升。
感染建蘭花葉病毒的煙草葉中葉綠素也明顯減少，出現(xiàn)黃化區(qū)域。葉綠素熒光參數(shù)在病毒感染后變化十分明顯，其中葉片感染區(qū)域和非感染區(qū)域葉綠素熒光差異顯著。這映證了葉綠素熒光成像技術在植物病毒感染評估方面的應用前景。與對照相比，感染樣本中C元素的發(fā)射線強度增加，Mg元素的發(fā)射線強度降低。這種不同感染情境下，不同作物的元素含量變化差異可能與不同病原菌感染和植物本體的抗脅迫作用機理相關。
易科泰植物葉綠素熒光成像技術產(chǎn)品
FluorTron葉綠素熒光成像及多功能高光譜成像系統(tǒng)：
高分辨率葉綠素熒光動態(tài)成像技術（成像面積20x20cm、30x30cm、50x50cm、60x60cm等、葉綠素熒光光譜成像技術、葉綠素熒光成像與多功能高光譜成像集成系統(tǒng)。
FluorCam葉綠素熒光成像系統(tǒng)
葉綠素熒光/多光譜熒光成像技術廣泛應用于作物表型分析、作物生理生態(tài)、光合作用與光合表型、遺傳育種、作物生物與非生物脅迫響應、農(nóng)藥效果評估等研究領域
易科泰FireFly LIBS快速元素分析與成像儀
參考文獻：
1. Senesi G S, De Pascale O, Marangoni B S, et al. Chlorophyll fluorescence imaging (CFI) and laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) applied to investigate tomato plants infected by the root knot nematode (RKN) Meloidogyne incognita and tobacco plants infected by Cymbidium ringspot virus[C]//Photonics. MDPI, 2022, 9(9): 627.
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