【科研装备国产化突破】大面积叶绿素荧光成像系统实现自主研制，助力植物生理研究

摘要：通过测量番茄苗的快速光曲线反映番茄叶片在不同光强下的光合作用效率和电子传递速率。通过分析曲线的特征参数，如最大电子传递速率（ETR）等，可以了解番茄叶片对光能的捕获、转化和利用能力，进而评估其光合作用的潜力和活性。

植物是否缺水、缺肥？

病虫害是否在暗中蔓延？

不同品种谁的光合能力更强？

电子传递链中PQ库状态？

PSII→PSI的电子流平衡？

环式电子流怎么测？

FDM叶绿素荧光成像系统包解决！

一 FDM case share

叶绿素荧光成像系统应用案例

1、番茄快速光曲线测定

通过测量番茄苗的快速光曲线反映番茄叶片在不同光强下的光合作用效率和电子传递速率。通过分析曲线的特征参数，如最大电子传递速率（ETR）等，可以了解番茄叶片对光能的捕获、转化和利用能力，进而评估其光合作用的潜力和活性。

2、拟南芥光合突变体筛选

拟南芥光合突变体的光系统II效率降低，非光化学淬灭系数降低，反映了该突变体的光合缺陷，从其荧光参数的变化可以得知其光合效率、光保护机制、电子传递链等光合反应环节的差异。

3、辣椒的冷害胁迫

光照强度从50 umol m-2s-1变化到1000 umol m-2s-1。植物样品为不同实验处理的辣椒植株。从图中可以看出右侧受冷害胁迫植株的光合效率明显降低。

4、烟草的热胁迫预警

如图三片叶子均为同一植株上取下的新鲜叶片，分别遭遇不同程度的热胁迫。可见光下，受热胁迫的烟草叶片尚未出现明显症状，但通过参数NPQ（非光化学淬灭）的变化，可提前检测到光合系统受损，为干预争取宝贵时间。

5、植物叶绿素荧光参数成像示例

包括Fm，Fo，Fo’，YII, Fv, NPQ, qN, qP等

二 Why FDM best choice？

为什么FDM是光合研究的最佳选择？

1、非侵入式测量

Ø 采用调制荧光技术，在不损伤植物组织的前提下，实时监测叶片的光合活性，尤其适合长期跟踪实验。

Ø 可测量Fo、Fm、Fv/Fm、NPQ、ETR等15+核心参数，全面解析光系统II（PSII）的功能状态。

2、大成像面积，高分辨率成像

Ø 成像范围达1400 cm²，适用于单叶、单株甚至群体冠层的大面积扫描。

Ø 光强均匀度变异

3、智能分析，高效科研

Ø 自动光曲线（Fast Light Curve）和荧光诱导曲线（Slow Kinetics）测量功能，一键获取植物在不同光强下的动态响应。

Ø 根据用户框选，计算所选区域值。

Ø 支持API接口，可集成自动化实验系统，实现高通量数据采集与分析。

4、广泛的应用场景

Ø FDM可广泛应用于植物光合表型、逆境胁迫、病虫害监测、基因型筛选、遗传育种、病理等研究领域。

三 What is FDM？

叶绿素荧光成像系统是什么？

叶绿素荧光成像系统FDM基于脉冲调制原理，能够精确检测植物叶片的叶绿素荧光信号，适用于单叶、单株、群体冠层的叶绿素荧光参数测量。

调制叶绿素荧光技术基于植物叶绿素在特定波长的光照射下会发射荧光的原理。当植物叶片接受光照时，叶绿素分子吸收光能，并将部分能量转化为化学能，用于光合作用。而未用于光合作用的能量会以荧光的形式释放出来。调制叶绿素荧光技术通过对植物叶片施加一系列不同强度和频率的调制光，激发叶绿素分子发射荧光。通过测量在不同调制光条件下的荧光强度，可以得到有关光系统II（PSII）功能状态的重要信息。