UV-MCF生物荧光高光谱成像技术

长波段UV紫外光（320nm - 400nm）对植物叶片激发，可以产生具有多个特征性波峰的荧光光谱(Multi-color Fluorescence, MCF)，常见的为蓝色、绿色、红色、远红4个波峰，其中蓝色Fb和绿色Fg统称为BGF（蓝绿荧光），由表皮及叶肉细胞壁和叶脉发出（指示次级代谢产物等）；红色（F690）和远红（F740）为叶绿素荧光Chl-F。UV-MCF可以用来灵敏、特异性地评估植物生理状态包括受胁迫状态如干旱、病虫害、环境污染、氮胁迫等。FluorCam多光谱荧光成像是目前学术界普遍采用的蓝绿荧光和叶绿素荧光检测仪器，采用滤波器技术，可以成像检测F440、F520、F690和F740四个波段的荧光及其比值，广泛应用于植物表型分析、病虫害早期诊断、作物抗性筛选、植物光合生理研究等。

易科泰EcoTech®实验室技术人员以PhenoTron®复式智能LED光源培养平台上培养的两株生长周期一致的番茄苗为实验对象，对其中一株（施药组）土壤中滴入3ml浓度为0.02g/ml的DCMU（可阻断植物光合电子传递链，抑制植物光合作用），另一株（对照组）滴入等量水，3小时后使用FluorTron®多功能高光谱成像分析系统和FluorCam多光谱荧光成像系统，采集紫外光激发的番茄苗荧光数据，结果如下：

左图：样品RGB图（左边为对照组，右边为施药组）；右图：FluorTron®系统采集的番茄苗UV-MCF叶绿素荧光红色峰值F685与远红峰值F740的比值，可以看出施药植株沿叶脉比值增大

左图：FluorCam系统采集的F520/F740；右图：FluorTron®系统采集的Fg/F740。可以看出施药植株沿叶脉比值降低

实验结果表明：施加DCMU三小时后，沿叶脉方向蓝绿荧光与叶绿素荧光比值降低，而表征叶绿素的F685/F740则比值增加，与预期结果吻合。FluorTron®多功能高光谱成像系统的紫外光激发生物荧光（UV-MCF）高光谱成像功能与FluorCam多光谱荧光成像系统都可以早期灵敏检测植物光合生理状态和胁迫。

左图：FluorTron®多功能高光谱成像分析系统；右图：UV-MCF光谱曲线

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