FluorCam叶绿素荧光成像与根系分析技术研究苹果盐碱胁迫

我国是苹果生产大国，土壤的质量对苹果产量起着至关重要的作用。然而现在土壤盐碱化严重，盐、碱胁迫影响着苹果种植生产。例如，黄土高原是我国面积最大、最适宜种植苹果的地区，而该地区土壤碱化却不利于苹果的生长。目前关于苹果生长过程中盐胁迫的研究较多，对苹果应对碱胁迫的研究却较少。γ-氨基丁酸（GABA）是一种广泛存在于动植物中的一类天然非蛋白氨基酸，在植物中调控细胞生长发育，维持C/N平衡，调解Ca+浓度及与Ca+信号相关的胁迫应答反应，是植物在受胁迫时的重要信号分子。近期，西北农林大学发表的一篇文章题为“Exogenous GABA alleviates alkaline stress in Malus hupehensis by regulating the accumulation of organic acids”就针对性研究了外源GABA对苹果植株应对碱胁迫的影响。

研究人员对生长至一定时期的苹果树苗进行不同的碱胁迫及GABA处理，对其中四组即对照组（CK）、仅添加GABA（CK+GABA）、碱胁迫（AL）、碱胁迫下添加GABA（AL+GABA），进行光合能力、根系发育等表型指标的分析，以评估GABA的作用。
 

四组植株的RGB图像

 
其中叶绿素荧光动力学参数分析使用了FluorCam叶绿素荧光成像技术，文中着重分析了最大光合速率Fv/Fm。结果表明，碱胁迫降低了苹果植株的光合效率，而GABA则显著提高了植株在碱胁迫时的光合效率。
 

四组植株的Fv/Fm

 
根系分析使用了根系扫描成像分析技术。分析结果表明，相比CK，GABA组根系变化不明显，AL组的植株其根系发育显著减弱，根长等6个指标均明显降低，而AL+GABA组根系发育显著增强，说明GABA提高了植株在碱胁迫下的根系发育能力。 
 

四组植株的根系发育分析（根长、体积、根尖数、分叉数、表面积、平均直径）

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FluorCam叶绿素荧光成像技术
FluorCam多光谱荧光成像技术
SpectraScan-R根系光谱扫描成像分析技术
RhizoTron根系观测技术（根系表型分析技术）
 
FluorCam叶绿素荧光成像系统及成像示例：
 

上述文章用到的叶绿素荧光成像系统中的——开放式叶绿素荧光成像，由易科泰提供独家服务

不同生长阶段金叶榆叶片的叶绿素荧光差异

 
根系扫描成像分析技术示例：
 

根系扫描成像分析技术