葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)與 LIBS 元素分析技術(shù)用于植物病蟲(chóng)害早期檢測(cè)

植物與病原體的相互作用會(huì)影響植物的生產(chǎn)力和其對(duì)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(fù)的方法來(lái)盡早檢測(cè)病原體攻擊，以防止生產(chǎn)損失。部分研究利用葉綠素?zé)晒獬上瘢?/span>CFI）和激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)構(gòu)建高精度的植物病原體早期檢測(cè)模型。LIBS是一種檢測(cè)原子躍遷的技術(shù)，從而提供有關(guān)植物元素組成的數(shù)據(jù)，而CFI則側(cè)面提供有關(guān)葉綠素含量的相關(guān)信息，這與植物的光合性能密切相關(guān)，兩種技術(shù)的結(jié)合使用基于它們所提供信息的互補(bǔ)性。因此，LIBS和CFI產(chǎn)生互補(bǔ)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(shí)其光合能力的變化。

科研人員首先利用傳統(tǒng)化學(xué)提取的方法確認(rèn)了根結(jié)線蟲(chóng)感染對(duì)番茄葉綠素含量的影響，其中感染根結(jié)線蟲(chóng)的番茄葉片中葉綠素a和b含量顯著減少。然后用葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)對(duì)番茄葉片進(jìn)行分析，能夠明顯看到葉綠素?zé)晒鈪?shù)（Fm）的變化，這表明葉綠素?zé)晒鈪?shù)對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的脅迫響應(yīng)靈敏度很高。LIBS光譜數(shù)據(jù)顯示感染根結(jié)線蟲(chóng)的番茄葉片中Mg信號(hào)強(qiáng)度顯著高于對(duì)照，線蟲(chóng)脅迫中Mg元素含量上升，對(duì)其進(jìn)一步分析有助于了解番茄應(yīng)對(duì)線蟲(chóng)脅迫的響應(yīng)機(jī)制。

對(duì)線蟲(chóng)感染的番茄根莖的CFI+LIBS分析結(jié)果基本與番茄葉片的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致。其中感染后的番茄莖葉綠素?zé)晒鈴?qiáng)度顯著降低，莖中Mg元素信號(hào)強(qiáng)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?zé)晒鈪?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?zé)晒獠町愶@著。這映證了葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)在植物病毒感染評(píng)估方面的應(yīng)用前景。與對(duì)照相比，感染樣本中C元素的發(fā)射線強(qiáng)度增加，Mg元素的發(fā)射線強(qiáng)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(jī)理相關(guān)。

易科泰植物葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)產(chǎn)品

FluorTron葉綠素?zé)晒獬上窦岸喙δ芨吖庾V成像系統(tǒng)：

高分辨率葉綠素?zé)晒鈩?dòng)態(tài)成像技術(shù)（成像面積20x20cm、30x30cm、50x50cm、60x60cm等、葉綠素?zé)晒夤庾V成像技術(shù)、葉綠素?zé)晒獬上衽c多功能高光譜成像集成系統(tǒng)。

FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)

葉綠素?zé)晒?/span>/多光譜熒光成像技術(shù)廣泛應(yīng)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(yīng)、農(nóng)藥效果評(píng)估等研究領(lǐng)域

易科泰FireFly LIBS快速元素分析與成像儀

參考文獻(xiàn)：

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.