北京凯发旗舰厅(中国)

技术方案

种质资源与表型能量代谢研究土壤呼吸与碳通量生态研究与观测其它方案未分类生态健康

凯发旗舰厅(中国)UV-MCF生物荧光高光谱成像分析系统

时间：2022-05-07 作者：凯发旗舰厅(中国) 点击量：

长波段UV紫外光（320nm－400nm）对植物叶片激发，可以产生具有4个特征性波峰的荧光光谱(Multi-color Fluorescence,MCF)，4个波峰的波长为兰光440nm（F440）、绿光520nm（F520）、红光690nm（F690）和远红外740nm（F740）(C.Buschmann等，1998)，其中F440和F520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），F690和F740为叶绿素荧光Chl-F。紫外光激发多光谱荧光（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（H.K.Lichtenthaler, 2021）。

微信截图_20220507152646.png

欧洲PSI公司采用光学滤波器技术，通过紫外线激发并仅使特定波长的激发荧光到达检测器，研制生产了FluorCam多光谱叶绿素荧光成像系列仪器设备，可以对F440、F520、F690、F740四个波长荧光（多光谱荧光）进行二维成像分析，成为目前广泛应用于植物表型分析、植物胁迫检测等领域的重要仪器技术。

基于近二十年叶绿素荧光测量与成像技术、UV-MCF多光谱荧光成像分析技术服务与实验研究，值此公司成立二十周年之际，凯发旗舰厅(中国)生态技术公司隆重推出UV-MCF生物荧光高光谱成像系统，其主要技术和功能特点为：

? 基于高光谱成像技术的紫外光激发生物荧光光谱成像分析，可同时获得蓝色、绿色、红色及远红波段的荧光光谱成像，不仅可对生物荧光在二维尺度上进行成像分析，还可以获得荧光光谱特征（光谱指纹）并在高光谱维度上（多达几百个）进行荧光光谱分析。下图为银杏叶高光谱荧光成像（自左至右依次为：彩色成像、绿色荧光F533成像、UV-MCF荧光光谱。凯发旗舰厅(中国)EcoTech实验室提供）

微信截图_20220507152804.png

? 不仅可进行叶绿素荧光及BGF成像分析，还可以得到其高光谱数据立方并进而分析其光谱特性，使生物荧光二维成像分析提升到高光谱成像分析（达几百个光谱纬度）水平

? 可对GFP（绿色荧光蛋白）等进行成像分析

? 可选配多激发光（绿色及红色激发光）植物荧光光谱成像分析，并进一步测量分析花青素、叶绿素、多酚等指数及氮素指数

? FluorVision高光谱荧光成像分析软件，可进行光谱融合、ROI选区分析、样品剖面荧光分析、频率直方图、自动识别不同波段峰值并分析其比值等

微信截图_20220507152838.png

? 可同时获取反射光光谱和荧光光谱，并进行高光谱成像分析和高光谱荧光成像分析（下图为花椰菜高光谱成像分析——光谱反射指数，和荧光成像分析）

微信截图_20220507152853.png

? 可对植物叶片或整株植物）、根系、果实、种子等不同组织部位进行荧光成像分析和反射光高光谱成像分析

微信截图_20220507152908.png

? 应用于植物表型成像分析、遗传育种、植物胁迫与抗性分析检测、种质资源分析检测、中草药检测鉴定、采后生物学研究、光生物学研究等。UV-MCF不仅适于活体植物成像分析，也适应于干燥后的茎叶、根系等荧光成像分析，如茶叶及中草药品质检测等

分析参数：

1) BGF蓝绿荧光Fb（或F440）和Fg（或F520）

2) 叶绿素荧光Fr（或F690）和Ffr（或F740）

3) 荧光比值，如Fb/Fg、Fb/Fr、Fb/Ffr、Fr/Ffr等，及F_730-740/F_680-690（反应叶绿素含量及植物长期胁迫等）、F735/F700（可精确反映叶绿素含量）。下表为UV-MCF部分比值参数与植物表型关系（参考H.K.Lichtenthaler, 2021。++指显著提高，+指提高，--指显著降低，-指降低，0为无明显变化）

植物表型	Fb/Fr	Fb/Ffr	Fr/Ffr	Fb/Fg	F735/F700
杂色叶片/绿色叶片	++	++	++	0
背面/正面叶片	++	++	+	0	-
黄绿/绿色叶片	+	++	++	+	--
第二片/第一片冒芽叶片	--	--	++	-	+
干旱胁迫	++	++	0	0
N胁迫	++	++	+	0	--
暴晒	++	++	+	--
虫害	++	++	0	+	-
敌草隆处理	--	--	+	0
光抑制	++	++	--	0
野外/大棚植物	++	++	-	0

4) 花青素指数（log(Ffr_R/Ffr_R)）、黄酮指数（log(Ffr_R/Ffr_UV）及氮素平衡指数NBI——需选配红绿多激发光�？�

5) 高光谱成像分析，可自动分析计算NDVI、NDVI₇₀₅红边归一化植被指数（对衰老敏感）、VOG1红边指数（对叶绿素浓度、物候变化等敏感）、PRI光化学植被指数、PSRI 植被衰减指数（用于指示冠层胁迫、植物衰老、果实成熟等）、SIPI结构不敏感色素指数（反映冠层胁迫程度、生理胁迫检测等）、CRI1 类胡萝卜素反射指数、ARI1/ ARI2 花青素反射指数、CI 叶绿素指数（红边指数）、WBIR水波段指数（反映水分含量分布）、HI健康指数等植物色素指数和胁迫敏感指数、NPQI归一化脱镁指数（用于早期胁迫检测）、PSSRa（R800/R680）指数等

应用案例：植物对敌草隆的荧光响应

微信截图_20220507152922.png

上图叶片自上到下分别为冬青叶、新萌发冬青叶、锦带花叶，其中左边冬青叶为整片叶片施加敌草隆10分钟后，右边为在局部点滴施加敌草隆（上面叶片一个点滴，下面叶片2个点滴）10分钟后的成像分析，下面锦带花点滴（6个小区）施加敌草隆10分钟后的成像分析。自左到右依次为：RGB成像、叶片叶绿素荧光成像、Fb/Fr成像分析、紫外光激发荧光光谱曲线，可以看出，施加敌草隆叶绿素荧光显著提高、Fb/Fr则显著降低（凯发旗舰厅(中国)EcoTech实验室提供）

参考文献：

Claus Buschmann and Hartmut K. Lichtenthaler. Principles and characteristics of multi-colour fluorescence imaging of plants. Journal of Plant Physiology, 1998.

H.K.Lichtenthaler. Multi-colour fluorescence imaging of photosynthetic activity and plant stress. Photosynthetica, 2021

- 返回列表 -

凯发旗舰厅(中国)

QQ设置

电话号码管理

二维码管理