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    叶绿素荧光成像实例——水稻盐胁迫早期检测鉴定

    发布时间: 2020-04-22  点击次数: 843次

    当前土壤盐碱化严重,盐胁迫通过离子伤害、渗透伤害与糖分积累造成反馈抑制等途径影响光合作用,严重影响作物产量。近日,我公司(Eco-Lab实验室)就针对盐胁迫对水稻幼苗光合的影响检测开展了实验,结果表明盐胁迫降低了幼苗的光合效率,叶绿素荧光成像作为直接测量光合效率的有效手段,可以在胁迫早期灵敏检测盐胁迫下作物的光合生理状态,获得光合效率等数据的同时,获取二维图像,直观显示变化。

    实验中,将两叶一心期的水稻幼苗,分别在纯水(对照)、盐浓度3‰(3‰NaCl)、盐浓度6‰(6‰NaCl)的溶液中培养14h后,使用Fluorcam便携式叶绿素荧光成像检测水稻第二叶的光合状态。结果显示:

    (1)经盐胁迫14h后的水稻,其外观形态还未产生可见的变化,但大光量子效率(Fv/Fm)、光量子效率(ΦPSⅡ)、荧光衰减率(Rfd)等均显著降低,6‰盐浓度的胁迫作用更明显;

    (2)幼苗通过提高热耗散等应对胁迫,非光化学荧光淬灭(NPQ)上升。6‰盐浓度下,叶片生理受损更严重,NPQ虽低于3‰浓度组,但仍明显高于对照组:

    (3)盐胁迫使得水稻苗的荧光衰减率(Rfd)降低,即植物活力降低,高浓度盐胁迫危害更大;

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    图1 水稻幼苗第二叶RGB图像

    图2 水稻幼苗第二叶叶绿素荧光成像

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    图3 水稻幼苗第二叶光合参数

    水稻盐胁迫响应检测是水稻耐盐基因挖掘、耐盐育种、耐盐性种质资源鉴定的重要前提,当前对水稻耐盐检测鉴定多集中在形态性状考察、生物量统计、产量对比等方面,时间周期长、工作量大且对样本有损。叶绿素荧光成像则可以在早期、灵敏、原位(植物不移位、叶片不离体)检测光合生理变化,是耐盐育种、种质资源鉴定等研究的重要工具。