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植物表型成像分析圖片展(二)
發(fā)布時(shí)間: 2020-07-13 點(diǎn)擊次數(shù): 1994次FluorCam和PlantScreen分別是國內(nèi)外廣泛使用的葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)和植物大型表型成像分析平臺(tái)。
頂和尖的研究機(jī)構(gòu)充分發(fā)揮了它們的功能,取得了頂和尖的研究成果。我們將陸續(xù)摘選代表性研究論文中的成像圖分享給大家。這些成像圖“華而又實(shí)”——畫面優(yōu)美、結(jié)論直觀、真實(shí)可信,從中可以獲得視覺和思維的雙重享受。
本次摘選了兩篇論文中的圖片,一篇為荷蘭瓦赫寧根大學(xué)發(fā)表于《Nature Communications》的番茄基因組學(xué)的研究成果,一篇?jiǎng)t為西班牙農(nóng)漁研究和培訓(xùn)中心(IFAPA)葡萄的代謝組學(xué)研究成果,兩篇論文都使用了FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)作為表型組學(xué)測(cè)量的關(guān)鍵手段。
持續(xù)光照耐受株系(CLT)和對(duì)照株系(A131)不同病毒載體構(gòu)建下RGB成像和FluorCam葉綠素?zé)晒獬上?/span>
荷蘭瓦赫寧根大學(xué)園藝和產(chǎn)品生理系(Horticulture and Product Physiology)使用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、基因沉默實(shí)驗(yàn)、基因測(cè)序分析等基因組學(xué)研究手段發(fā)現(xiàn)了番茄持續(xù)光照脅迫(持續(xù)光照下出現(xiàn)花葉、萎黃和壞死的現(xiàn)象)的耐受性狀是由CAB-13基因決定的。而持續(xù)光照脅迫對(duì)番茄的內(nèi)在損傷(生理表型)快速無損評(píng)估則是借助FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裢瓿傻模?/span>Velez-Ramirez, A. I. et al. Nature Communications, 2014)。
脅迫評(píng)估采用了生物脅迫和非生物脅迫中廣泛使用的葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm(PSII大量子效率),即Fv/Fm值越低,脅迫損傷越嚴(yán)重。上圖中從上至下每一行依次代表模擬組、陰性對(duì)照組、CAB-12組、陽性對(duì)照組。圖中可見:經(jīng)歷了3周的持續(xù)光照后,所有不同病毒載體構(gòu)建的對(duì)照株系A(chǔ)131的Fv/Fm值均較低,而CLT株系除CAB-12組外Fv/Fm值較高,并且Fv/Fm值較低的組別均表現(xiàn)出典型的脈間萎黃的損傷癥狀(黑色箭頭指示)。表明CAB-12在番茄的持續(xù)光照脅迫耐受上起到關(guān)鍵作用。
病毒感染葉片和未感染葉片的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窈投喙庾V熒光成像
西班牙農(nóng)漁研究和培訓(xùn)中心(IFAPA)結(jié)合了代謝組學(xué)、傳統(tǒng)的氣體交換光合測(cè)量手段和無損成像技術(shù)研究了葡萄卷葉病相關(guān)病毒(GLRaV-3)對(duì)葡萄初級(jí)代謝和次級(jí)代謝的影響,發(fā)現(xiàn)綜合分析葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)和藍(lán)綠熒光,便能夠在病毒感染早期、出現(xiàn)癥狀之前有效地區(qū)分感染植株和未感染植株。其中病毒對(duì)葡萄初級(jí)代謝的影響主要采用了FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù),對(duì)次級(jí)代謝的影響則主要采用了紫外激發(fā)的多光譜熒光成像技術(shù)(Rafael Montero, et al. Physiologia Plantarum, 2016)。
上左圖展示了病毒感染葡萄葉片GLRaV-3(+)和未感染葉片GLRaV-3(-)光系統(tǒng)II效率(Fv/Fm、ΦPSII)和NPQ熱耗散的成像圖(葉片近軸面),上右圖則展示了兩種葉片的多光譜成像的藍(lán)色熒光(F440)、綠色熒光(F520)和熒光比值(F520/F740)。從圖中和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可知:NPQ和F440、F520、F520/F740等值受病毒影響較大,可用來識(shí)別受GLRaV-3病毒感染、無癥狀的葡萄。
論文出處:
1. Velez-Ramirez A I, Van Ieperen W, Vreugdenhil D, et al. A single locus confers tolerance to continuous light and allows substantial yield increase in tomato[J]. Nature communications, 2014, 5(1): 1-13.
2. Montero R, Pérez‐Bueno M L, Barón M, et al. Alterations in primary and secondary metabolism in Vitis vinifera ‘Malvasía de Banyalbufar’upon infection with Grapevine leafroll‐associated virus 3[J]. Physiologia plantarum, 2016, 157(4): 442-452.