叶绿素荧光成像在植物生长环境胁迫中的应用

叶绿素荧光成像是一种可以快速、无损评估植物光合作用的技术,已逐渐在植物环境胁迫研究中得到应用。为明确叶绿素荧光成像技术在植物生长环境胁迫中目前的研究应用及未来研究方向,首先对叶绿素荧光成像技术的基础荧光参数和荧光成像方式进行了介绍,然后针对目前叶绿素荧光成像技术在植物生长环境胁迫中的应用从温度、光照、水分、营养和盐胁迫5个方面进行了综述。综述研究结果表明:植物受温度胁迫后叶绿素平均浓度降低,叶绿素荧光参数Y(II)和NPQ敏感性高,F440/F690和F440/F740比值下降;紫外线辐射造成的损害主要取决于物种或栽培品种,荧光比率F730/F683和参数NPQ可以用于评估植物所受轻度胁迫;植物中水份与碳水化合物、F440/F690和F440/F740、Rfd、及PSII光合能力有关,荧光成像可以筛选植物中的抗性基因型;叶绿素浓度与胁迫时间呈负相关性,F440/F690和F440/F740值可以用于识别N胁迫的高低,ΦPSII可以作为早期检测Fe胁迫的荧光参数,且提取荧光图像上的特征参数可用于建立胁迫的预测建模;盐抑制荧光参数Fv/Fm、ΦPSII,外源腐胺可缓解盐胁迫诱导的光合作用的不利影响,当Y(NO)显著提升时已发生严重胁迫损伤。最后进一步分析了叶绿素荧光成像技术目前存在的问题,指出未来的重点研究方向,为进一步研究环境胁迫对植物生长的影响提供参考。