葉綠素熒光成像園藝領域應用——果實篇

水果產(chǎn)是經(jīng)濟發(fā)展的重要條件之一，果實的產(chǎn)量、生理、品質等研究一直以來都是林果業(yè)研究的重點。葉綠素熒光成像技術是研究植物生理響應的無損分析利器，這項技術不僅能根據(jù)判斷植物的光合生理狀態(tài)，還可對果實的成熟度、新鮮度等品質特征進行檢測與分類，在果實生理、品質、采后生物學等方面研究中具有廣泛應用，這些應用均有眾多論文支撐，本文便通過4個經(jīng)典文獻案例展示其應用（參考文獻見文末）。

案例1：番茄果實采后成熟過程：環(huán)境條件對品質和葉綠素熒光特性的影響

本研究旨在探究溫度與光照條件對果實成熟過程的協(xié)同影響——這兩種因素是成熟過程中最敏感的環(huán)境變量。研究通過分析葉綠素熒光反應，基于各參數(shù)數(shù)值和熒光圖像評估不同成熟階段的差異，還可利用成像無損檢測的優(yōu)勢，精準定位最佳采收時機。研究人員選取處于成熟綠色階段、已完成生長的番茄果實，將其置于由兩種溫度條件和兩種光照條件組成的生長室中進行成熟培養(yǎng)，每晝夜光照時長均為12小時。

研究結果表明，溫度和光照對番茄成熟過程均具有顯著影響。在無光照的低溫條件下成熟的番茄，從綠色階段過渡到開裂期所需時間，比在高溫光照條件下成熟的同類果實延長了三倍以上。值得注意的是，在低溫低光條件下，番茄果實的成熟速度明顯快于高溫黑暗條件。

  整個成熟過程中，葉綠素熒光參數(shù)持續(xù)發(fā)生變化。與其它處理組相比，低溫低光條件下成熟的番茄果實表現(xiàn)出顯著更低的非光化學猝滅（NPQ）和相對熒光衰減（RFD）值，但其初始熒光（FO）和最大熒光（FM）值更高。研究中還對果實進行了糖分、酚類物質等組分分析，結果顯示糖分積累受光照影響遠大于溫度。另一方面，在高溫高光條件下成熟的番茄果實中，酚類物質含量和番茄紅素水平達到最高值。

案例2：梨子果實生理檢測

西北農(nóng)林大學的研究者們利用FluorCam葉綠素熒光成像，針對褪黑素對早酥梨果實生理特性的影響進行了探究（Jianlong Liu,2019）。結果表明，在果實膨大階段，褪黑素（MT）處理過的水果中最大光量子產(chǎn)量（Fv/Fm）保持在0.82左右，未處理過的水果（CK）中為0.73，褪黑素增強了梨果實的光合能力，提高了單果重量。

案例3：葡萄果實新鮮度檢測

利用FluorCam葉綠素熒光成像鑒定葡萄果實新鮮度（YOO, 2015）。新鮮葡萄分別置于室溫、加濕、高溫、寒冷的環(huán)境下存儲，一定時間后分別檢測樣品葡萄光合狀態(tài)的變化。結果顯示，葡萄果實中Fv / Fm、ΦPSII和NPQ的數(shù)值變化在熱條件下高于其他條件。低溫（4°C）和潮濕條件可保持Fv / Fm值在0.8作用，生理狀態(tài)相對更加穩(wěn)定，可作為綠色葡萄果實的合適存儲方法。

案例4：蘋果、獼猴桃在不同儲存條件下的品質差異

利用FluorCam評估室溫、高溫、高濕等不同儲存條件下保存的蘋果和獼猴桃的新鮮品質。研究表明，在熱脅迫下，蘋果和獼猴桃Fv / Fm、ΦPSII和NPQ的變化均高于其他脅迫下的變化。低溫（4°C）下其光合狀態(tài)則保持相對穩(wěn)定，此條件下保存的果實新鮮品質較高。

參考文獻：

1. Choi, Hyo-Gil, and Kyoung-Sub Park. "Ripening process of tomato fruits postharvest: Impact of environmental conditions on quality and chlorophyll a fluorescence characteristics." Horticulturae 9.7 (2023): 812.

2. Jianlong Liu, Rongrong Yue et al.Effects of Exogenous Application of Melatonin on Quality and Sugar Metabolism in ‘Zaosu’ Pear Fruit[J]. Journal of Plant Growth Regulation.2019

2. Sung Yung Yoo, Sok Samait et al. Application of Chlorophyll Fluorescence Imaging Technology for Fresh Quality Control of Grape Fruit Preserved Under Different Storage Conditions[J]. International Journal of Engineering and Technology,2015

3. Yoo, Sung Yung, Ferrah, Salah et al. Chlorophyll fluorescence imaging analysis for fresh quality assessment of apple and kiwi fruits preserved under different storage conditions [J]. International Journal of Advanced Information Science and Technology,2014

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