隨著現(xiàn)代農(nóng)園藝向精細(xì)化、智能化不斷邁進(jìn)，光環(huán)境調(diào)控、采后生理監(jiān)測(cè)等已成為提升蔬菜品質(zhì)與產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)。葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)作為一種非侵入式、可視化的光合生理檢測(cè)手段，能夠?qū)崟r(shí)捕捉植株的光合效率、脅迫響應(yīng)與生理狀態(tài)，為蔬菜栽培管理、品質(zhì)保持及機(jī)理研究提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。本文圍繞番茄、花椰菜、辣椒三種典型蔬菜，通過實(shí)際文獻(xiàn)案例展示易科泰葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)在蔬菜研究方面的應(yīng)用，為園藝科研與生產(chǎn)提供新視角與技術(shù)支撐。接下來，我們也將繼續(xù)分享水果、觀賞植物等系列應(yīng)用，歡迎持續(xù)關(guān)注。

一、 番茄：砧木嫁接、光譜組成影響番茄對(duì)長(zhǎng)光照周期的響應(yīng)

植物的生物量和產(chǎn)量主要取決于其光合有效輻射量（日光積分DLI——強(qiáng)度×光周期）。采用低強(qiáng)度、長(zhǎng)光周期來滿足所需DLI更具經(jīng)濟(jì)性，但若將光周期延長(zhǎng)至超過臨界時(shí)長(zhǎng)，反而可能對(duì)番茄生產(chǎn)造成葉片黃化、植株活力下降等不利影響。紅光更加節(jié)能，同時(shí)可以促進(jìn)葉片生長(zhǎng)和植物活力，某些砧木也能起到類似作用。

本文便研究了光譜組成和砧木類型對(duì)長(zhǎng)光照周期下的番茄生長(zhǎng)的影響。研究中，將番茄植株Trovanzo分別嫁接到Emperator（TE）和Kaiser（TK）上，分別接受兩種光譜組合處理：100%紅光或RGB混合光，光照時(shí)長(zhǎng)分別為17小時(shí)和23小時(shí)。文中使用FluorCam葉綠素?zé)晒獬上駥?duì)TE番茄進(jìn)行檢測(cè)，探索光周期延長(zhǎng)引發(fā)的葉片損傷。

結(jié)合葉片氣體交換、植物生長(zhǎng)參數(shù)等測(cè)量結(jié)果，研究證實(shí)，砧木嫁接、光照周期都會(huì)影響溫室番茄對(duì)長(zhǎng)光照周期的響應(yīng)效果。通過合理配置紅光與適宜砧木組合，可以在節(jié)能的同時(shí)，有效消除長(zhǎng)日照光照對(duì)產(chǎn)量造成的負(fù)面影響。

二、 花椰菜：采后黃化的色素機(jī)制研究

2019年，沈陽(yáng)農(nóng)大食品科學(xué)系團(tuán)隊(duì)在園藝領(lǐng)域top期刊Horticulture Research（2024年影響因子8.5）發(fā)表關(guān)于花椰菜采后黃化的色素機(jī)制的研究成果，文中利用了易科泰提供的葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)對(duì)不同黃化程度的花椰菜進(jìn)行整體成像檢測(cè)，獲取其光合變化，為機(jī)理研究提供了關(guān)鍵的表型數(shù)據(jù)。

花椰菜在貯藏過程中容易發(fā)生黃化，導(dǎo)致其價(jià)值下降。理解黃化機(jī)制，對(duì)于探索適宜的控制儲(chǔ)存方法至關(guān)重要。本研究中，將新鮮花椰菜在10℃下貯藏，對(duì)新鮮（0天）、輕微黃化（5天）、嚴(yán)重黃化（12天）三個(gè)時(shí)間點(diǎn)的花椰菜進(jìn)行葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)分析、色素含量測(cè)定和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（RNA-seq），以探究其黃化過程中的色素代謝機(jī)制（葉綠素、類胡蘿卜素、類黃酮）及相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（TFs）。

葉綠素?zé)晒獬上窠Y(jié)果顯示，花椰菜黃化過程中Fv/Fm值顯著降低，表明PSII反應(yīng)中心受損，光合效率下降。成像圖直觀顯示了光合異質(zhì)性，黃化區(qū)域?qū)?yīng)Fv/Fm值較低，并隨時(shí)間擴(kuò)散，與感官黃化程度一致。NPQ值隨黃化加劇而升高，說明花椰菜通過增強(qiáng)熱耗散耗散過剩光能，保護(hù)光合器官。

研究中還進(jìn)行了葉綠素代謝、類胡蘿卜素合成、類黃酮合成通路中的差異表達(dá)基因（DEGs）鑒定，調(diào)控色素代謝的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子篩選、色素含量測(cè)定等試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)西藍(lán)花采后黃化是葉綠素a降解和類胡蘿卜素積累主導(dǎo)的過程，受特定TFs調(diào)控。Fv/Fm下降和NPQ上升與葉綠素降解、類胡蘿卜素積累同步發(fā)生，共同導(dǎo)致黃化表型。熒光參數(shù)變化為轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)提供生理學(xué)驗(yàn)證，證明PSII功能衰退是黃化的關(guān)鍵特征。

三、辣椒：冬季溫室栽培優(yōu)化與采后保鮮

冬季溫室辣椒生產(chǎn)中因補(bǔ)光導(dǎo)致節(jié)間縮短、果實(shí)堆疊（fruit stacking）和勞動(dòng)力成本增加的問題。Lanoue（2022）等人的研究中，通過比較不同的光照處理（包括對(duì)照組16h白光+8h黑暗，以及四種連續(xù)光照處理）的辣椒生理、形態(tài)、產(chǎn)差異，探究動(dòng)態(tài)24h光照策略的效果。葉綠素?zé)晒獬上耧@示，連續(xù)白光（24W）處理導(dǎo)致光系統(tǒng)II效率下降，表明存在光抑制和光損傷，而動(dòng)態(tài)光照策略（16W+8B和16W+8BFR）則避免了這種損傷。葉綠素?zé)晒獬上窠Y(jié)果支撐了動(dòng)態(tài)光照策略的可行性結(jié)論。

結(jié)合形態(tài)、產(chǎn)量等分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)夜間使用藍(lán)光+遠(yuǎn)紅光（16W+8BFR）或單獨(dú)遠(yuǎn)紅光（16W+8FR）能顯著增加節(jié)間長(zhǎng)度，改善植株形態(tài)，同時(shí)保持產(chǎn)量不受影響。考慮到節(jié)能、對(duì)辣椒生產(chǎn)的改善效果，16W+8BFR策略。

葉綠素?zé)晒獬上襁€可應(yīng)用于蔬菜采后生物學(xué)研究，比如評(píng)估和優(yōu)化保存條件、探索新型保鮮手段等。

早在2014年，韓國(guó)的科學(xué)家就使用FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)測(cè)量西紅柿、辣椒、等蔬菜在不同儲(chǔ)存條件下（室溫、低溫、高溫、高濕）的品質(zhì)變化，通過最小熒光Fo、最大熒光Fm、最大光化學(xué)效率Fv/Fm和非光化學(xué)淬滅系數(shù)NPQ，從光合生理的角度證實(shí)低溫是最佳的常規(guī)水果蔬菜保鮮技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] Luo, Feng, et al. "Transcriptome profiling reveals the roles of pigment mechanisms in postharvest broccoli yellowing." Horticulture Research 6 (2019).

[3] Lanoue, Jason, Celeste Little, and Xiuming Hao. "The power of far-red light at night: photomorphogenic, physiological, and yield response in pepper during dynamic 24 hour lighting." Frontiers in Plant Science 13 (2022): 857616.

[4] Yoo, , et al. 2014. Chlorophyll a Fluorescence Imaging Technique for Fresh Quality Assessment of Tomato and Pepper Fruits Stored Under Different Conditions. Journal of Advances In Agriculture 3(3): 188-197