近日，浙江大学果树科学研究所的研究团队将由杭州绿色思维智能科技有限公司研发的 FluorVision X1叶绿素荧光成像系统成功应用于柑橘苗的低温胁迫研究中。该研究项目中要求对定向基因编辑后的柑橘幼苗在低温环境胁迫下（-4℃，8h）的响应进行测量和研究。研究不仅要关注整体植株的响应，还要分析不同叶片区域、不同叶龄叶片对低温胁迫的敏感性和恢复能力的差异，实现从整体到局部的全方位解析。通过FluorVision X1，研究人员实现了对植物光合系统II的实时、非损伤、可视化监测，将抽象的生理响应转化为直观的色彩图像和精确的量化数据。
随着胁迫温度的降低和时间的延长，两种柑橘苗的最大光化学效率显著下降，表明光合系统II反应中心受损。数据显示，在-4℃处理8h后，部分研究品种的最大光化学效率下降幅度超过30%.通过荧光成像分析发现，幼嫩叶片和叶尖区域对低温更为敏感，这些区域的荧光参数变化更为显著。相比之下，成熟叶片和老叶表现出较强的耐受性。即使在单个叶片内部，不同区域对低温的响应也存在差异。叶缘和叶脉附近区域往往表现出更明显的胁迫症状，这种空间异质性在传统测量方法中难以捕捉。
传统的低温胁迫评估主要依赖形态观察和破坏性采样，这些方法无法实时、原位地反映植物光合系统的动态响应过程，也难以捕捉胁迫响应的空间异质性。随着植物生理学研究的发展，叶绿素荧光成像技术因其非破坏性、高时空分辨率和丰富参数输出的特点，已成为植物胁迫生理研究的重要工具。在低温处理的不同阶段，研究人员使用FluorVision X1叶绿素荧光成像系统对柑橘苗进行系统测量。该系统配备高灵敏度CCD相机和可调谐激发光源，能够捕获微弱的叶绿素荧光信号。研究人员设计了包括暗适应和光适应测量在内的完整方案，获得了一系列关键荧光参数。测量参数包括最大光化学效率、实际光化学效率、光化学淬灭和非光化学淬灭等，这些参数从不同角度反映了光合系统II的功能状态。系统配套的专业软件支持图像处理和数据导出，实现了高通量数据分析。
研究过程中，FluorVision X1系统展现出了多方面的技术优势。系统可同时监测多株植株的胁迫响应，大大提高了实验效率。与传统点测量设备相比，成像系统能够完整捕获整个叶片甚至整个植株的荧光信号，避免取样误差，提高数据的代表性和可靠性。系统的高空间分辨率使研究人员能够识别叶片上微小的胁迫损伤区域，在可见症状出现前检测到光合系统的早期损伤，实现了预警功能。直观的图像结果大大降低了数据解读的门槛，使复杂的生理过程可视化，便于与分子生物学、遗传学等多学科研究结果进行关联分析。
浙江大学果树科学研究所的这项研究，通过FluorVision X1叶绿素荧光成像系统，系统揭示了柑橘苗对低温胁迫的生理响应机制，为柑橘抗寒育种和栽培管理提供了重要的理论基础和实践指导。未来，这项技术不仅可用于柑橘研究，还可扩展到其他果树、农作物及观赏植物的胁迫生理研究，具有广阔的应用前景。随着精准农业和智慧农业的发展，叶绿素荧光成像技术将在作物生长监测、逆境预警和品种选育中发挥越来越重要的作用。