上世纪90年代末，PSI公司首席科学家Nedbal教授与公司总裁Trtilek博士等首次将PAM叶绿素荧光测量技术与CCD成像技术结合在一起，研制成功了FluorCam叶绿素荧光成像技术（Nedbal等，2000），并于1997年为美国华盛顿大学提供了第一台商业FluorCam系统。FluorCam叶绿素荧光成像技术成为叶绿素荧光技术的重要突破，使科学家们对光合作用与叶绿素荧光的研究进入二维世界和显微世界（Kupper等，2000；Sumava，2000），并成为高通量测量分析植物生理性状表型的有力工具。

  经过20余年的发展，目前FluorCam叶绿素荧光成像技术及其扩展版多光谱荧光成像技术，为科研人员提供了PAM及OJIP叶绿素荧光成像技术全面解决方案，已成为国内的权威植物光合生理与表型分析研究仪器，应用于植物相关的各种研究，发表论文量极多。经过EcoTech易科泰生态实验室检索并逐一核对，截止到2023年5月，使用FluorCam系列叶绿素荧光及多光谱荧光技术发表的SCI文献已经超过了1400篇。

  2019年-2021年，每年使用FluorCam叶绿素荧光成像技术发表的SCI文献都保持在150篇以上。2022年更是达到200篇以上。其中国内科研院所利用FluorCam发表文献量占比也在逐年攀升。这既说明中国科学家对FluorCam叶绿素荧光成像技术有极高的认可度，也说明中国的光合相关研究处于极高水平。

  这些发表的文献中，中科院SCI期刊分区一区文献（按文献发表当年的中科院SCI期刊分区进行统计）数量同样稳中有进。2020年至2023年5月，一区文献发表量占同期全部发表文献量的30%。这其中包括发表于The Plant Cell、Nature Communications、Nature Plants、Cell、PNAS、Molecular Plant、New Phytologist、Plant Physiology等dingji期刊的文献。说明FluorCam技术发表文献的研究水平之高。

  这些文献研究对象涵盖拟南芥、烟草等模式植物；水稻、小麦、玉米、高粱、油菜、生菜、番茄、大白菜、苹果等作物与水果蔬菜；杨树、山毛榉、油松、桦树、榕树等林木；蓝藻、莱茵衣藻、小球藻、紫菜、珊瑚、海蛞蝓等微藻、大型藻和藻类共生体；以及地衣、苔藓等低等植物。测量的植物/藻类样品包括叶片、果实、麦穗、种子、愈伤组织、捕虫器官等植物器官；整株拟南芥、烟草和作物蔬菜等；多株作物群体；微藻藻液；单个微藻、细胞乃至单个叶绿体等。

  研究方向包括植物/藻类光合生理与光合功能基因、植物/藻类逆境响应与抗逆功能基因、优良作物品种选育、作物抗逆性评估、农药/施肥效果与环境友好型评估、植物表型组学研究、突变株筛选、转基因植物功能与表型检测、植物/藻类生理生态研究、环境污染与生态毒理评估等。下面介绍一些近期文献案例。

文献案例一：韩国首尔大学，利用FluorCam技术对烟草细胞死亡进行精确定位与损伤定量分析（Lee，2022，New Phytologist）

  沉默或过表达质膜H+- atp酶（PMAs）可逆影响烟草叶片的细胞死亡。为了快速并直观地检测这一过程中细胞死亡的分布与程度，研究者使用FluorCam封闭式叶绿素荧光成像系统测量叶片的Fv/Fmzuida光化学效率。这一参数在生长状况良好的植物中非常稳定，同时随光合功能受损程度升高而逐渐降低，是检测植物损伤的重要指标。检测过程无损、定量、快速。本研究中空载体浸润的叶片Fv/Fm为0.77，因此显著低于0.77的叶片区域即可判断为细胞死亡的位置。由此，研究者借助FluorCam封闭式叶绿素荧光成像系统对细胞死亡进行了精确定位与损伤定量分析。

文献案例二：山西大学，玉米叶片吸收纳米塑料后的损伤评估与光合表型变化（Sun，2021，Journal of Hazardous Materials）

  纳米塑料可以经由气孔进入作物叶片，对作物造成损伤，进而对人类健康造成潜在危险。研究者对玉米叶片施加了两种纳米塑料：羧基改性聚苯乙烯纳米塑料（PS-COOH）和氨基改性聚苯乙烯纳米塑料（PS-NH2）。发现两种纳米塑料都会在玉米叶片中有效累积。而通过FluorCam叶绿素荧光成像系统进行测量后发现，其Fv/Fm，Fv/F0，qP和Rfd等叶绿素荧光参数都逐渐下降，而NPQ逐渐上升。说明纳米塑料损伤了光合系统功能，造成光能转化效率降低、光系统逐渐关闭、光合活力下降，而光系统的热耗散增加。同时发现带正电荷的PS-NH2对光合的抑制作用要高于带负电荷的PS-COOH。

文献案例三：西北农林科技大学，通过转基因苹果研究盐胁迫调控机制（Zhao，2021，Plant and Soil）

植物特异性HD-Zip I转录因子，特别是γ-演化枝HD-Zip I转录因子是植物适应各种非生物胁迫的关键。研究者希望确定其在苹果盐胁迫中的功能特性。他们将GL3基因型与转基因苹果种植于水培系统或土壤中，并进行盐胁迫处理。经过FluorCam叶绿素荧光成像系统测量发现，盐胁迫处理造成MdHB-7 RNAi植株的最大光化学效率Fv/Fm显著低于GL3基因型，而MdHB-7 OE植株的Fv/Fm则要高于同样处理的GL3基因型。这表明MdHB-7（γ-演化枝HD-Zip I转录因子）过表达能缓解盐胁迫诱导的植物光合能力受损。

参考文献：

1、Lee H Y, Seo Y E, Lee J H, et al. Plasma membrane‐localized plant immune receptor targets H+‐ATPase for membrane depolarization to regulate cell death. New Phytologist, 2022, 233(2): 934-947.

2、Sun H, et al. 2021. Foliar uptake and leaf-to-root translocation of nanoplastics with different coating charge in maize plants. Journal of Hazardous Materials 416: 125854

3、Zhao S, Gao H, Jia X, et al. 2021. The γ-clade HD-Zip I transcription factor MdHB-7 regulates salt tolerance in transgenic apple (Malus domestica). Plant and Soil 463: 509-522.

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