Beijing 010-82611269,13671083121
Shandong 0532-82861228,15563963062
Xian 029-81124223
/ En

西北农林科技大学园艺学院 FluorCam大型版开放式多光谱荧光成像系统案例报告

西北农林科技大学园艺学院 FluorCam大型版开放式多光谱荧光成像系统案例报告

西北农林科技大学园艺学院 FluorCam大型版开放式

多光谱荧光成像系统案例报告

用户单位:西北农林科技大学园艺学院

研究方向:农作物逆境生理、育种及拟南芥荧光蛋白筛选

用户情况:客户既做黄瓜、西红柿之类的农作物,也做拟南芥。虽然水平一般,但对仪器的兴趣还是很大。一方面想开展植物逆境研究,一方面想做各种荧光蛋白筛选。用得好的话,可以成为西农一个示范点。

仪器配置:叶绿素荧光+PAR吸收+GFP/YFP/DsRED/CFP/DAPI+MCF,配红、蓝、绿、青、白光源板

仪器图片:

blob.png

blob.png

blob.png

blob.png

测试数据:

1. 叶绿素荧光

首先用一般的红蓝光源进行测试。饱和脉冲(蓝光)30%,1200µE;光化光(红光)56%,约150µE。测试样品为室外的冬青(实际学名应为大叶黄杨)。左侧为有病害叶片,中间为较绿叶片,右侧为较为衰老的叶片,因为在室外生长,3个叶片实际都都是受到一定的低温胁迫。

blob.pngblob.pngblob.png

   Fv/Fm             QY_Lss          NPQ_Lss

三者Fv/Fm分别为0.50,0.65,0.62。QY_Lss分别为0.08,0.16,0.15。NPQ为1.15,1.31,1.21。三项参数都是绿叶>衰老叶>病害叶。

再更换青色光源板进行测试。饱和脉冲(青光)60%,约1360µE;光化光(青光)分别使用20%(200µE)、40%(450µE)和60%(700µE)。每次测量之间进行大约5分钟暗适应。下图中不同光化光参数测量成像图的标尺都已经统一。

光化光强

20%

40%

60%

Fv/Fm

blob.png

blob.png

blob.png

QY_Lss

blob.png 

blob.png

blob.png

NPQ_Lss

blob.png

blob.png

blob.png

blob.png

Fv/Fm

20%和40%的Fv/Fm基本没有变化,而且与之前红蓝光测量结果近似。表明1360µE的青色饱和脉冲也可以满足样品测量的需要。但60%的Fv/Fm确有显著下降,怀疑是之前多次测量,尤其青光关闭气孔的效应造成了一定的损伤,5分钟的暗适应没有恢复。

blob.png

QY_Lss

Nejad2006)研究紫露草时就是用QY作为气孔开闭分布的表征指数。我们可以看到随着青光的增强,QY快速下降。在之前用红色光化光时,新叶的QY是高于老叶的。但在青光下,新叶QY低于老叶。这可能表明新叶对青光关闭气孔的影响更为敏感。但QY下降也与光呼吸有关,这还需要其他数据进行验证。

blob.png

NPQ_Lss

NPQ经历了一个先上升再下降的过程。上升过程可能是对光照上升的一种适应,气孔部分关闭后,更多的能量进行热耗散从而减少光合系统的压力。后期可能是因为青光对气孔关闭的影响进一步加剧,叶黄素循环也受到影响,使得NPQ反而降低。

2. MCF多光谱荧光

blob.png

  冬青F520成像,可清晰看到左侧病叶病斑的分布,这反应了病叶应答病害合成的次生代谢物的分布与相对浓度变化。右侧老叶有一处机械损伤(右侧),这也造成了一定次生代谢物的合成。

blob.png

整株黑麦草的F520和F690成像

  无论叶片还是根系,次生代谢都很微弱。只有有些干枯的叶鞘有较强的次生代谢。F690还是反应叶绿素荧光,可以看到根系和干枯的叶鞘因为缺乏叶绿素,这部分的荧光也非常微弱。

blob.png

完全干枯的悬铃木叶片F520和F690成像

  虽然叶片已经干枯,但其中的次生代谢物还是很多,应该是在叶片枯萎过程中合成的。从F690中可以看出叶片中的叶绿素基本上都已经分解了。

3. 荧光蛋白

  这套系统配置较全,基本涵盖了FluorCam可以测量的全部荧光蛋白和荧光染料。

blob.png

blob.png

  GFP成像,左侧为表达GFP的拟南芥植株,右侧为野生型。

blob.png

  YFP成像,左上角一盆为转录的空载体植株(仅转录了YFP基因,没有目标基因),这一盆右下角的植物没有转录成功。其他三盆为试图转录目标基因的植株,但从结果看都没有转录成功。其中的一些亮点应该是培养基质或者水珠造成的反光。使用FluorCam可以在几小时内筛选几百株乃至上千株苗,比用荧光显微镜一株一株检测也快上百倍。