[发明专利]监测植物内物质运输的方法及其应用

说明书

本发明提供了一种监测植物内物质运输的方法及其应用，涉及纳米医学技术领域，本发明提供的监测植物内物质运输的方法，用荧光成像仪器对吸收有荧光染料的植物进行成像拍照，经过软件处理图像和数据分析，监测植物内物质的运输。该方法工艺简单，操作简便，可节约大量的人力物力，便于实验人员操作，所涉及到的试剂无毒无害，对实验人员和待测植物均有安全保证。并且，荧光成像技术设备具有价格便宜、体积小和质量轻等优点，便于野外携带。此外，荧光成像技术的灵敏度高和信噪比高，可以提供清晰的图像质量，监测结果准确。

技术领域

本发明涉及纳米医学技术领域，尤其是涉及一种监测植物内物质运输的方法及其应用。

背景技术

水是植物生长和生产力最有限的非生物因子，也是全球植被分布的主要决定因素。了解水在植物中的流动以及影响水分运输的因素对于保护土壤水分、感知植物压力和提高作物产量至关重要。而植物蒸腾作用是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力，特别是高大的植物，假如没有蒸腾作用，由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生，植株较高部分也无法获得水分。蒸腾作用主要是通过叶片进行的蒸发导致水分从植物体内运输到体外过程，其过程为：土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气。蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响，而且还受植物本身的调节和控制，它是一种复杂的生理过程。因此，对植物蒸腾作用过程中水分运输的监测可以使我们随时了解植物对水分的需求，对节约用水和植物合理灌溉都具有重要意义。

目前用于研究水运输的非侵入性成像方法包括CT、PET和MRI，但这些技术有一些局限性，包括仪器设备巨大难携带、仪器价格昂贵以及放射性和强磁场的安全问题。

因此，开发一种操作方便、成本较低、安全性高且监测结果准确的监测植物内物质运输的方法尤为重要。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种监测植物内物质运输的方法，以至少缓解现有技术中存在的技术问题之一。

本发明的第二个目的在于提供上述监测植物内物质运输的方法在监测水在植物内的运输情况中的应用。

本发明提供了一种监测植物内物质运输的方法，所述方法包括：

用荧光成像仪器对吸收有荧光染料的植物进行成像拍照，通过软件处理图像和数据分析，监测植物内物质的运输。

进一步地，所述荧光染料的荧光发射峰为900-1000nm，优选的荧光发射峰为920-980nm，更优选的荧光发射峰为940-960nm；

优选地，所述荧光染料为NIR-Ib荧光染料；

优选地，所述NIR-Ib荧光染料选自IR-775、IR-780、IR-783、IR-797、IR-806或IR-808。

进一步地，所述物质为水。

进一步地，将植物的根或茎插入含有荧光染料的水中，得到所述吸收有荧光染料的植物；

优选地，所述含有荧光染料的水的浓度为20-80μg/mL，优选的浓度为30-60μg/mL，更优选的浓度为40-55μg/mL。

进一步地，将吸收有荧光染料的植物进行促进蒸腾作用的处理后，再进行成像拍照；

优选地，所述促进蒸腾作用的处理包括高温处理和光照处理；

优选地，所述高温处理的温度为30-40℃，优选的温度为32-38℃，更优选的温度为34-36℃；

优选地，所述光照处理为5-30W白色荧光灯照射；

优选地，所述白色荧光灯照射的时间为3-10小时。