[发明专利]基于叶绿素荧光成像技术快速筛选不同温度敏感型植物的装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于叶绿素荧光成像技术快速筛选不同温度敏感型植物的装置和方法，包括：含有温控系统的植物叶绿素荧光成像装置；利用该装置，本发明还提供快速筛选不同温度敏感型植物的方法，叶绿素荧光成像装置可设置温度变化区间和幅度，在不同温度下对植株进行实时检测，成像数据自动存入计算机并进行数据分析，计算机根据所测不同温度下叶绿素荧光参数的实际光化学量子产量ϕ_PSⅡ的变化对温度敏感型植物进行筛选。本发明相对于传统方法，具有操作简便、检测快速、样品无损、数据详实准确、可多植物同时检测的优点。

技术领域

本发明涉及叶绿素荧光检测领域，特别涉及一种基于叶绿素荧光成像技术的快速筛选不同温度敏感型植物的装置和方法。

背景技术

光合作用是地球上最重要的化学反应之一，它利用太阳光能裂解水释放出了地球上绝大多数生物所需要的氧气，同时固定大气中的二氧化碳为葡萄糖为新陈代谢提供能量。

在光合作用的光反应过程中，有一部分光能损耗以较长波长的叶绿素荧光方式释放。植物光合作用的多数变化都可以通过叶绿素荧光反应出来，叶绿素荧光作为光合作用研究的探针，具有特异性、高灵敏度的特点，能快速反映植物生理生态状况，并且能够实现无损检测，在突变株筛选、环境胁迫检测、表型分析等众多领域都有着广泛的应用。其中，实际光化学量子产量ϕ_PSⅡ反应了植物目前的实际光合效率，能在相当程度上反应环境对植物的影响。

植物温敏性的多变性导致对其评价的难度，目前尚无高效准确评价植物温敏性的方法。传统对植物温敏性的评价，通常是观察植物在具体温度养殖环境下的黄叶、萎靡、枯死的情况，这种肉眼观察的评价方法，往往受主观因素影响，准确性不高，耗时长且会消耗大量的植物样品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于叶绿素荧光及成像技术的快速筛选不同温度敏感型植物的装置和方法。

该方法通过构建带温控设备的叶绿素荧光检测装置，提供均匀光照和设定的温度值，激发植物叶绿素荧光，采集植物的叶绿素荧光数据和图像，进而快速筛选不同温度敏感型植物，可以解决当前评价植物温度敏感性惯用方法的不准确性和操作繁复性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一、基于叶绿素荧光成像技术快速筛选不同温度敏感型植物的装置。包括：

箱体；

物料载台，安装在箱体内，物料载台含有9个工作位，可以同时检测9个样品，物料载台带有升降装置；

顶架，安装在箱体内，正对物料载台上方；

叶绿素荧光成像仪，可调镜头上装有滤光片，安装在顶架上；

光源组，安装箱体顶部，为叶绿素荧光成像仪提供激发光和照明光；

温控设备，包含温度传感器、制冷装置和加热装置，保持和调节箱体内部温度；

计算机，叶绿素荧光成像仪通过相机线与计算机相连。

二、基于叶绿素荧光成像技术的快速筛选不同温度敏感型植物的方法，该方法的步骤如下：

(1)选取健康的待测植物，调控光照、温度和水分，使得植物处于最佳的生理状态；

(2)将最多9株待测植物放在物料载台上，物料载台可根据植株高度对植株进行升降操作，直至达到合适的测量位置；

(3)设定叶绿素荧光检测装置的起始温度与终止温度，设定温度变化幅度，开始调整温度。待起始温度稳定后，启动检测设备;

(4)光源组提供光化光和脉冲光，温控设备提供平稳变化的温度环境，通过叶绿素荧光成像仪结合滤光轮采集得到植物在不同温度下的叶绿素荧光图像与叶绿素荧光参数ϕ_PSⅡ;