植物表型葉綠素?zé)晒獬上衲�塊在植物病理病害中的應(yīng)用

植物體內(nèi)的葉綠素在光照射時(shí)發(fā)出熒光。這意味著一旦植物被紅光照射，植物發(fā)射出較深顏色的紅彩色。 使用鏡頭中的光學(xué)濾波輪，可以拍攝熒光圖片。采用特殊測(cè)量程序，可從這些熒光信號(hào)計(jì)算光合效率。
 

下圖為利用WIWAM葉綠素?zé)晒獬上衲�塊拍攝的高分辨率紅掌圖像。使用了CF圖： F0 and Fm, 計(jì)算了Fv/Fm 圖像。 使用的假彩表顯示了光合效率。 黑色和紅色顯示光合效率低 ，黃色和綠色顯示高光合效率 。在Fm圖中，可實(shí)現(xiàn)大景深（30cm）。
 

擬南芥

高分辨葉綠素?zé)晒獬上癜姹究捎糜诟咄�量測(cè)量。1秒內(nèi)對(duì)四株大型擬南芥進(jìn)行拍攝。 圖像分辨率為1.4Mp,將圖片分到4個(gè)區(qū)，每幅圖像大小為 0.35 Mp 。每小時(shí)較大處理通量可達(dá)14400株。
 

小麥白粉病感染

下圖為高分辨率小麥白粉病感染圖

潛伏時(shí)間為 11 天。左圖，很難看出白粉病與葉片間的影響 (僅葉間有棕點(diǎn)）。計(jì)算的Fv/Fm 圖顯示葉尖大面積感染區(qū)  (紅點(diǎn))。葉片下端感染 Fv/Fm圖 (右側(cè)), 人眼無(wú)法分辨。
 

WIWAM葉綠素?zé)晒獬上衲�塊應(yīng)用案例
防御素對(duì)真菌作用模式
 

以百萬(wàn)像素分辨率對(duì)Photosystem II進(jìn)行全植物成像

該葉綠素?zé)晒獬上衲�塊以百萬(wàn)像素分辨率測(cè)量熒光圖像，提供光系統(tǒng)II的Kautsky誘導(dǎo)曲線的0、I和P。熒光參數(shù)按像素計(jì)算并顯示為圖像。使用與熒光圖像相同的光學(xué)布局和光學(xué)濾光片輪捕獲多光譜圖像。這將生成葉綠素指數(shù)（與葉綠素含量相關(guān)）、花青素指數(shù)（與花青素含量相關(guān)）、NDVI（歸一化差異植被指數(shù)）、NIR和顏色的圖像。
 

新型橄欖樹防御素對(duì)近緣子囊真菌病原菌的抗真菌活性和作用模式
 

抗菌肽在植物的天然免疫中起著關(guān)鍵作用。防御素是富含半胱氨酸的抗真菌肽，具有多種作用方式。在野生和栽培的多年生橄欖樹木犀的基因組序列中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的木犀科特異性防御素基因家族。OefDef1。1是該防御素家族的一員，在體外可有效抑制子囊菌病原菌灰霉病菌和三種鐮刀菌的生長(zhǎng)。OefDef1.1快速滲透灰雙歧桿菌分生孢子和生殖細(xì)胞的質(zhì)膜。有趣的是，它只在胚芽中誘導(dǎo)活性氧物種并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，而不在分生孢子中。在含有高濃度Na1+的培養(yǎng)基中，OefDef1.1的抗真菌活性顯著降低。令人驚訝的是，嵌合的OefDef1.1含有截形苜蓿防御素γ-核心基序肽MtDef4具有耐Na1+的抗真菌活性。在磷脂-蛋白質(zhì)重疊分析中，嵌合肽與其磷脂酰肌醇伙伴的結(jié)合比OefDef1.1更強(qiáng)。OefDef1.1在抑制煙草和萵苣葉表面灰霉病方面也比OefDef1.1更有效。在生長(zhǎng)培養(yǎng)基中添加或不添加提升濃度的Na1+，四種子囊菌病原體對(duì)OefDef1.1的反應(yīng)存在顯著差異。密切相關(guān)的子囊菌病原體對(duì)這種防御素的不同反應(yīng)對(duì)植物的工程抗病性具有重要意義。
 

關(guān)鍵詞：防御素，抗真菌，作用方式，橄欖樹，真菌病原體 
 

利用禾谷鐮刀菌感染的小麥穗篩選競(jìng)爭(zhēng)性生防細(xì)菌的一種新的植物內(nèi)富集方法

這項(xiàng)工作介紹了一種在小麥中發(fā)現(xiàn)新的抗赤霉病細(xì)菌生防劑的替代工作流程。與隔離物收集的大規(guī)模測(cè)試不同，我們從不同的接種物開始，在灌漿期從田間種植的小麥穗中提取微生物組。在感染禾谷鐮刀菌PH1的分離小麥穗上，產(chǎn)生了四個(gè)不同的微生物群落，這些微生物群落暴露在3個(gè)14天的非培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)富集物中。我們發(fā)現(xiàn)，一個(gè)細(xì)菌群落在3個(gè)周期后減少了感染癥狀，隨后選擇該細(xì)菌群落通過(guò)限制稀釋來(lái)分離細(xì)菌。所有94個(gè)分離株均在體外和植物試驗(yàn)中進(jìn)行了測(cè)試，并選擇了14個(gè)分離株在分離的小麥穗上進(jìn)行了進(jìn)一步測(cè)試。結(jié)果似乎表明，我們的富集方法導(dǎo)致細(xì)菌在FHB控制方面具有不同的作用模式。波斯歐文氏菌（Erwinia persicina）分離物C3的疾病嚴(yán)重程度（Fv/Fm）顯著降低，波斯歐文氏菌（Erwinia persicina）C3和假單胞菌(Pseudomonassp.)B3的真菌生物量（cGFP）顯著降低。然而，這兩種治療的真菌毒素分析顯示，DON水平?jīng)]有降低。盡管如此，安那提泛球菌(Pantoea ananatis)H3和H11以及波斯歐文氏桿菌(Erwinia persicina)H2能夠?qū)�DON濃度降低50%以上，盡管這些影響在統(tǒng)計(jì)學(xué)上并不顯著。最后，波斯歐文氏菌(Erwinia persicina)H2也顯示出DON對(duì)植物毒性較小的DON-3G的顯著更高的糖基化。據(jù)報(bào)道，通過(guò)富集循環(huán)分離的細(xì)菌屬在開放棲息地發(fā)育的微生物群落中占主導(dǎo)地位，這表明分離的細(xì)菌可以降低禾谷鐮刀菌在穗葉層上的感染壓力。

關(guān)鍵詞：小麥；禾谷鐮刀菌；生物防治；病理生物群落；獨(dú)立培養(yǎng)；微生物組工程；連續(xù)通過(guò)；實(shí)驗(yàn)富集；葉層
 

WIWAM葉綠素?zé)晒獬上衲�塊是革新性的植物葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)，是專門針對(duì)整個(gè)植株成像的相機(jī)系統(tǒng)，成像方式為遠(yuǎn)程成像，高分辨率和高速成像。生成圖像提供了光合作用性能信息。該模塊有兩種版本: 高分辨率版本和高速版本。同時(shí)配有分析軟件，可為科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用提供少有的解決方案。所依據(jù)的原理是基于持續(xù)激發(fā)成像熒光計(jì)，用以測(cè)量Kautsky響應(yīng)曲線。采用了高能紅燈來(lái)使光合作用飽和，通過(guò)使用敏感相機(jī)，在不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)相應(yīng)曲線成像以測(cè)量F0和Fm。依賴于所拍攝圖像的有效信號(hào)/噪音比，相機(jī)積分時(shí)間是從20µs-1ms。紅光燈的典型照射強(qiáng)度是1000-5000µmol/(m2s)。
 

高通量版葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的應(yīng)用

高通量版葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)可用于高度可控環(huán)境中進(jìn)行高清多光譜成像。6Mp-16 bit相機(jī)安裝在直角坐標(biāo)型機(jī)器人系統(tǒng)上，用于監(jiān)控大量幼苗以小植株（15cm）生物脅迫效應(yīng)(例如，真菌病害 ) 和生物脅迫(如干旱)�；�于高度自動(dòng)化sensor-to-plant原理，疾病擴(kuò)散或脅迫因子效應(yīng)可在植物生長(zhǎng)時(shí)進(jìn)行追蹤。另外，系統(tǒng)可進(jìn)行小植株如浮萍Lemna minor或生長(zhǎng)在多孔板中的部分進(jìn)行成像。
 

系統(tǒng)還整合了RGB成像、葉綠素?zé)晒�、花青素、NIR以及GFP/RFP成像，系統(tǒng)可以多種方式對(duì)生物、非生物脅迫進(jìn)行成像。另外，可咨詢?cè)贚AMP組織（或緊密協(xié)作單位）內(nèi)的有圖像處理經(jīng)驗(yàn)的研究者，通過(guò)這些圖像科學(xué)計(jì)算相關(guān)測(cè)量參數(shù)，從而獲取現(xiàn)象可視化植物的解讀。系統(tǒng)安裝在高度可控的環(huán)境中，可控環(huán)境參數(shù)包括溫度、相對(duì)濕度以及照明光光譜特征(可達(dá)1000 8molm-2 s-1)。系統(tǒng)專門定制了自動(dòng)澆水系統(tǒng)，用于植物澆水，同時(shí)可執(zhí)行多個(gè)澆水方案。

真菌基因組編輯

進(jìn)行表型組學(xué)以及基因編輯技術(shù)的組合研究：研究者可進(jìn)行植物病害修飾或標(biāo)記和有益菌研究，幫助我們以前所未有的分辨率揭示植物與微生物互作�；�于同源重組技術(shù)和較先進(jìn)基于Crispr技術(shù)的轉(zhuǎn)化平臺(tái)可在幾種真菌上進(jìn)行，如鐮刀菌、曲霉以及枯菌。
 

生物分析和生物報(bào)告植物

例如該系統(tǒng)可高通量進(jìn)掃描新型生物活性分子或具有除草劑或生物刺激素作用的新農(nóng)業(yè)化學(xué)品。使用生物報(bào)告有機(jī)物如啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae，帶人雌激素受體，浮萍Lemna minor以及擬南芥（Arabidopsis thaliana）
 

葉綠素?zé)晒獬上衲�塊其它應(yīng)用
 

硼酸和苯硼酸防治番茄早疫病
 

摘要

在當(dāng)代農(nóng)業(yè)中，找到一個(gè)合適的替代品來(lái)替代現(xiàn)有為數(shù)不多的抗真菌藥物是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。因此，在全球范圍內(nèi)進(jìn)行了深入的研究，以發(fā)現(xiàn)能夠抑制對(duì)目前使用的抗真菌藥物具有耐藥性的病原體的環(huán)境友好且高效的藥物。在這里，我們測(cè)試了硼酸（BA）及其衍生物苯硼酸（PBA）在控制致病真菌鏈格孢菌侵染番茄植株早期枯萎病癥狀中的活性。通過(guò)跟蹤受試植物葉片上病變的外觀和強(qiáng)度，以及測(cè)量反映植物健康的四個(gè)選定生理因素，我們已經(jīng)證明BA和PBA對(duì)真菌感染都有預(yù)防作用�？赏ㄟ^(guò)減少早疫病癥狀的數(shù)量和嚴(yán)重程度以及防止真菌接種后發(fā)生的生理特性惡化來(lái)做到這一點(diǎn)。苯硼酸在抑制交替鏈球菌感染方面更有效。因此，我們得出結(jié)論，BA，甚至PBA，可以作為防治番茄早疫病的藥劑，因?yàn)樗鼈兗扔行в汁h(huán)保。

關(guān)鍵詞：植物病害；抗菌作用；預(yù)防；抗真菌活性；可持續(xù)管理

輪狀鐮刀菌與黃曲霉的植物體內(nèi)外相互作用

受夏季氣溫升高和熱浪發(fā)生率升高的驅(qū)動(dòng)，僅次于輪狀鐮刀菌，歐洲玉米中黃曲霉的發(fā)病率預(yù)計(jì)會(huì)增加。在目前的研究中，研究人員調(diào)查了這兩個(gè)物種之間的相互作用。黃曲霉/輪狀芽孢桿菌菌落生長(zhǎng)在在單一培養(yǎng)基、雙重培養(yǎng)基和混合培養(yǎng)基中。黃曲霉和輪狀假絲酵母菌與其他物種在雙重或混合培養(yǎng)中的生長(zhǎng)速度明顯低于在單一培養(yǎng)中的生長(zhǎng)速度。在大多數(shù)情況下，雙重或混合接種對(duì)真菌毒素產(chǎn)生負(fù)面影響。在植物體內(nèi)，雙重接種導(dǎo)致黃曲霉的病變減少，而黃曲霉的存在對(duì)黃曲霉的病變大小和毒素產(chǎn)生無(wú)影響�；旌辖臃N導(dǎo)致的病變比單一黃曲霉接種大112%，比單一輪狀芽孢桿菌接種小9%。伏馬菌素水平比單次接種高17%。在輪狀芽孢桿菌接種前兩天出現(xiàn)黃曲霉的情況下，輪狀芽孢桿菌的病變大小比單次輪狀芽孢桿菌接種小55%，伏馬菌素的產(chǎn)生幾乎被完全抑制。黃曲霉和輪狀假絲酵母菌之間的相互作用是高度動(dòng)態(tài)的，取決于實(shí)驗(yàn)條件、測(cè)量的變量以及它們?cè)趦蓚�(gè)接種點(diǎn)、同時(shí)在一個(gè)接種點(diǎn)或一個(gè)物種在另一個(gè)接種點(diǎn)的現(xiàn)有病變中的定殖方式。