FluorCam便攜式光合測量-熒光成像系統將氣體交換測定功能和葉綠素熒光成像功能有機結合：既能夠測定植物的光合速率、蒸騰速率、氣孔導度等光合作用參數，全面衡量植物光合作用的強度和能力；又能夠對植物的葉綠素熒光參數進(jìn)行二維成像，反映光合作用過(guò)程中光系統對光能的吸收、傳遞、耗散、分配及光合特性的空間異質(zhì)性。

FluorCam便攜式光合測量-熒光成像系統能夠全面測定光合作用的過(guò)程（包括原初反應、電子傳遞、碳同化等階段），充分了解光合作用的物質(zhì)轉化和能量交換，從而對光合作用進(jìn)行完整評估和直觀(guān)呈現。

應用領(lǐng)域

植物光合生理研究、植物脅迫逆境研究、優(yōu)質(zhì)作物品種篩選、植物固碳研究、全球氣候變化研究

技術(shù)特點(diǎn)

強強結合：野外便攜式光合儀（1983年）和商用葉綠素熒光成像儀（1996年）均出在生產(chǎn)廠(chǎng)家。FluorCam便攜式光合測量-熒光成像系統是數十年研發(fā)積累和技術(shù)經(jīng)驗的結晶——成熟耐用，值得信賴(lài)。

功能強大：熒光成像功能能夠借助內置程序，自動(dòng)測量Fv/Fm、NPQ、ΦPSII、qP、qN、Rfd、ETR等葉綠素熒光參數及對每個(gè)參數進(jìn)行二維成像；光合儀能夠自動(dòng)測定同化速率（A）、蒸騰速率（E）、胞間CO2（Ci）、氣孔導度（Gs）、葉片溫度、光合有效輻射，運行光響應程序和CO2響應程序。

配置靈活：

可選配GFP熒光成像功能，用于轉基因作物篩選和對植物個(gè)體水平的基因表達進(jìn)行定位和分析。

可選配OJIP快速熒光曲線(xiàn)測量模塊，快速獲取反映植物光能吸收、傳遞、轉化、耗散及光合電子傳遞狀況的26個(gè)JIP-test參數。

可選配植物光譜及植被指數測量模塊，輕松獲取植物反射光譜曲線(xiàn)并直接獲取NDVI、PRI等數十個(gè)反映植物色素含量、光能利用效率、健康狀態(tài)的生理參數。

可選配植物多酚-葉綠素測量模塊，對色素含量進(jìn)行測定，包括Chl葉綠素指數、Flav類(lèi)黃酮指數、NBl氮平衡指數（Chl/Flav 比值）、Anth 花青素指數。

多使用場(chǎng)景：系統便攜性強，非常適合長(cháng)時(shí)間野外調查和大田試驗，也可用于實(shí)驗室、溫室等可控環(huán)境下的基礎研究，是植物學(xué)、農學(xué)研究的儀器。

技術(shù)參數

1. 光合測量部分

1.1 CO2測量范圍：0-3000ppm

1.2 CO2測量分辨率：1ppm

1.3 CO2采用紅外分析，差分開(kāi)路測量系統，自動(dòng)置零，自動(dòng)氣壓和溫度補償

1.4 H2O測量范圍：0-75 mbar                                      

1.5 H2O測量分辨率：0.1mbar

1.6 PAR測量范圍：0-3000 μmol m-2 s-1，余弦校正

1.7 葉室溫度：-5 - 50℃   精度：±0.2℃

1.8 葉片溫度：-5 - 50℃  

1.9 空氣泵流速：100 - 500ml / min

1.10 CO2控制：由內部CO2供應系統提供，最高達2000ppm

1.11 H2O控制：可高于或低于環(huán)境條件

1.12 溫度控制：由微型peltier元件控制，環(huán)境溫度-10℃到+15℃，所有葉室自動(dòng)調節

1.13 PAR控制：RGB光源最大2400μmol m-2 s-1，LED白色光源最大2500μmol m-2 s-1

1.14 可選配多種帶有光源的可控溫葉室、葉夾

1.15 顯示：彩色WQVGA LCD觸摸屏，480 x 272像素，尺寸95 x 53.9 mm，對角線(xiàn)長(cháng)109mm

1.16 數據存儲：SD卡，最大兼容32G容量

1.17 數據輸出：Mini-B型USB接口，RS232九針D型接口，最大230400波特率PC通訊

1.18 供電系統：內置12V 7.5AH鋰離子電池，可持續工作至16小時(shí)，智能充電器

1.19 尺寸：主機230×110×170mm，測量手柄300×80×75mm

1.20 重量：主機4.1Kg，測量手柄0.8Kg

1.21 操作環(huán)境：5到45℃

2. 熒光成像部分

2.1 測量參數：Fo, Fo’, Fs, Fm, Fm’, Fp, FtDn, FtLn, Fv, Fv'/ Fm'，Fv/ Fm ,Fv',Ft,ΦPSII, NPQ_Dn, NPQ_Ln, Qp_Dn, Qp_Ln, qN, qP，QY, QY_Ln, Rfd, ETR等50多個(gè)葉綠素熒光參數，每個(gè)參數均可顯示2維熒光彩色圖像

2.2 具備完備的自動(dòng)測量程序（protocol），可自由對自動(dòng)測量程序進(jìn)行編輯

Fv/Fm：測量參數包括Fo，Fm，Fv，QY等

Kautsky誘導效應：Fo，Fp，Fv，Ft_Lss，QY，Rfd等熒光參數

熒光淬滅分析：Fo，Fm，Fp，Fs，Fv，QY，ΦII，NPQ，Qp，Rfd，qL等50多個(gè)參數

光響應曲線(xiàn)LC：Fo，Fm，QY，QY_Ln，ETR等熒光參數

2.3高分辨率TOMI-2 CCD傳感器

最高圖像分辨率：1360×1024像素

時(shí)間分辨率：在最高圖像分辨率下可達每秒20幀

A/D 轉換分辨率：16位（65536灰度色階）

像元尺寸：6.45µm×6.45µm

運行模式：1）動(dòng)態(tài)視頻模式，用于葉綠素熒光參數測量；2）快照模式，用于GFP等熒光蛋白和熒光染料測量

通訊模式：千兆以太網(wǎng)

2.4 高分辨率TOMI-2 CCD傳感器（選配）

2.5 成像面積：35mm×46 mm

2.6 光源板：4塊超亮LED光源板，每個(gè)光源板由5×5 LEDs陣列，尺寸4×4 cm

2.7 測量光：620nm紅光，持續時(shí)間10µs–100µs可調

2.8 飽和光：標配白光，可選藍光（455nm）或紅光（620nm）

白光：最高 3900 µmol(photons)/m2.s

藍光：最高 4900 µmol(photons)/m2.s

紅光：最高 3800 µmol(photons)/m2.s

2.9 光化學(xué)光：標配白光，可選藍光（455nm）或紅光（620nm）

白光：0–1000 µmol(photons)/m2.s

藍光：0–1400 µmol(photons)/m2.s

紅光：0–800 µmol(photons)/m2.s

2.10 遠紅光：735nm，用于測量Fo’，4顆高能LED

2.11 FluorCam葉綠素熒光成像分析軟件功能：具Live（實(shí)況測試）、Protocols（實(shí)驗程序選擇定制）、Pre–processing（成像預處理）、Result（成像分析結果）等功能菜單

2.12 客戶(hù)定制實(shí)驗程序協(xié)議（protocols）：可設定時(shí)間（如測量光持續時(shí)間、光化學(xué)光持續時(shí)間、測量時(shí)間等）、光強（如不同光質(zhì)光化學(xué)光強度、飽和光閃強度、調制測量光等），具備專(zhuān)用實(shí)驗程序語(yǔ)言和腳本，用戶(hù)也可利用Protocol菜單中的向導程序模版自由創(chuàng )建新的實(shí)驗程序

2.13 自動(dòng)測量分析功能：選配，可設置一個(gè)實(shí)驗程序（Protocol）自動(dòng)無(wú)人值守循環(huán)成像測量，重復次數及間隔時(shí)間客戶(hù)自定義，成像測量數據自動(dòng)按時(shí)間日期存入計算機（帶時(shí)間戳）

2.14 成像預處理：程序軟件可自動(dòng)識別多個(gè)植物樣品或多個(gè)區域，也可手動(dòng)選擇區域（Region of interest，ROI）。手動(dòng)選區的形狀可以是方形、圓形、任意多邊形或扇形。軟件可自動(dòng)測量分析每個(gè)樣品和選定區域的熒光動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)及相應參數，樣品或區域數量不受限制（>1000）

2.15 輸出結果：高時(shí)間解析度熒光動(dòng)態(tài)圖、熒光動(dòng)態(tài)變化視頻、熒光參數Excel文件、直方圖、不同參數成像圖、不同ROI的熒光參數列表等

2.16 給光制度：靜態(tài)或動(dòng)態(tài)（竇式）

2.17 CCD檢測范圍：400–1000nm

2.18 光譜響應：540nm處量子（70 %），400nm和650nm處轉降50%

2.19 讀出噪音：低于12eRMS，典型10e

2.20 滿(mǎn)阱容量：大于70,000 e (unbinned)

2.21 Bios：固件可升級

2.22 通訊方式：千兆以太網(wǎng)

2.23 主機重量：1.8 kg

2.24 主機尺寸：21.5 cm×13.5 cm×13.5 cm

2.25 葉夾：用于夾持測量葉片并進(jìn)行暗適應

2.26 支架系統：1）室內支架，可調整測量高度和角度，用于實(shí)驗室內測量；2）三角支架（選配），防水防銹材料設計，滿(mǎn)足測量穩定性，高度角度可調，最高測量高度1.5m，用于野外測量

2.27 供電方式：1）90–240 V交流電，配有專(zhuān)用防電涌穩壓電源；2）專(zhuān)用野外電池包（選配），一次充電可支持10小時(shí)以上不間斷測量

2.28 最大功率：200 W

應用案例

1. 捷克帕拉茨基大學(xué)的研究人員使用FluorCam便攜式光合測量-熒光成像系統測定了熱激預處理前后感染白粉病的番茄的氣體交換參數及葉綠素熒光參數（成像），發(fā)現熱激處理不會(huì )顯著(zhù)影響中等抗性基因型番茄的白粉病抗性和光合響應，但會(huì )增加易感基因型的易感性(Prokopová et al., 2010)。

2. 葡萄牙阿威羅大學(xué)的科研人員研究發(fā)現松樹(shù)對脂潰瘍病菌感染在時(shí)間序列上的生理響應依賴(lài)于宿主的易感水平，而脫落酸的分解代謝在此過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要的作用(Amaral et al., 2021)。FluorCam便攜式光合測量-熒光成像系統則被用來(lái)測定易感品種和抗性品種在感染過(guò)程中的光合表現。

3. 日本日本鹿兒島大學(xué)農學(xué)院的科研人員使用FluorCam便攜式光合測量-熒光成像系統研究了溫度光照對百香果“夏日皇后"和“紅星"光合特性的影響。發(fā)現兩個(gè)品種的百香果在高溫下的光合特性存在差異：“夏日皇后"在高溫下受到了嚴重的傷害，而“紅星"在高溫下保持其蒸騰和NPQ值從而降低了高溫脅迫的影響(Shimada et al., 2017)。

國內安裝案例

參考文獻

1.Amaral, J., Correia, B., Escandón, M., Jesus, C., Ser?dio, J., Valledor, L., Hancock, R.D., Dinis, L.-T., Gomez-Cadenas, A., Alves, A., et al. (2021). Temporal physiological response of pine to Fusarium circinatum infection is dependent on host susceptibility level: the role of ABA catabolism. Tree Physiology 41, 801–816.

2.Oliveira, D.C., Moreira, A.S.F.P., Isaias, R.M.S., Martini, V., and Rezende, U.C. (2017). Sink Status and Photosynthetic Rate of the Leaflet Galls Induced by Bystracoccus mataybae (Eriococcidae) on Matayba guianensis (Sapindaceae). Front. Plant Sci. 8, 1249.

3.Oliveira, T.M., Yahmed, J.B., Dutra, J., Maserti, B.E., Talon, M., Navarro, L., Ollitraut, P., da S. Gesteira, A., and Morillon, R. (2017). Better tolerance to water deficit in doubled diploid ‘Carrizo citrange’ compared to diploid seedlings is associated with more limited water consumption. Acta Physiol Plant 39, 1–13.

4.Porcar-Castell, A., Tyystj?rvi, E., Atherton, J., van der Tol, C., Flexas, J., Pfündel, E.E., Moreno, J., Frankenberg, C., and Berry, J.A. (2014). Linking chlorophyll a fluorescence to photosynthesis for remote sensing applications: mechanisms and challenges. Journal of Experimental Botany 65, 4065–4095.

5.Prokopová, J., Mieslerová, B., Hlavá?ková, V., Hlavinka, J., Lebeda, A., Nau?, J., and ?pundová, M. (2010). Changes in photosynthesis of Lycopersicon spp. plants induced by tomato powdery mildew infection in combination with heat shock pre-treatment. Physiological and Molecular Plant Pathology 74, 205–213.

6.Shimada, A., Kubo, T., Tominaga, S., and Yamamoto, M. (2017). Effect of Temperature on Photosynthesis Characteristics in the Passion Fruits ‘Summer Queen’ and ‘Ruby Star.’ The Hortic J 86, 194–199.