光谱反射率与活体叶绿素荧光比较新方法助力植物叶片水分状况评估
Plant Phenomics | 植物叶片水分状况评估新方法：光谱反射率与活体叶绿素荧光比较
准确估计叶片水分状况并监测植物对干旱的响应，是一种非常复杂和繁琐的方法，依赖广泛的知识、精密的仪器和软件进行数据处理。在全球气候变暖以及对植物对干旱响应研究需求增加的背景下，研究人员迫切需要定义和发掘能够简便、快速以及可以做到远程无损测量的参数指标，来及时和敏感地反映叶片水分状况。具有这种潜力的参数包括叶片光谱反射率（R）和叶绿素荧光。由于这些方法探测的是完全不同的叶片特性，它们对水分损失的敏感性可能在不同植物种类和不同情况下有所不同，这使得选择最合适的方法来估计特定情况下的水分状况变得困难。
2024年8月，Plant Phenomics 在线发表了Palacký University题为What to Choose for Estimating Leaf Water Status—Spectral Reflectance or In vivo Chlorophyll Fluorescence? 的研究论文。
本文提出了一种便捷的比较和分析方法，以帮助为叶片级测量做出选择。以干燥后的烟草和大麦叶片模型为案例，我们测量了光谱反射率（R）和叶绿素荧光的参数，然后通过引入的系数（可靠性系数、灵敏度和不准确性）评估并比较了它们的适用性。结果表明，叶绿素荧光比光谱反射率（R）更可靠、更通用地反映叶片水分变化情况。此外，最合适的做法是同时使用这两种方法，因为根据可靠性系数对它们的参数进行特定排名可能表明叶片干燥变化的特定情景。
叶片水分的测量对于高通量表型分析或遥感来说较为困难，本文所提出地方法比较了反映不同叶片特性的不同参数，这样的测量可以帮助揭示脱水引起的变化情景，对进一步研究因植物种类、植物的耐旱性以及压力的持续时间和严重程度有较大的帮助。
图1 用于比较分析的工作流程和参数
图2 在相对含水量区间100%~50%内，烟草和大麦干燥叶片样品测定参数的可靠性系数（CR）、灵敏度系数（CS）和不准确系数（CI）。根据参数所反映的叶片特征类型，将这些参数分为5组。CR图中的一条水平线表示可靠性阈值（CR = 0.4）
论文链接：
https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0243
——推荐阅读——
Dynamic Analysis of Chlorophyll a Fluorescence in Response to Time-Variant Excitations during Strong Actinic Illumination and Application in Probing Plant Water Loss
https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0252
Plant Phenomics | 美国密苏里大学联合江南大学通过强光下叶绿素a荧光动态分析揭示植物水分流失新机制
Establishing a Gross Primary Productivity Model by SIF and PRI on the Rice Canopy
https://doi.org/10.34133/plantphenomics.0144
Plant Phenomics | 南京信息工程大学等单位利用日光诱导叶绿素荧光和光化学植被指数建立了水稻冠层总初级生产力模型
扫码添加小编微信，拉您进入《植物表型组学》作者交流群，群内不定期开展作者分享会、专刊发布会等高质量活动。
添加小编微信，备注姓名+单位+PP，加入作者交流群
About Plant Phenomics《植物表型组学》（Plant Phenomics）是由南京农业大学创办的英文学术期刊，于2019年1月正式上线发行。采用开放获取形式，刊载植物表型组学交叉学科热点领域具有突破性科研进展的原创性研究论文、综述、数据集和观点。具体范围涵盖高通量表型分析的最新技术，基于图像分析和机器学习的表型分析研究，提取表型信息的新算法，作物栽培、植物育种和农业实践中的表型组学新应用，与植物表型相结合的分子生物学、植物生理学、统计学、作物模型和其他组学研究，表型组学相关的植物生物学等。期刊已被DOAJ、Scopus、PMC、EI和SCIE等数据库收录。科睿唯安JCR2023影响因子为7.6，位于农艺学一区（1/125名），植物科学一区（13/265名），遥感一区（6/62名）。2023年中科院期刊分区位于农林科学大类一区。2020年入选中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目、2024年入选江苏科技期刊卓越行动计划领军期刊项目、中国科技期刊卓越行动计划二期英文梯队期刊。
说明：本文由《植物表型组学》编辑部负责组稿。
中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。
撰稿：吴庚宸（南京农业大学）
编辑排版：王平、张婕（上海交通大学）
审核：尹欢、孔敏
