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翻譯自：Hortidaily.com（全球溫室園藝界最具影響力的英文新聞門戶）
原文標題：Inside the new Luke mobile phenotyping platform：First mobile plant phenotyping system with flash-induced chlorophyll fluorescence
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“這是目前同類技術中最先進的移動平臺。”芬蘭自然資源研究所（Natural Resources Institute Finland，以下簡稱Luke）的項目研究員Tuomo Laine博士表示，“雖然世界上也有其他集成表型平臺，但我們的系統可以直接搬進生產環境，在現場進行植物表型分析。”
Tuomo與他的同事正在芬蘭使用一臺移動表型平臺開展實驗，原位解碼植物的語言。該系統由Luke的資深科學家聯合捷克Photon Systems Instruments（PSI）等公司共同開發，是一臺將成像實驗室直接搬進溫室的系統，可通過前沿成像技術監測植物健康、生理狀態與光合效率。
該系統于2023年夏天抵達Luke位于圖爾庫附近的園藝研究站，并已在芬蘭的溫室中全年運行，幫助研究人員和商業種植者了解植物在真實環境中對光照、脅迫及其他環境條件的響應。
Luke的資深科學家正在進行水平栽培黃瓜光合作用監測的設置
植物成像技術邁向新階段
Tuomo介紹，該移動表型平臺集成了三種高精度成像技術：
這些工具可直接觀察光能在植物光合系統中的流動過程，揭示植物將光能轉化為生化能的效率。
該平臺可運行多種專業實驗，包括光響應曲線、熒光淬滅分析、光合狀態轉換測量、脅迫誘導的光抑制，以及OJIP成像——后者可提供關于光合機構適應過程與脅迫水平的高靈敏度數據。
Tuomo強調：“超高速相機的集成本身就是一項獨特創新。我們的移動系統在實現自由位移的同時可進行超高速閃光誘導成像，實現對光合作用的高階‘指紋圖譜’分析。”
系統的側面成像功能可用于實際生產環境中作物光合作用的原位測量分析
橋接科研與實踐
Luke團隊已與芬蘭商業溫室密切合作，在番茄與黃瓜等作物上驗證該平臺性能。他們曾借助溫室升降設備，將系統升至冠層頂部進行光合作用測量。這些原位數據補充了傳統離體葉片的分析結果——它們在黃瓜等高水勢植物中往往不夠準確。
“起初我們得帶著設備爬上冠層頂部，整套系統重達300多公斤，”Tuomo笑稱，“幸運的是，我們發現番茄的新鮮離體葉片與活體葉片的光合數據非常接近，這大大簡化了我們的實驗流程。”
系統的靈活性還體現在模塊化設計上，支持側面成像，適用于樹莓等高稈作物——這正是Tuomo博士論文的研究對象。
“側面葉綠素熒光成像是該平臺的又一獨特功能，”Laine指出。團隊發現，不同樹莓品種的光合功能差異顯著，盡管它們的生長習性看起來相似。這一發現凸顯了該平臺在育種項目中的潛力——植物的生理表現與其形態特征同樣重要。
新鮮離體番茄葉片置于濕潤墊面后測得的光合活性與活體葉片非常接近，該結果為分析工作提供了更便捷的方案。
為種植者與育種者帶來實際價值
該系統的價值不僅限于科研，也為植物育種者與商業種植者帶來巨大益處：在育種試驗中，Luke團隊已利用該系統識別出不同基因型在光合效率上的差異，涉及作物包括樹莓、蠶豆、燕麥與馬鈴薯。熱成像與熒光成像被用于比較不同品種對環境脅迫（如強光或高溫）的響應差異。
在芬蘭冬季漫長、光照不足的氣候條件下，商業溫室種植者尤其受益。研究團隊與種植者合作，測試不同LED光譜與光照策略對植物的影響。該平臺可比較不同光照條件下植物的脅迫水平、生長狀態與資源利用效率，幫助種植者優化光照設置、提升能源利用效率——這在當前能源價格高企且波動劇烈的背景下尤為重要。
“在芬蘭黑暗的冬季，植物的行為與夏季完全不同，”Laine指出，“作為國家級研究機構，我們的目標是幫助芬蘭種植者基于數據做出決策，優化溫室環境與動態光照策略——這在今天的能源形勢下尤為關鍵。”
展望商業化
目前，Luke通過合作研究項目提供該表型平臺服務，并與PSI持續合作優化系統，未來更加工業化的版本有望服務于更廣泛的用戶群體。
“我們仍在學習如何最大化利用這套成像平臺，”Laine反思道，“但它已經為我們提供了大量關于植物如何適應不同生長環境的信息——以及我們如何幫助種植者提升效率與可持續性。”
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