中國農業科學院植物保護研究所植物病蟲害生物學國家重點實驗室近期在《New Plant Protection》，發表了題為 《Hyperspectral signatures reveal hidden stress in soybean caused by residual nicosulfuron》的研究，利用 FluorTron^®多功能高光譜成像技術，實現了對大豆在不同濃度煙嘧磺隆脅迫下的早期高靈敏度檢測。北京易科泰生態技術公司為本研究提供多模態表型分析技術方案（FluorTron^®多功能高光譜成像系統+葉綠素熒光成像系統）并在 EcoTech^®實驗室完成實驗檢測分析。

一、研究背景

煙嘧磺隆（Nicosulfuron）是一種通過抑制乙酰乳酸合成酶而廣泛使用的除草劑，但其在土壤中殘留時間較長，會對后茬大豆產生持續性植物毒性，那么如何檢測作物的早期生理損傷并了解這些毒性的生理機制？如何篩選抗性與敏感植株？

論文采用非損傷成像技術捕捉植物實時生理變化，進一步研究多模態表型分析技術檢測和表征殘留煙嘧磺隆暴露下大豆的早期、隱性脅迫響應。

二、研究方法與核心設備

研究團隊進行盆栽實驗評估煙嘧磺隆對大豆幼苗的植物毒性，在土壤中滴入不同濃度的煙嘧磺隆溶液（0、50、100、500 μg/kg），共計4個處理，每個處理3個重復，進行播種培養14天后，手動計算形態特征并采集多模態表型分析數據。將反射光高光譜成像、UV-MCF生物熒光高光譜成像以及葉綠素熒光動態成像三者融合，構建了一套多角度的非損傷、高靈敏、早期檢測體系。

多模態表型分析技術方案：

· FluorTron^® 多功能高光譜成像系統 —— 同時獲取反射光高光譜 + UV-MCF生物熒光高光譜，在空間維度和光譜維度上對植物反射光信息和生物熒光信息（包括次級代謝產物熒光和葉綠素熒光）成像，全面可視化分析其理化性質、生化組分（如葉綠素含量、胡蘿卜素含量、葉綠素與胡蘿卜素比值指數等信息）、生理狀態（如作物光合效率、病蟲害脅迫、抗性等）。

· 葉綠素熒光動態成像系統 —— 通過葉綠素熒光動力學成像，高靈敏度捕獲葉綠素熒光信號，量化PSII光化學效率與熱耗散，并能生成光響應曲線及多維度參數圖像，直觀揭示光合電子傳遞鏈功能、脅迫損傷位點及恢復動態，可靈敏檢測植物早期脅迫響應（干旱、高溫、病害、重金屬等）。

三、研究結果

反射光高光譜分析表明，低濃度煙嘧磺隆即可引起大豆葉片葉綠素相關指數及紅邊參數的明顯改變，而常規生長指標尚未出現異常；UV-MCF生物熒光成像捕捉到藍綠熒光增強、葉綠素相關熒光占比下降，反映次級代謝激活與光系統能量分配失調；葉綠素熒光動態成像則進一步證實，高濃度脅迫下光系統II的光化學效率顯著降低、能量耗散調節能力先升后失。三種光學成像技術相互印證，共同揭示了殘留煙嘧磺隆從“色素失衡—次級代謝激活—光合崩潰"的漸進式損傷路徑，且各階段變化均早于可見生長抑制，為除草劑殘留的早期無損檢測和抗性篩選提供了多維度診斷依據。

四、公司介紹

北京易科泰生態技術有限公司深耕“生態 - 農業 - 健康"領域，聚焦前沿科技研發，為國內外高校、科研機構提供研究檢測設備與技術服務。公司推出的FluorTron^®多功能高光譜成像技術、新一代農業傳感器技術——FluorTron葉綠素熒光成像與多光譜熒光成像、植物葉綠素熒光巡檢機器人等，先后獲得國家發改委宏觀經濟雜志社“千城百企"新質生產力優秀案例、中國楊凌農業高新科技成果博覽會“重大農業成果新技術"與“后稷獎"、中國農學會“中國農業重大科技新成果——新技術"、種植業科技創新獎等殊榮，廣泛應用于作物高通量表型分析、植物脅迫檢測與抗性篩選、作物農藥生理響應評估等領域。公司致力于為科研與農業生產提供高靈敏度、高通量、非損傷多模態成像解決方案，助力智慧農業與綠色植保發展。EcoTech^®實驗室配置有 FluorTron^®多功能高光譜成像系統、植物光合表型與葉綠素熒光成像系統、PhenoTron^®高通量表型成像分析系統等先進儀器設備，可提供植物表型分析、植物抗性與敏感性篩選、植物對農藥響應檢測等實驗合作與技術服務。