玉米對(duì)水澇脅迫極為敏感，尤其是苗期根系缺氧可導(dǎo)致整株生長(zhǎng)停滯甚至死亡。然而，根系生長(zhǎng)在土壤或基質(zhì)中，傳統(tǒng)的缺氧響應(yīng)研究方法需要破壞性取樣后檢測(cè)缺氧標(biāo)記基因的表達(dá)水平，既無(wú)法獲得空間信息，也無(wú)法連續(xù)追蹤同一株系的時(shí)序響應(yīng)。

“科辰星飛"植物活體成像系統(tǒng)搭載了雙波長(zhǎng)減影算法，專(zhuān)門(mén)用于克服泥沙和基質(zhì)的背景干擾。通過(guò)將缺氧響應(yīng)啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的熒光素酶報(bào)告基因?qū)胗衩祝芯咳藛T可在不拔根、不清洗的前提下，活體監(jiān)測(cè)根系缺氧信號(hào)的時(shí)空動(dòng)態(tài)。雙波長(zhǎng)減影技術(shù)能有效扣除泥沙的自發(fā)熒光和散射信號(hào)，只保留根系本身的LUC發(fā)光信息。

在一項(xiàng)玉米耐澇種質(zhì)篩選中，科研人員使用“科辰星飛"對(duì)不同玉米自交系的水淹響應(yīng)進(jìn)行了連續(xù)5天的成像。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，耐澇系在淹水處理24小時(shí)后根系即出現(xiàn)明顯的缺氧響應(yīng)LUC信號(hào)，信號(hào)主要分布于根尖和新發(fā)側(cè)根；而澇敏感系的信號(hào)延遲至48小時(shí)才出現(xiàn)，且強(qiáng)度僅為耐澇系的1/5。這一差異與后續(xù)的乙烯積累量呈顯著負(fù)相關(guān)，為耐澇機(jī)制研究提供了新的切入點(diǎn)。

“科辰星飛"的非破壞性、高抗背景干擾能力，使得根系表型的活體高通量篩查成為現(xiàn)實(shí)，大大加速了玉米耐澇育種進(jìn)程。