案例研究：植物自发热机理的遗传学研究
Kazusa DNA研究所成立于1994年，是一家专门从事DNA相关研究的机构。该研究所的使命是为医学、农业、工业和教育等各个领域做出广泛贡献，同时在DNA研究活动方面引领世界。Kazusa DNA研究所项目研究员Mitsuhiko Sato博士（进化生物学专家）是从事放热植物研究的少数研究人员之一。
有些植物能产生热量——全世界大约有90种不同的植物。但由于温度是看不见的，可能还有更多尚未发现的“放热”植物。
Kazusa DNA研究所和Mitsuhiko Sato博士
Sato博士说：“我目前正在研究天南星科的Symplocarpus foetidus var.latissimus，这是臭菘的一个相关物种。这种植物在早春解冻后立即开花，即使外部温度接近零。然而，这种植物在夜间会产生约20℃的热量，并在花期保持该温度约一到两周。它不是恒温动物，而是恒温植物。此外，像西米棕榈(下图)这样的植物被称为‘变温植物’，因为它们在高温时产生更多的热量”。
对于放热植物的测量，Sato博士通常使用热电偶数据记录器，并将针状探头插入花中以追踪温度变化。但是，如果探针插入花中，可能会导致植物死亡。此外，数据记录器的热电偶测量仅测量针插入位置的温度。为了更准确地了解花朵的哪些部位产生的热量最大，同时又不损害花朵，Sato博士决定购买一台红外热像仪。在他研究购买哪种热像仪时，他的联合研究员向Sato博士介绍了Teledyne FLIR红外热像仪。
“在购买新设备时，首要目标是设备能够重现研究结果。我的联合研究员建议购买FLIR T530高级红外热像仪，因为它可以在不损坏花的情况下测量花的温度，这也是我们在购买设备时强调的想法，”他说。“我参加了一个FLIR在线研讨会，在那里我得到了易于理解的关于如何更好地使用热像仪的解释。我的最终决定是基于热像仪的使用方便程度，以及我能够以学术折扣价格购买它。”
雄性西米棕榈花的图片：左图特写，右图全图
目前，他想找到一种方法来观察和记录产生热量的植物的温度变化，而不会干扰它们。正好最近购买的FLIR T530热像仪可以用于他的研究。
观察植物时，设备可用性是一个重要因素。Sato博士解释说：“我目前在该研究所及其周围地区进行观察，但我想把设备运到植物自然生长的地方，例如深山。FLIR热像仪的便携性对我有很大吸引力”。在他的研究中，Sato博士使用数据记录器来收集随时间变化的数据，并使用FLIR热像仪来收集易于理解和有影响力的热图像。
他说：“当我只使用数据记录器时，我有时会对测量结果感到不确定，但通过FLIR红外热像仪，我可以现场确认测量结果，这是一个很大的帮助。”
室外拍摄照片
“放热植物产生热量，而不是ATP（三磷酸腺苷）作为线粒体呼吸时的能量。这意味着它们的基因蓝图中有一种生热机制，这种机制代代相传。我将继续我的研究，以揭示植物在基因水平上产生热量的机制。”Sato博士说。一旦研究人员更好地理解了热量产生的机制，他们将能够复制它，并最终使非放热植物产生热量。这可能会促使植物更好地抵御寒冷，例如，在寒冷地区种植水稻或在热带以外种植芒果，也许可以期望它们对粮食问题和农业应用作出贡献。
“当它们产生热量时，使用了哪些基因?我现在正在准备一篇论文，利用我用FLIR热像仪拍摄的图像，同时识别放热基因，”Sato博士说。他补充说:“我预计在我的研究中，FLIR热像仪的应用会带来巨大的优势。在发现未知的放热植物、阐明和研究新知识方面，存在着巨大的可能性。”
FLIR T530专业红外热像仪
