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如何才能实现气体交换和叶绿素荧光的同步测量?

来源: 发布时间:2016-06-16 12:22:05 点击数: 使用提问咨询价格

      气体交换方法是研究植物叶片尺度的CO2和H2O通量、气孔导度等光合指标的有效方法,但这只是光合作用的冰山一角。
      当叶片吸收过量的光能时,会有一系列的反应发生来共同保护叶片免受损伤。脉冲调制式荧光测量可以提供有关光驱动下的电子传递速率(ETR)、非光化学淬灭(NPQ)等信息。
      结合气体交换和叶绿素荧光测量为我们更加完整地理解光合作用过程提供理论依据和实验方法。这两种技术的共同使用可推算出从叶片胞间空隙到叶绿体的CO2扩散通路。CO2在扩散通路中所受到的阻力现在日益成为许多研究的重点,尤其是目前水资源匮乏,如何提高植物的水分利用效率是众多科学家的关注焦点。

\       环境中的CO2(Ca)扩散到细胞间隙(Ci),然后再通过叶肉途径扩散到叶绿体内(Cc)。
 

高强度闪光
       在对光适应的叶片进行最大荧光产量(Fm’)的测量时,所需要的光强是自然界中无法达到的。因为测量Fm’需要更高的光强,当植物处于光照条件下,即使光强低于完全光照强度,叶片也会产生并不断累积NPQ。
       LI-6800能在  6  cm2    的叶片面积上提供超过  16,000  μmolm-2s-1    的高强度饱和闪光。在这个叶面积大小上,LI-6800提供的饱和闪光强度是其他任何荧光测定仪所无法比拟的,它使您能够对Fm’难于达到饱和的植物进行更为准确的荧光测量。

多相闪光技术“Multiphase  FlashTM Fluorescence”准确推算Fm'
   多相闪光技术“Multiphase  FlashTM    Fluorescence”能够准确推算出真实的光下最大荧光产额“true”Fm'。LI-6800能够在1秒内推算出无限高光强下的最大荧光产额EFm',相比于使用单一强度饱和闪光的传统荧光计测得的AFm',EFm'更加准确且稳定。大量研究实验表明,AFm'会随着单一饱和闪光强度的增加而增加,错误估算得到的Fm'会导致由此计算的ΦPSII误差在15-30%;而EFm'要比任何光强的AFm'高,且在一定强度光强之后,EFm'是稳定的;这一特性为某些对光强较为敏感的植物,易造成光损伤的植物带来福音,只需要使用较低光强的饱和闪光,利用Multiphase FlashTM多相闪光技术就可以得到准确的EFm'。
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Estimates of EFm’ and AFm’ as a function of saturation pulse irradiance (Q’) in chambergrown Nicotiana tobacum. Rectangular flashes tend to underestimate true Fm’.

 

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LI-6800平行实验结果与理论值高度一致
 
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测量的电子传递速率(ETR)准确可靠。实验证明,具有多相闪光MPF技术的荧光叶室测量的ETR与文献报道的理论值高度一致(Loriaux et al., 2013)。
 
Loriaux, S. D., Avenson, T. J., Welles, J. M., McDermitt, D. K., Eckles, R. D.,Riensche, B. and Genty, B. (2013), Closing in on maximum yield of chlorophyll fluorescence using a single Multiphase Flash™ of sub-saturat- ing intensity. Plant Cell Environ, 36: 1755–1770. doi:10.1111/pce.1211511

诱导动力学中的高频荧光测量
      LI-6800的测量光调制频率高达250kHz。这使得在LI-6800能够在高分辨率下完全测量一个叶片瞬时荧光诱导全过程。
荧光诱导(OJIP)曲线
荧光诱导曲线是探究在光合作用起始 时,快速估算PSⅡ色素蛋白复合体光 物理变化细节的一种有效方法。一条诱导曲线不同的转变点(OJIP转变点)可被用来定量植物所受到的环境胁迫。LI-6800可在诱导过程中同时支持调制式和连续激发式荧光信号的采集,时间尺度可从4 微秒到数百毫秒。
 
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最优化的信噪比
      仪器的信噪比表示数据相比于随机背景变化值的比值,用来表征数据清晰度。在测量荧光诱导动力学曲线时,需要高频采集数据点且最小化平均时间,一个好的信噪比在此测量过程中至关重要。
      经过精心设计,LI-6800可通过更改调制脉冲的频率,而非脉冲振幅或脉冲宽度,来优化荧光信号,并同时防止测量光对光适应或暗适应叶片产生光合诱导,而且,预定的设定值在优化信噪比的同时,又完全吻合脉冲 调制式测量技术。



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