臭氧对黄豆叶片的急慢性毒性作用研究
--采用气体交换与叶绿素荧光成像结合方式(LI-6400XT与CF Imager)
--采用气体交换与叶绿素荧光成像结合方式(LI-6400XT与CF Imager)
调制式叶绿素a荧光成像系统(CF Imager,Technologica,UK)可原位、定量、可视化测量叶片不同部位PSⅡ的电子传递效率Fq′/Fm′(Baker & Oxborough 2004;Oxborough 2004b);也可以用于检验植物的生理变化过程和胁迫:例如叶片不同部位的CO2同化速率(Genty & Meyer 1994)、叶片不同部位的胞间二氧化碳浓度Ci(Meyer & Genty 1998);探索植物的生理节律(Rascher et al.2001);间接评价动物啃食对植物生理的影响(Aldea et al.2005);观测气孔的聚块分布(West et al.2005)以及解释植物-病菌的相互作用(Chaerle et al.2004)等。本文通过结合使用CF Imager与LI-6400XT两种仪器,探索臭氧(O3)对于叶片的急慢性毒性作用:
荧光数据的空间分析可以提供叶片臭氧(O3)急慢性毒性效应的更深入的机理解释。如果叶片的急慢性暴露实验的损伤机制是一样的,例如细胞的程序化死亡(PCD),应该可以观测到叶片尺度上相似的损伤模式。本文即通过对叶片光合作用气体交换参数与荧光参数的同步测量,利用空间分析技术定量评价植物叶片的光合作用的损伤机制。实验材料是黄豆(Glycine max cv. NE3399)。有研究表明,这种主要的粮食作物对臭氧(O3)变化非常敏感(Ashmore & Marshall 1999)。




结论:两种不同的实验处理均使得叶片的CO2同化速率较对照组下降了40%,PSⅡ效率下降了20%,但是急性暴露实验荧光参数的空间异质性更高。急性暴露实验Fq′/Fm′的下降源自PSⅡ最大量子效率以及反应中心开放比例的下降;而慢性暴露实验Fq′/Fm′的下降只与第一个因素的下降有关。因此,两种处理对叶片的损伤机制是不同的,野外实验中采取单一的实验处理并不能全面阐述叶片的损伤机制。
引自【Is a short, sharp shock equivalent to long-term punishment? Contrasting the spatial pattern of acute and chronic ozone damage to soybean leaves via chlorophyll fluorescence imaging】 CHARLES 2009