叶绿素荧光主动与被动联合观测应用前景

叶绿素荧光是研究植物光合生理机制、量化植被光合作用时空格局以及准确理解气候变化背景下陆地生态系统生产力的关键。然而, 目前对于叶绿素荧光主动与被动联合观测的研究还较少。该文对比了叶绿素荧光主动观测与被动观测的优缺点, 展示了叶片尺度和冠层尺度主动与被动联合观测的仪器设备组成, 探讨了主动与被动联合观测在探索叶绿体尺度-叶片尺度-冠层尺度能量在光合、荧光以及热耗散中的分配, 阐明叶绿素荧光与总初级生产力的关联机制, 验证星基日光诱导叶绿素荧光, 解译叶绿素荧光光谱形状4个方面的应用前景。综上, 叶绿素荧光的主动与被动联合观测对于揭示各尺度上荧光与光合作用之间的关联机制, 改善全球尺度植被生产力模型至关重要。     

应用叶绿素荧光法测定微藻生物量的方法

为了探求叶绿素荧光值与海洋微藻生物量的关系,利用TD-700型叶绿素荧光仪测定了6种典型海洋赤潮藻在不同生长期(指数生长期和稳定生长期)时的叶绿素荧光值,同时用传统方法测定细胞密度,且利用Leica Qwin软件测量细胞大小。结果显示:微藻在同一生长时期细胞密度与叶绿素荧光值存在极显著的正相关关系,不同生长时期细胞密度也与单位叶绿素荧光值存在较显著正相关关系。因此,利用叶绿素荧光仪测定微藻生物量的方法是切实可行的,具有快捷方便、灵敏度高、可靠性强的优点。     

叶绿素荧光分析技术及应用进展

叶绿素荧光动力学技术被称为研究植物光合功能的快速、无损伤探针,已逐渐在环境胁迫对植物光合作用影响研究方面得到应用,随着叶绿素荧光分析技术的进一步发展,其应用领域和研究空间将进一步拓展.本文介绍了叶绿素荧光分析的基本原理,综述了叶绿素荧光分析技术的应用研究进展.     

基于叶绿素荧光参数的小麦叶片叶绿素相对含量估算方法

叶绿素含量是植物学和农业相关研究领域常用的生理指标.叶绿素含量和叶片光合功能密切相关,但是现有的叶绿素含量的测定方法无法实现叶绿素含量和光合功能的同步测定和关联分析.为解决该问题,本研究通过测定35个小麦品种旗叶的SPAD值和叶绿素荧光诱导动力学曲线,分别使用不同时间的快速叶绿素荧光动力学曲线的荧光值,以及33个常用荧...     

去镁叶绿素置换细菌去镁叶绿素对紫细菌反应中心皮秒荧光的影响

选择５９７ｎｍ作为激发波长,探测范围为６００～９００ｎｍ的荧光特性,分析了天然反应中心和两种去镁叶绿素置换的紫细菌反应中心的荧光发射光谱。借助细菌叶绿素、细菌去镁叶绿素和植物去镁叶绿素的荧光光谱,对相关组分进行了归类。实验结果表明,选择性地置换细菌去镁叶绿素影响了荧光光谱的组成。在天然反应中心,ＢｐｈｅＢ置换的反应中心和ＢｐｈｅＡ,Ｂ置换的反应中心中可分别解析到４、３和２个荧光发射组分。研究肯定荧     

色膜覆盖下大豆幼苗光合特性的研究

对红、黄、绿、蓝、银色及无色塑料薄膜下培育的大豆幼苗的叶绿素含量、叶绿素溶液的吸收光谱、荧光光谱及单叶光合作用强度进行了测定。结果表明,黄膜下的大豆幼苗叶绿素含量最低,叶绿素 a 与叶绿素 b 的比值最大,而单叶光合作用强度最高;蓝膜下的大豆幼苗叶绿素含量最高,叶绿素 a 与叶绿素 b 的比值最小,单叶光合作用最低。不同色膜下的大豆幼苗叶片的叶绿素溶液的吸收光谱、荧光光谱相比较,其峰的位置无显著差异,但峰的高度有差异。各色膜间大豆幼苗叶绿素溶液吸收光谱峰的高低与叶绿素含量多少基本一致而荧光光谱峰值高低与单叶光合强度的大小有相一致的趋势。     

去镁叶绿素置换细菌去镁叶绿素对紫细菌反应中心皮秒荧光的影响

选择597 nm作为激发波长,探测范围为600～900 nm的荧光特性,分析了天然反应中心和两种去镁叶绿素置换的紫细菌反应中心的荧光发射光谱.借助细菌叶绿素、细菌去镁叶绿素和植物去镁叶绿素的荧光光谱,对相关组分进行了归类.实验结果表明选择性地置换细菌去镁叶绿素影响了荧光光谱的组成.在天然反应中心、BpheB置换的反应中心和BpheA,B置换的反应中心中可分别解析到4、3和2个荧光发射组分.研究肯定荧光发射组分与去镁叶绿素的结合存在对应关系.实验还分别在686.4、674.1和681.1 nm处测定了不同反应中心内的原初电子供体P的激发态通过荧光衰减的过程,观测到衰减动力学上的差异.说明去镁叶绿素置换影响了细菌反应中心内激发光能传递和原初光化学反应过程.     

外源油菜素内酯对三种杨树在干旱、盐和铜胁迫下光合生理的影响

以胡杨、新疆杨和俄罗斯杨一年生幼苗为材料,采用盆栽实验探讨不同胁迫(干旱,盐和重金属)下,施加外源植物激素油菜素内酯(BRs)对三种杨树叶片的叶绿素含量、叶绿素荧光参数及动力学曲线(OJIP)的影响。结果表明:与对照相比,10μmol/L的BRs可提高三种杨树叶片的光合特性;干旱胁迫下,胡杨的叶绿素含量及叶绿素荧光动力学曲线与对照相比无显著变化,新疆杨和俄罗斯杨的叶绿素a、叶绿素b含量显著降低,荧光动力学曲线J点上升,P点下降;盐胁迫下,胡杨和新疆杨的叶绿素含量变化较小,俄罗斯杨的叶绿素含量降低明显,荧光动力学曲线变化也比较显著;铜胁迫下,三种杨树叶绿素a和b含量与对照相比都显著下降,新疆杨和俄罗斯杨的荧光动力学曲线变化较为显著,荧光参数变化幅度非常大,当施加外源BRs后,三种胁迫下的三种杨树叶绿素含量与对照组相比都有不同程度的升高,其中胡杨、新疆杨和俄罗斯杨的叶绿素a含量分别升高了14%、6.8%和18.8%,新疆杨和俄罗斯杨的荧光动力学曲线及荧光参数接近于对照水平,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学性能指数(PIABS)显著增加。表明BRs能够明显缓解逆境胁迫对杨树PSⅡ反应中心造成的伤害。     

用叶绿素荧光分析技术鉴定植物抗寒性的剖析

在分析叶绿素荧光技术原理的基础上,从低温条件下叶绿素荧光参数的变化与处理温度、季节的关系、叶绿素荧光参数的变化与其它抗寒指标的相关性以及可用于筛选与鉴定抗寒植物的荧光参数3个方面介绍这一技术在抗寒植物筛选与鉴定中的应用现状,并指出这一技术的可取之处和存在问题。     

微藻叶绿素荧光值与传统生长指标的关联性研究

利用TD-700型叶绿素荧光仪测定了6种不同海洋和淡水微藻,即锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、眼点拟微绿球藻(Nannochloropsis oculata)、四列藻(Tetraselmis tetrethele)和雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的叶绿素荧光值,同时采用经典方法同步测定其细胞密度和叶绿素a含量。统计分析结果显示,微藻细胞密度、叶绿素a含量、叶绿素荧光值三者之间具有显著或极显著的正相关关系。因此,利用叶绿素荧光仪测定微藻生物量的方法是切实可行的,具有快捷方便、灵敏度高的优点。     

水杨酸对镉胁迫小麦叶绿素荧光参数的影响

以新麦18为材料,利用叶绿素荧光技术,分析水杨酸对镉胁迫叶绿素荧光参数的影响。结果表明,水杨酸处理(SA)镉胁迫小麦,根系镉含量显著下降;根长,叶绿素含量,叶绿素荧光参数Fv/Fm、φPSⅡ、SqP和qN下降幅度显著小于CK。可见水杨酸阻止了镉进入小麦的根部,使其表现出较高的光合效率。上述结果表明水杨酸处理显著提高了小麦的耐镉特性。     

烟草腺毛发育过程中叶绿体形态学研究

应用荧光显微技术和电镜技术,对不同发育时期烟草叶面腺毛的叶绿素荧光和叶绿体结构进行了比较研究.结果发现,在腺毛发育初期,腺头细胞叶绿素荧光明显,叶绿体类囊体结构清晰;随着腺头细胞的分裂和生长,叶绿素荧光逐渐增强,叶绿体数目逐渐增多,类囊体发达,嗜锇颗粒产生;在腺毛发育成熟以后,叶绿素荧光减弱,类囊体膜降解,嗜锇颗粒增多;随着腺毛的分泌活动增强,叶绿体完全降解,磷脂双层膜消失,嗜锇颗粒扩散到细胞质中,并最终聚集在细胞质膜附近.     

菠菜类囊体LHC的叶绿素-蛋白中的叶绿素排列和方向的研究

用蔗糖梯度离心的方法,从胰蛋白酶处理叶绿体和对照叶绿体膜分离LHC。比较研究了它们的吸收光谱、荧光光谱、圆二色光谱和荧光偏振度的变化。观测到消化叶绿体LHC的吸收光谱除位于652nm的肩消失外,其它特征性吸收均无明显改变,荧光发射峰位和在670nm的C.D.信号峰位与对照相比发生偏移,叶绿素b和吸收≤670 Nm叶绿素a的荧光偏振度降低。结果说明含叶绿素b的蛋白和短波长叶绿素a的蛋白位于类囊体膜的外侧,胰蛋白酶消化引起LHC的构型改变,从而使色素与色素、色素与蛋白的相互关系及叶绿素分子排列和方向发生改变。讨论了LHC上蛋白构型、叶绿素分子机构和叶绿素分子间能量传递的相互关系。提出了蛋白质在色素能量传递过程中的作用。     

满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)和柱孢鱼腥藻(A.cylindrica)营养细胞和异形胞色素的种类

满江红鱼腥藻和柱孢鱼腥藻营养细胞和异形胞的液氮低温吸收光谱表明两种细胞含有叶绿素a、藻蓝素和β-胡萝卜素。液氮低温荧光发射光谱表明:柱孢鱼腥藻营养细胞存在藻蓝素、别藻蓝素和两个光系统的叶绿素a,柱孢鱼腥藻异形胞存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a。荧光发射光谱的685nm荧光发射仅为微弱突起。满江红鱼腥藻异形胞亦存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a,缺少系统Ⅱ叶绿素a。推断满江红鱼腥藻和桩孢鱼腥藻营养细胞分化为异形胞时,伴随光系统Ⅱ的改组。系统Ⅱ叶绿素a消退和藻胆色素含量显著减少。     

满江红鱼腥藻（Anabaena azollae）和柱孢鱼腥藻(A. cylindrica)营养细胞和异形胞色素的种类

满江红鱼腥藻和柱孢鱼腥藻营养细胞和异形胞的液氮低温吸收光谱表明两种细胞含有叶绿素a、藻蓝素和β-胡萝卜素。液氮低温荧光发射光谱表明:柱孢鱼腥藻营养细胞存在藻蓝素、别藻蓝素和两个光系统的叶绿素a,柱孢鱼腥藻异形胞存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a。荧光发射光谱的685nm荧光发射仅为微弱突起。满江红鱼腥藻异形胞亦存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a,缺少系统Ⅱ叶绿素a。推断满江红鱼腥藻和桩孢鱼腥藻营养细胞分化为异形胞时,伴随光系统Ⅱ的改组。系统Ⅱ叶绿素a消退和藻胆色素含量显著减少。     

银杏叶萜内酯含量的变化及其与叶绿素荧光特性的关系

为探究银杏(Ginkgo biloba)叶萜类内酯含量和光合同化作用的关系,对其内酯含量和叶绿素荧光特性进行了研究。结果表明,不同采收时间银杏叶中白果内酯和银杏内酯含量有显著差异,总体上,5月份含量较低,此后逐渐升高,8月份达到高峰,然后快速下降,10月底最低;与此同时,银杏叶片的光合色素以及叶绿素荧光参数也呈现周期性变化。白果内酯以及萜内酯含量与叶绿素荧光参数Y(NPQ)之间呈极显著正相关关系,因此,可以通过银杏叶片的叶绿素荧光参数预测白果内酯和萜内酯含量。     

水分胁迫对小麦旗叶某些体内叶绿素a荧光参数的影响

研究了水分胁迫对京冬６号品种小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）的旗叶（于杨花期）的体内（ｉｎｖｉｖｏ）叶绿素ａ荧光诱导动力学及几种叶绿素ａ荧光参数的影响,以探究水分胁迫损伤光合作用的机理。通过将离体叶片放置于干燥器中不同时间以得到三种干旱的情况（失水叶片的ＲＷＣ分别为５０．９％,３１．５％和１７．５％。对照叶片的ＲＷＣ为７３．５％）。体内叶绿素ａ荧光特性是用ＰＡＭ叶绿素荧光计测定的。我们观察到水分胁迫显著地改变了小麦旗叶的重复饱和光脉冲激发的调制叶绿素ａ荧光诱导动力学的图形。对从这种荧光动力学的实验数据得到的四种重要的体内叶绿素ａ荧光参数：Ｆｍ／Ｆｏ值（最大荧光与基础荧光的比值）、（ｇ－ｈ）值（饱和光脉冲诱导的荧光尖峰信号高度）、ｑＰ值（光化学淬灭系数）和ｑＮ值（非光化学淬灭系数）,水分胁迫都有抑低的作用。并且我们注意到,在水分胁迫的严重程度与这四种荧光参数被抑低的程度之间,存在着正相关关系。我们的实验数据指出,水分胁迫抑制了光系统Ⅱ的氧化侧,并且也降低了光合膜的能量化作用     

叶绿素荧光分析技术在林木培育中的应用

叶绿素荧光分析技术是近年来在光合作用机理研究中发展起来的一种新型、快速、简便、精确且整体无损伤检测植物光合作用生理状况的新技术.叶绿素荧光信号包含了十分丰富的光合作用过程变化的信息,因而被视为植物光合作用与环境关系的内在探针.该项技术在农业、园艺等方面已得到广泛应用,而在林木培育中的应用较少.本文介绍了叶绿素荧光分析相关参数及其生物学意义,总结了国内外关于叶绿素荧光分析技术在林木栽培、林木逆境生理等方面的应用,并对该技术在林木培育中的应用提出一些初步建议.     

建兰叶艺品种光合色素含量及叶绿素荧光特性分析

以建兰栽培品种‘八宝奇珍’Cymbidium ensifolium ‘Ba Bao Qi Zhen’为材料,对其正常绿色叶片及黄化变异叶片的光合色素含量、叶绿素荧光参数进行比较。结果表明,‘八宝奇珍’黄化变异叶片的叶绿素总量、叶绿素a 和叶绿素b 含量均显著低于正常绿色叶片,且随着黄化面积的增大呈现递减趋势;黄化变异叶片的初始荧光量(Fo)、最大荧光产量(Fm)、Kautsky 诱导效应最大荧光(Fp)、稳态光适应光化学淬灭系数(qP)以及光适应稳态荧光产量(Ft_Lss)均显著低于正常绿色叶片;PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)与正常绿色叶片无明显差异;稳态非光化学荧光淬灭系数(NPQ)高于正常绿色叶片。     

裙带菜与菠菜的色素-蛋白质复合体的比较研究

裙带菜ＰＳＩ复合体的７７Ｋ荧光发射光谱与菠菜的明显不同,缺少７３０ｎｍ长波荧光峰,位于７１５ｎｍ处,其捕光色素－蛋白质复合体有墨角藻黄素－叶绿素ａ／ｃ－蛋白质复合体和叶绿素ａ／ｃ－蛋白质复合体两种,菠菜只有一种叶绿素ａ／ｂ－蛋白质复合体。