叶绿素延迟荧光的发生及其在光合作用研究中的应用

叶绿素延迟荧光主要由绿色植物中光系统Ⅱ的天线色素产生,光系统Ⅱ反应中心色素P680接受天线色素吸收的光能后转变为激发态的P680,P680回到基态时释放出一个电子传给原初电子受体,随后电子沿光合电子传递链向PSI传递。当进入电子传递链的电子发生电荷重组时会使P680再次激发形成P680,P680将激发能传递给天线色素后,激发能以荧光的形式释放出来,即为延迟荧光。延迟荧光的检测和分析技术为无损测定植物光合机构的结构与功能变化提供了新的方法。利用该方法可以获得丰富的光合机构信息,如光系统Ⅱ受体侧及供体侧的伤害程度、跨类囊体膜质子梯度的大小等。本文介绍了延迟荧光的产生原理和测定方法,并且举例说明了延迟荧光测定技术在光合作用研究中的应用。     

植物光诱导延迟荧光与光合作用的内在关联性研究

光合作用是地球上最重要的化学反应,植物内源性光诱导延迟荧光是光合作用原初过程中光系统Ⅱ作用中心P680处电荷分离效率的内在探针。本文从实验上证明了延迟荧光的产生与光合作用存在本质必然的联系。实验结果表明,延迟荧光激发谱与光合作用谱存在着明显的相似,延迟荧光强度随着激发光源光强的变化表现出类似的光抑制现象,以及在室温条件下延迟荧光强度与光合速率有着很好的相关性。为从植物光诱导延迟荧光技术来研究植物的光合作用提供了重要的实验证据。     

植物光诱导延迟荧光测量的影响因素研究

光合作用是地球上最重要的化学反应,植物内源性光诱导延迟荧光是光合作用原初过程中光系统Ⅱ作用中心P680处电荷分离效率的内在探针。延迟荧光除了受植物本身及其生长发育状况有关外,还受到其他很多环境及测量方面的影响,所以为了更好地利用延迟荧光特性技术研究植物生理特性,就必须对测量参数指标做合理的优化。本文从影响延迟荧光的激发光源的光强,激发时间及外界环境温度出发,研究延迟荧光的变化特性,为延迟荧光在植物生理特性方面的研究提供合理的理论依据。     

快速叶绿素荧光诱导动力学分析在光合作用研究中的应用

JIP-测定(JIP-test)是以生物膜能量流动为基础建立的分析方法.利用该方法可以获得有关光系统Ⅱ的大量信息.文章介绍了快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的定义、数据分析方法及相关参数的意义,并举例说明如何利用该方法分析不同环境条件对光合机构主要是PSⅡ的供体侧、受体侧及PSⅡ反应中心的影响.     

小麦黄化突变体光合作用及叶绿素荧光特性研究

对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)的叶绿素含量、光合速率及叶绿素荧光动力学参数进行比较分析.结果显示:(1)突变体金黄株、绿黄株、黄绿株的叶绿素含量均显著低于突变亲本,总叶绿素含量分别为突变亲本的17%、24%和58%,表明该突变体为叶绿素缺乏突变体;3个突变体叶绿素a与叶绿素b的比值(Chl a/Chl b)均小于突变亲本,而且突变体叶绿素含量越低,Chl a/Chl b比值越小,说明该突变体Chl a下降幅度大于Chl b.(2)金黄株净光合速率在孕穗期、开花期仅为突变亲本的5.7%、2.4%;绿黄株净光合速率显著低于突变亲本,为突变亲本的57.7%、43.3%;而叶绿素含量仅为突变亲本一半的黄绿株,其净光合速率接近突变亲本,表明该黄化突变体叶绿素含量在一定范围内单位叶绿素含量的光合效率较高.(3)突变体Fo均显著低于突变亲本;金黄株、绿黄株的Fm,Fv,qP,qN显著低于突变亲本;金黄株Fv/Fm比值(0.671)显著低于突变亲本.研究表明,叶绿素含量在一定范围内减少,未引起突变体叶绿素荧光动力学参数(Fo除外)显著改变,而当叶绿素含量较大程度减少时,这些荧光参数会急剧降低.     

延迟荧光分析和激光共聚焦技术在检测非洲菊发育过程中表皮细胞叶绿素变化中的应用

以非洲菊Gerberahybrida为研究对象,对其生长发育过程（P1．P6期）中外轮舌状花进行延迟荧光（delayedfluorescence,DF）分析,并利用激光共聚焦成像系统对其各期表皮细胞中叶绿素的分布和相对含量进行检测,以研究非洲菊外轮舌状花发育过程中延迟荧光改变与其叶绿素变化的关系。结果发现在非洲菊外轮舌状花从P1到P6期颜色由嫩绿色变为绿色再逐渐变为金黄色的过程中,其荧光强度变化是先升高后降低。激光共聚焦成像结果表明,其花瓣表皮细胞中叶绿素的相对含量从P1到P4期先是逐渐增多,而后从P4到P6期逐渐减少。到后期只是在保卫细胞中还能观察到叶绿素的存在。实验结果表明应用DF技术,可以有效、无损伤地快速检测非洲菊花瓣中叶绿素的相对含量,结合荧光光谱分析以及激光共聚焦扫描显微成像技术,研究花瓣在发育过程中的叶绿素降解情况。     

叶绿素荧光技术在植物环境胁迫研究中的应用

近年来叶绿素荧光技术在植物,包括藻类对各种环境胁迫响应的机理和应用研究中起着越来越重要的作用．本文简述了这方面的部分工作和进展．     

日光诱导叶绿素荧光遥感及其在陆地生态系统监测中的应用

日光诱导叶绿素荧光(SIF)是近十年来迅速发展的新型植被遥感技术,可以弥补以“绿度”为基础的植被指数等传统光学遥感观测的不足,为大尺度植被光合作用监测提供了新方法。随着塔基、无人机、机载和星载SIF观测技术的快速发展以及SIF机理研究的推进,SIF遥感为陆地生态系统生理生化参数和生产力反演、非生物胁迫早期探测、光合物候提取和植被蒸腾作用监测等研究提供了重要技术支撑。该文首先系统阐述了SIF遥感的基本原理、观测技术和反演算法,进而回顾了SIF遥感在陆地生态系统监测中的应用现状,最后对天空地一体化SIF观测、SIF机理研究、新兴生态学应用等领域进行展望。     

快速叶绿素荧光动力学及其在植物抗逆生理研究中的应用

快速叶绿素荧光动力学是研究光合原初反应的无损探针,可监测光合反应的多个事件,并能反应植物的生理状况,可以应用于环境物理及化学条件胁迫对植物的影响(如化肥及除草剂的使用;CO2、O2、O3浓度的变化及温度、光强度胁迫等);也应用于农业生产(如确定耕作方式及日常管理;除草剂、杀虫剂及激素的使用;品种选优等);更是光合生理研究的便捷工具。介绍了快速叶绿素荧光动力学中的JIP-test分析方法,并从光、水分、温度、盐等多个方面介绍了JIP-test方法在植物抗逆生理研究中的应用。     

荧光原位杂交技术及其在植物研究中的应用

荧光原位杂交(FISH)是20世纪生物学领域的一项新技术。FISH应用细胞遗传学和分子生物学的基本原理,作为架设细胞遗传学与分子生物学之间的桥梁,现已被广泛应用于植物学各方面的研究。本文就FISH的基本原理、技术发展及其在植物遗传育种、起源进化、染色体物理图谱构建方面的应用及发展趋势进行了综述。     

荧光定量PCR技术在植物研究中的应用

荧光定量PCR技术是近年发展起来的一种用于基因定量分析的PCR方法,自同世以来在基础科学研究、临床诊断、疾病研究及药物研发等领域应用较为广泛.在植物研究方面应用起步较晚,现已开始用于植物基因表达分析、外源基因基因鉴定等方面的研究.介绍了实时荧光定量PCR技术的原理、优缺点和试验中潜在问题和条件的优化,并对其在植物研究中的应用及前景作了探讨.     

荧光原位杂交技术(FISH)在鱼类遗传学研究中的应用及前景

荧光原位杂交技术（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｃｅｉｎｓｉｔｕｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ,ＦＩＳＨ）是一种在分子水平上进行了细胞遗传学研究的得力工具,本文综述了近年来ＦＩＳＨ技术在鱼类的基因定位,性别鉴定,染色体变异及种间杂交等研究中的应用;并将此技术在鱼类的基因定位,早期性别鉴定,染色体重排与进化,染色体鉴别与分类及杂交鉴定等方面的应用前景作一展望。     

荧光显微分析技术在植物细胞学研究中的应用

论述了在植物细胞学研究中应用荧光显微分析技术时常用的荧光分析仪器以及近年来荧光显微分析技术在植物细胞学研究中的应用,并对其应用前景进行了展望.     

基于Lake模型的叶绿素荧光参数在甘蔗苗期抗旱性研究中的应用

为从能量平衡及分配的角度研究干旱胁迫下甘蔗(Saccharum officinarum)苗期光系统的运转状况, 进而为丰富不同甘蔗品种的抗旱性评价指标及实现对季节性干旱胁迫的快速诊断提供理论依据, 该研究通过对基于Lake模型的叶绿素荧光参数在不同入射光强下变化的动态分析, 研究光合电子传递链中能量平衡状态对不同水分梯度(40%、25%、10%、8%)的响应。结果表明: 两个供试品种(耐旱品种‘ROC22’和非耐旱品种‘ROC16’)的最大光能利用效率(F_v/F_m)、相对电子传递速率(rETR)、光系统II(PSII)量子效率(Φ_II)和光化学猝灭(q_L)均随着干旱胁迫程度的增加而下降, 可调节性能量耗散(Φ_NPQ)和非调节性能量耗散(Φ_NO)则随着干旱胁迫程度的增加而上升。除Φ_NO之外的叶绿素荧光参数的变化幅度均随着光合有效辐射(PAR)的增加而增大。在干旱胁迫的前中期, 相对于‘ROC22’, ‘ROC16’的PSII反应中心能够维持较高的开放程度; 但‘ROC22’调节能量耗散的能力和对干旱胁迫的敏感程度均高于‘ROC16’, 说明较强的光保护能力是‘ROC22’的抗旱性高于‘ROC16’的主要原因之一。对干旱胁迫敏感且在不同PAR下较为稳定的Φ_NO可作为甘蔗苗期抗旱性的快速诊断和评价指标。rETR对递增的PAR的响应表现为随着干旱胁迫程度的增加而提前出现峰值或下降趋势, 但是不同水分梯度下的rETR在PAR较低时并无显著差异, 表明干旱胁迫下光抑制现象的提早出现是造成光系统损伤的首要因素, 高光强对干旱胁迫信号起放大作用。     

实时荧光定量PCR技术及其在昆虫学研究中的应用

实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction, FQ-PCR)是一种利用荧光信号实时监测体外DNA分子PCR复制过程中每个循环的扩增产物,从而实现对DNA模板进行定量分析的技术,具有准确、快速、灵敏、特异等优点,在动植物基因工程、动植物检疫、微生物鉴定与分类、食品安全检测和医学等领域中得到广泛应用。本文对实时荧光定量PCR技术的原理、优缺点及近年来新的荧光探针的原理、类型进行了评述,并对实时荧光定量PCR技术在昆虫学研究中的应用进行了综述。     

活体生物发光与荧光成像技术在干细胞研究中的应用

活体生物发光与荧光成像技术是近年发展起来的新兴技术,以其操作简便、灵敏度高、创伤性小在生命科学研究中有着较大的优势,目前已被广泛应用于基因标记、细胞凋亡、免疫细胞研究、肿瘤转移等诸多领域,尤其在新兴的干细胞研究方面更是发挥着不可替代的作用。综述了活体生物发光与荧光成像技术的原理、优势、应用范围及发展前景,特别对近年来该技术在胚胎干细胞的肝向分化、人造血干细胞重建小鼠造血系统、神经祖细胞治疗中枢神经系统肿瘤等方面的应用做了详细介绍。     

荧光原位杂交技术在植物多倍体起源与进化研究中的应用

多倍化是植物物种形成与多样化的重要原动力。研究植物特别是一些重要经济作物和园艺植物多倍体的起源与进化,不仅对于揭示多倍体形成过程中性状变异的分子机制具有重要意义,而且可为植物遗传资源的保护与利用提供理论和技术支持。作为连接基因组序列片段到染色体组的桥梁,荧光原位杂交技术长期被广泛用来研究多倍体形成与进化过程中相关特异基因或序列的表达定位、外源染色体检测和鉴定、基因组结构变异等科学问题。因此,在简单介绍荧光原位杂交技术发展历史和植物多倍体主要类型的基础上,主要总结了荧光原位杂交技术在植物多倍体起源与进化相关研究上的应用。     

中华按蚊电转化显微注射技术平台的构建及其在基因瞬时过表达中的应用

【目的】构建在中华按蚊 Anopheles sinensis 中的电转化显微注射技术平台,并利用该技术平台实现活体基因瞬时过表达对其进行验证,为开展系统的基因功能研究奠定基础。【方法】以CUY21EDIT Ⅱ电转仪为主体构建中华按蚊中的电转化显微注射技术平台;使用同源重组法构建 EGFP 和 Bm-iAANAT 基因的瞬时过表达质粒,在中华按蚊化蛹3 h时注射该质粒进入蛹体,随即使用电转仪对注射后的蛹进行电击,待注射个体发育至化蛹39 h时,利用体视荧光显微镜观察蛹体表皮着色和发光情况,并通过荧光定量PCR检测 EGFP 和 Bm-iAANAT 的表达。【结果】构建了用于显微注射的 PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV 40和 PIZ-modi-Aepub-AANAT- T2A-EGFP-SV 40过表达载体。 PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV 40注射组中华按蚊在化蛹39 h时约87.5%的个体成活并正常黑化,这其中约92.7%的个体的表皮检测到明显的绿色荧光,注射无启动子载体 PIZ-modi-EGFP-SV 40并进行电击的阴性对照组和注射过表达载体 PIZ-modi-Aepub-EGFP-SV 40但未进行电击的阳性对照组个体则没有明显的绿色荧光;并且荧光定量PCR结果显示,注射组中发光个体的 EGFP 基因明显高表达。 PIZ-modi-Aepub-AANAT-T 2 A-EGFP-SV 40注射组的蛹在化蛹39 h时有80.4%个体存活,这其中92.2%的个体相对于注射无启动子载体 PIZ-modi-AANAT- T2A -EGFP-SV 40的阴性对照组和注射过表达载体 PIZ-modi-Aepub-AANAT- T2A -EGFP-SV 40但未进行电击的阳性对照组个体黑化明显受阻,且有明显的绿色荧光;并且荧光定量PCR结果显示,报告基因 Bm-iAANAT 和 EGFP 的表达明显提高。【结论】成功构建了在中华按蚊中的电转化显微注射技术平台;通过此技术平台能够便捷、快速和高效地实现报告基因在活蛹中的瞬时过表达,并产生了目的表型。这为中华按蚊功能基因组研究奠定了基础。     

荧光原位杂交技术及其在环境微生物生态学中的应用研究

荧光原位杂交技术是一种能够同时对微生物进行定性、定量和研究微生物群落空间分布情况的有力工具。简要介绍了荧光原位杂交技术的方法,并对其在人为创制环境和自然环境中特征性微生物种群及群落生态学中的应用研究进行了讨论,指出了该种技术在应用中存在的问题与缺陷,最后对荧光原位杂交技术在堆肥微生物生态中的应用及与其他方法的组合应用进行了展望。