用哪些叶绿素荧光参数可监测植物热胁迫
产品简介: 由于要经历漫长的炎热夏季以及未来全球变暖的预期,植物热胁迫成为科学界普遍关注的课题。已经使用许多不一样的测量来研究植物热胁迫,包括NPQ,Fv / Fm,OJIP和量子光合产量Y(II)的叶绿素荧光测量。 本应用指南讨论了哪些协议是最有效,最快和最容易测量的。 尽管NPQ可用于测量热胁迫(Schreiber U.2004),(Tang Y.,Wen X.,Lu Q.Yang Z.,C
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由于要经历漫长的炎热夏季以及未来全球变暖的预期,植物热胁迫成为科学界普遍关注的课题。已经使用许多不一样的测量来研究植物热胁迫,包括NPQ,Fv / Fm,OJIP和量子光合产量Y(II)的叶绿素荧光测量。 本应用指南讨论了哪些协议是最有效,最快和最容易测量的。
尽管NPQ可用于测量热胁迫(Schreiber U.2004),(Tang Y.,Wen X.,Lu Q.Yang Z.,Cheng Z.,&Lu C. 2007)(Haldiman P,&Feller U 。2004),这是一个耗时的测量,需要非常细致。在田间推荐的暗??适应时间范围为8到12小时,或者整晚。在实验室推荐的暗适应时间范围为12到24小时不等。 (Maxwell and Johnson 2000)。在田间,NPQ不会在一夜之间完全弛豫,因为从光抑制恢复需要长达六十个小时(Lichtenthaler 2004)。因此,总有一些残余NPQ未被测量和接受。用于测量NPQ的标准是Fv / Fm中的Fm的高度(Baker 2008)。因此,仅比较具有相同或非常相似的Fv / Fm值的样品是非常非常重要的。否则,就会像对用不同的非标准尺寸的标尺的测量作比较。除了长时间的暗适应时间之外,NPQ还必须在叶片达到稳态光合作用后才能测量,稳态光合作用通常使用人造光源,在稳定光照水平下,需要15到20分钟的时间(Maxwell和Johnson 2000)。NPQ可以在约35℃和更高温度检测热胁迫(Haldiman P,&Feller U.2004)。 NPQ饱和脉冲图是研究植物从热胁迫恢复的好方法,因为NPQ跟着时间的推移而减少,量子光合产量增加(Schreiber U.2004)。
可以通过暗适应,对Fv/Fm和OJIP进行更快速地测量;然而,研究表明它们对热胁迫测量的价值非常有限。 暗适应时间通常从二十分钟到整夜或黎明前。 对已发表文献的一项调查表明,Fv / Fm只能检测约45℃时的热胁迫(Haldiman P,&Feller U. 2004),(Crafts-Brander and Law 2000),OJIP只能检测到约44℃或更高温度的热胁迫(Strasser 2004)。
最后,也可能是最好的选择是使用量子光合产量(△F / Fm)来检测和测量热胁迫。△F / Fm是一种在稳态光合作用或者在长达15至20分钟没改变的光水平下进行的光适应测量((Maxwell and Johnson2000)。但是,由于大多数研究人员使用环境光,叶片通常处于稳定状态而无需额外的等待。测量只需两到五秒钟,还能够在极短的时间内测试大量的叶子,△F / Fm随着光水平的变化而变化,所以控制比较的样本的光照水平,或者用PAR叶夹测量光水平,并且将具有相似光水平的样品进行比较是很重要的。晴间多云的天气有几率会使在田间测量出现问题,因为稳态光合作用并不能从始至终保持。另外,在田间测量冠层顶部的叶子是很常见的,因为太阳斑点和由风引起的植被移动,阻止叶子达到稳态光合作用。文献显示△F / Fm在约35℃或更高温度检测热胁迫(Haldiman P,&Feller U. 2004),(Dascaliuc A.,Ralea t.,Cuza P. 2007)。这种测量在几秒钟内提供NPQ对热胁迫的敏感性。
△F / Fm可用于更先进的叶绿素荧光仪,如Opti-Sciences型号; OS5p 和OS1p。 NPQ最好由OS5p处理,因为它有很稳定的光化光源来驱动光合作用。 为了作比较,发现CO2气体交换可以检测和测量约30℃的热胁迫(Haldiman P,&Feller U. 2004)。 对那些希望同时使用气体交换和叶绿素荧光的人来说,能够正常的使用OS5p结合ADC LCpro CO2气体交换系统来进行荧光和CO2气体交换组合测量。
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