葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)除草劑對(duì)向日葵色素組成和PSII光化學(xué)的影響

摘要
研究了三種作用模式的除草劑對(duì)向日葵（向日葵）的影響：原卟啉原氧化酶抑制劑（卡芬太宗乙基）、類胡蘿卜素生物合成抑制劑（中三酮、異惡草酮和二氟芬尼康）和乙酰乳酸合酶抑制劑（酰胺磺�。�。將拉曼光譜、葉綠素?zé)晒猓–hlF）成像和ChlF的紫外篩選相結(jié)合，評(píng)估除草劑施用6d后植物葉片中色素成分、光系統(tǒng)II（PSII）光化學(xué)和非光化學(xué)猝滅的變化。評(píng)估了酚類化合物、類胡蘿卜素和葉綠素的拉曼信號(hào)，并觀察了它們強(qiáng)度比的差異。在酰胺磺隆處理的植物中，酚類化合物的相對(duì)含量顯著增加，同時(shí)葉綠素/類胡蘿卜素強(qiáng)度比降低。結(jié)果通過(guò)使用ChlF的UV篩選在體內(nèi)測(cè)量黃酮醇得到證實(shí)。類胡蘿卜素生物合成抑制劑組的除草劑顯著降低了PSII的最大量子效率和ChlF測(cè)定的非光化學(xué)猝滅。本文提供了高分辨率（150000-200000光譜）的共振拉曼成像（映射）數(shù)據(jù)，顯示了經(jīng)兩種作為類胡蘿卜素生物合成抑制劑的除草劑（異惡草酮或二氟芬尼康）處理的黃花蛇舌草葉片中類胡蘿卜素的分布。觀察到明顯的跡象表明，該處理導(dǎo)致向日葵葉片中類胡蘿卜素的消耗。根據(jù)所施用除草劑的類型，記錄的消耗空間格局有所不同。




關(guān)鍵詞：類胡蘿卜素；葉綠素?zé)晒�；類黃酮；光合作用拉曼映射；次級(jí)代謝物。
Detection of herbicide effects on pigment composition and PSII photochemistry in Helianthus annuus by Raman spectroscopy and chlorophyll a fluorescence

Abstract
The effects of herbicides from three mode-of-action groups - inhibitors of protoporphyrinogen oxidase (carfentrazone-ethyl), inhibitors of carotenoid biosynthesis (mesotrione, clomazone, and diflufenican), and inhibitors of acetolactate synthase (amidosulfuron) - were studied in sunflower plants (Helianthus annuus). Raman spectroscopy, chlorophyll fluorescence (ChlF) imaging, and UV screening of ChlF were combined to evaluate changes in pigment composition, photosystem II (PSII) photochemistry, and non-photochemical quenching in plant leaves 6d after herbicide application. The Raman signals of phenolic compounds, carotenoids, and chlorophyll were evaluated and differences in their intensity ratios were observed. Strongly augmented relative content of phenolic compounds was observed in the case of amidosulfuron-treated plants, with a simultaneous decrease in the chlorophyll/carotenoid intensity ratio. The results were confirmed by in vivo measurement of flavonols using UV screening of ChlF. Herbicides from the group of carotenoid biosynthesis inhibitors significantly decreased both the maximum quantum efficiency of PSII and non-photochemical quenching as determined by ChlF. Resonance Raman imaging (mapping) data with high resolution (150,000-200,000 spectra) are presented, showing the distribution of carotenoids in H. annuus leaves treated by two of the herbicides acting as inhibitors of carotenoid biosynthesis (clomazone or diflufenican). Clear signs were observed that the treatment induced carotenoid depletion within sunflower leaves. The depletion spatial pattern registered differed depending on the type of herbicide applied.
Keywords: Carotenoids; Chlorophyll fluorescence; Flavonoids; Photosynthesis; Raman mapping; Secondary metabolites.
 

dualex是一款源自于法國(guó)國(guó)家科學(xué)院 (CNRS)及巴黎第十一大學(xué)技術(shù)，由奧地利PESSL公司生產(chǎn)（原法國(guó)Force-A公司）開發(fā)的新型多功能葉片測(cè)量?jī)x。它可同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量葉片的葉綠素含量、葉片表層的類黃酮和花青素含量，適用于植物生理學(xué)和農(nóng)學(xué)（如水稻葉綠素濃度，玉米氮素狀況，葡萄藤等）相關(guān)研究。其測(cè)量對(duì)象可以是單子葉植物，雙子葉植物或多年生植物。這款設(shè)備簡(jiǎn)單易用，可進(jìn)行實(shí)時(shí)和非破壞性測(cè)量。由于不需要校準(zhǔn)標(biāo)定和事先的樣品制備，測(cè)量工作可在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)完成。此外，該設(shè)備在各種溫度的和環(huán)境光照條件下均可正常使用。系統(tǒng)采用專利設(shè)計(jì)，光學(xué)傳感器可進(jìn)行簡(jiǎn)單、快速、無(wú)損測(cè)量葉片中的葉綠素、多酚以及花青素。

相關(guān)閱讀
Dualex 便攜式智能氣象-葉綠素-花青素-黃酮醇測(cè)量?jī)x
PESSL便攜式便攜式植物多酚-葉綠素儀原理
Dualex植物多酚-葉綠素儀：腐殖酸通過(guò)鐵依賴和非鐵依賴的協(xié)同機(jī)制緩解禾本科植物的鐵失綠癥
Dualex植物多酚-葉綠素儀：硝化抑制劑和/或間作效應(yīng)下玉米（和小麥灌溉種植系統(tǒng)中的硝酸鹽淋失
Dualex植物多酚-葉綠素儀：與保持綠色表達(dá)相關(guān)的葉片和冠層性狀與對(duì)水分脅迫具有不同耐性的小麥基因型的產(chǎn)量構(gòu)成密切相關(guān)
Dualex植物多酚-葉綠素儀：基于地面和智能傳感器的冬小麥營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)儀
Dualex植物多酚-葉綠素儀：增加角質(zhì)層蠟沉積不會(huì)改變殘余葉片蒸騰作用
Dualex植物多酚-葉綠素儀--氮平衡指數(shù)：不同生物刺激劑對(duì)水培生菜的效果比較
Dualex植物多酚-葉綠素儀：固體消化物和葡萄園冬季修剪堆肥替代苗圃中微繁殖高叢藍(lán)莓生長(zhǎng)基質(zhì)中的泥炭研究
Dualex植物多酚-葉綠素儀：不同灌溉制度下根際細(xì)菌和藻類對(duì)金盞草生理生化指標(biāo)的影響
Dualex植物多酚-葉綠素儀：Sentinel-2A與近端傳感器數(shù)據(jù)協(xié)同提取水稻不同生育期生化參數(shù)
Dualex植物多酚-葉綠素儀：三種便攜式光學(xué)傳感器在冬小麥氮素狀況無(wú)損診斷中的應(yīng)用
Dualex植物多酚-葉綠素儀：基于微碳技術(shù)（MCT®）的肥料對(duì)土壤和辣椒生長(zhǎng)室和田間培養(yǎng)的生物刺激效應(yīng)
Dualex植物多酚-葉綠素儀：根際細(xì)菌在減輕大豆干旱脅迫中的作用
Dualex植物多酚-葉綠素儀：不同輻射組分下水分虧缺對(duì)蘋果幼苗生長(zhǎng)的影響
Dualex植物多酚-葉綠素儀：不同的非生物光譜途徑揭示了不同物種的病原體應(yīng)激信號(hào)
Dualex植物多酚-葉綠素儀：用于在田間估算葡萄葉片氮狀況的反射指數(shù)和手持設(shè)備的性能
Dualex植物多酚-葉綠素儀：短期采前補(bǔ)充UV-B可提高羅勒葉片貯藏期間的多酚含量和抗氧化能力
Dualex植物多酚-葉綠素儀：基于圖像處理技術(shù)的5種紅樹林葉片形態(tài)特征及葉綠素相對(duì)含量的估測(cè)
Dualex植物多酚-葉綠素儀：利用葉片熒光傳感器估算玉米各生育期植株氮濃度Dualex植物多酚-葉綠素儀：便攜式葉綠素儀測(cè)量作物葉片葉綠素濃度的評(píng)估Dualex植物多酚-葉綠素儀：從高光譜圖像和SIF反演估算輻射傳輸Vcmax來(lái)評(píng)估雨養(yǎng)和灌溉植物表型試驗(yàn)中的光合性能
Dualex植物多酚-葉綠素儀：?jiǎn)谓饘俸碗p金屬植物納米顆粒對(duì)Mezquit生理狀態(tài)的影響
Dualex植物多酚-葉綠素儀：LED照明劑量對(duì)tatsoi光合指標(biāo)的影響
Dualex植物多酚-葉綠素儀：利用Dualex非破壞性測(cè)量確定不同甜櫻桃園的覆蓋下光有效性™
Dualex植物多酚-葉綠素儀：硅在滲透脅迫下介導(dǎo)兩種不同番茄基因型差異耐逆反應(yīng)中的調(diào)節(jié)作用
Dualex植物多酚-葉綠素儀：用非破壞性熒光傳感器監(jiān)測(cè)兩個(gè)蘋果品種對(duì)供水條件的生理生化反應(yīng)
Dualex植物多酚-葉綠素儀：從Sentinel-2光譜帶反演冠層葉綠素含量以估算冬小麥集約種植系統(tǒng)的氮素吸收
Dualex植物多酚-葉綠素儀：胚胎大小作為種子捕食耐受性性狀：胚胎受損種子對(duì)植株再生的貢獻(xiàn)
Dualex植物多酚-葉綠素儀：基于葉片熒光和黃酮含量的馬鈴薯作物氮素狀況評(píng)估光學(xué)指標(biāo)的比較