葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)-植物逆境高溫脅迫測(cè)量技術(shù)

葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)-植物逆境高溫脅迫測(cè)量技術(shù)

隨著全球變暖，植物高溫脅迫研究受到越來(lái)越多的關(guān)注，研究手段也越來(lái)越豐富，其中包括植物熒光測(cè)量：NPQ, Fv/Fm, OJIP, and Quantum Photosynthetic Yield。本文將著重介紹如何高效、快速簡(jiǎn)便地測(cè)量這些熒光參數(shù)。

非光化學(xué)淬滅（NPQ）測(cè)量

非光化學(xué)淬滅（NPQ）測(cè)量可以很好地反映植物高溫脅迫(Schreiber U. 2004)(Tang Y., Wen X., Lu Q., Yang Z., Cheng Z., & Lu C. 2007) (Haldiman P, & Feller U. 2004)，但測(cè)量過(guò)程需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間以及很好的耐心。

通常情況下，在野外測(cè)量植物非光化學(xué)淬滅（NPQ）之前要進(jìn)行8-12 h或一整夜的暗適應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)室中，暗適應(yīng)時(shí)間需要12-24 h(Maxwell and Johnson 2000)。除了暗適應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短、暗適應(yīng)是否成功等因素外，NPQ的測(cè)量還需要注意一點(diǎn)，就是必須要在葉片達(dá)到光合作用穩(wěn)態(tài)后再開始測(cè)量，這很容易達(dá)到，只要將葉片放在穩(wěn)定的光照水平下15-20 min即可實(shí)現(xiàn)，一般使用人工光源(Maxwell and Johnson 2000)。

植物非光化學(xué)淬滅要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)60 h的弛豫過(guò)程才能從光抑制狀態(tài)恢復(fù)，所以即使是一整夜的時(shí)間也不充分，因此，NPQ過(guò)程總會(huì)有部分未完成測(cè)量。判斷NPQ測(cè)量的尺碼為Fv/Fm中的Fm值的高低(Baker 2008)，所以在進(jìn)行結(jié)果比較時(shí)，選擇具有相同或者相似Fv/Fm的樣品至關(guān)重要。

NPQ的測(cè)量主要用于研究35℃及以上的高溫脅迫，NPQ飽和光閃曲線圖能夠很好的反映高溫脅迫對(duì)植物的影響，NPQ隨著時(shí)間降低，光合作用量子產(chǎn)量隨時(shí)間增加。(Schreiber U. 2004)

高溫脅迫的恢復(fù)期,樣品在35℃條件下處理5 min，恢復(fù)期出現(xiàn)在20℃。

Fv/Fm and OJIP測(cè)量

Fv/Fm和OJIP可以快速測(cè)量，測(cè)量之前對(duì)樣品進(jìn)行暗適應(yīng)的時(shí)間范圍從20 min到整夜，也可以使用黎明前的測(cè)量數(shù)據(jù)。但研究顯示這兩個(gè)參數(shù)對(duì)于反映植物高溫脅迫有一定的局限性，已有研究顯示，Fv/Fm只能反映45_^℃左右的高溫脅迫，OJIP只能反映44℃及以上的高溫脅迫。 (Haldiman P, & Feller U. 2004), (Crafts-Brander and Law 2000), and OJIP will only detect heat stress at about 44℃ or higher (Strasser 2004). 

Quantum Photosynthetic Yield測(cè)量 (△F/F’)

最適合反映高溫脅迫可能也是最好測(cè)的參數(shù)應(yīng)該是光合作用量子產(chǎn)量(△F/F’)。

將植物葉片在光照條件下達(dá)到光合作用穩(wěn)態(tài)時(shí)，或者將植物葉片置于穩(wěn)定的光照水平下15-20 min，即可測(cè)得△F/F’參數(shù)。(Maxwell and Johnson 2000).

眾多研究表明，使用自然光，△F/F’測(cè)量更快捷迅速，只需要2-5 s即可完成。△F/F’ 隨著光照水平的變化而變化，所以要么控制植物樣品的光照水平以做對(duì)比，要么通過(guò)PAR葉夾測(cè)量葉片實(shí)際光照水平，比較相似光照水平的測(cè)量結(jié)果。

在野外測(cè)量時(shí)，多云天氣會(huì)對(duì)測(cè)量造成影響。此外，通常選擇太陽(yáng)直照的葉片作為測(cè)量對(duì)象，因?yàn)楣獍�、風(fēng)吹都會(huì)阻礙植物葉片光合作用達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

文獻(xiàn)顯示，△F/F’ 能夠反映出35℃及以上的高溫脅迫(Haldiman P, & Feller U. 2004), ( Dascaliuc A., Ralea t., Cuza P. 2007)。

△F/F’可以通過(guò)很多熒光測(cè)量?jī)x器測(cè)得，如美國(guó)Opti-Sciences系列儀器，OS5p多功能調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x 和 OS1p便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x。NPQ 最好用OS5p多功能調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x，因?yàn)樗�有非常穩(wěn)定的活化光源。CO2氣體交換測(cè)量方法能夠反映出30℃左右的高溫脅迫 (Haldiman P, & Feller U. 2004).對(duì)于想同時(shí)測(cè)量植物CO2氣體交換和熒光參數(shù)的用戶，可以使用OS5P多功能調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x與ADC LCpro+植物CO2氣體交換測(cè)量聯(lián)用系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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Dascaliuc A., Ralea t., Cuza P., (2007) Influence of heat shock on chlorophyll fluorescence of white oak (Quercus pubescens Willd.) leaves. Photosynthetica 45 (3): 469-471, 2007

Haldimann P, & Feller U. (2004) Inhibition of photosynthesis by high temperature in oak (Quercus pubescens L.) leaves grown under natural conditions closely correlates with a reversible heat dependent reduction of the activation state of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase.

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