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同步测量CO2气体交换与其它光合指标 的系统解决方案
日期:2017-01-05 16:50:00

背景

光合作用是地球上最重要的化学反应,是整个生物圈物质循环与能量流动的基础。测量生物的光合作用一直是科研界的热点。

传统的光合作用测量主要包括调制叶绿素荧光(PAM技术)CO2气体交换光合放氧三大技术,几十年来在国际科研界均得到了广泛应用。由于调制叶绿素荧光和CO2气体交换都可以做到无损、原位、活体测量,对同一个样品可以进行长期的胁迫处理研究(光合放氧需要破碎叶片),因此应用更广泛一些。此外,还有一种差式吸收技术,可以通过测量光合组分在氧化还原(或加亚基、去亚基)过程中的差式吸收来反映他们的活性。

随着技术的进步,可以将指标进行同步测量,而且即使是两种指标的同步测量(如调制叶绿素荧光与CO2气体交换),也可以有多种测量模式可供选择。

目前代表这种技术最高水平的是拥有CO2气体交换、调制叶绿素荧光和差式吸收三种核心技术的德国WALZ公司。为了方便广大科研工作者更深入的了解各种光合作用的同步测量技术,泽泉生态开放实验室(Zealquest Laboratory for Ecological Research)总结出了一套CO2气体交换与其它光合指标的同步测量解决方案,希望能为相关单位提供参考。

1. 同步测量CO2气体交换与叶绿素荧光

CO2气体交换与叶绿素荧光的同步测量,主要有以下几种模式:

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上述4种模式可以根据需要灵活选择,特别是模式三,既可同步测量,也可分开测量。由于光合仪比较沉重,在许多条件苛刻的场合就可以携带极便携的MINI-PAM进行测量。

2. 同步测量CO2气体交换与叶绿素荧光成像

CO2气体交换与叶绿素荧光成像的同步测量,主要有以下几种模式:

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由于M系列IMAGING-PAM可以共用一个主机分别连接多个测量面积不同的探头(MAXI-MINI-MICRO-MICROSCOPY-),而GFS-3000又有多种叶室可供选择,这就极大丰富了同步测量CO2气体交换与叶绿素荧光成像的模式。如分别与IMAGING-PAMMAXI-MINI-探头连接,就可在不同的测量面积上同步测量。另外,与拟南芥整株叶室结合,就可测量小植株的整株气体交换和荧光成像。

同步测量CO2气体交换、P700与叶绿素荧光

光合仪GFS-3000与双通道PAM-100测量系统联用,在国际上第一做到了同步测量气体交换、叶绿素荧光与差式吸收。这是全球唯一可同步测量CO2气体交换与P700的系统,全球唯一可同步测量CO2气体交换、P700与叶绿素荧光的系统。

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专为DUAL-PAM-100GFS-3000的同步测量设计,由特制叶室(带温度和PAR传感器)、风扇、导光杆、电子盒与支架构成。同步测量时,光源完全由DUAL-PAM-100的测量头提供,气体交换由GFS-3000的红外分析器检测,P700和叶绿素荧光由DUAL-PAM-100的检测器测量。

测量实例

下面的两个图是以洋常春藤(Hedera helix)为材料,利用本系统同步测量的P700、叶绿素荧光和气体交换的诱导曲线。

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