葉綠素?zé)晒庋芯勘尘爸R(shí)介紹

1、Gene Company Limited基因有限公司葉綠素?zé)晒庋芯勘尘爸R(shí)介紹前言近些年來(lái)，葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)已經(jīng)逐漸成為植物生理生態(tài)研究的熱門(mén)方向。熒光數(shù)據(jù)是植物光合性能方面的必要研究?jī)?nèi)容。目前這種趨勢(shì)由于葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)儀的改進(jìn)而得到發(fā)展。然而熒光理論和數(shù)據(jù)解釋仍然比較復(fù)雜。就我們所了解的情況來(lái)看，目前許多研究者對(duì)熒光理論不是很清楚，儀器應(yīng)用僅僅限于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)說(shuō)明的基礎(chǔ)上，本文在此基礎(chǔ)上， 目的在于簡(jiǎn)單明晰地介紹相關(guān)理論和研究要點(diǎn)，以求簡(jiǎn)單明確地使用葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)設(shè)備，充分分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)在于植物生理生態(tài)學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和限制。熒光測(cè)量基礎(chǔ)植物葉片所吸收的光的能量有三個(gè)走向：光合驅(qū)動(dòng)、熱能、葉綠素

2、熒光。三個(gè)過(guò)程之間存在競(jìng)爭(zhēng)，其中任何一個(gè)效率的增加都將造成另外兩個(gè)產(chǎn)量的下降。因此，測(cè)量葉綠素?zé)晒猱a(chǎn)量，我們可以獲得光化學(xué)過(guò)程與熱耗散的效率的變化信息。盡管葉綠素?zé)晒獾目偭亢苄。ㄒ话銉H占葉片吸收光能總量的1-2%），測(cè)量卻非常簡(jiǎn)單。熒光光譜不同于吸收光譜，其波長(zhǎng)更長(zhǎng)，因此熒光測(cè)量可以通過(guò)把葉片經(jīng)過(guò) 給定波長(zhǎng)的光線的照射，同時(shí)測(cè)量發(fā)射光中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的部分光線的量來(lái)實(shí)現(xiàn)。有一點(diǎn)需要注意的是， 這種測(cè)量永遠(yuǎn)是相對(duì)的，因?yàn)楣饩€不可避免會(huì)有損失。因此，所有分析必須把數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括其進(jìn)一步計(jì)算的許多參數(shù)也是如此。PS If V(i r e1/“Ph*心血m咖-4卻旳心誚屮帶屈噸口1IH lHni

3、* mphoTcoidlwHn時(shí)屯=E_2re=_UC KX1BTC-F-lCaT I =J9Br調(diào)制熒光儀的出現(xiàn)是熒光研究技術(shù)的革命性的創(chuàng)新。在這類(lèi)儀器中，測(cè)量光源是調(diào)制（高頻率開(kāi)關(guān)）的，其檢測(cè)器也被調(diào)諧來(lái)僅僅檢測(cè)被測(cè)量光激發(fā)的熒光。因此，相對(duì)的熒光產(chǎn)量可以在背景光線（主要為什么熒光產(chǎn)量會(huì)發(fā)生改變？ 葉綠素?zé)晒猱a(chǎn)量的變化最早在 暗中轉(zhuǎn)入光下，熒光產(chǎn)量瞬間上升是指野外全光照的條件下）存在的條件下進(jìn)行測(cè)量。目前絕大多數(shù)的熒光儀采用了調(diào)制系統(tǒng)，同時(shí)也強(qiáng) 烈建議選擇調(diào)制熒光儀 （Kate Maxwell,2000）。Kautsky 效應(yīng)和 BeyondI960年被Kautsky和其合作者發(fā)現(xiàn)。他們發(fā)

4、現(xiàn)，當(dāng)把植物葉片從黑（大約在1秒左右）這種上升可以解釋為光合途徑中電子受體的還原（可接受電子的受體的減少）。一旦PSII吸收光能，初級(jí)電子受體Qa（質(zhì)體醌）接受了電子，它將不能再接受電子，直到它把電子傳遞給下一級(jí)電子載體Qb。此期間，反應(yīng)中心是關(guān)閉的，反應(yīng)中心關(guān)閉的比GeneCompany Limited基因有限公司例導(dǎo)致光化學(xué)效率的整體下降，進(jìn)而造成熒光產(chǎn)量的增長(zhǎng)。當(dāng)葉片從黑暗條件轉(zhuǎn)入光下，PSII（光系統(tǒng)2）反應(yīng)中心逐漸關(guān)閉，這造成了葉綠素?zé)晒猱a(chǎn)量（1秒鐘之內(nèi)）的上升，在此之后，熒光產(chǎn)量開(kāi)始下降，持續(xù)大約幾分鐘或幾十分鐘，這種現(xiàn)象，被稱(chēng)為熒光淬 滅。首先，電子被從PSII傳遞走的速率開(kāi)始上

5、升，這是由于光誘導(dǎo)對(duì) C代謝酶的活化和氣孔開(kāi)放的活化，這種淬滅被稱(chēng)為光化學(xué)淬滅。同時(shí)，能量轉(zhuǎn)化為熱能的效率也提高了，這種過(guò)程被稱(chēng)為“非光化學(xué)淬滅”（NPQ）。典型植物中，這兩個(gè)過(guò)程變化將在15-20分鐘內(nèi)完成并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)然這種時(shí)間在不同的植物種類(lèi)之間差異明顯。熒光信號(hào)分析為了通過(guò)葉綠素?zé)晒猱a(chǎn)量的測(cè)量來(lái)獲得植物光合性能的有用信息，我們有必要區(qū)分光化學(xué)過(guò)程與 非光化學(xué)過(guò)程對(duì)淬滅的貢獻(xiàn)的差異。通常的方法是關(guān)閉兩者之一，尤其是光化學(xué)過(guò)程，這樣我們就可 以測(cè)量另外一種情況的影響。傳統(tǒng)的方法是加入化學(xué)物質(zhì)，如敵草?。―CMU），這種物質(zhì)抑制 PSII活動(dòng)，從而把光化學(xué)降到零?，F(xiàn)在的方法是“加光”技術(shù)

6、，即它允許光化學(xué)淬滅的貢獻(xiàn)瞬時(shí)減低到零。這種方法中，使用了高光強(qiáng)的短持續(xù)時(shí)間的光線（光脈沖，一般在0.8秒左右），這種方法可以在瞬間關(guān)閉PSII反映中心。假如這種閃光脈沖時(shí)間足夠短的話，沒(méi)有非光化學(xué)淬滅的發(fā)生，同時(shí)也沒(méi)有誘導(dǎo)光 化學(xué)效率的長(zhǎng)期變化，那么在閃光期間，此時(shí)的熒光產(chǎn)量相當(dāng)于沒(méi)有光化學(xué)淬滅時(shí)達(dá)到的最大熒光 （Fm）。如果我們把光照下熒光穩(wěn)定狀態(tài) （Fs）和活化光不存在下熒光產(chǎn)量的數(shù)值（Fo）相比較，我們就得出了光化學(xué)淬滅效率（可以理解為PSII的性能）的信息。隨著光化學(xué)效率的變化，熱耗散（非光化學(xué)效率）效率也發(fā)生了改變，這取決于多種內(nèi)部和外部因素。 這種變化可以通過(guò) Fm值的變化來(lái)體現(xiàn)

7、，和光化學(xué)淬滅不同，我們不可能阻斷熱耗散的發(fā)生，因此不 可能測(cè)量非光化學(xué)淬滅不存在的時(shí)候葉綠素?zé)晒獾漠a(chǎn)量。因此，所有非光化學(xué)淬滅的估計(jì)嚴(yán)格對(duì)應(yīng)于 暗適應(yīng)點(diǎn)（Fm。）。由于這個(gè)原因，我們有必要設(shè)計(jì)這樣一種實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)，我們可以估計(jì)暗適應(yīng) 的非脅迫的參考點(diǎn)。這種需求是野外條件（通常估計(jì)Fm的黎明前的值）的主要限制。淬滅分析測(cè)量過(guò)程可以通過(guò)圖1來(lái)很好地解釋。測(cè)量開(kāi)始時(shí)首先打開(kāi)測(cè)量光，測(cè)量最小熒光信號(hào)（Fo），然后給一個(gè)強(qiáng)閃光，測(cè)量暗適應(yīng)狀態(tài)的最大熒光（Fm。）。緊接著，打開(kāi)活化光進(jìn)行持續(xù)光照（或者利用野外自然光線進(jìn)行照射），并且每隔一個(gè)間隔，重復(fù)一次飽和閃光照射，通過(guò)這個(gè)過(guò)程，光照下的最大熒

8、光Fm可以測(cè)量到。閃光之前的穩(wěn)態(tài)熒光稱(chēng)為Fs，閃光后，關(guān)掉活化光（同時(shí)給一個(gè)瞬時(shí)的遠(yuǎn)紅外光線照射）可以測(cè)量Fo 表1通常使用的熒光參數(shù)光化學(xué)淬滅參數(shù)PSIIPSII的量子產(chǎn)量Fm -Fs/Fm QPPSII開(kāi)放比例(Fm -Fs)/(Fm -Fo )Fv/FmPSII最大量子產(chǎn)量(Fm-Fo)/Fm非光化學(xué)淬滅參數(shù)NPQ非光化學(xué)淬滅(Fm o-Fm )/Fm NPQF快速弛豫的非光化學(xué)淬滅(Fm o/Fm )-( Fm o/Fmr )NPQs慢速弛豫的非光化學(xué)淬滅(Fmo-Fmr ) /Fmr光化學(xué)過(guò)程光化學(xué)淬滅參數(shù)總是和Fm和Fs的值相關(guān)的。最有用的信息是PSII光化學(xué)效率（psii）。這個(gè)

9、參數(shù)測(cè)量了與PSII相關(guān)的葉綠素吸收的光用于光化學(xué)過(guò)程的比例。它可以提供線性電子傳遞的速率測(cè)量 （整個(gè)光合的指示）。在實(shí)驗(yàn)室條件下，這個(gè)參數(shù)與C固定的效率有顯著的線性關(guān)系，然而這兩個(gè)參數(shù)在一定的脅迫條件下會(huì)存在差異，這是由于光呼吸速率或Pseudocyclic 電子傳遞速率的改變。由于psii是PSII光化學(xué)的量子產(chǎn)量，它可以用于計(jì)算線性電子傳遞速率J），因此，光合速率可以描述為：J= psii x PFDa x 0.5這里PFDa是吸收的光強(qiáng)（golm-2s-1）, 0.5是在PSII和PSI之間能量的分配系數(shù)。另外一個(gè)廣泛 應(yīng)用的參數(shù)是光化學(xué)淬滅qP。盡管與 psii很相似，但是qP是PS

10、II反應(yīng)中心開(kāi)放的比例，相反1-qP是反應(yīng)中心關(guān)閉的比例。psii和qP都和Fv/Fm（PSII內(nèi)稟效率，即所有 PSI反應(yīng)中心全部開(kāi)放）相關(guān)聯(lián)。Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm= psii/qP。 qP的變化由于飽和光導(dǎo)致的反映中心的關(guān)閉。Fv/Fm 的變化是由于非光化學(xué)淬滅的效率的變化。暗適應(yīng)的Fv/Fm反應(yīng)了潛在的PSII的量子效率，可以用于植物光合能力的靈敏的指示，絕大多數(shù)植物在0.83左右。低于此值將說(shuō)明植物處于脅迫，尤其是光抑制現(xiàn)象。qP和Fv/Fm估計(jì)的困難在于需要估計(jì)測(cè)量時(shí)的 Fo值。在實(shí)驗(yàn)室中，這通?？梢酝ㄟ^(guò)遮擋植物葉 片和遠(yuǎn)紅外光線照射幾秒種。后者可以確保所有PSII反應(yīng)中

11、心迅速開(kāi)放。然而在野外的條件下，遮光仍然存在困難，一般是通過(guò)黑布瞬時(shí)遮光并同步提供遠(yuǎn)紅外光線照射。非光化學(xué)過(guò)程需要暗適應(yīng)的問(wèn)題在量化非光化學(xué)淬滅時(shí)依然存在。需要測(cè)量Fm的暗適應(yīng)值。這個(gè)值在實(shí)驗(yàn)室通常采取24小時(shí)的暗適應(yīng)，而且在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前不能存在任何脅迫。這個(gè)過(guò)程是為了獲得光化學(xué)效率最大，熱耗散最小的 Fm的參考值?？梢栽诶杳髑皽y(cè)量Fm值并用做參考值，黎明前 Fv/Fm的變化可以說(shuō)明環(huán)境脅迫對(duì)植物的影響。量化非光化學(xué)淬滅的最直接的方法是Fm的改變除以Fm的值：NPQ=（Fm o-Fm /Fm NPQ和熱耗散線性相關(guān)，其范圍大致在0-具體的數(shù)字。在一個(gè)典型植物中，在飽和光強(qiáng)下大致在0.5-3.5

12、之間。這取決于物種和植物以前的經(jīng)歷過(guò)程。qN是非光化學(xué)淬滅的比較傳統(tǒng)的（老的）術(shù)語(yǔ)，有的時(shí)候也會(huì)被用到。它的范圍在 0-1之間，因此在淬滅較高時(shí)不很敏感。同樣的淬滅在參考點(diǎn)淬滅較 高時(shí)可能會(huì)表現(xiàn)為很小的上升，因此直接的比較不很明確。通常，如果暗適應(yīng)的Fv/Fm明顯不同，那么NPQ也不能直接進(jìn)行比較。一般而言，非光化學(xué)淬滅的增長(zhǎng)可能是由于葉片為免受光破壞的保護(hù)機(jī)制。研究此過(guò)程的一種方 法是照光后弛豫的速率。不同的過(guò)程有不同的弛豫速率。其時(shí)間范圍從幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)。這些不同過(guò)程的弛豫(Relaxation)動(dòng)力學(xué)用于區(qū)分他們。fS UM llkorwi水 In 亍“$皆L* lbwi AI7 tw

13、unnr ijijhf I;rrik dhra h rvta I tJU /fTiJ p laife mn14WV|kttJv wi* IIIimtliiImw ir kMiB和f H i-1 f 卜林界和択H 賓I q I 出 f 和 扌 I11 as dka J V|1 辭 i d HW- I i* l *R I 4Fl J i Ui f I I 4 * I HI * pj L- W|i ng Ulu rm nM fih il I. Jiy ! f昌 11 rik- I r血 皆* k 曲 屯理 i aS iUL 綣 i-* m，- 4il g| -ufi-Awni ! MKJ|i絕大多數(shù)

14、條件下，對(duì) NPQ的主要貢獻(xiàn)，是高能狀態(tài)淬滅 (也被成為qE)，也被認(rèn)為在保護(hù)葉片免 受光誘導(dǎo)破壞的過(guò)程中是必須的。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)入黑暗時(shí)，高能狀態(tài)淬滅在幾分鐘內(nèi)弛豫。第二個(gè)過(guò)程稱(chēng) 為狀態(tài)轉(zhuǎn)化，范圍為幾分鐘 (qT)。狀態(tài)轉(zhuǎn)化涉及捕光蛋白可逆磷酸化過(guò)程，被認(rèn)為在低光條件下平衡 光能在PSI和PSII之間的分配中非常重要。這兩種形式不容易通過(guò)弛豫動(dòng)力學(xué)中分離出來(lái)。然而qT通常只對(duì)整個(gè)淬滅起到很小的貢獻(xiàn)而且僅在低光下存在。一般認(rèn)為，幾分鐘內(nèi)的弛豫過(guò)程都被認(rèn)為是 蛋白磷酸化過(guò)程。較長(zhǎng)時(shí)間尺度的弛豫過(guò)程通常歸因于光抑制(qI)。為更好地理解快速與慢速淬滅的貢獻(xiàn)，我們需要進(jìn)行弛豫分析來(lái)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中，淬滅執(zhí)行弛

15、豫，在固定間隔內(nèi)測(cè)量Fm的值，間隔選擇非常重要，因?yàn)?，必須保證前一次閃光在間隔期內(nèi)被充分弛豫。一般而言，5分鐘的間隔是充足的，整個(gè)弛豫的持續(xù)時(shí)間在45-60分鐘之間。在此基礎(chǔ)上做圖，橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是 Fm。數(shù)據(jù)點(diǎn)可以推斷至活化光被關(guān)閉的時(shí)間。如果在光下僅存在慢速弛豫淬滅，就可以計(jì)算Fm(Fm 的值。慢速和快速弛豫淬滅可以通過(guò)以下公式計(jì)算：NPQs=(Fm o-Fm )/Fm rNPQ F=(Fm o/Fm -(Fm o/Fm r)NPQ的程度和組分已經(jīng)被成功用于研究不同基因型和不同表現(xiàn)型之間光保護(hù)和光抑制的差別。研究表明，基因型之間在 NPQ方面存在差異。在高光生長(zhǎng)下和低光條件下不同生態(tài)

16、型的qE更高。這樣的測(cè)量過(guò)程在野外不可能實(shí)現(xiàn)， 一般方法是在關(guān)閉光源 2-5分鐘后單一的閃光來(lái)用于估計(jì) Fmr。5分鐘 后，可能快速弛豫仍然存在， 所以此時(shí)會(huì)造成 NPQf的低估和NPQs的高估。而在野外條件下 30分鐘 后的閃光可以給出足夠的 Fm r的估計(jì)。Fmr稱(chēng)為可恢復(fù)的最大熒光產(chǎn)量。它的獲得是在活化光誘導(dǎo)達(dá)到光下最大熒光平穩(wěn)時(shí)，關(guān)閉活化 光，測(cè)量Fo后，把飽和光的閃光延長(zhǎng)到180秒/次。得到一組逐漸增大的最大熒光產(chǎn)量，將該組最大熒光產(chǎn)量放在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中即成直線，該直線在Y軸上的截距即為Fmr。以（Fm-Fm r）/ Fm r可以反映不可逆的非光化學(xué)淬滅產(chǎn)率，即發(fā)生光抑制的可能程度。

17、熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)用于分析葉片從黑暗中轉(zhuǎn)入光下造成的熒光上升動(dòng)力學(xué)。此種方法的優(yōu)點(diǎn)主要在于他可以使用比 較廉價(jià)的非調(diào)制熒光儀。這種研究方法目前還存在爭(zhēng)議，需要更多的理論支持。葉綠素?zé)晒獾难芯糠秶~綠素?zé)晒饪梢越o出光系統(tǒng) 2的狀態(tài)信息。它可以說(shuō)明光系統(tǒng)2使用葉綠素吸收能量的程度和它被過(guò)量光線破壞的程度。這看起來(lái)好象只對(duì)那些對(duì)光系統(tǒng)2感興趣的專(zhuān)家才有意義，其實(shí)它對(duì)于植物生理學(xué)家更有意義。通過(guò)光系統(tǒng)2的電子流動(dòng)在許多條件下很明顯是整個(gè)光合的速率。它提供我們?cè)谄渌椒o(wú)法實(shí)現(xiàn)的情況下，快速估計(jì)植物光合能力的潛在能力。光系統(tǒng)2也被認(rèn)為是光合機(jī)構(gòu)中對(duì)光誘導(dǎo)破壞最為脆弱的部分。光系統(tǒng)2的破壞是植物葉片脅迫的最早

18、的表現(xiàn)。當(dāng)然，熒光技術(shù)本身也不是沒(méi)有局限的，熒光的最強(qiáng)有力的應(yīng)用不是單獨(dú)使用這一技術(shù)，而是結(jié)合其他技術(shù)，尤其是氣體交 換，從而獲得植物對(duì)環(huán)境響應(yīng)的完整說(shuō)明。光系統(tǒng)2產(chǎn)量作為光合測(cè)量的指針實(shí)驗(yàn)室條件下電子傳遞速率可以和CO 2的固定顯著線性相關(guān)，但是在野外條件下，這種情況可能不會(huì)出現(xiàn)，這是因?yàn)?C02固定的相對(duì)速率和競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程如光呼吸、N代謝和氧對(duì)電子利用等過(guò)程的變化所造成的。這種差異本身是非常有意義的。但同時(shí)也意味著精確的CO 2固定速率無(wú)法單獨(dú)依靠熒光測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。電子傳遞速率的計(jì)算首先假定每個(gè)光系統(tǒng)2吸收的光線是恒定的，這顯然是不準(zhǔn)確的。當(dāng)然，如果我們可以利用 積分球來(lái)直接測(cè)量吸收的話，其中缺

19、陷是可以部分克服的。但是仍然存在光系 統(tǒng)化學(xué)計(jì)量的差異，因此 熒光從來(lái)也不能用于比較不同植物或不同葉片之間的測(cè)量。由于以上原因，使用紅外線氣體分析儀進(jìn)行的氣體交換測(cè)量仍然是植物生理生態(tài)研究的核心。熒光可以提供具體樣品的非破壞性的快速測(cè)量方法，例如熒光可以被用于研究?jī)蓚€(gè)水稻栽培品種 在不同發(fā)育階段全天的電子傳遞速率。個(gè)體葉片需要標(biāo)記并且接下來(lái)的測(cè)量要在相同的葉片上進(jìn)行， 以確保測(cè)量間的可比性。相同的方法用于火炬松在FACE（開(kāi)放式CO 2倍增Free-Air CO 2 Enrichment）條件下測(cè)量電子傳遞速率日變化。這些研究者認(rèn)為，在夏天，CO2濃度的升高將導(dǎo)致電子傳遞速率的上升；而在冬天，

20、CO2濃度的升高將導(dǎo)致電子傳遞速率的下降。CAM植物如鳳梨科植物，在太陽(yáng)黑子期間觀察到的光系統(tǒng) 2量子產(chǎn)量（PSII）與C3植物種類(lèi)（雨林內(nèi)）相比有較大的上升。這反映了相對(duì)于 C3植物光合成本（包括光呼吸）而言，CAM植物夜里積累有機(jī)酸的脫羧作用需要大量能量，這支持了在 潛在瞬時(shí)強(qiáng)光破壞下的光利用。另外一個(gè)應(yīng)用方面是熒光可用于檢查植物對(duì)不同微環(huán)境的適應(yīng)。例如，研究PSII可以對(duì)野外條件下不同植物光飽和行為進(jìn)行快速簡(jiǎn)單的測(cè)量。不允許不同生境條件下絕對(duì)光合速率的比較，但對(duì)于 一些植物來(lái)說(shuō)是有效的，如地衣和苔蘚等其結(jié)構(gòu)使得他們難以用通常的氣體交換來(lái)研究。在實(shí)驗(yàn)室條件下，由于實(shí)驗(yàn)人員造成的CO2濃度的

21、波動(dòng)使得研究光線和光合暗反應(yīng)之間的深入分5GeneCompany Limited基因有限公司析非常困難。因此，特定的密封性能很好的葉室應(yīng)該和光纖探針結(jié)合來(lái)進(jìn)行測(cè)量是必要的（6400-40是唯一一款集成在一起的儀器 ）。系統(tǒng)應(yīng)該防止光纖對(duì)光的遮擋，最好可以控制CO2氣體的濃度（這是6400-40以外其他儀器所無(wú)法避免的缺陷 ）。電子傳遞與CO2固定的相關(guān)性盡管熒光發(fā)射僅來(lái)自于綠色組織中的上面幾層，但是氣體交換數(shù)據(jù)則測(cè)量整個(gè)葉片厚度，同步的 測(cè)量在研究光能利用效率和CO2固定和光抑制之間的關(guān)系時(shí)至關(guān)重要。相對(duì)簡(jiǎn)單并廣泛使用的是研究電子傳遞速率和 CO2固定之間的關(guān)系，同步地測(cè)量不同光強(qiáng)下在非光呼吸

22、條件（升高CO2或通入1-2%的氧氣）下CO 2同化和 PSII的關(guān)系。在 CO2同化的量子產(chǎn)量（CO 2）和PSII量子產(chǎn)量（PSII）之間 的線性圖，使得每摩爾CO2固定需要的電子數(shù)可以得到測(cè)量。假定這種關(guān)系是在無(wú)光呼吸存在的條件下進(jìn)行，可以估計(jì)光呼吸。例如，這個(gè)指針被用于研究光呼吸（在干旱脅迫下光保護(hù)維持機(jī)制 ）的意義。Meyer和Genty采用高分辨率的光系統(tǒng) 2量子產(chǎn)量來(lái)解釋脫落酸處理后葉片胞間CO 2濃度（Ci）。干旱期間，Ci的測(cè)量傳統(tǒng)上采用氣體交換的技術(shù)可能會(huì)由于氣孔的不均勻響應(yīng)而高估，同時(shí)因?yàn)楸砥?的蒸騰而低估。葉綠素?zé)晒獾氖褂靡呀?jīng)表明干旱脅迫的主要影響是氣孔關(guān)閉減少了Ci從

23、而限制了羧化。此項(xiàng)技術(shù)不需要熒光圖象技術(shù)，其結(jié)合了氣體交換和熒光技術(shù)。Sanchez等人研究了光系統(tǒng) 2量子產(chǎn)量和CO 2同化速率和Ci之間的關(guān)系。然而這種方法要求脅迫強(qiáng)度不能改變，而且Ci可以通過(guò)氣體交換精確確定（需要排除那些低氣孔導(dǎo)度和表面導(dǎo)度的物種）。熒光分析也能被應(yīng)用于理解高低溫的影響。例如，CO2同化的量子產(chǎn)量（CO2）和PSII量子產(chǎn)量（PSII）的比較可以用于此方面的研究。處于低溫時(shí)，玉米增加了電子向電子受體的傳遞，這可能會(huì) 產(chǎn)生好氧的物種。在生長(zhǎng)季早期完全展開(kāi)的葉片測(cè)量，PSII/ CO2比非脅迫的高，表明電子利用的途徑不是CO 2固定。這種增長(zhǎng)伴隨著抗氧化系統(tǒng)能力的增長(zhǎng)，表明

24、葉片正在遭受氧脅迫。iFMIPSSA応* * B十+*口|：0:E F*回00H11圖2胞間CO2濃度和光合以及PSII之間的關(guān)系（6400-40熒光葉室測(cè)量得到的熒光ACi曲線數(shù)據(jù)在其面板上可以即時(shí)顯示,這是其他熒光儀所無(wú)法提供的，因?yàn)樗麄儫o(wú)法真正控制CO2濃度）實(shí)際顯示熒光ACi曲線期間熒光的數(shù)據(jù)變化，從350ppm到0，然后在回到1000ppm的濃度變化過(guò)程。測(cè)量脅迫和脅迫耐受力盡管熒光測(cè)量有時(shí)會(huì)提供植物光合能力的測(cè)量，但是他的真正的長(zhǎng)處在于別的測(cè)量無(wú)法提供的信 息。因?yàn)闊晒饪梢蕴峁┲参锬褪墉h(huán)境脅迫的能力和脅迫已經(jīng)損害光系統(tǒng)的程度的有價(jià)值的信息。測(cè)量 日變化可以產(chǎn)生包括 NPQ、量子效率

25、、電子傳遞速率和對(duì)光響應(yīng)的光抑制的程度對(duì)光、溫度和其他環(huán) 境脅迫的響應(yīng)的信息。早期測(cè)量往往采用暗適應(yīng)后Fv/Fm的減少和Fo的增長(zhǎng)來(lái)表明由于高溫、低溫、過(guò)高的光強(qiáng)和水分脅迫造成的光抑制破壞的發(fā)生。盡管現(xiàn)在的測(cè)量技術(shù)已得到了很大的改進(jìn)，這些觀察值仍然被廣泛使用。然而近些年熒光技術(shù)中調(diào)制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)可以在光下進(jìn)行測(cè)量，可以測(cè)量光NPQ，同樣的情況也會(huì)出現(xiàn)在低化學(xué)效率、光合和葉黃素循環(huán)。研究表明葉片在高光強(qiáng)下通常有高的溫下。我們可以采用 NPQ的變化來(lái)很好地表現(xiàn)葉黃素循環(huán)。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，在野外測(cè)量Fmr,耐陰植物比陽(yáng)生植物表現(xiàn)了更高的響應(yīng)光抑制的NPQ。結(jié)論本綜述試圖解釋葉綠素?zé)晒庋芯靠梢詰?yīng)用在

26、那些生理生態(tài)研究領(lǐng)域。葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量很容易，但 是同時(shí)它也容易產(chǎn)生大量無(wú)意義的數(shù)據(jù)，這取決與您的良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以確保數(shù)據(jù)的意義。參考文獻(xiàn)1. Adria no et al. Chlorophyll Fluoresce nee as a predictive method for Detecti on of Browi ng Disorders in conference pears and Jon agold apples duri ng con trolled atmosphere storage, p571-576,20022. Carl J. Bern acchi, Archie R. Portis, Hiromi Naka no, Susa nne von Caemmerer, and Stephe n PLon g*,T