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技術(shù)方案
FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)FAQ
時(shí)間:2022-06-10    作者:易科泰 點(diǎn)擊量:

1.葉綠素?zé)晒鉁y量有哪些主要技術(shù)?有沒有哪種儀器可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)這些測量技術(shù),?

答:葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)有三種主要測量技術(shù)路線:

1)PAM脈沖調(diào)制式葉綠素?zé)晒饧夹g(shù):測量PAM熒光淬滅動(dòng)力學(xué)曲線

2)直接激發(fā)式(非調(diào)制式)葉綠素?zé)晒饧夹g(shù):測量OJIP快速熒光誘導(dǎo)曲線

3)雙調(diào)制式葉綠素?zé)晒饧夹g(shù):時(shí)間分辨率可以達(dá)到1微秒,,用于測量QA-再氧化動(dòng)力學(xué)曲線、S-state,、單周轉(zhuǎn)或多周轉(zhuǎn)飽和光閃快速熒光動(dòng)力學(xué)等

4)其它葉綠素?zé)晒鉁y量技術(shù):如激光誘導(dǎo)(LIF)葉綠素?zé)晒鉁y量,、太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓⊿olar-induced Chlorophyll Fluorescence,SIF)測量等(參見本條后面介紹) 

目前,,能夠同時(shí)完成上述1)至3)三種熒光動(dòng)力學(xué)曲線測量的儀器只有FL6000雙調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x,、 FluorCam封閉式熒光成像系統(tǒng)和FKM多光譜熒光動(dòng)態(tài)顯微成像系統(tǒng)。而由于OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)曲線和QA-再氧化動(dòng)力學(xué)曲線對(duì)技術(shù)的特殊要求,,對(duì)這兩種曲線的成像分析更是只有FluorCam封閉式熒光成像系統(tǒng)和FKM多光譜熒光動(dòng)態(tài)顯微成像系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn),。

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左圖: FL6000雙調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x;中圖:FluorCam封閉式熒光成像系統(tǒng),;右圖:FKM多光譜熒光動(dòng)態(tài)顯微成像系統(tǒng)

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超積累植物鼠耳芥在Cd/Zn處理后的OJIP成像圖與OJIP動(dòng)力學(xué)曲線(Morina, 2020)

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超積累植物鼠耳芥在Cd/Zn處理后的PAM熒光淬滅顯微成像圖與QA-再氧化動(dòng)力學(xué)分析(Morina, 2020)

易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)全面解決方案,,除傳統(tǒng)的PAM技術(shù)、OJIP測量技術(shù),、雙調(diào)制技術(shù)外,,還提供葉綠素?zé)晒飧吖庾V成像和激光誘導(dǎo)(LIF)葉綠素?zé)晒飧吖庾V成像技術(shù)方案,不僅可以解析植物葉綠素?zé)晒舛S異質(zhì)性分布,,還進(jìn)一步從高光譜緯度解析葉綠素?zé)晒夤庾V特性,,并成像分析Fr(葉綠素?zé)晒饧t色峰值)、Ffr(葉綠素?zé)晒膺h(yuǎn)紅峰值),、Fr/Ffr,、F735/F700(與葉綠素濃度呈直線相關(guān))及基于葉綠素?zé)晒獠煌逯担t色峰值Fr和遠(yuǎn)紅峰值Ffr等)的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。LIF葉綠素?zé)晒飧吖庾V成像技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大田葉綠素?zé)晒饨剡b感測量,。

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左圖:葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fr/Ffr成像,;右圖:葉綠素?zé)晒夤庾V(易科泰光譜成像與無人機(jī)遙感研究中心提供)

2.測量葉綠素?zé)晒獾墓庠礊槭裁醋詈镁邆鋬煞N以上顏色?什么顏色的光源最好,?

答:在FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)中一般推薦的光源組成是這樣的:

5)測量光:紅光

6)光化光:紅光+白光或紅光+藍(lán)光

7)飽和脈沖光:白光或藍(lán)光

在脈沖調(diào)制技術(shù)中,,測量光最主要的作用是測量最小熒光F0。而在激發(fā)F0時(shí),,要求光反應(yīng)中心不產(chǎn)生電荷分離和熱耗散,。在激發(fā)葉綠素?zé)晒獾目梢姽獠ǘ沃校t光波長最長,,能級(jí)最低,,能夠確保葉綠素分子被激發(fā)到較低的激發(fā)態(tài),。而藍(lán)光等波長較短的光在激發(fā)葉綠素?zé)晒鈺r(shí)則可能造成熱耗散,。因此紅光最佳的熒光測量光源,。

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左:熒光淬滅測量過程中qN與qP的變化;右:紅光和藍(lán)光激發(fā)葉綠素?zé)晒獾牟顒e

在光化光和飽和光的選擇上,,則主要考慮熒光激發(fā)效率問題,,這與植物/藻類樣品中光合色素的吸收光譜是密切相關(guān)的。如下圖可見,,紅光和藍(lán)光對(duì)應(yīng)葉綠素吸收峰,,激發(fā)葉綠素?zé)晒庑首罡撸部捎糜谘芯恐参?藻類對(duì)不同光質(zhì)的響應(yīng),。白光是連續(xù)光譜,,可模擬自然光,同時(shí)兼顧各種光合色素,。紅光能級(jí)較低,,一般不推薦作為飽和脈沖光源。FluorCam也可定制其他波段光源針對(duì)特定樣品,,尤其是藻類樣品,,比如590 nm琥珀光、530nm青光,、505nm綠光等,。

 微信截圖_20220610173307.png

兩種或兩種以上光化學(xué)光的另一個(gè)優(yōu)勢是,可進(jìn)行不同光質(zhì)光和效率研究及光生物學(xué)研究,,如下圖所示(引自Sander W. Hogewoning等,,Blue light dose-responses of leaf photosynthesis, morphology, and chemical composition of Cucumis sativus grown under different conbinations of red and blute light. Journal of Experimental Botany, 2010)

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3.FluorCam有哪些PAM脈沖調(diào)制測量功能與參數(shù)?

答:FluorCam主要的PAM脈沖調(diào)制測量功能和獲得的參數(shù)如下:

  • ?Fv/Fm:測量參數(shù)包括F0,,F(xiàn)m,,F(xiàn)v,F(xiàn)v/ Fm等

  • ?Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng):F0,,F(xiàn)p,,F(xiàn)v,F(xiàn)t_Lss,,QY,,Rfd等熒光參數(shù)

  • ?熒光淬滅分析:F0,F(xiàn)m,,F(xiàn)p,,F(xiàn)s,F(xiàn)v,,F(xiàn)v/ Fm,,QY,,F(xiàn)0’,F(xiàn)m’,,F(xiàn)v’/ Fm’,,NPQ,qP,,Rfd,,qN,qL等

  • ?光響應(yīng)曲線:F0,,F(xiàn)m,,F(xiàn)v/ Fm,不同光強(qiáng)下QY,,F(xiàn)v’/ Fm’,,NPQ,qP,,ETR等

具體參數(shù)可參閱下表:

參數(shù)符號(hào)概念描述

參數(shù)符號(hào)

概念描述

Fo

暗適應(yīng)后的最小熒光

Fo_Dn

暗弛豫過程中的最小熒光,,D代表暗弛豫過程,n代表測量過程中第n次飽和脈沖獲得的數(shù)據(jù),,下同

Fo_Ln

光適應(yīng)過程中的最小熒光,,L代表光適應(yīng)過程,下同

Fo_Lss

光穩(wěn)態(tài)最小熒光,,sssteady-state縮寫,,代表穩(wěn)態(tài),下同

Fm

暗適應(yīng)后的最大熒光

Fm_Dn

暗弛豫過程中的最大熒光

Fm_Ln

光適應(yīng)過程中的最大熒光

Fm_Lss

光穩(wěn)態(tài)最大熒光

Fp

光適應(yīng)過程初始階段的峰值熒光

Ft_Dn

暗弛豫即時(shí)熒光

Ft_Ln

光適應(yīng)即時(shí)熒光

Ft_Lss

光適應(yīng)穩(wěn)態(tài)熒光

Fv

暗適應(yīng)后的可變熒光,,=Fm-Fo

NPQ_Dn

暗弛豫過程中的非光化熒光淬滅,,=(Fm-Fm_Dn)/Fm_Dn

NPQ_Ln

光適應(yīng)過程中的非光化熒光淬滅,=(Fm-Fm_Ln)/Fm_Ln

NPQ_Lss

光穩(wěn)態(tài)非光化熒光淬滅,,=(Fm-Fm_Lss)/Fm_Lss

qP_Dn

暗弛豫過程中的光化學(xué)熒光淬滅,,=(Fm_Dn?Ft_Dn)/Fm_Dn?Fo_Dn

qP_Ln

基于“Puddle”模型的光適應(yīng)過程中的光化學(xué)淬滅,=(Fm_Ln?Ft_Ln)/(Fm_Ln?Fo_Ln)

qP_Lss

基于“Puddle”模型的光穩(wěn)態(tài)光適應(yīng)光化學(xué)淬滅,,=(Fm_Lss?Ft_Lss)/(Fm_Lss?Fo_Lss)

qL_Ln

基于“Lake”模型的光適應(yīng)過程中的光化學(xué)淬滅,,=qP_ Ln×(Fo_ Ln /Ft_ Ln)

qL_Lss

基于“Lake”模型的光穩(wěn)態(tài)光適應(yīng)光化學(xué)淬滅,=qP_Lss×(Fo_Lss /Ft_Lss)

QY_Dn

暗弛豫過程中的實(shí)際光量子效率,,=(Fm_Dn?Ft_Dn)/Fm_Dn

QY_Ln

光適應(yīng)過程中的實(shí)際光量子效率,,=(Fm_Ln?Ft_Ln)/Fm_Ln

QY_Lss

光穩(wěn)態(tài)實(shí)際光量子效率,=(Fm_Lss?Ft_Lss)/Fm_Lss

QY_maxFv/Fm

暗適應(yīng)后的最大光量子效率,,=Fv/Fm

Fv/Fm_Ln

光適應(yīng)過程中的最大光量子效率,,=(Fm_Ln?Fo_Ln)/Fm_Ln

Fv/Fm_Lss

光穩(wěn)態(tài)最大光量子效率,=(Fm_Lss?Fo_Lss)/Fm_Lss

Rfd_Ln

光適應(yīng)過程中的熒光衰減率,,用于評(píng)估植物活力,,=(Fp?Ft_Ln)/Ft_Ln

Rfd_Lss

穩(wěn)態(tài)熒光衰減率,,用于評(píng)估植物活力,=(Fp?Ft_Lss)/Ft_Lss

ETR

電子傳遞速率,,ETR=QY_Lss×PAR×0.5×0.84(PAR吸收率),,PAR吸收率可通過PAR吸收測量模塊進(jìn)行修正


4.主要葉綠素?zé)晒鈪?shù)的值域范圍是多少?相互關(guān)系是怎么樣的,?

答:一般來說,,F(xiàn)m ≥ Fp ≥ Ft ≥ Fs ≥ Fo,,F(xiàn)o’ ≥ Fo,,F(xiàn)m’ ≤ Fm,暗弛豫(actinic light關(guān)閉后)的Fm ≤ 暗適應(yīng)的Fm,,F(xiàn)p和Fm’沒有嚴(yán)格高低關(guān)系,。

 微信截圖_20220610173336.png

最大光化學(xué)效率Fv/Fm或QYmax值域0 – 1。但實(shí)際上,,在理想狀況下存在上限,。:

  • ?C3植物:0.83 - 0.84                                 (Bjorkman and Demmig 1987) 

  • ?C4植物:0.78                                                 (Pfundel 1998)

  • ?藻類:常低于0.7                                         (Trissl and Wilhelm 1993)

這一上限在不同文獻(xiàn)中存在差異,但一般來說,,C3植物在實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組數(shù)據(jù)要爭取大于0.8,,最高不能高于0.86。

實(shí)際光化學(xué)量子效率或量子產(chǎn)額QY或ΦPSII值域0 ? 1,,≤ Fv/Fm,,一般隨Actinic light升高而降低。

Rfd值域?yàn)? ? ∞ ,,一般在0 – 6,。

qN、 qP,、 qL值域?yàn)? – 1,。

NPQ值域?yàn)? ? ∞,一般在0 – 4,。因此,,有的文獻(xiàn)中會(huì)使用NPQ/4這一參數(shù)來對(duì)其歸一化。

5.FluorCam軟件中的熒光參數(shù)似乎與文獻(xiàn)中的有些差異,,一般文獻(xiàn)中使用的參數(shù)對(duì)應(yīng)FluorCam軟件中的哪個(gè)參數(shù),?

答:軟件中為了便于識(shí)別與區(qū)分,與文獻(xiàn)中的一般描述有所差異,。一般文獻(xiàn)中提到的參數(shù)在FluorCam軟件中的顯示如下:

文獻(xiàn)中的參數(shù)FluorCam軟件中的參數(shù)

微信截圖_20220613141335.png

軟件參數(shù)后綴L代表光適應(yīng)過程,,D代表暗弛豫過程, ss為steady-state縮寫,,代表穩(wěn)態(tài),。Lss即為光穩(wěn)態(tài),。

對(duì)于光適應(yīng)條件下的熒光參數(shù),文獻(xiàn)中都默認(rèn)使用的是光穩(wěn)態(tài)時(shí)的對(duì)應(yīng)參數(shù),。FluorCam軟件中特別以Lss后綴加以區(qū)分,。而其他的L1、L2,、D1,、D2等對(duì)應(yīng)的參數(shù)則可以表征表示光適應(yīng)或暗弛豫從起始到穩(wěn)態(tài)的變化過程。

在光響應(yīng)曲線Light Curve測量中,,由于每一個(gè)光強(qiáng)梯度均達(dá)到光穩(wěn)態(tài),,因此參數(shù)后綴均為Lss,不同數(shù)字表示不同的光強(qiáng)梯度,。

QY在中英文文獻(xiàn)中可能會(huì)有多種不同的表述方法,,但實(shí)際上其代表的意義是相同的,即光適應(yīng)下的真實(shí)光能轉(zhuǎn)化效率,,計(jì)算公式也是相同的,。 

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6.光適應(yīng)下的最小熒光F0’是如何測量的?

答:最小熒光 F0是在暗適應(yīng)條件下測量得到的,,這時(shí)PSII光反應(yīng)中心處于完全開放狀態(tài)(qP=1),。而在光適應(yīng)下PSII光反應(yīng)中心處于部分關(guān)閉的狀態(tài)(0<qP<1),這時(shí)候怎么可能測量最小熒光呢,?

以前,,由于技術(shù)限制,所有葉綠素?zé)晒鈨x器都不能直接測量F0’,。1997年,,Oxborough和Baker提出了一個(gè)F0’的估算公式:

 微信截圖_20220610173355.png

之后的一系列研究證明,這個(gè)公式估算得到的數(shù)據(jù)是可信的,。即使是現(xiàn)在,,大部分沒有明確說明的葉綠素?zé)晒鈨x器依然是使用這個(gè)公式進(jìn)行估算。

但這個(gè)數(shù)據(jù)終究不是直接測量得到的,,在很多光合研究中是無法代表,。隨著LED技術(shù)的進(jìn)步,F(xiàn)luorCam則通過配備專用的遠(yuǎn)紅光源板來對(duì)F0’進(jìn)行實(shí)測,。這是利用了遠(yuǎn)紅光只會(huì)激發(fā)PSI而不激發(fā)PSII的特性,。在光適應(yīng)剛剛結(jié)束,光化光關(guān)閉時(shí),,立刻照射遠(yuǎn)紅光,,使PQ庫氧化,強(qiáng)制PSII達(dá)到完全開放的狀態(tài),,從而對(duì)F0’進(jìn)行實(shí)測,。

 微信截圖_20220610173406.png

從另外一個(gè)方面說,,沒有配備遠(yuǎn)紅光源的葉綠素?zé)晒鈨x或者熒光成像儀都是不能實(shí)際測量F0’的。同時(shí),,有些熒光成像儀即使配備了遠(yuǎn)紅光源,,但由于其遠(yuǎn)紅光源沒有與PAM脈沖調(diào)制測量程序聯(lián)動(dòng),也不能實(shí)際測量F0’,。

7.葉綠素?zé)晒鉁y量前為何要進(jìn)行暗適應(yīng),?必須要進(jìn)行暗適應(yīng)嗎?

答:暗適應(yīng)是為了測最大熒光Fm和最小熒光Fo,。

植物/藻類在經(jīng)過一定的暗適應(yīng)后,,QA最大程度被氧化,光反應(yīng)中心完全“開放”,,此時(shí)儀器運(yùn)行程序則自動(dòng)發(fā)出測量光,,才以測得最小熒光F0,。此測量光極小,,不能引起光化學(xué)反應(yīng)。也可不進(jìn)行暗適應(yīng)直接測量,,運(yùn)行Fv/Fm程序,,測量得到的QYmax=QY(實(shí)際光量子效率)。

8.已經(jīng)有葉綠素?zé)晒鈨x了,,是否還有必要買葉綠素?zé)晒獬上駜x,?

答:有必要。葉綠素?zé)晒鈨x為點(diǎn)測量,,獲得眾多熒光參數(shù)值,,單次測量難以反映樣品的整體特性,可多次測量取平均值等,。比起熒光儀,,葉綠素?zé)晒獬上駜x有以下不可替代的優(yōu)點(diǎn):

?數(shù)據(jù)結(jié)果可以是整個(gè)樣品的平均值,可反映樣品的整體特性,,避免樣品差異造成的誤差,;也可以通過ROI選區(qū)工具自動(dòng)或手動(dòng)選擇不同區(qū)域進(jìn)行分析

?成像圖能夠全面反映整株植物、葉片,、藻類群體等的不同位置熒光強(qiáng)度變化與分布,,即光合作用生理生態(tài)及脅迫的異質(zhì)性分布狀態(tài)。

?可測量葉片,、果實(shí),、麥穗、大型藻/微藻,、整株植物乃至植物冠層等各種樣品,。

?可同時(shí)測定幾十,、甚至上百株個(gè)樣品。

?能夠在顯微水平研究葉綠體或藻類細(xì)胞,。

?尤其適用于環(huán)境脅迫早期植物不同部位光合活性的變化規(guī)律,、突變體不同部位的光合功能差異等研究。      微信截圖_20220610173416.png

9.葉綠素?zé)晒鉁y量時(shí)如何選擇光質(zhì),?

答:葉綠素?zé)晒鉁y量主要針對(duì)葉綠素a,,葉綠素a的兩個(gè)光譜吸收波峰在藍(lán)紫光波段和紅光波段,因此選擇藍(lán)光,、紅光或者白光(復(fù)合光)一般均可,。其中注意,藍(lán)藻測量時(shí)盡量選擇紅光,。

10.葉綠素?zé)晒鉁y量必須在植物活體上測量嗎,?

答:原則上,葉綠素?zé)晒鉁y量因盡量對(duì)樣品活體原位檢測,。條件不允許時(shí)可以測量離體葉片,,但盡量在活體狀態(tài)下進(jìn)行暗適應(yīng)處理,測試時(shí)離體時(shí)間不超過15-20分鐘,。但具體情況也要看樣品在離體后失水影響的具體情況,,有些樣品則在短時(shí)離體后就會(huì)萎蔫卷曲,如水稻,,而有些樣品可耐受長時(shí)間離體,,如一些革質(zhì)葉片。離體檢測盡量使用濕紗布等包裹葉梗,,如需光下轉(zhuǎn)運(yùn)可使用兩片濕濾紙夾住葉片,,避免葉片失水,影響測量結(jié)果,。

11.NPQ為負(fù)值應(yīng)當(dāng)如何解決,?

答:一般是測量參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成的,可嘗試將飽和脈沖光適當(dāng)調(diào)大或光化光適當(dāng)調(diào)小,。有些是樣品特性造成的,,這種情況可嘗試更換光質(zhì)。

12.是否能獲得ETR,?如何獲得ETRmax,?

答:葉綠素?zé)晒鉁y量儀運(yùn)行LC1~3程序,葉綠素?zé)晒獬上襁\(yùn)行LightCurve程序,,均可獲得ETR,。ETRmax則需使用sigma plot等工具軟件,擬合光響應(yīng)曲線RLC來獲得。(參考文獻(xiàn):Ralph P J, Gademann R. Rapid light curves: A powerful tool to assess photosynthetic activity[J]. Aquatic Botany, 2005,82(3):222-237. 更多參考文獻(xiàn)可聯(lián)系易科泰獲?。?/span>

13.葉綠素?zé)晒獬上駮r(shí)對(duì)樣品有何要求,?

答:要求樣品無任何遮擋,盡量平鋪,,整株植物成像則最好對(duì)同一水平高度的部分進(jìn)行檢測,。大型藻可有水濕潤但水不要沒過樣品。背景盡量單純并且為黑色或者非反光材質(zhì),。避免使用錫紙,、塑料板等反光物品。測量時(shí)一般選用葉片正面,,而當(dāng)葉片背面首先遭受病蟲害時(shí),,則也可對(duì)背面進(jìn)行檢測。

14.我的不同處理組樣品是分開成像的,,那在寫論文時(shí)如何將圖片放在一起對(duì)比,?

答:屬于同一實(shí)驗(yàn)且需要保存的成像圖,必須將其彩色標(biāo)尺調(diào)整為相同的區(qū)間,。具體步驟如下:

1)點(diǎn)選軟件result界面右下方Group color前√ ,,同一類參數(shù)將使用同一彩色標(biāo)尺。

微信截圖_20220610173434.png

2)點(diǎn)選右下方Manual color前√ ,,手動(dòng)設(shè)定標(biāo)尺范圍,,右鍵保存成像圖。

微信截圖_20220610174710.png

3)不同處理樣品重復(fù)以上步驟,,所有樣品同一參數(shù)的成圖像標(biāo)尺范圍必須設(shè)定一致。

4)設(shè)定標(biāo)尺范圍的標(biāo)準(zhǔn):符合對(duì)應(yīng)參數(shù)的理論范圍,,比如Fv/Fm,、QY不超過0-1,NPQ一般不超過0-4等,;為了突出成像效果,,可縮小標(biāo)尺范圍,但要確保成像圖上主要的像素點(diǎn)在這一范圍內(nèi)

15.可以通過FluorCam評(píng)估葉綠素濃度嗎,?

答:有三種方法可以評(píng)估葉綠素濃度:

1)最小熒光F0,、最大熒光Fm和OJIP快速熒光參數(shù)Area都與葉綠素濃度有正相關(guān)性,有很多相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行過探討(Chen,,2021,,2017)。但由于葉綠素?zé)晒鈪?shù)同時(shí)與光合狀態(tài)有關(guān),,因此在使用上應(yīng)小心,。

微信截圖_20220610175512.png

2)通過PAR吸收模塊實(shí)現(xiàn)。通過這個(gè)模塊測量計(jì)算的NDVI植被歸一化指數(shù),與葉綠素濃度成正相關(guān),,這一參數(shù)本身就廣泛用于大田遙感普查,、森林生態(tài)監(jiān)測等。同時(shí)成像圖能夠反映葉綠素濃度異質(zhì)性,。

微信截圖_20220610175522.png

3)通過紫外激發(fā)多光譜熒光成像實(shí)現(xiàn),。測量的F690/F740與葉綠素濃度為負(fù)相關(guān)。目前已有研究其用于作物氮素營養(yǎng)狀況評(píng)估,。

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浙江大學(xué)應(yīng)用FluorCam多光譜熒光成像技術(shù)進(jìn)行油菜氮素營養(yǎng)快速評(píng)估(Sun,,2020)

16.在使用FluorCam軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù)時(shí),使用Frame numeric還是 numeric average更好,?

答:通常,,我們建議使用numeric average。以計(jì)算Fv/Fm為例,,F(xiàn)rame numeric是指先計(jì)算每個(gè)像素的Fv/Fm,,然后再除以像素?cái)?shù)求得區(qū)域平均Fv/Fm。而numeric average,,則是先獲得整個(gè)區(qū)域的平均F0,、平均Fm,再以此計(jì)算Fv/Fm,。如果分析過程中,,樣本信號(hào)強(qiáng),噪點(diǎn)很少,,兩種方式的差異不明顯,。如果樣本熒光信號(hào)弱,并且存在噪點(diǎn),,則選擇numeric average更好,。

17.FluorCam顯示pixels overflow是什么意思?對(duì)數(shù)據(jù)有何影響,?怎么修正,?

答:高靈敏度CCD相機(jī)檢測熒光的范圍為0-4096個(gè)單位,高分辨率CCD相機(jī)則在0-65536,。超出該信號(hào)就會(huì)警示pixels overflow即信號(hào)溢出,。在開始實(shí)驗(yàn)測量前,您需要在live窗口調(diào)整shutter和sensitivity,,以及設(shè)置適合的光強(qiáng),。在打開flash情況下調(diào)整shutter和sensitivity使暗適應(yīng)后的樣品熒光值處于較低數(shù)值(此時(shí)顯示的熒光值其實(shí)F0)。我們通常建議高靈敏度CCD相機(jī)設(shè)置到500-1000,,高分辨率CCD相機(jī)設(shè)置到5000-10000,。不同的植物需要不同的設(shè)置,建議預(yù)實(shí)驗(yàn)摸索。

18.Shutter和sensitivity如何影響成像質(zhì)量,?為了獲得最佳效果,,建議哪些組合設(shè)置?

答:詳細(xì)的設(shè)置方法參考說明書,。簡短來說,,shutter即快門時(shí)間,同時(shí)還控制測量光的持續(xù)時(shí)間,,一般不超過20或30ms ,,sensitivity即靈敏度。兩者越高,,熒光信號(hào)值越高,,太高則超出正常F0的范圍。Shutter一般建議設(shè)置10-20us,,最大不超過33us,。Sensitivity越高信噪比越低,建議一般不超過50%,。

19.鹽脅迫水稻幼苗非光化學(xué)熒光淬滅成像:視頻中動(dòng)力學(xué)曲線隨著脅迫加重而上升說明了什么,,還有怎么去分析此類型的動(dòng)力學(xué)曲線?

答:動(dòng)力學(xué)曲線隨脅迫加重上升一般是因?yàn)槊{迫導(dǎo)致PSII光化學(xué)反應(yīng)活性降低,,光能轉(zhuǎn)化效率低,,更多的光能以熒光的形式散失,所以導(dǎo)致熒光信號(hào)增強(qiáng),。

熒光動(dòng)力學(xué)曲線的分析通常有兩種方式:一是比較不同樣品在暗適應(yīng)-光適應(yīng)-暗弛豫3個(gè)階段的熒光強(qiáng)度變化的差異,,考察PSII對(duì)光強(qiáng)變化的適應(yīng)性和可塑性以及每個(gè)階段的PSII的活性及電子傳遞狀況。分析結(jié)果都是定性描述,,定量分析仍需借助計(jì)算值,;另外一種分析方式是將動(dòng)力學(xué)曲線上的特征性熒光強(qiáng)度(如Fm_Ln,n代表第幾次脈沖)作為變量,,和計(jì)算值(如Fv/Fm)一起輸入到數(shù)學(xué)模型中,從而篩選出能夠反映脅迫程度的特征參數(shù),。后者可參考以下論文:

龍燕, 馬敏娟, 王英允,等. 利用葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)識(shí)別苗期番茄干旱脅迫狀態(tài)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2021, 37(11):8.

20.葉綠素?zé)晒鉁y量技術(shù)與光合儀的區(qū)別,?

答:兩者都是研究植物和藻類光合作用的有效工具,但是側(cè)重不同,。

光合儀主要測量植物的宏觀參數(shù),,如光合速率、蒸騰速率,、氣孔導(dǎo)度,、胞間CO2濃度等,以評(píng)估衡量植物光合作用的強(qiáng)度和能力,并標(biāo)配或可選配微氣候控制如光,、溫,、濕、CO2模塊,。

葉綠素?zé)晒獠粌H能反映光能吸收,、激發(fā)能傳遞和光化學(xué)反應(yīng)等光合作用的原初反應(yīng)過程,而且與電子傳遞,、質(zhì)子梯度的建立及ATP合成和CO2固定等過程有關(guān),,是研究植物光合作用的“探針”。

兩者結(jié)合測量在植物光合生理研究中可以有效互補(bǔ),,可廣泛應(yīng)用于衡量植物生長狀況,,不同脅迫處理對(duì)植物光系統(tǒng)的影響,評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)碳收支與全球氣候變化的相互關(guān)系,,植物光系統(tǒng)對(duì)全球變化響應(yīng)等方面,。

21.藍(lán)藻光合參數(shù)的測定

答:由于藍(lán)光無法激發(fā)藍(lán)藻PSII主要的天線色素藻膽素,只能激發(fā)葉綠素,,而藍(lán)藻中PSI中的葉綠素要多于PSII,,這會(huì)使PQ庫部分氧化,所以需要選擇藍(lán)光以外的激發(fā)光源,,如UV365nm,、cyan470nm、green530nm,、orange625nn,。

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