超便携式调制叶绿素荧光仪

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叶绿素荧光测定方法

叶绿素荧光测定方法叶绿素荧光啊，就像是植物发出的小信号，我们可以通过一些办法来测定它呢。

一种常见的方法就是调制叶绿素荧光仪测定法。

这就像是给植物做一个小小的体检仪器。

把仪器的探头靠近植物的叶片，这个探头可神奇啦，它能发射出特定的光，然后接收植物叶片反射回来的荧光信号。

就像你拿手电筒照一个东西，然后看它反射回来的光一样有趣。

这种方法能很精确地测量到叶绿素荧光的各种参数，像是最大荧光产量、初始荧光产量之类的。

通过这些参数，我们就能知道植物的光合生理状态好不好啦。

比如说，如果最大荧光产量比较低，可能就意味着植物有点“小毛病”，光合作用不太顺畅呢。

还有一种方法是利用便携式叶绿素荧光仪。

这个就更方便啦，就像一个小玩具一样可以拿着到处跑。

你可以带着它到田野里，找到你想研究的植物，轻轻把探头按在叶片上，它就能快速地给出叶绿素荧光的相关数据。

这种便携式的仪器对于在户外做调查研究的小伙伴特别友好，不用拖着个大设备到处跑。

另外呢，我们在测定叶绿素荧光的时候，也得注意一些小细节哦。

比如说测量的时间，不同的时间植物的生理状态可能会有差异，就像人在早上和晚上的状态不太一样。

一般来说，选择植物生长比较稳定的时期去测量会更准确。

还有叶片的选择也很重要，要选择健康的、完整的叶片，要是选了一片被虫子咬得破破烂烂的叶子，那测出来的数据肯定就不准啦，就好像你给一个生病的人做身体检查，结果肯定不能代表健康人的状态呀。

再就是环境因素也会影响测量结果呢。

如果周围的温度太高或者太低，光照太强或者太弱，都会对叶绿素荧光产生影响。

所以在测量的时候，要尽量让环境保持相对稳定。

这就好比你在称东西的时候，要是秤老是晃来晃去的，肯定称不准呀。

叶绿素荧光的测定就是这么个有趣又需要细心对待的事儿呢。

光合仪

1、适用范围：研究光合作用机理，各种环境因子（光、温、营养等）对植物生理生态的影响、植物抗逆性（干旱、冷、热、UV、病毒、污染等）、植物的长期生态学变化等。

在植物生理学、植物生态学、植物病理学、农学、林学、园艺学、水生生物学、环境科学、毒理学、微藻生物技术等领域有着广泛的应用。

2、原理：仪器通过光源提供测量光、光化光及饱和脉冲光，采用独特的脉冲-振幅-调制技术，检测植物在光合作用过程中所产生的微弱荧光，根据荧光的变化通过适当的仪器参数反映植物的光合特性，进而研究植物的光合作用。

3.测定参数：Fo、Fm、F、Ft、Fm’、Fv/Fm、ΔF/Fm’、qL、qP、qN、NPQ、Y(NPQ)、Y(NO)、ETR、C/Fo、PAR和叶片温度等。

MINI-PAM采用了独特的调制技术和饱和脉冲技术，从而可以通过选择性的原位测量叶绿素荧光来检测植物光合作用的变化。

MINI-PAM的调制测量光足够低，可以只激发色素的本底荧光而不引起任何的光合作用，从而可以真实的记录基础荧光Fo。

MINI-PAM具有很强的灵敏度和选择性，使其即使在很强的、未经滤光片处理的环境下（如全日照甚至是10000 μmol m-2 s-1的饱和光强下）也可测定荧光产量而不受到干扰。

MINI-PAM是野外光合作用研究的强大工具。

超便携式调制叶绿素荧光仪MINI-PAM的特点在于快速、可靠的测量光合作用光化学能量转换的实际量子产量。

此外，MINI-PAM秉承了WALZ公司PAM系列产品的一贯优点，通过应用调制测量光来选择性的测量活体叶绿素荧光。

基于创新性的光电设计和高级微处理器技术，MINI-PAM在达到超便携设计的同时可以得到灵敏、可靠的结果。

同时，MINI-PAM的操作非常简单。

测量光合量子产量只需一个按键（START）操作即可，仪器会自动测量荧光产量（F）和最大荧光（Fm），并计算光合量子产量（Y=ΔF/Fm），得到的数据会在液晶显示屏上显示同时自动存储。

常用生态学实验仪器介绍

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2. ARIMAD 3000型植物水势仪
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原理：仪器叶片或枝条夹在样品室，通过气体加压，观察第一滴组织液渗出时的压力。
应用: 植物水势，能够反映出以下情况：土壤水分条件、环境影响因素、植物中的水分状态。
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优点：携带方便，操作简单;可以广泛地使用在不同气候条件的地区;快速反映出植物中的水势变化;ARIMAD的正确使用能够得出准确的水分分布;测出的结果可以快速，准确的指导农作物灌溉;能够在植物的水势和农作物的产量间建立一种动态关系
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由于光照强度、CO2等对环境条件的影响与气体交换测量之间的时间延迟不再存在，消除了时间的滞后，因此，即使在植物的呼吸速率发生变化时，仍然可以按照实验的要求，快速自动地控制叶室内的相对湿度。
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由于消除了通往分析器的循环管道，缩短了水分在管道的平衡时间。在实验过程中可以控制叶片周围的CO2浓度、H2O浓度、温度、相对湿度、光照强度和叶室温度等所有相关的环境条件；配置6400-40荧光叶室，L1-6400系列便携式光合仪还可以同时测量植物叶片的光合作用和荧光参数指标。
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L１-7500 CO2/H2O分析仪
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L1-7500 CO2/H2O分析仪是高速的、高精确性的、开路式的 CO2/H2O气体分析仪，能够在苛刻的空气环境中测量 CO2和H2O的绝对浓度。目前在生态学、气象学、植物学、农学、森林学、草地研究、海洋研究等领域得到了广泛的应用。
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3. 超便携式调制叶绿素荧光仪
使用步骤：选取样品叶片;仪器装置的安装;对气压室加压;读取水势读数
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3. HPFM植物导水率测量仪
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植物导水率高压测量仪是野外快速定量分析植物根部和茎秆导水率的新工具，可以测量枝条、叶柄以及根系导水率，进行树体和农作物根系的压力分析，建立根茎水分传输模型和蒸腾模型等，帮助植物生理学家和农学家进行根茎生长、植物蒸腾、植物茎流、植物与土壤水势以及土壤改良等方面的研究。

便携式叶绿素仪的操作规程

便携式叶绿素仪的操作规程一、操作前的准备1.检查仪器及配件是否完整，确保仪器的工作状态良好。

2.确保仪器的电池电量充足，并连接仪器所需的电源。

3.准备好待测样品及标准溶液。

4.清洁工作台，确保操作环境干净整洁。

二、仪器的连接和设置1.将便携式叶绿素仪连接到电源，并按照仪器说明书正确设置相关参数。

2.确保仪器的光源、探头和显示屏等部件都正常工作。

3.调节仪器的显示屏亮度和对比度，以确保操作界面清晰可见。

三、样品和标准溶液的制备1.根据实验需求，准备待测样品和标准溶液。

2.样品的制备要根据具体的实验目的进行，通常可以将待测植物叶片切碎并加入适量的提取液。

3.标准溶液的制备要按照要求使用纯净水或其他适宜的溶液配制。

四、取样和测量1.将测量探头插入样品中，确保探头完全覆盖样品，并确保样品与探头之间无空气。

2.等待一段时间，直到仪器稳定显示测量结果。

3.记录测量结果，并重新校准仪器（如果需要的话）。

4.取样后及时清洁探头，避免污染。

五、数据处理1.将测量数据导入计算机或打印机，保存数据。

2.使用适当的软件进行数据处理和分析，比如计算叶绿素浓度、绘制曲线等。

3.根据实验要求，对数据进行统计学分析和图像处理。

六、仪器的维护和保养1.每次使用后，将仪器进行清洁，避免样品残留导致仪器损坏或污染下一次测量。

2.定期对仪器进行校准和维护，确保其工作状态良好。

3.避免暴露在高温、潮湿或强磁场等环境中，以防止仪器受损。

4.遵守仪器的使用说明书和安全操作规程，确保个人安全和仪器的正常运行。

便携式叶绿素仪的操作规程应根据具体的仪器型号和使用要求进行相应的调整和细化，上述操作规程只是一个基本的参考，用户在操作过程中应结合实际情况进行具体操作。

同时，操作之前还应详细阅读仪器的使用说明书，并请教专业人士的意见。

叶绿素的定量测定及叶绿素荧光仪分析

叶绿素的定量测定及叶绿素荧光仪分析实验原理叶绿素的定量测定：叶绿素a、b在红光区的最大吸收峰分别位于663nm与645nm，又，根据光密度的加和性我们可以在这两个波长的光下分别测叶绿素提取液的消光度并根据其不同情况的比吸收系数来计算叶绿素a、b各自的含量。

另外，由于叶绿素a、b在652nm 波长光照下有相同比吸收系数34.5，故可测出总叶绿素含量。

叶绿素荧光仪参数分析：接受了1个光子的激发态的叶绿素有三种途径来回到基态，分别为荧光、光化学反应和热。

因此测量叶绿素荧光动力参数可以反映植物光合作用的状态（光能的吸收、转运及分配等）。

叶绿素荧光仪可分为连续激发式与脉冲调制式，本次试验用的是脉冲调制式，有便携的特点。

已知植物荧光多来自PSII天线色素蛋白复合体中的叶绿素a，荧光发射波长范围约在650-780nm，发射峰在685nm与735nm。

当植物经过暗适应后，所有的PSII都处于完全打开状态，即其下游PQ等都处于氧化状态，PSII系统可以接受电子。

此时经过激发光照射后所发射的荧光是固定荧光F0。

之后用饱和脉冲技术，即用一个持续时间很短的强光关闭所有光合作用电子门使PSII的光化学作用暂时无法进行，再测量荧光，可得最大值F m（此时光合作用能量全部转化为荧光和热）。

F v为可变荧光，为F m与F0之差，反应了QA的还原情况。

实验仪器及材料脉冲调制式叶绿素荧光仪，分光光度计，研钵，漏斗，分析天平。

菠菜叶，80%丙酮，碳酸钙，石英砂，不同环境下的烟草。

实验步骤1.叶绿素定量测定1.称取新鲜菠菜叶片5g剪碎置于研钵中，加入适量碳酸钙与石英砂和适量丙酮，匀浆，继续加入适量丙酮碾磨充分，用丙酮过滤于带刻度试管内，定容至25ml，摇匀。

2.以80%丙酮为参比液，分别在645nm、663nm与652nm波长光照射下测量吸光度。

3.处理数据。

2.叶绿素荧光仪参数分析1.选取一盆从温室移至室内条件下的烟草植株与一盆室内条件（逆境）处理的烟草植株，分别在相似位置夹上叶片夹子，暗适应20min。

硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合生理的影响

第51卷第7期2023年7月西北农林科技大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f N o r t h w e s t A&F U n i v e r s i t y(N a t .S c i .E d .)V o l .51N o .7J u l .2023网络出版时间:2022-12-27 10:59 D O I :10.13207/j .c n k i .jn w a f u .2023.07.006网络出版地址:h t t ps ://k n s .c n k i .n e t /k c m s /d e t a i l //61.1390.s .20221223.1831.002.h t m l 硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合生理的影响[收稿日期] 2022-04-22[基金项目] 国家自然科学基金项目(31960375,31860114);甘肃省自然科学基金重点项目(20J R 5R A 491,20J R 5R A 486) [作者简介] 刘建新(1964-),男,甘肃通渭人,教授,主要从事植物逆境生理生态研究㊂E -m a i l :l i u jx 1964@163.c o m 刘建新,刘瑞瑞,刘秀丽,欧晓彬,贾海燕,王风琴,卜婷,李娜(陇东学院生命科学与技术学院甘肃省陇东生物资源保护利用与生态修复重点实验室,甘肃庆阳745000)[摘要] ʌ目的ɔ研究硫化氢(H 2S)对盐碱胁迫下裸燕麦光合生理的影响,为揭示H 2S 增强裸燕麦耐盐碱性机理提供理论依据㊂ʌ方法ɔ以盆栽砂培裸燕麦品种定莜9号为材料,在抽穗期灌根施用50mm o l /L 的盐碱溶液,同时喷施50μm o l /L H 2S 供体硫氢化钠(N a H S )溶液或结合灌根施用1mm o l /L H 2S 合成抑制剂羟胺(HA ),研究H 2S 对盐碱混合胁迫下裸燕麦叶片叶绿素含量㊁光合气体交换参数㊁叶绿素荧光参数㊁叶黄素循环色素含量和相关基因相对表达量㊁卡尔文循环关键酶活性及植株生长的影响㊂ʌ结果ɔ盐碱混合胁迫下,喷施N a H S 可显著缓解裸燕麦叶片光合速率(P n )㊁气孔导度(G s )㊁蒸腾速率(T r )㊁气孔限制值(L s )㊁水分利用效率(WU E )的下降和胞间C O 2浓度(C i )的提高;显著提高光化学淬灭系数(q L ),紫黄质脱环氧化酶(V D E )和玉米黄质环氧化酶(Z E P )基因相对表达水平以及转酮醇酶(T K )活性;降低紫黄质(V )㊁单环氧玉米黄质(A )㊁玉米黄质(Z )含量和叶黄素循环的脱环氧化状态(A+Z )/(V+A+Z )以及1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活化酶(R C A )㊁3-磷酸甘油醛脱氢酶(G A P D H )和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(S B P a s e )活性;缓解裸燕麦根系和地上部干质量的下降幅度;而对裸燕麦叶片叶绿素含量㊁初始荧光(F o )㊁最大荧光(F m )㊁最大光化学量子产量[(F m -F o )/F m ]㊁实际光化学量子产量[Y (Ⅱ)]㊁非光化学淬灭系数(N P Q )㊁非调节性能量耗散量子产量[Y (N O )]㊁调节性能量耗散量子产量[Y (N P Q )]和相对电子传递速率(E T R ),以及1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(R u b i s c o )和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(F B A )活性无显著影响㊂增施HA 后部分或完全逆转了上述喷施N a H S 的作用㊂ʌ结论ɔH 2S 通过加快叶黄素循环运转㊁提高光系统Ⅱ反应中心开放程度㊁协调卡尔文循环关键酶活性,缓解盐碱胁迫对裸燕麦光合作用和生长的抑制作用,从而增强裸燕麦耐受盐碱胁迫的能力㊂[关键词] 裸燕麦;盐碱胁迫;硫化氢;叶绿素荧光参数;光合生理[中图分类号] S 512.6[文献标志码] A[文章编号] 1671-9387(2023)07-0045-11E f f e c t s o f h y d r o g e n s u l f i d e o n p h o t o s y n t h e t i c p h y s i o l o g y of n a k e d o a t u n d e r s a l i n e -a l k a l i s t r e s sL I U J i a n x i n ,L I U R u i r u i ,L I U X i u l i ,O U X i a o b i n ,J I A H a i ya n ,WA N G F e n g q i n ,B U T i n g,L I N a (G a n s u K e y L a b o r a t o r y o f P r o t e c t i o n a n d U t i l i z a t i o n f o r B i o l o g i c a l R e s o u r c e s a n d E c o l o gi c a l R e s t o r a t i o n ,C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s a n d T e c h n o l o g y ,L o n g d o n g U n i v e r s i t y ,Q i n g y a n g ,G a n s u 745000,C h i n a )A b s t r a c t :ʌO b j e c t i v e ɔT h i s s t u d y i n v e s t i g a t e d t h e e f f e c t o f h y d r o g e n s u l f i d e (H 2S )o n p h o t o s yn t h e t i c p h y s i o l o g y o f n a k e d o a t u n d e r s a l i n e -a l k a l i s t r e s s t o p r o v i d e b a s i s f o r r e v e a l i n gt h e m e c h a n i s m o f s a l t -a l k a l i t o l e r a n c e e n h a n c e m e n t b y H 2S .ʌM e t h o d ɔS a n d -c u l t i v a t e d n a k e d o a t v a r i e t y D i n g yo u 9 i n p o t s w e r e s p r a y e d w i t h 50μm o l /L H 2S d o n o r s o d i u m h yd r o s u l f i de (N a H S )s o l u t i o n w i t h a n d w i t h o u t 1mm o l /L H 2S s y n t h e s i s i n h i b i t o r h y d r o x y l a m i n e (H A )a t h e a d i n g s t a g e .T h e ef f e c t s o f H 2S o n c h l o r o p h yl l c o n t e n t ,p h o t o s y n t h e t i c g a s e x c h a n g e p a r a m e t e r s ,c h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r s ,k e y e n z ym e a c t i v i t i e s o f C a l -v i n c yc l e i n l e a v e s a nd p l a n t g r o w t h o f n a ke d o a t s u n d e r 50mm o l /L s a l i n e -a l k a l i m i x e d s t r e s s w e r e s t u d -Copyright ©博看网. All Rights Reserved.i e d.ʌR e s u l tɔU n d e r s a l i n e-a l k a l i m i x e d s t r e s s,s p r a y i n g N a H S s i g n i f i c a n t l y a l l e v i a t e d t h e d e c r e a s e i n p h o-t o s y n t h e t i c r a t e(P n),s t o m a t a l c o n d u c t a n c e(G s),t r a n s p i r a t i o n r a t e(T r),s t o m a t a l l i m i t v a l u e(L s)a n d w a t e r u s e e f f i c i e n c y(WU E)a n d t h e i n c r e a s e o f i n t e r c e l l u l a r C O2c o n c e n t r a t i o n(C i)i n n a k e d o a t l e a v e s.I t s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d p h o t o c h e m i c a l q u e n c h i n g c o e f f i c i e n t(q L),r e l a t i v e e x p r e s s i o n l e v e l s o f v i o l a x a n t h i n d e-e p o x i d a s e(V D E)a n d z e a x a n t h i n e p o x i d a s e(Z E P)g e n e s a n d a c t i v i t y o f t r a n s k e t o l a s e(T K),w h i l e s i g-n i f i c a n t l y r e d u c e d c o n t e n t s o f v i o l a x a n t h i n(V),a n t h e r a x a n t h i n(A)a n d z e a x a n t h i n(Z),d e-e p o x i d a t i o n s t a t e o f x a n t h i n c i r c l e(A+Z)/(V+A+Z)a n d a c t i v i t i e s o f r i b u l o s e-1,5-b i s p h o p h a t e c a r b o x y l a s e a c t i v a s e (R C A),g l y c e r a l d e h y d e-3-p h o s p h a t e d e h y d r o g e n a s e(G A P D H)a n d s e d o h e p t u l o s e-1,7-b i s p h o s p h a t a s e(S B-P a s e).I t a l s o m i t i g a t e d t h e d e c l i n e i n d r y w e i g h t o f r o o t s a n d s h o o t s o f n a k e d o a t s,b u t h a d n o s i g n i f i c a n t e f f e c t o n c h l o r o p h y l l c o n t e n t,i n i t i a l f l u o r e s c e n c e(F o),m a x i m u m f l u o r e s c e n c e(F m),m a x i m u m p h o t o-c h e m i c a l q u a n t u m y i e l d[(F m-F o)/F m],a c t u a l p h o t o c h e m i c a l q u a n t u m y i e l d[Y(Ⅱ)],n o n-p h o t o c h e m i c a l q u e n c h i n g c o e f f i c i e n t(N P Q),u n r e g u l a t e d e n e r g y d i s s i p a t i o n q u a n t u m y i e l d[Y(N O)],r e g u l a t e d e n e r g y d i s s i p a t i o n q u a n t u m y i e l d[Y(N P Q)],r e l a t i v e e l e c t r o n t r a n s p o r t r a t e(E T R)a n d a c t i v i t i e s o f r i b u l o s e-1,5-b i s p h o p h a t e c a r b o x y l a s e(R u b i s c o)a n d f r u c t o s e-1,6-b i s p h o s p h a t e a l d o l a s e(F B A)i n l e a v e s.T h e a d d i t i o n o f H A p a r t i a l l y o r c o m p l e t e l y r e v e r s e d t h e e f f e c t s o f N a H S s p r a y i n g.ʌC o n c l u s i o nɔH2S a l l e v i a t e d t h e i n h i-b i t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s a n d g r o w t h o f n a k e d o a t s u n d e r s a l i n e-a l k a l i s t r e s s a n d e n h a n c e d t h e a b i l i t y o f n a-k e d o a t s t o t o l e r a t e s a l i n e-a l k a l i s t r e s s b y a c c e l e r a t i n g x a n t h o p h y l l s c y c l e,i m p r o v i n g o p e n i n g d e g r e e o f p h o t o s y s t e mⅡr e a c t i o n c e n t e r a n d c o o r d i n a t i n g a c t i v i t i e s o f k e y e n z y m e s r e l a t e d t o t h e C a l v i n c y c l e.K e y w o r d s:n a k e d o a t;s a l i n e-a l k a l i s t r e s s;h y d r o g e n s u l f i d e;c h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r s;p h o-t o s y n t h e t i c p h y s i o l o g y土壤盐碱化是全球面临的生态环境问题[1],我国广泛分布着各种类型的盐碱地,面积高达9913万h m2[2],且多为盐化和碱化伴生的复合类型,对植物生长发育造成盐㊁碱双重胁迫[3]㊂盐碱混合胁迫下,植物遭受渗透胁迫[4]㊁离子毒害[3]和高p H胁迫[5],导致细胞生理缺水㊁营养失衡和活性氧代谢紊乱[3-4],光合作用和生长发育受阻,甚至死亡[6]㊂因此,探讨增强植物耐盐碱性的途径,对合理利用盐碱地资源,从而改善生态环境和保障农业可持续发展具有重要意义㊂硫化氢(H2S)是一种植物内源气体信号分子,广泛参与植物多种生理过程及植物对逆境响应的调控[7]㊂研究表明,H2S参与气孔运动[8]和开花调节[9],可通过促进叶绿素合成来提高冷胁迫下辣椒(C a p s i c u m a n n u u m)光合作用[10],减轻高温下白杨(P o p u l u s t r i c h o c a r p a)活性氧/氮诱导的细胞氧化损伤[11],还可通过提高抗氧化能力和脱落酸响应基因表达水平提高水稻(O r y z a s a t i v a)抗旱性[12]㊂H2S参与褪黑素诱导的黄瓜(C u c u m i s s a t i v u s)耐盐性提高[13]和盐胁迫下紫花苜蓿(M e d i c a g o s a t i v a)氧化还原平衡重建[14]㊂外源H2S处理可促进盐胁迫下的杨树(I p o m o e a a q u a t i c)细胞N a+外排,减弱K+外流[15]㊂H2S可通过提高H+-A T P酶活性和N a+/H+转运体基因的表达水平维持盐胁迫条件下大麦(H o r d e u m v u l g a r e)的N a+/K+平衡[16],还可通过增强茶树(C a m e l l i a s i n e n s i s)抗氧化酶活性来减轻盐胁迫造成的氧化损伤[17],缓解盐胁迫下茄子(S o l a n u m m e l o n g e n a)矿质元素含量下降和植株生长受抑程度[18]㊂H2S触发一氧化氮信号,从而改善盐胁迫下药用植物青钱柳(C y c l o c a r y a p a l i u r u s)的光合作用,提高其生物量的积累[19]㊂外源H2S处理还可通过上调机体抗氧化能力及促进光合作用㊁糖酵解和三羧酸循环㊁胁迫响应等相关蛋白基因的表达,对盐胁迫下的水稻幼苗产生保护作用[20]㊂然而,有关H2S增强植物耐盐性机理的探讨主要以单一N a C l胁迫下的植物幼苗为材料,迄今人们对盐碱混合胁迫下作物其他生育时期光合生理的H2S 调控效应知之甚少㊂裸燕麦(A v e n a n u d a)是我国西北和西南山区广泛种植的禾本科燕麦属杂粮作物,其籽粒蛋白质和不饱和脂肪酸含量高,富含黄酮㊁酚酸㊁皂甙和β-葡聚糖,具有降低血糖㊁血脂和清除自由基等保健作用[21]㊂裸燕麦耐盐抗旱,是盐碱地等质地较差土地的首选种植品种,盐碱胁迫成为其生长发育和产量㊁质量提升的重要限制因素[3]㊂喷施H2S供体N a H S能有效缓解盐碱胁迫造成的裸燕麦氧化伤64西北农林科技大学学报(自然科学版)第51卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.害,以抽穗期喷施50μm o l/L N a H S的效果最优[22-23]㊂本试验模拟甘肃省中部裸燕麦种植地土壤盐碱含量和组成,以甘肃省农业科学研究院选育的高产抗旱裸燕麦新品种定莜9号为材料,采用盆栽砂培试验,在裸燕麦抽穗期叶面喷施N a H S或添加H2S生成抑制剂羟胺(h y d r o x y l a m i n e,H A),研究H2S对盐碱混合胁迫下裸燕麦叶片叶绿素含量㊁光合气体交换参数㊁叶绿素荧光参数㊁叶黄素循环和卡尔文循环关键酶的影响,揭示盐碱胁迫下H2S对裸燕麦光合生理的调控效应,为阐明H2S增强植物耐盐碱性机理提供理论依据㊂1材料与方法1.1供试材料试验于2021年4-8月在甘肃省陇东生物资源保护利用与生态修复重点实验室科技园进行㊂挑选大小一致的裸燕麦品种定莜9号饱满种子,于2021年4月5日播种在塑料盆(上口径26.5c m㊁高17.5c m)内珍珠岩基质中,每盆播40粒,常规管理㊂5月16日定苗,每盆保留15株壮苗,待3叶1心期后每周浇灌2次H o a g l a n d营养液,培养至抽穗期(6月21日)时进行试验处理㊂1.2试验设计配制50mm o l/L盐碱溶液(N a C l㊁N a2S O4㊁N a2C O3㊁N a H C O3物质的量比为12ʒ8ʒ1ʒ9),模拟甘肃省中部裸燕麦主产地土壤盐碱含量和组成㊂试验设7个处理,具体为:对照(C K):用蒸馏水浇灌根部,蒸馏水喷施叶面;盐碱胁迫(S A):用50 mm o l/L盐碱溶液浇灌根部,蒸馏水喷施叶面; S A+N a H S:用50mm o l/L盐碱溶液浇灌根部,50μm o l/L N a H S喷施叶面;S A+H A:用50mm o l/L 盐碱溶液+1mm o l/L H A溶液浇灌根部,蒸馏水喷施叶面;S A+H A+N a H S:用50mm o l/L盐碱溶液+1mm o l/L H A溶液浇灌根部,50μm o l/L N a H S喷施叶面;N a H S:用蒸馏水浇灌根部,50μm o l/L N a H S喷施叶面;H A:用1mm o l/L H A溶液浇灌根部,蒸馏水喷施叶面㊂试验中N a H S和H A浓度均由前期试验筛选确定[22-23]㊂根部浇灌每天每盆浇灌处理液500m L,叶面喷施只在处理的第1~3天早晚各喷1次,每次每盆喷施80m L,喷施液中添加体积分数0.01%的T w e e n-80以增加与叶面的黏附性㊂每盆作为1个重复,每处理8次重复,随机排列㊂处理后第14天测定各处理5个重复倒2叶的叶绿素含量㊁光合气体交换参数和叶绿素荧光参数㊂剪取倒2叶装入冻存管,用液氮速冻干冰包埋后,一部分邮寄至苏州帕诺米克生物医药科技有限公司检测叶黄素循环色素含量,一部分邮寄至上海普平生物科技有限公司用实时荧光定量P C R法(R T-q P C R)检测紫黄质脱环氧化酶(v i o l a x a n t h i n d e-e p o x i d a s e,V D E)和玉米黄质环氧化酶(z e a x a n t h i n e p o x i d a s e,Z E P)基因的相对表达量,另一部分于冰箱-80ħ保存,用于测定卡尔文循环关键酶活性㊂处理后第21天测定剩余3个重复的植株生长量㊂1.3测定项目与方法1.3.1叶绿素含量㊁光合气体交换参数和叶绿素荧光参数采用叶绿素仪(Y a x i n-1260型,北京雅欣理仪科技有限公司)于上午10:00-11:00测定叶片叶绿素含量,用S P A D值表征相对叶绿素含量㊂利用便携式光合仪(L I-6800p r o t a b l e p h o t o s y n t h e s i s s y s t e m,L I-C O R,美国)在上午09:00-11:30测定净光合速率(P n)㊁蒸腾速率(T r)㊁气孔导度(G s)㊁胞间C O2浓度(C i)等光合气体交换参数,计算气孔限制值(L s)和瞬时水分利用效率(WU E),具体计算公式为:L s=1-C i/C a;WU E=P n/T r㊂式中:C a为测量时空气C O2浓度㊂采用超便携调制叶绿素荧光仪(M I N I-P AM-Ⅱ型,德国H e i n z W a l z公司)于上午09:00-11:30测定叶绿素荧光参数㊂叶片暗适应30m i n后测定初始荧光(F o),饱和脉冲光后测定最大荧光(F m)㊂当F m回落接近F o时,施加一个饱和脉冲光,测定最大荧光(F m');关闭作用光打开远红光,测定最小荧光(F o')㊂运用仪器的W i n C o n t r o l-3软件自动计算P SⅡ最大光化学量子产量[(F m-F o)/F m]㊁P SⅡ实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]㊁光化学淬灭系数q L㊁非光化学淬灭系数(N P Q)㊁激发能中非调节性能量耗散量子产量[Y(N O)]㊁激发能中调节性能量耗散量子产量[Y(N P Q)]和相对电子传递速率(E T R)㊂以上测定重复5次,结果取平均值㊂1.3.2叶黄素循环色素含量和V D E㊁Z E P基因相对表达量叶黄素循环色素紫黄质(v i o l a x a n t h i n, V)㊁单环氧玉米黄质(a n t h e r a x a n t h i n,A)和玉米黄质(z e a x a n t h i n,Z)含量,均由苏州帕诺米克生物医药科技有限公司采用Q T R A P6500+型(S C I E X公司,美国)液相色谱串联质谱仪(L C-M S/M S)测定,以V+A+Z表示叶黄素循环库的大小,用(A+Z)/74第7期刘建新,等:硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合生理的影响Copyright©博看网. All Rights Reserved.(V+A+Z)表示叶黄素循环脱环化状态㊂V D E㊁Z E P基因相对表达量委托上海普平生物科技有限公司采用R T-q P C R法检测,以3-磷酸甘油醛脱氢酶(G A P D H)基因为内参基因㊂用T r i z o l 提取试剂(R N A i s o P l u s,T a K a R a,9108)提取m R-N A,采用5ˑ反转录盒(H i S c r i p tⅡQ S e l e c t R T S u p e r M i x f o r q P C R(+g D N A w i p e r),v a z y m e, R233-01)将m R N A反转录成c D N A㊂用2ˑq P C R M i x(T a q P r o H S U n i v e r s a l P r o b e M a s t e r M i x, v a z y m e,Q N113-01)进行q P C R检测㊂试验所用引物序列见表1㊂采用2-ΔΔC t法计算V D E和Z E P 的相对表达量㊂表1本研究所用引物信息T a b l e1I n f o r m a t i o n o f p r i m e r s u s e d i n t h i s s t u d y基因G e n e引物序列P r i m e r s e q u e n c eV D E F:5'-T C T G A T G T G G G A G A A T T T C C-3'R:5'-T C A T G C A A T T G G C A A T C A A A-3'Z E P F:5'-T A C A C T G G T A T C G C A G A T T T-3'R:5'-T G A A A C G C A T A C C A C T G C A T-3'G A P DH F:5'-A A C G A C C C C T T C A T C A C C A C-3'R:5'-G T T C C T G C A G C C A A A C A C A G-3' 1.3.3卡尔文循环关键酶活性取0.5g鲜叶冻存样品,用5.0m L预冷的100mm o l/L T r i s-H C l 缓冲液研磨匀浆,4ħ下15000r/m i n离心15m i n,上清液即为待测酶提取液㊂采用上海酶联生物科技有限公司的试剂盒按说明书方法,用M u l t i s k a n F c 型酶标仪(T h e r m o公司,美国)测定1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(1,5-b i s p h o p h a t e r i b u l o s e c a r b o x y l a s e, R u b i s c o)㊁R u b i s c o活化酶(R u b i s c o a c t i v a s e, R C A)㊁G A P D H㊁果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(F r u c t o s e-1,6-b i s p h o s p h a t e a l d o l a s e,F B A)㊁景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(s e d o h e p t u l o s e-1,7-b i s p h o s p h a t a s e,S B-P a s e)㊁转酮醇酶(t r a n s k e t o l a s e,T K)活性㊂重复测定5次,取平均值㊂1.3.4植株生长量从盆中取出裸燕麦植株㊁洗净,统计每盆株数,将根系和地上部分开,采用烘干法[24]分别测定根系和地上部干质量,计算根冠比和全株干质量㊂根冠比=根系干质量/地上部干质量;全株干质量=根系干质量+地上部干质量㊂1.4数据处理采用S P S S20.0软件进行单因素方差分析,运用D u n c a n s法比较处理间在0.05水平的差异显著性;采用M i c r o s o f t E x c e l2007软件绘图;试验结果以平均值ʃ标准差表示㊂2结果与分析2.1 H2S对盐碱胁迫下裸燕麦叶片叶绿素含量的影响如图1所示,与C K处理相比,S A和H A处理裸燕麦叶片的S P A D值无显著变化,但N a H S处理裸燕麦叶片S P A D值显著升高㊂与S A处理相比, S A+N a H S和S A+H A处理的裸燕麦叶片S P A D 值略有下降,但差异不显著;S A+N a H S+H A处理裸燕麦叶片S P A D值显著高于S A+N a H S和S A+ H A处理㊂结果表明,H2S对盐碱混合胁迫下裸燕麦叶片的叶绿素含量影响不大㊂图柱上不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)㊂下图同D i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e sa m o n g t r e a t m e n t s(P<0.05).T h e s a m eb e l o w图1 H2S对盐碱胁迫下裸燕麦叶片S P A D值的影响F i g.1 E f f e c t o f H2S o n S P A D v a l u e i n l e a v e s o fn a k e d o a t u n d e r s a l i n e-a l k a l i s t r e s s2.2 H2S对盐碱胁迫下裸燕麦叶片光合气体交换参数的影响光合气体交换参数是反映植物光合作用状况的重要指标㊂由表2可知,与C K处理相比,S A处理裸燕麦叶片P n㊁G s㊁T r㊁L s和WU E显著降低,C i 显著提高㊂与S A处理相比,S A+N a H S处理裸燕麦叶片P n㊁G s㊁T r㊁L s和WU E显著提高,C i显著降低;S A+H A处理裸燕麦叶片L s和WU E显著降低,G s㊁C i和T r显著提高,P n有所下降,但差异不显著㊂S A+N a H S+H A处理裸燕麦叶片P n和L s显著低于S A+N a H S处理,但显著高于S A+ H A处理;G s与S A+N a H S和S A+H A处理差异不显著;C i显著高于S A+N a H S处理,却显著低于S A+H A处理;T r显著低于S A+N a H S处理,但与84西北农林科技大学学报(自然科学版)第51卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.S A+H A 处理差异不显著;WU E 与S A+N a H S 处理无显著差异,却显著高于S A+H A 处理㊂与C K处理相比,N a H S 处理裸燕麦叶片的P n ㊁C i 和L s 无显著变化,G s ㊁T r 显著降低,WU E 却显著提高;H A 处理裸燕麦叶片的P n ㊁G s ㊁T r 和WU E 均显著降低,C i 和L s 无显著变化㊂结果表明,H 2S 参与裸燕麦光合气体交换调控,能够缓解盐碱混合胁迫下由非气孔因素引起的光合速率下降[25]㊂表2 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶片光合气体交换参数的影响T a b l e 2 E f f e c t s o f H 2S o n p h o t o s y n t h e t i c g a s e x c h a n ge p a r a m e t e r s i n n a k e d o a t l e a v e s u n d e r s a l i n e -a l k a l i s t r e s s 处理T r e a t m e n t净光合速率/(μm o l ㊃m -2㊃s -1)P n 气孔导度/(mm o l ㊃m -2㊃s -1)G s胞间C O 2浓度/(μm o l ㊃m o l -1)C i蒸腾速率/(mm o l ㊃m -2㊃s -1)T r 气孔限制值L s 水分利用效率/(μm o l ㊃mm o l -1)WU E C K 6.49ʃ0.78a152.48ʃ8.97a305.35ʃ4.47e2.84ʃ0.06a0.23ʃ0.04a2.29ʃ0.30bS A1.36ʃ0.07d e 73.60ʃ1.32d364.28ʃ3.02b 1.63ʃ0.05e0.11ʃ0.01c0.83ʃ0.05cS A+N a H S5.62ʃ0.93b 90.69ʃ6.38b 334.90ʃ5.89d 2.26ʃ0.17b 0.15ʃ0.01b 2.48ʃ0.34b S A+HA0.77ʃ0.09e88.68ʃ0.76b 373.79ʃ2.02a1.99ʃ0.01c0.05ʃ0.01d 0.39ʃ0.04dS A+N a H S +HA4.72ʃ0.63c85.13ʃ3.91b347.76ʃ3.57c1.89ʃ0.07c d 0.11ʃ0.01c2.51ʃ0.42b N a H S 6.50ʃ0.49a57.70ʃ1.40e304.01ʃ2.56e 1.26ʃ0.02f0.23ʃ0.01a 5.14ʃ0.34aH A2.02ʃ0.08d76.21ʃ6.95c306.34ʃ2.43e1.76ʃ0.22d e0.21ʃ0.01a1.16ʃ0.15c注:同列数据后标不同字母表示处理间差异显著(P <0.05)㊂下表同㊂N o t e :D i f f e r e n t l e t t e r s i n s a m e c o l u m n i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s a m o n g tr e a t m e n t s (P <0.05).T h e s a m e b e l o w.2.3 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶片叶绿素荧光参数的影响叶绿素荧光参数可反映植物对光能吸收㊁转化㊁传递和分配的情况[26]㊂由表3可知,S A 处理裸燕麦叶片F o ㊁F m ㊁Y (Ⅱ)㊁N P Q 和E T R 均显著高于C K ,而(F m -F o )/F m ㊁q L ㊁Y (N O )和Y (N P Q )与C K 处理无显著差异㊂与S A 处理相比,S A+N a H S处理q L 显著提高,其他指标均无显著变化;S A+H A 处理q L 和E T R 显著提高,其他指标变化不显著㊂与S A+N a H S 处理相比,S A+N a H S +H A 处理除E T R 显著提高外,其他指标均无显著变化;与S A+H A 处理相比,S A+N a H S+H A 处理N P Q和E T R 显著降低,其他指标变化不显著㊂与C K 相比,N a H S 处理裸燕麦叶片F m 和N P Q 显著提高,Y (N O )显著降低,其他荧光参数均无显著变化;H A 处理除N P Q 显著降低外,其他指标均无显著变化㊂结果表明,盐碱胁迫导致裸燕麦叶片P S Ⅱ反应中心遭受破坏,外源H 2S 可增加P S Ⅱ天线色素吸收光能用于光化学反应的份额[26-27]㊂表3 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶片叶绿素荧光参数的影响T a b l e 3 E f f e c t s o f H 2S o n c h l o r o p h yl l f l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r s i n n a k e d o a t l e a v e s u n d e r s a l i n e -a l k a l i s t r e s s 处理T r e a t m e n tF oF m(F m -F o )/F mY (Ⅱ)qL C K 342.0ʃ25.9c1123.3ʃ62.7b0.695ʃ0.022a 0.708ʃ0.024b1.253ʃ0.116bS A403.7ʃ8.7a b1368.3ʃ17.2a0.721ʃ0.032a 0.755ʃ0.011a1.220ʃ0.153bS A+N a H S 434.7ʃ39.9a1426.7ʃ42.4a0.713ʃ0.015a0.761ʃ0.013a1.609ʃ0.018aS A+H A381.3ʃ10.0b c 1466.3ʃ82.6a0.702ʃ0.045a0.728ʃ0.012a b 1.571ʃ0.186aS A+N a H S +HA404.7ʃ40.6a b1377.3ʃ24.9a0.713ʃ0.012a0.757ʃ0.014a1.487ʃ0.252a b N a H S 380.0ʃ29.5b c 1407.7ʃ128.3a0.728ʃ0.044a0.736ʃ0.029a b 1.387ʃ0.066a b H A 347.3ʃ14.8c1149.3ʃ170.7b 0.694ʃ0.034a0.724ʃ0.043a b 1.295ʃ0.066b处理T r e a t m e n tN P QY (N O )Y (N P Q )E T RC K 0.198ʃ0.021c0.248ʃ0.019a b0.049ʃ0.007a b1.800ʃ0.200d eS A 0.360ʃ0.044a b 0.216ʃ0.016b c 0.070ʃ0.002a2.400ʃ0.173b c S A+N a H S 0.324ʃ0.023b 0.185ʃ0.003c0.060ʃ0.004a2.100ʃ0.346c dS A+H A0.417ʃ0.024a0.197ʃ0.018c0.074ʃ0.010a3.643ʃ0.309aS A+N a H S +HA0.340ʃ0.036b 0.207ʃ0.031b c 0.064ʃ0.030a2.833ʃ0.252b N a H S 0.334ʃ0.068b 0.199ʃ0.031c0.065ʃ0.006a1.867ʃ0.306d eH A 0.116ʃ0.035d0.267ʃ0.040a0.030ʃ0.010b1.400ʃ0.200e2.4 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶片叶黄素循环色素含量和相关基因相对表达量的影响叶黄素循环是类囊体膜上类胡萝卜色素V ㊁A和Z 相互转化的现象,(A+Z )/(V+A+Z )与叶绿体过剩光能耗散密切相关[28]㊂从图2可知,与C K处理相比,S A 处理显著提高了裸燕麦叶片Z ㊁V+A+Z 含量及(A+Z )/(V+A+Z ),而V 和A 含量无显著变化㊂与S A 处理相比,S A+N a H S 处理不94第7期刘建新,等:硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合生理的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.同程度降低了V ㊁A ㊁Z 和V+A+Z 含量及(A+Z )/(V+A+Z ),其中Z 和V+A+Z 含量的下降达显著水平;S A+H A 处理对V ㊁A 和V+A+Z 含量的影响不显著,但显著降低了Z 含量及(A+Z )/(V+A+Z )㊂与S A+N a H S 处理相比,S A+N a H S+H A 处理显著提高了V ㊁A 和V+A+Z 含量,显著降低了(A+Z )/(V+A+Z ),而Z 含量无显著变化;与S A+H A 处理相比,S A+N a H S +H A 处理V 和V+A+Z 含量显著提高,而A ㊁Z 含量和(A+Z )/(V+A+Z )的变化不显著㊂与C K 处理相比,N a H S 处理显著提高了V ㊁Z 和V+A+Z 含量,而A 含量和(A+Z )/(V+A+Z )的变化不显著;H A 处理对V ㊁A ㊁Z 和(V+A+Z )含量及(A+Z )/(V+A+Z )无显著影响㊂图2 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶片叶黄素循环的影响F i g .2 E f f e c t s o f H 2S o n x a n t h o p h y l l c yc l e i n n a k ed o a t le a v e s u n d e r s a l i n e -a l k a l i s t r e s s V D E 是叶黄素循环中催化V 经A 转化为Z 的关键酶,而Z E P 是催化这一反应逆反应的酶[28]㊂由图3可知,S A 处理裸燕麦叶片V D E 和Z E P 基因相对表达量均显著高于C K 处理㊂与S A 处理相比,S A+N a H S 和S A+H A 处理V D E 和Z E P 的相对表达量均显著提高;与S A+N a H S 处理相比,S A+N a H S +H A 处理显著降低了V D E 的相对表达量,但显著提高了Z E P 的相对表达量;与S A+H A 处理相比,S A+N a H S +HA 处理V D E 的相对表达量降低,但差异不显著,而Z E P 相对表达量显著提高㊂与C K 处理相比,N a H S 和HA 处理均显著提高了V D E 和Z E P 相对表达水平㊂结果表明,5西北农林科技大学学报(自然科学版)第51卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.H 2S 参与调控正常和盐碱胁迫条件下裸燕麦依赖于类囊体膜上叶黄素循环的过剩光能的耗散㊂图3 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶片V D E 和Z E P 基因相对表达量的影响F i g .3 E f f e c t s o f H 2S o n r e l a t i v e e x pr e s s i o n l e v e l s o f V D E a n d Z E P i n n a k e d o a t l e a v e s u n d e r s a l i n e -a l k a l i s t r e s s2.5 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶片卡尔文循环关键酶活性的影响卡尔文循环是机体利用光反应形成的三磷酸腺苷(A T P )和还原型辅酶Ⅱ(N A D P H )固定C O 2的过程,有许多酶参与反应,其中R u b i s c o ㊁R C A ㊁G A P D H ㊁F B A ㊁S B P a s e 和T K 是关键酶[29]㊂从表4可知,与C K 处理相比,S A 处理裸燕麦叶片R u b i -s c o ㊁R C A ㊁G A P D H 和S B P a s e 活性显著升高,F B A 活性显著下降,T K 活性无显著变化㊂与S A 处理相比,S A+N a H S 处理裸燕麦叶片T K 活性显著提高了28.58%,R C A ㊁G A P D H 和S B P a s e 活性分别显著降低了21.59%,53.78%和29.78%,而R u b i s c o 和F B A 活性变化不显著;S A+H A 处理F B A 和T K 活性分别显著提高了12.90%和32.81%,R C A 和G A P D H 活性分别显著降低了10.23%和12.70%,而R u b i s c o 和S B P a s e 活性无显著变化㊂与S A+N a H S 处理相比,S A+N a H S +H A 处理显著提高了R C A 和G A P D H 活性,但显著降低了T K活性,而R u b i s c o ㊁F B A 和S B P a s e 活性变化不显著㊂与S A+H A 处理相比,S A +N a H S+H A 处理G A P D H ㊁F B A ㊁S B P a s e 和T K 活性均显著降低,而R u b i s c o 和R C A 活性变化不显著㊂与C K 处理相比,N a H S 处理显著提高了R u b i s c o 和S B P a s e 活性,显著降低了G A P D H 和F B A 活性,而R C A 和T K 活性无显著变化;HA 处理显著提高了G A P D H和T K 活性,显著降低了R u b i s c o ㊁R C A 和F B A 活性,而S B P a s e 活性的变化无统计学意义㊂结果表明,H 2S 参与盐碱胁迫下裸燕麦叶片卡尔文循环关键酶活性的调控㊂表4 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶片卡尔文循环关键酶活性的影响T a b l e 4 E f f e c t s o f H 2S o n k e y e n z y m e a c t i v i t i e s o f t h e C a l v i n c yc l e i n n a k ed o a t le a v e s u n d e r s a l i n e -a l k a l i s t r e s s U /g处理T r e a t m e n tR u b i s c oR C AG A P D HF B AS B P a s eT KC K 27.52ʃ2.12c1.62ʃ0.11b2.54ʃ0.34c1.48ʃ0.05a1.44ʃ0.03c21.07ʃ1.30cS A32.23ʃ2.12b 1.76ʃ0.09a3.70ʃ0.20a0.93ʃ0.03c d 2.25ʃ0.18a 22.43ʃ1.79b c S A+N a H S 32.90ʃ0.78b 1.38ʃ0.01c1.71ʃ0.07d 0.90ʃ0.03d1.58ʃ0.05b c 28.84ʃ1.47a S A+H A31.43ʃ1.87b1.58ʃ0.07b 3.23ʃ0.34b 1.05ʃ0.00b2.32ʃ0.19a29.79ʃ1.08aS A+N a H S +H A32.41ʃ2.15b1.53ʃ0.06b2.36ʃ0.32c0.92ʃ0.01c d 1.63ʃ0.12b 22.18ʃ1.70b c N a H S 36.24ʃ2.10a1.52ʃ0.05b1.28ʃ0.17e1.02ʃ0.03b c1.66ʃ0.06b22.65ʃ1.27b c HA 24.65ʃ1.70d 1.33ʃ0.07c3.10ʃ0.25b0.94ʃ0.03c1.53ʃ0.06b c24.09ʃ1.16b注:R u b i s c o .1,5-二磷酸核酮糖羧化酶;R C A.R u b i s c o 活化酶;G A P D H.3-磷酸甘油醛脱氢酶;F B A.果糖-1,6-二磷酸醛缩酶;S B P a s e .景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶;T K.转酮醇酶㊂N o t e :R u b i s c o .1,5-b i s p h o p h a t e r i b u l o s e c a r b o x y l a s e ;R C A.R u b i s c o a c t i v a s e ;G A P D H.3-p h o s p h a t e g l y c e r a l d e h y d e d e h y d r o ge n a s e ;F B A.F r u c t o s e -1,6-b i s p h o s p h a t e a l d o l a s e ;S B P a s e .S e d o h e p t u l o s e -1,7-b i s p h o s ph a t a s e ;T K.T r a n s k e t o l a s e .2.6 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦植株生长的影响从表5可知,与C K 处理相比,S A 处理裸燕麦植株根系㊁地上部㊁全株干质量及根冠比分别显著降低了40.86%,26.21%,27.24%和17.28%㊂与S A 处理相比,S A+N a H S 处理裸燕麦根系㊁地上部㊁全株干质量及根冠比分别显著提高了32.73%,15.31%,16.14%和11.64%;S A+H A 处理显著降低了根系干质量和根冠比,而地上部和全株干质量变化不显著㊂与S A +N a H S 处理相比,S A+N a H S +H A 处理显著提高了裸燕麦根系干质量和根冠比,而地上部和全株干质量无显著变化;与S A+H A 处理相比,S A+N a H S +H A 处理裸燕麦根系㊁地上部㊁全株干质量和根冠比均显著提高㊂与C K 处理相比,N a H S 处理显著提高了裸燕麦植株根系干质量和根冠比,而地上部和全株干质量变化不显著;H A处理显著降低了根系干质量和根冠比,而地上部和15第7期刘建新,等:硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合生理的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.全株干质量变化不显著㊂结果表明,外源H 2S 能够缓解盐碱胁迫对裸燕麦生长的抑制作用㊂表5 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦植株生长的影响T a b l e 5 E f f e c t s o f H 2S o n g r o w t h o f n a k e d o a t p l a n t s u n d e r s a l t -a l k a l i s t r e s s处理T r e a t m e n t根系干质量/(g㊃株-1)R o o t d r y w e i g h t 地上部干质量/(g㊃株-1)S h o o t d r y w e i g h t 全株干质量/(g㊃株-1)T o t a l d r y w e i g h t 根冠比R o o t /S h o o tC K 0.093ʃ0.014b1.133ʃ0.101a1.226ʃ0.115a0.081ʃ0.005bS A 0.055ʃ0.001e0.836ʃ0.056c0.892ʃ0.056c0.067ʃ0.004dS A+N a H S 0.073ʃ0.005d 0.964ʃ0.015b 1.036ʃ0.015b 0.075ʃ0.006b c S A+H A0.035ʃ0.004f0.827ʃ0.005c0.862ʃ0.002c0.042ʃ0.005eS A+N a H S +HA0.084ʃ0.006b c 0.912ʃ0.017b 0.996ʃ0.015b 0.093ʃ0.007aN a H S 0.105ʃ0.006a1.128ʃ0.039a 1.233ʃ0.042a 0.093ʃ0.005aH A 0.079ʃ0.008c d1.132ʃ0.017a1.212ʃ0.025a0.070ʃ0.006c d3 讨论3.1 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦叶绿素含量和光合气体交换的影响光合作用是与植物生长发育密切关联的重要生理过程,叶绿素参与光合作用光能的吸收㊁传递与转化,光合速率和有机物积累都与叶绿素含量密切相关[6]㊂干旱胁迫下,H 2S 可引起拟南芥叶片气孔关闭和C i 升高,提高光合速率[30]㊂镉胁迫下,外源H 2S 能改善大白菜(B r a s s i c a p e k i n e n s i s )光合性能,促进植株生长[31]㊂而目前有关盐碱混合胁迫下H 2S 对植物光合作用的调控效应尚未见报道㊂本研究结果显示,S A 和S A+N a H S 处理裸燕麦叶片的叶绿素含量并无显著变化,这与郑州元等[32]对番茄(L y c o pe r s i c o n e s c u l e n t u m )的研究结果不同,其原因可能与盐碱类型㊁胁迫强度和作物耐盐碱能力不同有关㊂结果说明,盐碱胁迫及H 2S 并没有改变裸燕麦叶绿素合成和分解相关酶的活性㊂然而,喷施H 2S 显著缓解了盐碱混合胁迫下裸燕麦叶片P n ㊁G s ㊁T r ㊁L s ㊁WU E 的下降和C i 的提高;添加H 2S 生成抑制剂后H 2S 的上述作用受到部分逆转㊂植物P n 的变化受气孔因素和非气孔因素影响,若G s 和C i 同时降低,说明P n 下降由气孔因素引起;若G s 下降而C i 升高,说明P n 降低主要由非气孔因素所致[25]㊂由此可知,本研究盐碱混合胁迫下祼燕麦P n 的下降是由非气孔因素所致,而H 2S 可能主要通过增强吸水和蒸腾耗水的利用效能来提高光合底物传导功能,进而缓解盐碱胁迫下裸燕麦非气孔因素引起的光合速率下降㊂这与H 2S 能提高受旱烤烟(N i c o t i a n a t a b a c u m )[26]和N a C l 胁迫下番茄[32]光合速率的结果一致㊂3.2 H 2S 对盐碱胁迫下裸燕麦光化学效率和能量耗散的影响叶绿素荧光参数可反映光合机构的运行状态,F o 和F m 分别是P S Ⅱ反应中心全部开放和完全关闭时的荧光水平;(F m -F o )/F m 和Y (Ⅱ)分别反映P S Ⅱ反应中心的原初光能转化效率和实际光能捕获效率;F o 上升表明P S Ⅱ反应中心受到破坏或失活,(F m -F o )/F m 下降是光抑制的特征[26]㊂q L 表示P S Ⅱ反应中心的开放程度,反映P S Ⅱ天线色素吸收的光能用于光化学电子传递的份额;N P Q 反映P S Ⅱ天线色素吸收的光能不能用于光合电子传递,而以热的形式耗散掉,是光合机构的自我保护机制[27]㊂Y (N O )反映非调节性热耗散和荧光发射量子产量水平;Y (N P Q )代表依赖Δp H 和玉米黄质的非光化学荧光淬灭量子产量高低[33]㊂本试验结果显示,盐碱混合胁迫导致裸燕麦叶片F o ㊁F m ㊁Y (Ⅱ)㊁N P Q 和E T R 显著提高,而(F m -F o )/F m ㊁qL ㊁Y (N O )和Y (N P Q )无显著改变,表明盐碱胁迫造成了裸燕麦叶片P S Ⅱ反应中心的破坏或可逆失活(F o 升高),但通过增加天线热耗散(N P Q 升高)㊁提高原初光能捕获效率[Y (Ⅱ)升高]和加快电子传递(E T R 升高),并未使P S Ⅱ反应中心的开放程度受到影响(q L 未变),未产生光抑制((F m -F o )/F m 未变)㊂盐碱混合胁迫下,喷施H 2S 显著提高了裸燕麦q L ,增添H 2S 生成抑制剂后仅E T R 显著提高,而其余荧光参数均无显著变化,说明外源H 2S可通过提高P S Ⅱ反应中心的开放程度,增加盐碱胁迫下裸燕麦叶片P S Ⅱ天线色素所吸收光能用于光化学电子传递的份额,从而改善P S Ⅱ光化学活性和运转效率㊂为了进一步解析H 2S 提高盐碱胁迫下裸燕麦叶片P S Ⅱ反应中心开放程度的机制,本试验检测了叶黄素循环相关色素含量和基因表达情况㊂结果表明,喷施H 2S 显著降低了盐碱胁迫下裸燕麦叶片A ㊁Z 和V+A+Z 含量,增添H 2S 生成抑制剂不同程度提高了V ㊁A ㊁Z 和V+A+Z 含量,却显著降低了(A+Z )/(V+A+Z );喷施H 2S 使盐碱胁迫下裸燕麦叶片V D E 和Z E P 基因相对表达水平显25西北农林科技大学学报(自然科学版)第51卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.著提高,增添H2S生成抑制剂后V D E相对表达水平显著下降,Z E P相对表达水平显著提高㊂V D E 和Z E P催化叶黄素循环中V㊁A和Z的相互转化,且Z能够直接清除激发态叶绿素(1C h l)[34]或通过结合色素蛋白(如C P26)引起蛋白构象改变而形成耗散中心耗散光能[35]㊂本研究表明,H2S可能通过加快叶黄素循环运转而非提高玉米黄质净含量耗散光能,从而维持盐碱胁迫下裸燕麦P SⅡ反应中心较高的开放程度,提高光化学活性,保护光系统反应中心免受过多能量的损伤㊂然而,植物对光能的吸收㊁传递和转化过程涉及光合链上如P SⅠ㊁P SⅡ和C y t b6f等多个电子传递体,而H2S在此过程中具体如何发挥调控作用尚需进一步深入探究㊂3.3 H2S对盐碱胁迫下裸燕麦卡尔文循环关键酶活性的影响植物对C O2的同化能力不仅与光合电子传递有关,还与叶绿体基质中卡尔文循环相关酶活性密切相关㊂R u b i s c o是催化1,5-二磷酸核酮糖(R u B P)固定C O2的关键酶,其只有经活化酶(R C A)活化后才具有催化活性[36]㊂R u B P再生过程相关酶G A P D H㊁F B A㊁S B P a s e和T K同样控制着C O2的固定[37]㊂因此,R u b i s c o㊁R C A㊁G A P D H㊁F B A㊁S B P a s e和T K是卡尔文循环的关键酶㊂本试验结果发现,盐碱混合胁迫显著提高裸燕麦叶片R u b i s c o㊁R C A㊁G A P D H和S B P a s e活性,但显著降低F B A活性,而T K活性保持不变㊂喷施H2S可显著提高盐碱胁迫下裸燕麦叶片T K活性,降低R C A㊁G A P D H和S B P a s e活性,而R u b i s c o和F B A 活性无显著变化;增添H2S生成抑制剂可显著提高R C A和G A P D H活性,显著降低T K活性,而R u b i-s c o㊁F B A和S B P a s e活性变化不显著㊂结果表明,裸燕麦可能通过改变卡尔文循环关键酶活性来协调光反应和碳同化,以适应盐碱胁迫,而盐碱胁迫下H2S对卡尔文循环关键酶活性存在正负两种调控效应,推测H2S可能通过正调控T K和负调控G A P-D H来改变R u B P再生途径,从而加速卡尔文循环运转,促进光合磷酸化和N A D P H的合成利用,提高盐碱胁迫下裸燕麦的光合速率㊂这与低温弱光下H2S参与黄瓜碳同化酶活性调控[38]类似㊂H2S调控卡尔文循环酶活性的机理可能与其参与酶基因表达调节[20]或通过对酶蛋白硫巯基化修饰改变酶的活性[39]有关,但调控的具体机制尚待深入探究㊂3.4 H2S对盐碱胁迫下裸燕麦植株生长的影响植株生长量是盐碱胁迫下体内生理生化过程改变的综合体现,也是植物对盐碱胁迫耐受能力的直接反映㊂本试验结果显示,H2S可显著缓解盐碱胁迫下裸燕麦植株生长量的下降,这与外源H2S能够减轻N a C l胁迫对番茄幼苗生长受抑程度的结果[32]一致,表明H2S能够增强裸燕麦对盐碱胁迫的耐受能力㊂加强渗透调节和启动活性氧防御机制是植物在盐碱胁迫下应对生理缺水和氧化应激从而维持光合作用正常进行的重要策略[4]㊂H2S缓解盐碱胁迫下裸燕麦生长受抑的机理,一方面可能与它能够促进渗透调节物质积累和降低活性氧对细胞的氧化伤害有关[22-23];另一方面可能是H2S通过改变叶片类胡萝卜素组成[40],调控光系统反应中心和光合碳同化酶活性,提高裸燕麦光合作用所致㊂揭示H2S对盐碱胁迫下植物光合生理调控的分子机制将是今后研究的重点㊂4结论H2S对盐碱胁迫下裸燕麦叶片叶绿素含量的影响不大,但H2S可通过促进叶黄素循环运转加强过剩光能的耗散,提高P SⅡ反应中心的开放程度,协助调节光合碳同化关键酶活性,并增强蒸腾耗水利用能力和提高光合底物传导功能,缓解盐碱胁迫下裸燕麦非气孔因素引起的光合速率下降和生长受抑程度,从而增强裸燕麦耐受盐碱胁迫的能力㊂志谢:感谢陇东学院生命科学与技术学院2018级生物制药班祝宣林和2018级生物科学班杨玫同学在指标检测和数据分析中所做的大量工作㊂[参考文献][1]J i a X M,W a n g H,S v e t l a S,e t a l.C o m p a r a t i v e p h y s i o l o g i c a l r e-s p o n s e s a n d a d a p t i v e s t r a t e g i e s o f a p p l e M a l u s h a l l i a n a t o s a l t,a l k a l i a n d s a l i n e-a l k a l i s t r e s s[J].S c i e n t i a H o r t i c u l t u r a e, 2019,245:154-162.[2]孙现军,姜奇彦,胡正,等.水稻资源全生育期耐盐性鉴定筛选[J].作物学报,2019,45(11):1656-1663.S u n X J,J i a n g Q Y,H u Z,e t a l.S c r e e n i n g a n d i d e n t i f i c a t i o n o f s a l t-t o l e r a n t r i c e g e r m p l a s m i n w h o l e g r o w t h p e r i o d[J].A c t aA g r o n o m i c a S i n i c a,2019,45(11):1656-1663.[3]刘建新,王金成,王瑞娟,等.混合盐碱胁迫对燕麦幼苗矿质离子吸收和光合特性的影响[J].干旱地区农业研究,2017,35(1):178-184,239.L i u J X,W a n g J C,W a n g R J,e t a l.E f f e c t o f c o m p l e x s a l i n e-a l-k a l i s t r e s s o n t h e m i n e r a l i o n s a b s o r p t i o n a n d p h o t o s y n t h e t i cc h a r a c t e r i s t i c s o f o a t s e ed l i n g s[J].A g r i c u l t u r a l Re s e a r c h i nt h e A r i d A r e a s,2017,35(1):178-184,239.[4]闫永庆,王文杰,朱虹,等.混合盐碱胁迫对青山杨渗透调节35第7期刘建新,等:硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合生理的影响Copyright©博看网. 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叶绿素荧光研究技术

叶绿素荧光研究技术叶绿素荧光是研究光合作用和植物生理过程的一个重要手段。

叶绿素荧光是叶绿素分子受到光照激发后，发射出的荧光信号。

该技术能够监测光合能力和光合调节机制，了解植物正常或异常生长状况，研究非光合组织如果实和种子的生理过程，评估植物生长环境的适应性等。

一、叶绿素荧光测量原理叶绿素分子吸收光能后，能量被转移给氧化还原反应中心。

当光强过大或光能无法被消耗时，多余的光能会被氧化还原反应中心转化为热量，导致光合系统的损伤。

而当光合系统接受的光能较少时，荧光的发射会增加。

因此，测量叶绿素荧光的强度和特性可以反映光合系统工作的性能。

二、叶绿素荧光参数1.Fv/Fm：最大光化学效率，反映PSII反应中心的状态，值接近0.8时表明植物处于良好的生长状态；2.Fv/Fo：PSII光化学效率，反映感光物质的活性；3.Fm/Fo：光合色素电子传递量，反映光合色素的电子传递能力；4.ETR：PSII电子传递速率，根据荧光叶片的调制的能量进行计算；5.NPQ：非光化学淬灭，表征过量光能和植物应激状态的多巴胺合成。

三、叶绿素荧光测量方法1.便携式叶绿素荧光仪（PAM）：PAM技术适用于野外生态学、环境评估和植物生理等领域研究。

优点是操作简单，适用范围广，可以直接用于测量植物的光合效率、叶片蒸腾等。

2.受控环境下的叶绿素荧光分析仪：此类仪器通常配备一个收集样本荧光的光电探测器和一个稳定的光源。

与PAM相比，仪器的体积较大，需要受控环境条件下进行测量，但有更高的精度和稳定性。

3.瞬态叶绿素荧光测量：瞬态叶绿素荧光测量方法能够提供叶绿素荧光曲线的全面信息。

它利用激光闪光对植物进行刺激，然后通过检测荧光信号的时间和强度来得到更准确的数据，并推断光合电子传递的很多参数。

四、叶绿素荧光研究应用1.光合调节机制研究：通过测量叶绿素荧光参数，可以识别植物光合调节机制的不同特征，对了解光合作用的调控机制具有重要意义。

2.植物逆境胁迫研究：叶绿素荧光参数能够反映植物受到逆境胁迫时的生理和生化变化，如光强强度、干旱和高温等环境条件下的光合能力和耐受性。

泽泉 PAM-2100 便携式调制叶绿素荧光仪说明书

便携式调制叶绿素荧光仪——PAM-2100全世界最畅销的调制荧光仪PAM-2000的升级版1983年，WALZ公司首席科学家、德国乌兹堡大学的Ulrich Schreiber教授设计制造了全世界第一台调制荧光仪——PAM-101/102/103，并在植物生理、生态、农学、林学、水生生物学等领域得到广泛应用，出版了大量高水平研究文献。

但该仪器比较笨重，不易带到野外。

1992年，WALZ公司首席科学家、调制荧光仪发明人、德国乌兹堡大学的Ulrich Schreiber教授设计制造了全世界第一台便携式调制荧光仪——PAM-2000，并且在植物生理生态学等科研领域得到广泛应用，此后十几年中成为全球最畅销的调制荧光仪。

2003年，WALZ公司在保留PAM-2000所有功能和优点的基础上，结合最新技术，将PAM-2000升级到了PAM-2100。

PAM-2100采用了独特的调制技术和饱和脉冲技术，从而可以通过选择性的原位测量叶绿素荧光来检测植物光合作用的变化。

PAM-2100的调制测量光足够低，可以只激发色素的本底荧光而不引起任何的光合作用，从而可以真实的记录基础荧光Fo。

PAM-2100具有很强的灵敏度和选择性，使其即使在很强的、未经滤光片处理的环境下（如全日照甚至是10000 μmol m-2 s-1的饱和光强下）也可测定荧光产量而不受到干扰。

因此，PAM-2100不但适合在实验室人工控制的环境下测量，还可以在自然环境中甚至是强烈的全光照条件下开展野外科学研究。

便携式调制叶绿素荧光仪PAM-2100特点z声誉卓著的PAM-2000的升级版z精巧、准确、迅速、操作简便的高级光合作用检测设备z可单机操作（采用内置电脑，DA-2100软件记录），可连接外置电脑操作（Windows操作软件PamWin）z便携式设计，带大屏幕液晶显示屏（可显示曲线变化）和20个按键z强大的数据收集、分析和存贮功能z可以预先编写和设定程序，进行特殊研究目的测量z内置锂电池可满足长时间野外工作需要，并可连接外置12 V电池z多种叶夹可供选择，专利设计的光适应叶夹2030-B可同时记录PAR和温度变化z光源选择：自然光，内置光源（提供测量光、光化光、饱和脉冲和远红光），可选外置卤素灯光源（特别适合野外研究）功能z可测荧光诱导曲线的快速上升动力学O-I-D-P 相和O-J-I-P相z可测荧光诱导曲线的慢速下降动力学并进行淬灭分析（Fo, Fm, Fv/Fm, F, Fm, Fo’, dF/Fm’, qP, qN, NPQ, rETR等）z可测光响应曲线和快速光曲线（RLC）z仪器内置一系列标准实验（Run1～Run10），用户可对其进行编辑建立自己的User-Runz可在线检测植物、微藻、地衣、苔藓等的光合作用变化z单机操作功能强大，特别适合野外操作，实验室内单机操作时可连接电脑显示器或投影仪放大显示应用范围z植物生理学z植物生态学z作物抗逆性z植物胁迫生理学z环境科学z水生生物学与海洋生物学z微藻生物技术z生态毒理学z园艺学z农业科学z林学系统描述PAM-2100是非常便携、强大的测量系统，它将各种光学和电子元件组装在一个24 cm×10.5 cm×11 cm的外壳中。

叶绿素荧光仪的使用方法

叶绿素荧光仪的使用方法
叶绿素荧光仪是一种用于测量叶绿素荧光的仪器，它通常用于
研究光合作用和植物生长的过程。

使用叶绿素荧光仪需要遵循以下
步骤：
1. 样品准备，首先，准备待测的叶片样品。

确保叶片表面干燥，并且没有明显的损伤或病害。

另外，样品应该在测量前暗适应一段
时间，以确保叶绿素在最佳状态下。

2. 仪器设置，接下来，将叶绿素荧光仪设置在适当的参数上，
包括激发光强度、测量光强度、测量时间等。

这些参数的设置应该
根据具体的实验目的和样品特性来确定。

3. 测量操作，将样品放置在叶绿素荧光仪的测量室内，确保样
品叶片均匀覆盖在测量窗口上。

启动仪器进行测量，记录下测量得
到的数据。

4. 数据分析，最后，对测量得到的数据进行分析。

可以通过计
算叶绿素荧光参数，如最大光化学效率（Fv/Fm）、非光化学猝灭系
数（qN）等来评估叶绿素的光合效率和光保护能力。

除了以上基本步骤外，使用叶绿素荧光仪还需要注意一些细节，比如在测量过程中避免样品受到外界光照干扰，保持仪器的稳定性等。

另外，根据具体的研究需求，可能还需要结合其他实验手段和
技术来进行综合分析。

总的来说，使用叶绿素荧光仪需要严格遵循操作规程，合理设
置参数，并结合数据分析来全面评估叶绿素的光合特性。

希望以上
回答能够帮助到你理解叶绿素荧光仪的使用方法。

糜子绿豆间作模式下施氮量对绿豆叶片光合特性及产量的影响

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2021, 47(6): 1175 1187 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9 E-mail:***************本研究由陕西省重点研发计划项目(2018TSCXL-NY-03-01), 陕西省省级现代农作物种业项目(20171010000004)和陕西省小杂粮产业技术体系项目(2009-2019)资助。

This study was supported by the Shaanxi Province Key Research and Development Project (2018TSCXL-NY-03-01), the Shaanxi Province Modern Crops Seed Industry Project (20171010000004), and the Minor Grain Crops Research and Development System of Shaanxi Province (2009-2019).*通信作者(Corresponding authors): 冯佰利,E-mail:********************.cn;高小丽,E-mail:******************.cn第一作者联系方式:E-mail:******************Received (收稿日期): 2020-07-06; Accepted (接受日期): 2020-12-01; Published online (网络出版日期): 2020-12-28. URL: https:///kcms/detail/11.1809.S.20201228.1002.006.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.04148糜子/绿豆间作模式下施氮量对绿豆叶片光合特性及产量的影响党科宫香伟吕思明赵冠田礼欣靳飞杨璞冯佰利* 高小丽*西北农林科技大学农学院 / 旱区作物逆境生物学国家重点实验室 / 农业农村部作物基因资源与种质创制陕西科学观测试验站, 陕西杨凌 712100摘要: 探讨施氮量对间作条件下绿豆叶片光合特性、氮素特征及产量的影响, 以期为西北旱区糜子//绿豆间作模式的合理施氮提供理论依据。

便携式调制叶绿素荧光仪技术参数

便携式调制叶绿素荧光仪技术参数用途：采用独特的调制技术和饱和脉冲技术，通过测量活体叶绿素荧光来研究植物的光合作用变化：l 可测荧光诱导曲线的快速上升动力学O-I-D-P相和O-J-I-P相l 可测荧光诱导曲线的慢速下降动力学并进行淬灭分析（Fo、Fm、F、Fo’、Fm’、Fv/Fm、Y(II)( ΔF/Fm’)、qL、qP、qN、NPQ、Y(NPQ)、Y(NO)、ETR、C/Fo、PAR和叶温等）l 可测光响应曲线和快速光曲线（RLC）l 利用超便携式个人电脑（UMPC）进行操作，操作更简单1. 工作条件：1.1 环境温度：-5～＋40℃1.3 适用电源：内置铅酸电池，12 V/2 Ah；可连外置12 V电池；外接交流电2. 技术指标：2.1 *测量光：红色LED，630 cnm，FWHM 20 nm；调制频率测量Fo时5－5000 Hz 可选，打开光化光时1－100 kHz可选，测量荧光诱导动力学的快相时200 kHz；20级可调。

2.2 光化光源：两种不同颜色的LED。

蓝色LED，455 nm，FWHM 20 nm，光强范围0－800 μmol m-2 s-1 PAR，20级可调；红色LED，630 nm，FWHM 15 nm，光强范围0－5000 μmol m-2 s-1 PAR，20级可调。

2.3 饱和脉冲：红色LED，630 nm，FWHM 15 nm，最大PAR 25 000 μmol m-2 s-1，持续时间0.1－0.8 s可调，光强20级可调。

2.4 远红光：LED，750 nm，FWHM 25 nm，20级可调。

2.5 *单周转饱和闪光：红色LED，630 nm，FWHM 15 nm，最大PAR 125 000 μmol m-2 s-1，持续时间5－50 μs可调。

2.6 *多周转饱和闪光：红色LED，630 nm，FWHM 15 nm，最大PAR 25 000 μmol m-2 s-1，持续时间1－300 ms可调，光强20级可调。

调制叶绿素荧光仪原理简介

调制叶绿素荧光仪调制叶绿素荧光仪原理简介原理简介刘君华（河北先河环保科技股份有限公司，河北，石家庄，050035ljh51@）1）调制叶绿素荧光调制叶绿素荧光全称脉冲-振幅-调制（Pulse-Amplitude-Modulation,PAM）叶绿素荧光，我们国内一般简称调制叶绿素荧光，测量调制叶绿素荧光的仪器叫调制荧光仪，或叫PAM。

调制叶绿素荧光（PAM）是研究光合作用的强大工具，与光合放氧、气体交换并称为光合作用测量的三大技术。

由于其测量快速、简单、可靠、且测量过程对样品生长基本无影响，目前已成为光合作用领域发表文献最多的技术。

2）调制叶绿素荧光仪的工作原理1983年，WALZ 公司首席科学家，德国乌兹堡大学教授Ulrich Schreiber 博士利用调制技术和饱和脉冲技术，设计制造了全世界第一台脉冲振幅调制（Pulse-Amplitude-Modulation，PAM）荧光仪——PAM-101/102/103。

所谓调制技术，就是说用于激发荧光的测量光具有一定的调制（开/关）频率，检测器只记录与测量光同频的荧光，因此调制荧光仪允许测量所有生理状态下的荧光，包括背景光很强时。

正是由于调制技术的出现，才使得叶绿素荧光由传统的“黑匣子”（避免环境光）测量走向了野外环境光下测量，由生理学走向了生态学。

所谓饱和脉冲技术，就是打开一个持续时间很短（一般小于1s）的强光关闭所有的电子门（光合作用被暂时抑制），从而使叶绿素荧光达到最大。

饱和脉冲（Saturation Pulse,SP）可被看作是光化光的一个特例。

光化光越强，PS II 释放的电子越多，PQ 处累积的电子越多，也就是说关闭态的电子门越多，F 越高。

当光化光达到使所有的电子门都关闭（不能进行光合作用）的强度时，就称之为饱和脉冲。

打开饱和脉冲时，本来处于开放态的电子门将该用于光合作用的能量转化为了叶绿素荧光和热，F 达到最大值。

经过充分暗适应后，所有电子门均处于开放态，打开测量光得到Fo，此时给出一个饱和脉冲，所有的电子门就都将该用于光合作用的能量转化为了荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为Fm。

CIRAS-2 便携式光合作用荧光测定系统说明书

5．H2O测量范围在 0－75 millibar（露点）； 6．测量精度：CO2: 在 300ppm为 0.2ppm H2O: 在 0mb为 0.015mb
在 1750ppm 为 0.5ppm
在 10mb 为 0.02mb
在 9999ppm 为 3.0ppm
在 50mb 为 0.03mb
7．电信号反映时间≤0.5 秒；显示/输出反映时间小于或等于 1.5 秒；
主要性能及技术指标：
1.开放式气路系统原理设计的光合作用测定系统，可以在开放和密闭气路之间转换，利用密闭气路系统测定土壤呼吸速率及群体光合；
2.仪器测定参数与指标：通过红外仪测定大气CO2浓度、大气湿度（水汽浓度）；内置红外辐射和能量平衡方式测定
大气和叶片温度,可不接触叶片进行叶温测定；光合有效辐射量子探头测定光强（PAR）。经过计算可得到光合速率、蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度。
5．H2O测量范围在 0－75 millibar（露点）； 6．测量精度：CO2: 在 300ppm为 0.2ppm
在 1750ppm 为 0.5ppm
H2O:
在 0mb为 0.015mb 在 10mb 为 0.02mb
在 9999ppm 为 3.0ppm
在 50mb 为 0.03mb
7．电信号反映时间≤0.5 秒；显示/输出反映时间小于或等于 1.5 秒；
11．叶片温度控制：能在 50℃到低于大气温度 10℃的范围内随意控制； 12．叶室湿度控制：可以从 0 到饱和湿度范围内随意增加和降低湿度； 13．主机配有可进行菜单操作的计算机，数据可以存储到主机或存储到可更换的存储卡，或者整
合计算机的硬盘中。显示屏幕 7.5 英寸，可随意设置数据和图形的显示方式。256 色大屏幕显示器可显示所有测定参数和计算结果以及响应曲线图形。 14．新型可充电 NiMH 电池为系统控制 CO2、H2O、光强提供电源。两块电池可以维持 10 小时的田间操作，更换电池时不需要关闭系统。 15．独一无二的叶室设计，用户可根据叶片形状和大小自行调整叶室面积。 16．具有手动采集数据和自动采集数据功能，自动采集数据可以选择间隔时间在 1-250min； 17．可以配备土壤呼吸室，非常方便的与主机连接进行土壤呼吸速率的测定； 18. 可以配备群体光合室，测定植物群体的光合速率； 19. RS232 输出：存贮或输出当前数据，标准 ASCII 格式，1200 波特； 20. 主机重量 7.8Kg，叶室重 0.885Kg，总重 8.7Kg，整套系统结构紧凑、重量轻，便于田间携带；

植物体叶绿素荧光测定仪的原理与使用方法

植物体叶绿素荧光测定仪的原理与使用方法【实验目的】⏹了解目前在光合作用研究中先进的叶绿素荧光技术，了解便携式叶绿素荧光仪测定植物光合作用叶绿素荧光参数的基本原理和仪器的使用方法。

⏹老师演示和学生分组利用便携式叶绿素荧光仪(PAM2100)测定实验植物的叶绿素荧光基本参数(Fo, Fm, Fv/Fm, Fm’, Fo’, Yield, ETR, PAR, qP, qN等)。

⏹了解荧光仪的广泛应用【实验原理】仪器介绍和工作原理叶绿素荧光（Chlorophyll Fluorescence）的产生⏹传统的光合作用测定是通过测量植物光合作用时CO2的消耗或干物质积累计算出来。

叶绿素荧光分析技术通过测量叶绿素荧光量准确获得光合作用量及相关的植物生长潜能数据。

⏹叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用，与“表观性”的气体交换指标相比，叶绿素荧光参数更具有反映“内在性”特点。

⏹本实验以调制式叶绿素荧光仪PAM-2100（W ALZ）为例，测定植物叶绿素荧光主要参数。

植物叶片的生长状况不同，所处位置的不同，光照不同，叶绿素荧光参数数值也会有所不同，所以不同叶片之间叶绿素荧光产量存在着一定的差异。

【实验内容与步骤】一、仪器使用步骤讲解1. 仪器安装连接将光纤和主控单元和叶夹2030-8相连接。

光纤的一端必须通过位于前面板的三孔光纤连接器连接到主控单元，光纤的另一端固定到叶夹2030-B上。

同时，叶夹2030-B还应通过LEAF CLIP插孔连接到主控单元。

2. 开机按“POWER ON”键打开内置电脑后，绿色指示灯开始闪烁，说明仪器工作正常。

随后在主控单元的显示器中会出现PAM-2100的表示。

从仪器启动到进入主控单元界面大概要40秒。

3. PAM-2100的键盘PAM-2100主控单元上有20个按键，现分别简要介绍主要按键的功能。

Esc：退出菜单或报告文件Edit：打开报告文件Pulse：打开/停止固定时间间隔的饱和脉冲Fm：叶片暗适应后打开饱和脉冲测量Fo、Fm和Fv/FmMenu：打开动力学窗口的主菜单Shift：该键只有和其它键结合时才能起作用＋：增加选定区的数值（参数）设置－：减少选定区的数值（参数）设置Store：存储记录的动力学曲线Com：打开命令菜单＜：指针左移＞：指针右移∧：指针上移∨：指针下移Act：打开光化光Yield：打开一个饱和脉冲以测定照光状态的光系统II有效量子产量△F/Fm′。

叶绿素荧光

叶绿素荧光叶绿素荧光作为光合作用研究的探针，得到了广泛的研究和应用。

叶绿素荧光不仅能反映光能吸收、激发能传递和光化学反应等光合作用的原初反应过程，而且与电子传递、质子梯度的建立及ATP合成和CO2固定等过程有关。

几乎所有光合作用过程的变化均可通过叶绿素荧光反映出来，而荧光测定技术不需破碎细胞，不伤害生物体，因此通过研究叶绿素荧光来间接研究光合作用的变化是一种简便、快捷、可靠的方法。

目前，叶绿素荧光在光合作用、植物胁迫生理学、水生生物学、海洋学和遥感等方面得到了广泛的应用。

1叶绿素荧光的研究历史叶绿素荧光现象是由传教士Brewster首次发现的。

1834年Brewster发现，当一束强太阳光穿过月桂叶子的乙醇提取液时，溶液的颜色变成了绿色的互补色¬¬——红色，而且颜色随溶液的厚度而变化，这是历史上对叶绿素荧光及其重吸收现象的首次记载。

后来，Stokes（1852）认识到这是一种光发射现象，并使用了“fluorescence”一词。

1874年，Müller发现叶绿素溶液稀释后，荧光强度比活体叶子的荧光强得多。

尽管Müller提出叶绿素荧光和光合作用之间可能存在相反的关系，但由于他的实验没有对照，实验条件控制不严格，因此人们并没有将叶绿素荧光诱导（瞬变）现象的发现归功于Müller。

Kautsky是公认的叶绿素荧光诱导现象的发现者。

1931年，Kautsky和Hirsch用肉眼观察并记录了叶绿素荧光诱导现象(Lichtenthaler，1992；Govindjee，1995)。

他们将暗适应的叶子照光后，发现叶绿素荧光强度随时间而变化，并与CO2的固定有关。

他们得到的主要结论如下：1）叶绿素荧光迅速升高到最高点，然后下降，最终达到一稳定状态，整个过程在几分钟内完成。

2）曲线的上升反映了光合作用的原初光化学反应，不受温度（0℃和30℃）和HCN处理的影响。

四川便携式叶绿素仪的原理

四川便携式叶绿素仪的原理
便携式叶绿素仪是用于快速检测水体中叶绿素含量的一种设备。

其原理主要是基于荧光技术，通过测定叶绿素A的荧光强度，来计算出水体中的叶绿素含量。

下面给出四川便携式叶绿素仪的原理。

1.荧光原理
叶绿素是植物和浮游生物中最重要的光合色素，其荧光信号可以在特定波长下被检测到。

在叶绿素荧光信号的检测过程中，通过激发荧光样品并记录反馈荧光的信号来计算叶绿素浓度。

利用荧光技术，可以快速测量水体中叶绿素A（Chl-a）的含量。

叶绿素A的荧光信号通常在测量荧光强度时显示出来。

荧光强度与叶绿素A的浓度成正比关系，因此可以用荧光强度快速测定水体中的叶绿素A浓度。

2.工作原理
四川便携式叶绿素仪采用的是近红外被动荧光测量技术，可以提供准确、实时的叶绿素A含量数据。

该设备是基于荧光信号在特定波长下被检测的原理，通过特定波长的激发和荧光散射，测定不同浓度叶绿素A的荧光强度，从而得到叶绿素A的含量数据。

具体的工作过程如下：
（1）仪器通过近红外激发叶绿素A，使其产生荧光信号。

（2）仪器收集并分析反射荧光信号，以获得叶绿素A浓度的信息。

（3）通过叶绿素A的荧光强度，在仪器上直接测量出水体中叶绿素A的含量。

3.测试步骤
在使用四川便携式叶绿素仪进行测试时，通常需要按以下步骤操作：
（1）打开仪器，经过自检后进入测试模式。

（2）将测试探头插入水样中，并保持稳定姿态，避免搅拌或外界干扰。

（3）等待仪器提示测试结束后，能够直接读取水样中的叶绿素A含量。

（4）测试完毕后，将探头清洗干净并在仪器中存储测试数据，安全关闭仪器。

手持叶绿素测定仪的使用方法及注意事项

手持叶绿素测定仪的使用方法及注意事项使用方法：1.准备工作：在使用手持叶绿素测定仪之前，确保仪器已经充电，并且可以正常工作。

同时，确保仪器上的测定头部分干净无污染。

2.校准仪器：使用前务必校准仪器，以确保测定结果的准确性。

校准仪器的方法通常可以在产品说明书中找到。

校准过程中需要使用参考样品，以及输入样品相关信息。

3.收集样品：在测定叶绿素含量之前，需要从植物中收集样品。

通常情况下，可以从植物叶片的中部收集样品，避免选择太老或太嫩的叶片。

4.准备样品：将收集到的植物叶片样品放置在干燥和光线较弱的地方，避免阳光直射。

等待样品适当地干燥，以便进行测定。

5.开始测定：打开手持叶绿素测定仪的电源开关，并将测定头对准样品。

按下测定按钮开始测定，同时确保测定头与样品充分接触。

6.记录结果：测定仪器会迅速显示测定结果，以叶绿素含量的形式呈现。

记录测定结果，并将其与其他样品进行比较。

可以根据需要，进行多次测定以获得更准确的结果。

注意事项：1.避免阳光直射：在样品准备和测定过程中，要避免阳光直射，因为阳光可能会影响测定结果的准确性。

可以在室内或遮阴处进行操作，以确保样品处于相对恒定的光照条件下。

2.防止样品污染：在收集和处理样品时，要避免样品污染。

使用干净的手套和工具进行操作，尽量避免触摸样品，以减少外部因素对测定结果的影响。

3.定期校准：手持叶绿素测定仪应该定期校准，以确保测定结果的准确性。

校准频率可以根据使用频率和厂家建议进行决定。

4.注意仪器保养：定期对手持叶绿素测定仪进行清洁和保养，以确保仪器的稳定性和寿命。

遵循产品说明书上的清洁和保养建议，正确使用和存储仪器。

5.参考多种测定方法：手持叶绿素测定仪通常有多种测定方法可供选择。

在进行测定之前，最好参考产品说明书或其他相关文献，选择适合的测定方法。

总结：使用手持叶绿素测定仪可以帮助我们快速、准确地测定植物叶绿素含量。

但是，在使用过程中需要注意避免阳光直射、样品污染等问题，并定期校准和保养仪器。

便携式叶绿素测定仪测量方法介绍

便携式叶绿素测定仪测量方法介绍便携式叶绿素测定仪是一种通过测量植物叶片中叶绿素浓度来评估植物生长和健康状态的仪器。

这种测定方法非常简便，方便携带，适用于野外的植物生态学研究、农业生产和植物生长监测等领域。

以下将详细介绍便携式叶绿素测定仪的测量方法。

1.准备工作首先，需要准备好便携式叶绿素测定仪及其配套的软件和数据传输接口。

一般情况下，便携式叶绿素测定仪包含一个测量头和一个显示屏，通过显示屏可以直接读取测量结果。

此外，为了获得更准确的测量结果，还需要一些辅助设备，如清洁棉纱、荧光物质标准品、测量的植物叶片样本等。

2.校准测量仪器使用便携式叶绿素测定仪进行叶绿素浓度的测量前，需要先对仪器进行校准，以确保测量结果的准确性。

一般可以使用提供的荧光物质标准品来进行校准。

校准的具体步骤根据不同的仪器可能会有所不同，一般可以通过按照仪器说明书上的要求进行操作。

3.测量样本前的准备在测量样本前，需要对植物叶片进行一些准备工作。

首先，选择适当大小和健康的叶片作为样本。

然后，清洁叶片表面的灰尘和杂质，可以使用一块干净的棉纱蘸取少量的酒精或去离子水轻轻擦拭叶片表面。

擦拭后，将叶片样本置于干燥的环境下，确保叶片表面完全干燥。

4.进行测量将干燥的叶片样本放置在叶绿素测定仪的测量头上，确保样本完全接触测量头。

然后，按下仪器上的测量按钮，仪器会自动进行测量。

测量过程中，仪器会发送一束不可见的蓝光进入叶片，叶片中的叶绿素会发生激发和荧光发射，仪器会根据荧光信号的强度来计算出叶绿素浓度。

5.理解测量结果测量完成后，仪器会在显示屏上显示出叶绿素的浓度值。

根据具体的仪器型号，可能还会显示其他相关指标，如叶绿素a/b比、叶绿素非光化学淬灭等。

这些指标可以帮助进一步了解叶片的生理状态和健康状况。

需要注意的是，在进行叶绿素测量时，应该尽量选择相同类型、年龄和状态相似的叶片作为样本进行测量，以减少实验误差。

另外，在测量过程中，要避免阳光直射到仪器和测量样本上，以免光线干扰测量结果。

FluorPen FP110手持式叶绿素荧光仪的使用设置

FluorPen FP110手持式叶绿素荧光仪的使用设置
FluorPen FP110手持式叶绿素荧光仪可以使用内置的锂离子电池供电。

通过USB电缆或通过USB电缆和USB适配器（不附带）将AC插座插入PC，以确保电池已充满电。

FluorPen使用两个按钮控制：
•使用MENU键滚动浏览数字显示屏上的顺序菜单选项并关闭设备电源（按住1秒钟）
•使用SET键打开设备电源（按住1秒钟），然后根据光标（>）的位置选择菜单选项。

按键说明和设定
闪光脉冲（Flash pulse）
此功能用于设置测量脉冲强度。

测量脉冲是弱光脉冲，能够引起最小的叶绿素荧光（F0或Ft）。

它仅需30 µs，最大强度为3,000 µmol.m-2.s-1这意味着每个脉冲30 µs * 3,000 µmol.m-2.s-1 = 0.09 µmol.m-2是闪光脉冲的最大强度。

超级脉冲（Super pulse）
此功能用于设置饱和光脉冲的强度。

饱和脉冲诱导最大的叶绿素荧光（Fm）。

100％的强度大约等于3,000μmol.m-2.s-1。

光化脉冲（Actinic pulse）
此功能用于设置测量脉冲的强度。

光化光是藻类在其中生长的环境光。

100％的强度大约等于1,000μmol.m-2.s-1。

预定义协议中使用的脉冲：
闪光脉冲30％=测量闪光脉冲
超级脉冲80％=饱和脉冲
光化脉冲300 µmol.m-2.s-1（30％）=光化光
请注意，这些参数是制造商推荐的，但用户可以根据要求进行更改。