澤泉生態(tài)開放實驗室與中科院華南植物園、華南師范大學(xué)的最新合作研究成果“六種亞熱帶景觀植物葉片發(fā)育過程中色素功能與反射光譜指數(shù)的變化”（Liu N, Lin Z-F, Lin G-Z, Peng C-L, Pan X-P, Chen S-W, Gu Q. Spectral reflectance parameters and pigment functions during leaf ontogenesis in six subtropical landscape plants），經(jīng)過嚴(yán)格的匿名評審，已被國際著名科學(xué)雜志《Plant Growth Regulation 》接收，即將于2009年初正式出版。
葉片發(fā)育過程中，其色素組成是受調(diào)節(jié)的。為了更好地了解色素的功能，本文研究了六種亞熱帶景觀植物葉片龍船花（Ixora chinensis Lam）、山茶花（Camellia japonica Linn）、紅楠木（Eugenia oleina Wight）、芒果（Mangifera indica L.）、桂花（Osmanthus fragrans Lowr）和無憂花（Saraca dives Pierre.）不同發(fā)育階段的葉綠素、類胡蘿卜素及花色素苷含量的變化。研究發(fā)現(xiàn)，幼葉的花色素苷含量高，而葉綠素含量低。隨著葉片的發(fā)育，花色素苷含量逐漸降低，而六種植物的光合色素（葉綠素及胡蘿卜素）含量均升高。φPSII和NPQ的葉綠素?zé)晒獬上窦翱焖俟忭憫?yīng)曲線（RLC）的結(jié)果表明，葉片發(fā)育過程中，ETRmax、φPSII及RLC的飽和點升高；隨著葉片的衰老，它們又下降。與其他發(fā)育階段的葉片相比，幼葉的NPQ及Car/Chl比值較高。400-800 nm葉片反射光譜為活體無損傷檢測葉片發(fā)育過程中其色素含量的變化提供了一種方法。本文將四種與色素特征相關(guān)的反射指數(shù)和生化定量分析結(jié)果做了比較。結(jié)果表明幼葉中花色素苷反射指數(shù)ARI與其含量呈線性相關(guān)，而標(biāo)準(zhǔn)化微分的植被參數(shù)CHL NDI與Chla濃度的正相關(guān)表現(xiàn)出物種依賴性。在葉片發(fā)育過程及不同的物種之間, 光合反射指數(shù)與Car/Chl沒有密切相關(guān)性，而具有結(jié)構(gòu)獨立性的色素參數(shù)變化也不大。以上結(jié)果說明, 幼葉中較高的花色素苷含量, NPQ及Car/Chl比值，在光合機構(gòu)沒有完全發(fā)育的情況下, 對于其應(yīng)對高光輻射是非常重要的。而另外兩個葉片反射指數(shù)ARI及Chl NDI，對于在活體條件下，檢測葉片發(fā)育過程色素含量的變化是非常有價值的。
“中科院華南植物園-澤泉科技有限公司 聯(lián)合植物生理生態(tài)實驗室”由澤泉科技有限公司與中科院華南植物園聯(lián)合成立，首席科學(xué)家為我國著名植物生理生態(tài)學(xué)家彭長連研究員。這項成果是在國家自然科學(xué)基金、973項目和澤泉科技基金等的聯(lián)合資助下完成的。其關(guān)鍵指標(biāo)——熒光成像參數(shù)的測量采用了當(dāng)前國際上功能最強大的調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上駵y量系統(tǒng)IMAGING-PAM。
| 上圖為不同發(fā)育階段葉片的葉綠素?zé)晒獬上?/span> |
附錄：調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上駵y量系統(tǒng)IMAGING-PAM介紹
傳統(tǒng)的光纖型熒光儀只能測量葉片上一個點的光合作用，而IMAGING-PAM可以測量全葉片上每個像素的光合作用。IMAGING-PAM采用超強發(fā)光LED作為光源，保證葉片表明受光均勻且光強足夠強；IMAGING-PAM采用CCD作為檢測器，能檢測葉片上每個像素的光合作用；IMAGING-PAM秉承了WALZ公司PAM系列熒光儀的一貫優(yōu)點，功能強大，測量參數(shù)多，操作極其簡單，一面世就受到全球植物學(xué)家的青睞，迅速占領(lǐng)全球市場。
2005年，WALZ推出的M系列IMAGING-PAM，一個主機可以連接不同的探頭（MICROSCOPY-，MICRO-，MINI-和MAXI-探頭），分別在130×150 um、3.5×4.5 mm、24×32 mm或10×13 cm的面積上測量熒光成像?，F(xiàn)在，只需一個主機連接不同的探頭，即可滿足從單細(xì)胞到全葉片，從分子生物學(xué)到生態(tài)學(xué)研究的全面需要。
* 一個主機連接不同的探頭可滿足從單細(xì)胞到全葉片、從分子生物學(xué)到生態(tài)學(xué)的不同需求
* 全葉片光合作用分析（熒光成像），可測熒光誘導(dǎo)曲線并進(jìn)行淬滅分析
* 可測快速光響應(yīng)曲線（120 s內(nèi)完成，比光合放氧和氣體交換等技術(shù)快得多）
* 葉片光合作用的橫向異質(zhì)性檢測
* 完全相同的條件下同時測量多個樣品（植物、地衣、苔蘚、微藻等）
* 遺傳育種、突變株篩選的強大工具
* 不同的測量面積，不同的分辨率
* 可利用多孔板（如96孔板）做多個微藻樣品的同時成像
* 脅迫損傷的早期檢測
* 不連接顯微鏡即可測量綠色熒光蛋白（GFP）熒光
* 可測量葉片吸光系數(shù)
