植物效率分析儀的原理以及應(yīng)用舉例

　　原理：

　　當(dāng)暗適應(yīng)的植物葉片被植物效率分析儀Handy PEA提供的激發(fā)光激發(fā)后，葉片葉綠素發(fā)出熒光，熒光被具有高分辨率的監(jiān)測器所記錄，該監(jiān)測器每秒鐘可以記錄10萬次熒光蹤跡數(shù)據(jù)，把葉綠素?zé)晒怆S時間快速變化的曲線(O J I P 熒光誘導(dǎo)曲線)準(zhǔn)確記錄下來，儀器通過分析葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)曲線，得到 Fo, Fm, Fv, Fv/FmPIABS, φEo, ψO, RC/CSo, ABS/CS, TR/CS, ET/CS, DI/CS等50多個熒光參數(shù)。這些參數(shù)反映光合機構(gòu)PSII的光化學(xué)活性。

　　圖1 植物效率分析儀以及配套使用的暗適應(yīng)夾(白色)

　　圖2 用植物效率分析儀測定的葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)曲線(O J I P曲線)

　　植物效率儀在生理生態(tài)研究中的應(yīng)用

　　1 常用熒光參數(shù)Fo、Fm、Fv/Fm的快速測定

　　2 用Fv/Fm研究植物PSII光抑制光破壞，以及Fv/Fm的日變化

　　如圖：Fv/Fm的降低，表示葉片受到光抑制，由上圖我們可以看出，12：00時，F(xiàn)v/Fm顯著降低，表明中午的強光對葉片造成了光抑制，而18：00時，F(xiàn)v/Fm值回復(fù)早上6：00的水平，表明光抑制得到解除。如果18：00時，F(xiàn)v/Fm值不能回復(fù)到早上6：00的水平，說明發(fā)生了光破壞。

　　3熒光參數(shù)PI在選育優(yōu)良品種中的應(yīng)用

　　Handy PEA植物效率儀具有測定簡便快捷、易于多次重復(fù);儀器便于攜帶、存儲量大等優(yōu)點，因此我們可以應(yīng)用Handy PEA來從后代品系中快速篩選優(yōu)良品種，可以對大量的后代群體進行初步篩選，然后再進行進一步的常規(guī)篩選。PI(Performance Index)光合性能指數(shù)，反應(yīng)了PSII整體的功能，而光系統(tǒng)II(PSII)在逆境中容易受到傷害，所以我們可以用PI進行快速篩選。PI比Fv/Fm等反映PSII 活性的參數(shù)敏感的多，因為Fv/Fm是光化學(xué)效率，是PSII潛在的功能，在許多脅迫下并不會明顯變化，而參數(shù)PI，反應(yīng)了PSII整體的功能，只要PSII的部分受到傷害，PI就能反應(yīng)出來。

　　4 研究PSII受體側(cè)、供體側(cè)及反應(yīng)中心的狀態(tài)

　　從圖中我們可以看出隨著溫度的升高，熒光參數(shù)Wk逐漸升高，這表明高溫傷害了PSII的電子供體側(cè)即放氧復(fù)合體的活性。溫度35℃以下沒有傷害到放氧復(fù)合體的活性，35℃以上隨著溫度的升高，放氧復(fù)合體的活性降低;隨著溫度的升高，熒光參數(shù)RC/CS、ΨEo逐漸降低，這表明高溫傷害到了PSII的反應(yīng)中心和PSII的受體側(cè)。Wk，RC/CS，

　　ΨEo分別在37.5℃、35℃、40℃開始變化，表明高溫先傷害到PSII的反應(yīng)中心，接著傷害供體側(cè)(放氧復(fù)合體)，傷害PSII的受體側(cè)。(注：并非所有植物在高溫脅迫下都是這個規(guī)律，不同植物對溫度的敏感程度不同，PSII的各部位受傷害程度也不同)

　　5 為光合作用的研究提供深層次的理論基礎(chǔ)

　　除此之外，植物效率分析儀在逆境生理中越來越受到人們的重視。植物效率分析儀還具有獲得信息量大、操作簡便快捷、測定易于多次重復(fù);儀器便于攜帶、存儲量大、價格低廉等諸多優(yōu)點，因此我們有理由相信，植物效率分析儀必將在科研中得到廣泛應(yīng)用。