调制式荧光影像新技术:叶片内部最大光化学量子效率及其异质性的活体测定

Abstract

研究叶片内部光合能力及其异质性,是光合作用生化模型、光抑制机理、光保护机理等光合生理生态热点问题的重要前提,但目前缺少可以进行活体测定的装置。该文作者对Vogelmann和Evans(2002)的装置进行了改进,获得了叶片内部光系统II(PSII)最大光化学量子效率(F_v/F_m)及其异质性影像,并采用基于Matlab软件自编的图像处理程序对其进行了分析,研究了不同时间光抑制处理导致的叶内F_v/F_m及其异质性的变化。研究发现:叶片内部不同层叶肉组织F_v/F_m存在异质性。强光照射导致叶片内部不同层叶肉组织F_v/F_m值下降,但靠近上表皮的栅栏组织具有较强的抗光抑制能力。光抑制导致叶片内部F_v/F_m异质性的变化,短期光抑制导致F_v/F_m异质性变大,这可能与部分叶绿体避光运动相关,长期光抑制导致F_v/F_m异质性变小,说明叶绿体避光运动这种光保护机制已经失效。相比于其他类型叶绿素荧光仪,此装置可以完整获得活体叶片内部F_v/F_m及其异质性影像数据,这对于系统研究叶片内部光合能力及其异质性机制,以及为进一步研究一些光合生理生态热点问题提供了有力工具,具有进一步研发和应用的前景