叶绿素荧光成像技术监测苗期小麦白粉病初探

为探究叶绿素荧光成像技术在小麦白粉病监测应用中的可行性,本研究对接种6个不同浓度小麦白粉菌分生孢子的小麦幼苗离体叶段、一叶一心期幼苗和二叶一心期幼苗以及接种后不同时期进行叶绿素荧光成像测定,并对导出的叶绿素荧光参数与病情严重度的关系进行分析。结果发现,接种不同浓度白粉菌分生孢子的小麦离体叶段或幼苗的Fv/Fm图像可以在一定程度上反映出小麦白粉病菌的侵染程度。接种小麦白粉菌后第3天,Fv/Fm值随接种浓度的变化规律不明显,但从接种后第5天开始,Fv/Fm值随接种浓度的增加而下降,且未接种的小麦幼苗或离体叶段的Fv/Fm值显著高于接种处理,接种浓度最高(5 mg/mL)的处理其Fv/Fm值显著低于同时期其他接菌处理。小麦白粉病严重度与叶绿素荧光参数之间的相关性分析表明,Fv/Fm和Chlidx与病害严重度均极显著负相关,在此基础上,分别建立了小麦离体叶段、一叶一心幼苗及二叶一心幼苗的基于参数Fv/Fm或Chlidx的病害严重度估计模型。对模型的拟合效果进行比较发现,基于Fv/Fm或Chlidx的病害估计模型其RMSE或R^(2)比较接近,因此叶绿素荧光参数Fv/Fm或Chlidx用来估计苗期小麦白粉病发生程度是可行的。本研究为叶绿素荧光成像技术在小麦白粉病监测预警中的应用奠定了理论基础,具有一定的应用前景。

基于叶绿素荧光成像技术的藻毒性检测法的建立及在环境监测中的应用

应用新型大面积调制叶绿素荧光成像系统(Maxi-Imaging-PAM),以蛋白核小球藻作为指示生物,以典型的光合作用抑制剂敌草隆和莠灭净为测试物质,建立了微孔板式藻毒性检测方法,确定了实验参数对结果的影响,并将该方法应用于检测石油废水的藻毒性.结果表明,最适实验条件为:藻细胞的暴露浓度在3.45×10~6～5.28×10~6 cell·mL^(-1)范围内,暴露时间为2 h时,毒性检测最灵敏,获得的敌草隆和莠灭净的半最大效应浓度(EC_(50))分别为(4.33±0.38)μg·L^(-1)和(3.87±0.27)μg·L^(-1).将该方法成功应用于某石油废水的藻毒性检测,确定其EC_(50)值为1.03%±0.07%(稀释百分数),相当于414.96μg·L^(-1)的敌草隆的毒性.本研究建立的微孔板式藻毒性检测方法具有灵敏度高、所需样品量少、可大批量测试等优点,对毒理学发展具有重要意义.

田野菟丝子寄生对薇甘菊光合特性的影响

[目的]薇甘菊(Mikania micrantha)不同叶位对田野菟丝子(Cuscuta campestris Yuncker)的寄生行为会产生不同的寄生效应。[方法]连续3d从野外取样,采用叶绿素成像技术和分光光度计,测定寄生影响。[结果]寄生显著降低了薇甘菊第4、5片叶PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm),对低光诱导下的qP和NPQ均无显著影响,却显著降低了第8、9片叶子的光合电子传递相对速率(ETR)。寄生也改变了寄主叶片的均质性。寄生非显著地降低了寄主薇甘菊第4～9片叶的叶绿素总量和类胡萝卜素含量,显著地降低了第6、7、9片叶的叶绿素a/b值。田野菟丝子茎内的色素含量均非常低,叶绿素a/b却保持与寄主薇甘菊相似的水平。[结论]田野菟丝子的寄生对寄主产生的胁迫直接影响寄主的光化学中心的活性,从而影响其光合进程。

激光显微切割条斑紫菜叶状体的参数优化

本研究以经济红藻条斑紫菜(Pyropia yezoensis)为研究对象,应用激光显微切割技术(Laser Microdissection,LMD)分离不同时期、不同部位、不同组织紫菜叶状体细胞团。统计细胞团中成活细胞比例,测定成活率,并应用叶绿素荧光成像法测定成活细胞光合活性,建立适合不同类型细胞的激光显微切割流程。结果表明:(1)整个切割流程需要在30 min内完成,不同材料成活率由高到低为:精子囊、成熟紫菜顶部、紫菜幼苗基部、成熟紫菜基部、幼苗顶基部,同株紫菜相同区域的中央与边缘细胞切割后成活率相近;(2)显微切割获得的紫菜细胞团的各项叶绿素荧光参数中,最大光量子传递效率Fv/Fm、实际光量子传递效率Y(Ⅱ)、光化学淬灭qP下降、非光化学淬灭qN上升,其中Fv/Fm、Y(Ⅱ)变动均高于其他参数,可作为指示切割细胞团光合能力的敏感指标;(3)不同时期紫菜适用的切割技术不同:成熟条斑紫菜在10、20、63倍镜下切割的直径100~300μm细胞团,幼苗在6.3、10、20倍镜下切割的直径150~300μm细胞团,成活率高且具有较高的光合活性。本研究针对条斑紫菜不同材料摸索形成适宜的切割技术参数,最少可从100μm直径细胞团(约20细胞)中获取1~6个成活细胞,为细胞的精确分离提供了新的技术手段。