叶绿素荧光仪检测重金属离子毒性的研究

[目的]建立一种快速有效的重金属离子毒性检测方法。[方法]选择三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为受试生物,采用双通道脉冲振幅调制叶绿素荧光仪(简称ToxY-PAM)检测水中Cu2+、Zn2+、Cr6+3种重金属离子的毒性大小。[结果]三者不同浓度引起的三角褐指藻光合作用抑制率变化基本均在1 h内达到最大值并趋于平稳;3种重金属离子的毒性大小为Cu2+>Zn2+>Cr6+。[结论]ToxY-PAM体积小,携带方便,检测速度快,灵敏度高,适合于重金属离子的现场检测。

具有宽带激励功能的叶绿素荧光仪的开发研究

叶绿素荧光检测技术作为一种无损检测技术应用十分广泛。传统叶绿素荧光检测技术激发信号时使用的阶跃或调制脉冲(PAM)频带窄,而光合系统是一个高阶的宽带系统,难以激发出光合系统所有的动态特性,使叶绿素荧光信号含有的信息丰富度受限。目前市面上的叶绿素荧光仪均不具备宽带激励功能,限制了新兴的人工智能算法能够处理复杂信号、挖掘丰富信息的能力。针对该问题,基于伪随机二进制序列(PRBS)信号,设计开发了一套具有宽带激励功能的叶绿素荧光仪。该仪器同时能测量传统的叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)与PAM曲线,对5种不同植物在3种激发光下的叶绿素荧光的信息熵进行对比,结果表明,PRBS激发的叶绿素荧光具有最高的信息熵。该仪器能够提供信息更丰富的叶绿素荧光信号,有望为植物生理及环境胁迫检测提供新型的科学仪器。

调制叶绿素荧光动力学参数及其计量关系的意义和公理化讨论

叶绿素荧光动力学在农业科学中广泛应用,其动力学参量及其应用计量关系的公理化研究在方法学上尤为重要,然而国内这方面的研究工作相对滞后。为此,本文尝试从其本质、意义及其正确的使用条件等方面对调制叶绿素荧光仪的测量参量进行阐述,并对应用中的相关计量公式从公理化的角度进行了演释推导。

利用叶绿素荧光技术揭示人工培育的铜藻幼苗对胁迫温度、光照和盐度的反应

2008年以全人工条件下培育的铜藻Sargassum horneri幼苗为材料,利用叶绿素荧光测定仪,通过测量经过暗适应后最大叶绿素荧光量子产量变化(Fv/Fm),研究了不同温度、光照强度和盐度条件下铜藻幼苗光合作用的变化。数据表明,幼苗存活温度上限为28℃,最适生长温度为22～24℃。在消减的太阳光照射下,受胁迫的幼苗即时荧光产量(Fm′)最低降到0.4。随着光强降低,Fm′可恢复到初始值0.73;在室外太阳光直射下,胁迫幼苗的Fm′最低降到0.11,24h恢复后为0.5,叶片有萎焉现象。结果表明,铜藻幼苗易受高温、强光胁迫,最好进行遮光培育。9～60盐度的胁迫6h以内对幼苗的Fv/Fm影响不明显,淡水在1h内对铜藻的Fv/Fm无影响,可以将苗帘直接浸泡在淡水中以清除对低盐敏感的附生杂藻。

应用叶绿素荧光法鉴定氮素对诸葛菜组培苗光合能力的影响

为改良培养基的配方,利用调制叶绿素荧光仪,对3个氮素水平(低氮0.356g·L^(-1)、中氮0.632g·L^(-1)、高氮1.159g·L^(-1)、对照组0.908g·L^(-1))组织培养条件下诸葛菜组培苗的光合特性进行了研究。结果表明:3个氮素水平下诸葛菜组培苗光合能力大小顺序为中氮>对照组>高氮>低氮,与氮素并不呈正比关系,在一定浓度范围随氮素的增加而增加,增加到一定程度又出现降低趋势,因此配置适量氮素才可以有效利用且不浪费资源。

应用叶绿素荧光技术研究香樟树机械损伤后生理变化

机械损伤或食草动物攻击的损伤是植物生命中常见的事件,并引起一系列复杂的空间和时间反应。不同的信号路径被激活,涉及各种信号分子。目前,利用叶绿素荧光技术在植物中系统传递损伤信息在国内外相对较少。本试验通过叶绿素荧光仪测定香樟树叶片叶绿素荧光参数,对检测所得的荧光参数Fv/Fm等进行定量分析,并绘出荧光参数变化曲线,将损伤叶片与正常叶片所得参数进行比对分析,从而研究香樟树的叶片间机械损伤刺激后叶绿素荧光信号的系统性传递过程以及应对机械刺激胁迫的生理变化。

两种北极微型浮游植物的荧光差异性分析

为了利用荧光技术对北极浮游植物的生理生态信息进行系统研究,本文以实验室培养条件下的两种北冰洋微型浮游植物——柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)和海链藻(Thalassiosira sp.)为研究对象,先采用流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)和全荧光光谱法对其活体中色素的静态荧光进行测量,后利用脉冲调制方法(Pulsed Amplitude Modulation,PAM)对其叶绿素动态荧光信息进行测定,对两种浮游植物的三类荧光信息进行综合比较分析,结果表明:柔弱伪菱形藻的丰度、基础荧光(F0)、光合系统Ⅱ(PSⅡ)光化学的有效量子产量(ΦPSⅡ)及光合电子传递效率(ETR)分别为22×105cell/mL、844、0.247和42.8,皆高于海链藻的相应值(8×105cell/mL、464、0.185及33.0);静态荧光和基础荧光分析表明柔弱伪菱形藻细胞内叶绿素a(chl a)含量较高;海链藻细胞内则具有较高含量的类胡萝卜素,其对光保护机制依赖性较强。本文初步展示了三类荧光分析法在极地微型浮游植物生理生态研究方面的联合应用。

利用甘蔗叶绿体荧光参数及活性氧代谢等指标评价甘蔗品种的耐旱性

利用ＯＳ５－ＦＬ叶绿素荧光仪研究干旱胁迫下蔗叶叶绿体荧光参数的变化及其与甘蔗耐旱性关系。应用干旱胁迫下蔗叶活性氧代谢变化等耐旱鉴定指标鉴定参试品种的相对耐旱性。结果表明，干旱胁迫下甘蔗生长受抑制，蔗叶叶绿素含量、相对含水量、叶绿体ＤＣＩＰ光还原活性下降，ＭＤＡ含量和质膜相对透性提高；叶绿体荧光参数Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ／Ｆｏ、Ｔ１／２均明显降低，表明干旱胁迫使蔗叶光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）原初光能转换效率、ＰＳⅡ潜在活性受到抑制；研究还表明干旱胁迫下蔗叶叶绿体光合量子产额（Ｙｉｅｌｄ）及其潜在活性（Ｆｄｓ／Ｆｓ）降低，说明干旱胁迫直接影响了光合作用的电子传递和二氧化碳同化过程。上述荧光参数的受抑程度因品种抗逆性能而异，不抗旱品种降幅明显高于抗旱品种。最后讨论了叶绿素荧光动力学在甘蔗抗旱育种及抗旱鉴定上应用的可能性。

土壤中残留氯吡嘧磺隆对红芸豆幼苗光合作用的影响

采用叶绿素荧光仪研究残留在土壤中的氯吡嘧磺隆对红芸豆幼苗光合作用的影响。结果表明,通过荧光动力学曲线可以得出,在氯吡嘧磺隆胁迫下,红芸豆幼苗叶片荧光强度在J-P段显著下降,PSII中初级酮电子受体(QA)、次级醌电子受体(QB)和质体醌之间的电子传递受阻碍;荧光参数单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、用于还原QA的能量(t=0)(TR0/RC)、单位反应中心耗散掉的能量(t=0)(DI0/RC)、用于电子传递的能量(t=0)(ET0/RC)升高,以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)和PSII原初光能转化效率(Fv/Fm)值降低,表明0.005,0.008 mg/kg氯吡嘧磺隆均会对红芸豆幼苗的光合作用产生抑制。PIABS下降幅度高于Fv/Fm,表现更为灵敏,因此,PIABS更适宜作为反映红芸豆幼苗受到氯吡嘧磺隆胁迫的指标。

茶树对茶尺蠖取食危害的补偿光合生理反应研究

利用叶绿素荧光仪和光合测定系统研究了茶树受到害虫茶尺蠖危害后的补偿光合生理变化。结果表明，茶树在受到茶尺蠖危害后的21天内，受害叶片和同株未受害叶片的光系统Ⅱ的光化学效率（Fv／Fm）、光合电子传递速率（ETR）和净光合速率（Pn）的值均高于对照，NPQ明显低于对照，且这种差异在危害后第7天最大，随后逐渐减小。说明茶树受茶尺蠖危害后，诱导产生了补偿光合作用，且补偿能力随时间的推移而变小。此外，茶树在茶尺蠖取食后，气孔导度和蒸腾速率增加。

老骥伏枥志犹在 挥戈铁马竟风流——记著名林业教育家高荣孚教授

50多年来,他一直在为振兴中国林业和培养林业人才而奋斗,在植物生理和树木生理教学和研究取得了显著的成绩,为我国林学生物基础理论科学研究和人才培养做出了重要贡献,被誉为树木生理学科的奠基人之一。

水华原位快速分析技术初探

水华监测已经成为环境监测的一个重要环节。如何有效地对水华进行原位快速分析是各监测部门所面临的难题。本文应用PHYTO—PAM叶绿素荧光仪，通过多年原位监测数据结合实验室模拟结果，建立了一套水华原位分析技术，为水华监测的现场快速反应提供技术支持。

Evaluation of Impact of Cadmium and Mercury on Cyanobacteria Fluorescence Emission Using Flow Cytometry： Preliminary Studies

Heavy metals currently pose one of the most serious problems in terms of environmental protection. We analysed the effect of cadmium and mercury salts upon chlorophyll fluorescence emision of Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii and Aphanizomenon gracile. Time of incubation （3, 12 and 24 h） and salts concentration（1 μM, 10 μM, 100μM） influenced the emision. The higher the salt concentration and the longer the time of incubation, the greater the influence on inhibition of chlorophyll fluorescence was observed. Our results might indicate that nontoxic strains of M. aeruginosa MAKR0205 can have a high tolerance to heavy metal ions and ability of their detoxication. Further studies are necessary to confirm their potential ability in the water purification.