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易科泰光合作用研究技術(shù)案例分享
發(fā)布時(shí)間: 2025-05-13 點(diǎn)擊次數(shù): 18次易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供光合作用研究全面技術(shù)方案:
ü 便攜式光合作用測(cè)量
ü 多通道光合作用持續(xù)監(jiān)測(cè)
ü 光合作用測(cè)量與葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量技術(shù)
ü 光合作用測(cè)量與葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)
ü 光合作用測(cè)量與Thermo-RGB成像技術(shù)
易科泰便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)包括便攜式光合儀和手持式葉綠素?zé)晒鈨x,能夠測(cè)量獲得植物/作物的光合作用氣體交換參數(shù)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)。前者包括光合速率/同化速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度等,能夠反映光合作用的宏觀表現(xiàn);后者包括光化學(xué)轉(zhuǎn)化效率、電子傳遞速率、光合機(jī)構(gòu)光系統(tǒng)II(PSII)活力等,能夠反映光合作用的微觀過程。因此,便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)能夠全面且細(xì)致地測(cè)定和評(píng)估植物/作物的光合作用性能。
因其小巧輕便、易攜帶、易操作的優(yōu)點(diǎn),系統(tǒng)被廣泛用于作物育種、作物栽培、作物生理、基因工程等眾多研究領(lǐng)域,幫助廣大農(nóng)業(yè)科研工作者快速、準(zhǔn)確地獲取植物光合生理和生理生態(tài)數(shù)據(jù),發(fā)表了大量高質(zhì)量、有影響力的學(xué)術(shù)論文。本文摘選了最兩年發(fā)表在《Plant Stress》《The Plant Journal》《Frontiers in Plant Science》等專業(yè)學(xué)術(shù)期刊的論文,向大家分享光合作用與葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量技術(shù)應(yīng)用案例。
1. 外源精胺對(duì)番茄復(fù)合脅迫耐受性的改善作用
參考論文:Pascual, L. S., López-Climent, M. F., Segarra-Medina, C., Gómez-Cadenas, A., & Zandalinas, S. I. (2023). Exogenous spermine alleviates the negative effects of combined salinity and paraquat in tomato plants by decreasing stress-induced oxidative damage. Frontiers in Plant Science, 14, 1193207.
精胺(Spm)是一種多胺類化合物,已被廣泛證明能夠調(diào)節(jié)植物的生理功能,包括抗氧化防御、光合作用效率、細(xì)胞修復(fù)以及基因表達(dá)等。本文研究了外源精胺(Spm)對(duì)番茄植株在鹽脅迫(S)和除草劑復(fù)合脅迫下的緩解作用。該研究發(fā)現(xiàn)外源精胺處理能夠顯著提高番茄植株的存活率、生長(zhǎng)狀況、光系統(tǒng)II功能和光合速率,并減少氧化損傷標(biāo)志物(如H?O?和丙二醛)的積累。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),精胺通過降低氧化應(yīng)激,改善了番茄在復(fù)合脅迫下的耐受性。該研究為應(yīng)對(duì)氣候變化和土壤污染等多重脅迫提供了潛在的解決方案。
下表顯示了外源精胺處理顯著提高了鹽脅迫復(fù)合脅迫下番茄的光合速率和PSII效率,反映了精胺對(duì)光合作用的促進(jìn)作用,表明其在緩解脅迫對(duì)光合功能的抑制方面具有積極作用。
2. 小麥耐旱機(jī)制的生理與組學(xué)研究
參考論文:Ne?porová, T., Vítámvás, P., Kosová, K., Hynek, R., Planchon, S., & Renaut, J. (2024). Water-saving and water-spending strategy: The physiological, proteomic and metabolomic investigation of wheat response to drought and the following recovery. Plant Stress, 13, 100509.
本研究探討了小麥在干旱脅迫及恢復(fù)期間的生理、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)響應(yīng)。通過對(duì)比兩種小麥品種(Baletka和Tobak)在短期和長(zhǎng)期干旱處理以及恢復(fù)后的表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)Baletka采用“節(jié)水"策略,即通過關(guān)閉氣孔減少水分散失,積累保護(hù)性蛋白,增強(qiáng)草酸氧化酶活性,以提高水分利用效率和耐旱能力,從而表現(xiàn)出更高的耐旱性;而Tobak則采用“耗水"策略,即通過保持氣孔開放維持光合作用,但這種策略導(dǎo)致更高的水分散失,且在干旱脅迫后的恢復(fù)能力相對(duì)較弱。該研究揭示了節(jié)水型和耗水型小麥品種在干旱適應(yīng)機(jī)制上的差異,為培育耐旱小麥品種提供了重要的理論依據(jù)和分子基礎(chǔ)。
在研究中,通過便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定的光合參數(shù),揭示了兩種小麥品種Baletka和Tobak在干旱和恢復(fù)期間的水分利用和光合能力的顯著差異。
(1) 凈光合速率:在長(zhǎng)期干旱處理期間,Tobak的凈光合速率顯著高于Baletka。這可能是因?yàn)?/span>Tobak在干旱條件下保持較高的氣孔導(dǎo)度,允許更多的CO?進(jìn)入葉片進(jìn)行光合作用。然而,這種策略也導(dǎo)致了更高的水分散失。相比之下,Baletka通過關(guān)閉氣孔減少水分散失,雖然凈光合速率有所下降,但能夠在干旱條件下維持相對(duì)穩(wěn)定的光合效率。
(2) 細(xì)胞間CO?濃度:在長(zhǎng)期干旱處理期間,Baletka的細(xì)胞間CO?濃度顯著高于Tobak。這表明Baletka在干旱條件下通過關(guān)閉氣孔減少了CO?的散失,但同時(shí)也導(dǎo)致了細(xì)胞間CO?濃度的積累。這種積累可能有助于在氣孔關(guān)閉的情況下維持一定的光合速率。
(3) 最大光化學(xué)效率(Fv/Fm):在短期和長(zhǎng)期干旱處理期間,Baletka的Fv/Fm值與對(duì)照組相比沒有顯著差異,而Tobak的Fv/Fm值在長(zhǎng)期干旱處理后顯著下降。這表明Baletka在干旱條件下能夠更好地保護(hù)光系統(tǒng)II的結(jié)構(gòu)和功能,維持較高的光合效率,而Tobak則可能因干旱脅迫導(dǎo)致光系統(tǒng)II受損,光合效率下降。
綜上所述,Baletka通過關(guān)閉氣孔減少水分散失,維持較高的水分利用效率和光合效率,表現(xiàn)出更強(qiáng)的耐旱能力;而Tobak則通過保持較高的氣孔導(dǎo)度維持光合作用,但水分利用效率較低,耐旱能力相對(duì)較弱。
3. 部分根區(qū)交替灌溉增強(qiáng)大麥耐低溫能力及其機(jī)制
參考論文:Mu, P., Ye, F., Liu, X., Zhang, P., Liu, T., & Li, X. (2025). Partial root‐zone drying irrigation enhances synthesis of glutathione in barley roots to improve low temperature tolerance. The Plant Journal, 121(3), e70026.
本文研究了部分根區(qū)交替灌溉(PRD,交替濕潤(rùn)和干燥植物根系的不同區(qū)域)對(duì)大麥耐低溫能力的影響。研究發(fā)現(xiàn),部分根區(qū)交替灌溉能夠顯著提高大麥在低溫條件下的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和光系統(tǒng)II的最大量子效率,同時(shí)降低相對(duì)電導(dǎo)率。代謝組學(xué)分析表明,PRD促進(jìn)了大麥根中谷胱甘肽和9-十八碳烯酰胺的積累,轉(zhuǎn)錄組分析也證實(shí)了相關(guān)基因表達(dá)的變化。此外,PRD還通過改變根際微生物群落的組成,富集核心微生物,進(jìn)一步增強(qiáng)了大麥的耐低溫能力。該研究表明,PRD是一種通過灌溉管理提高作物耐逆性的有效策略。
下圖展示了不同處理?xiàng)l件下大麥葉片的凈光合速率(An)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)。結(jié)果顯示,PRD 處理的大麥在低溫條件下表現(xiàn)出更高的 An、Gs 和 Fv/Fm 值,表明其光合能力和氣孔功能得到了顯著改善。
易科泰公司提供光合作用測(cè)量全面解決方案:
ü 便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)(其中手持式葉綠素?zé)晒鈨x可升級(jí)為便攜式葉綠素?zé)晒獬上駜x)
ü iFL便攜式光合作用與葉綠素?zé)晒鈴?fù)合測(cè)量系統(tǒng)(英國(guó)ADC公司產(chǎn))
ü APS多通道光合作用測(cè)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(英國(guó)ADC公司產(chǎn))
ü FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)
ü FluorTron®葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù),葉綠素?zé)晒鈩?dòng)態(tài)(time-resolved)與光譜(time-resolved)成像,全面解析葉綠素?zé)晒?/span>
ü ET-LEDIF葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)系統(tǒng)
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