图1 6800-18悬浮藻类测量室
悬浮藻类光合作用测量一直是实验难点。传统测量方法是氧电极法,通过测量悬浮液中O2浓度反映其光合速率。与之不同,LI-COR最近推出了6800-18悬浮藻类测量室(图1)。它采用开路差分式方法,测量稳定环境条件下(CO2、光照、温度精确控制)悬浮藻类的光合CO2同化速率。同时,采用脉冲幅度调制技术(PAM)监测叶绿素荧光。这一创新的测量方法使得数据更准确,开启了悬浮藻类等生物光合作用测量的新范式。
不可错过的6800-18介绍视频 字幕/朱晓伟
开路差分式测量原理
6800-18采用稳态开路式测量原理:根据进出测量室气流中CO2的浓度差值,结合流速,直接计算得到悬浮藻类的CO2同化速率(图2)。标准化为藻类细胞密度、藻类质量或藻类叶绿素含量后,样品同化速率可用µmol CO2 cell-1 s-1、µmol CO2 mg-1s-1或µmol CO2 µg-1 s-1来表示。
图2 开路差分式测量原理示意
ZL技术,防止水汽逃逸
由于悬浮藻类样品呈溶液状态,水汽很容易从悬浮液中逸出,导致出气端气流中的H2O含量高,对CO2的“稀释效应”大。LI-COR为此研发出ZL方法,有效阻挡水汽逃逸。
CO2气-液相快速平衡
精心控制的实验条件确保了CO2的“传质系数”不受限制,CO2通量值代表了样品的实际同化速率。将碳酸酐酶(CA)添加到样品悬浮液中,快速水合CO2并与碳酸氢根离子(HCO3-)动态转化(图3)。
图3 精心控制的CO2气-液相快速平衡系统
稳态环境条件控制
jing准CO2控制:注入系统确保整个实验过程CO2浓度稳定;
jing准光照控制:6800-01A荧光测量室提供不同光质比例的精确蓝光、红光、远红光的组合;
jing准温度控制:外部循环水浴装置,0-50℃范围内jing准控制测量室温度。
图4 CO2_r控制为400µmol mol-1、温度控制为25℃
叶绿素荧光参数同步测量
6800-18不仅测量悬浮藻类的光合CO2同化速率,还同步测量其叶绿素荧光参数如实际光化学量子效率ΦPSII、电子传递速率ETR、非光化学淬灭NPQ、PSII反应ZX电子受体侧关闭比例1-qL等。
图5 气体交换和叶绿素荧光参数同步测量
测量实例
光响应曲线
小球藻(Chlorella)在正常氧气浓度(21%)和低氧浓度(0.5%)条件下的光响应曲线。注入系统控制进入6800-18测量室的CO2浓度:400 µmol mol-1。低氧空气来自含0.5%氧气的外部气瓶;循环水浴将测量室温度维持在25℃;培养基盐度17ppt。
图6 光响应曲线。实心圆图标代表氧气含量0.5%;空心圆图标代表氧气含量21%
荧光-光响应曲线
光强由高到低变化时,碳同化相对效率增强,表现为实际光化学量子效率ΦPSII增大;从数据可以看出,高氧(氧气含量为21%)和低氧(氧气含量为0.5%)实验条件对ΦPSII的影响很小,两者的ΦPSII几乎没有差别。
但是,低氧O2浓度条件下,光呼吸被YZ,RuBisCO酶的RUBP氧化过程减弱,这导致PSII反应ZX电子受体侧关闭程度ZG。这一关闭程度可用叶绿素荧光参数1-qL表示。从数据可以看出,和高氧实验条件对比,低氧实验条件下,1-qL普遍要大。
图7 荧光-光响应曲线。实际光化学量子效率ΦPSII(圆形)和关闭反应ZX占比1-qL(三角形);0.5%O2浓度实验条件用实心表示,21%O2浓度用空心表示。
二氧化碳响应曲线
环境条件控制:21%氧气浓度;光照700μmol/m2/s;注入系统控制进入测量室的CO2浓度。外部水浴装置保持测量室温度25℃;TRIS缓冲液维持反应介质pH=7.0。
CO2浓度下降过程中,CO2同化速率逐渐下降,实际光化学量子效率ΦPSII(实心圆)下降,非光化学淬灭NPQ上升、关闭反应ZX占比1-qL(空心圆)上升,光合系统逐渐转变为受能量耗损的限制。
光合作用中红降现象,双增益效应的原因是什么?谢谢麻烦看清问题,非常感谢。... 光合作用中红降现象,双
光合作用的生成物势能(化学能)大,反应物势能小,即光合作用是吸能反应,那么为什么在ATP的合成过程(ADP
"藻红体rhodoplast为红藻类与隐(甲)藻类细胞中所含有的叶绿体。除叶绿素外还含有红素-藻红蛋白(p
光合作用只利用光线中的可见光吗其他的紫外线、x射线等需要吗... 光合作用只利用光线中的可见光吗其他的
便携式光合作用测定仪(3051D)也叫便携式光合仪、植物光合仪、植物光合/呼吸/蒸腾测量系统,是由浙江托普云
一般照明用的白光LED灯,光谱集中于可见光偏蓝,对植物进行光合作用的效率比较差. 有专门给植物进行光
测定植物组织总糖原糖需要制作标准曲线并根据标准曲线测品光光度进行相关计算植物体含糖量;测定含糖量必须制作标准
光合作用的条件是在光条件下植物叶绿素将二氧化碳和水转换成有机物和水的过程,光合作用在阴天也在进行因此,
在呼吸作用中,[H]是NADH,NAD +H +2e——→NADH(还原型辅酶Ⅰ) 在光合作用中:[H]
极度困惑中...... 高中生物,讲的浅显些,不要太深奥,但要讲明白 辅酶Ⅱ的符号是NADP+,光反应阶