叶绿素荧光及分析技术课件
光合作用过程的各个步骤密切偶联,因此任 何一步的变化都会影响到PS II从而引起荧光变化, 也就是说通过叶绿素荧光几乎可以探测所有光合 作用过程的变化.
JUNIOR PAM
(Pulse Amplitude Modulated Fluorescence,PAM)
基础调制叶绿素
荧光仪
暗适应叶夹
JUNIOR PAM的主要操作过 程
光适应下需要测定的参数
Fo’:光处理中的最小荧光值:在<Fo’-Mode>中, Fo’荧光在饱和脉冲之后发出,暗适应是PSⅠ 受到远红光激发快速转运光系统间的电子, 因此开启PSⅡ反应中心。
Fo’=1/(1/Fo-1/Fm+1/Fm’) Fm’:饱和光脉冲诱导期PSⅡ反应中心暂时关闭
时的最大荧光值。
这两个参数都是衡量PSⅡ反应中心那部分能量的。qp建立在单个的PSⅡ天线分子 的概念上,而qL假设天线分子之间彼此联系,更接近于叶片内真实情况。这两个 参数的测定不需要使用暗适应样品进行荧光测定,Fo按照Oxborough和 Baker(1997)方法经过计算得到。
qN和NPQ 非光化学淬灭的参数
这两个参数都与类囊体基质中依赖pH和玉米黄素产生过程的激发能的非光化学淬 灭相关。与以前的荧光系数比较,qN和NPQ的计算总要测定样品暗适应和光适应 条件下的荧光。
暗适应中荧光的增加由暗适应和光适应下叶片光化学淬灭由最大到最小引起的 (Fm-Fo和Fm’-Fo’)。 光适应中荧光量的降低由不产生光化学淬灭和达到最大光化学淬灭(Fm-Fm’和FoFo’)的光淬灭引起的。 在饱和脉冲光发射之前,在Fm’和Fo’之间的区域内,诱导曲线上荧光的水平为F’, 它表示PSⅡ反应中心的关闭程度。
JUNIOR PAM测量参数
相对荧光产量(Relative Fluorescence Yields)
暗适应下测定的参数 Fm:关闭所有PSⅡ反应中心的高光强脉冲激发的最大荧光值。 Fm= Fo + Fv。 Fo :固定荧光或初始荧光产量,也称基础荧光。代表不参与 PS Ⅱ光化学反应的光能辐射部分,是PS Ⅱ反应中心处于完 全开放时的荧光产量,它与叶绿素浓度有关。 Fv :可变荧光产量,代表可参与PS Ⅱ光化学反应的光能辐射 部分,反映了PS Ⅱ原初电子受体QA 的还原情况。 Fo 维持PSⅡ反应中心打开的低光强激发的最小荧光值。
光适应叶夹
•调制叶绿素荧光技术作为测定植物光合作用 最简便有效的技术,在国际生物学界多个领 域得到了非常广泛的应用,如研究植物胁迫、 衰老、筛选突变体等。
•PAM技术与荧光淬灭的饱和脉冲分析结合是 目前测定植物光合作用的标准技术
叶绿素荧光仪工作原理
调制技术:用于激发荧光的测量光具有一定的调制
ETR)
根据ETR=PAR•ETR-Factor•PPS2/PPPS•Y(Ⅱ)计算。
光合激发辐射 (Photosynthetic active radiation,PAR )
为光计曲算线ET(RL,igWhtinCCounrtvreo)l-3使用JUNIOR PAM内部脉冲激发辐射装置得到PAR 值测。量在程序其<他Li光gh照t C条ur件ve>下指,暴不露使在用光P强A持R带续入增E加T的R计活算化。光下的测定程序。通常,每
F’:F’值是光处理期间打饱和脉冲光之前荧光曲 线上的点的取值。
JUNIOR PAM测量参数
continued
荧光淬灭系数(Fluorescence Quenching Coefficients)
Fv/Fm和Y(Ⅱ) PSⅡ最大光化学消耗和有效光化学消耗
Y(Ⅱ)衡量激发能用于光化学的量。
qp和qL 非光化学淬灭的参数
Y(NO)和Y(NPQ) 参与非光化学淬灭的能量
对于集合光合天线分子,Y(NPQ)可以定量激发能通过光保护机制散失的能量: 其他非光化学能量称为Y(NO)。最后,光化学和非光化学耗能之和为1: Y(Ⅱ)+Y(NPQ)+Y(NO)=1
JUNIOR PAM测量参数
continued
相对电子传递速率(Relative Electron Transport Rate,
(开/关)频率,检测器只记录与测量光同频的荧 光,因此调制荧光仪允许测量所有生理状态下的荧 光,包括背景光很强时。
饱和脉冲技术,打开一个持续时间很短(一般小于
1 s)的强光关闭所有的电子门(光合作用被暂时 抑制),从而使叶绿素荧光达到最大。饱和脉冲 (Saturation Pulse, SP)可被看作是光化光的一个 特例。
光合作用与叶绿素荧光
在光合膜上,有2%到10%的吸收光能以PSII荧光的形 式释放出来。而PSI发射的荧光量很小并且是恒定的,
这里没有进行考虑。
活体状态下,叶绿素荧光几乎全部来源于PS II的Chla(包括天线Chl a),活体叶绿素荧光提 供的快速信息仅仅反映了PS II对激发能的利用和 耗散情况.
个光强的时间间隔对于光合反应完全达到平衡太短。因此,将这中光曲线称为“快 速光曲线”(Rapid Light Curves, RLC),它说明当前光合的状态,不能和经典 光合光相应曲线相混。
JUNIOR PAM测量参数
continued
Thanks
光化光越强,PS II释放的电子越多,PQ处累积的电 子越多,也就是说关闭态的电子门越多,F越高。 当光化光达到使所有的电子门都关闭(不能进行光
Saturation PulseБайду номын сангаасMethod of Quenching Analysis
JUNIOR PAM技术参数
测量光源:蓝色LED,,标准强度0.1 μ mol m-2 s-1 PAR。 光化光源:蓝色LED,光强范围0~1500 μ mol m-2 s-1PAR( 光纤与样品间的距离为1 mm时)。 饱和脉冲光源:蓝色LED,最大饱和闪光强度3000 μ mol m2 s-1PAR。 远红光源:LED,730 nm。 微光纤:长40cm,直径1.5 mm。 测量参数:Fo、Fm、Fv/Fm、Ft、Fm’、Fo’、qP、qN、NPQ 和rETR等