叶绿素荧光成像技术及其在光合作用研究中的应用

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1、Fluorcam荧光成像技术及其在光合作用研究中的应用Eco‐lab生态实验室 北京易科泰生态技术有限公司 info@eco‐lab.cn目录1、叶绿素荧光成像技术发展过程2、荧光参数及其生理意义 3、PSI介绍（荧光成像的发明者） 4、PSI产品介绍5、应用案例叶绿素荧光技术发展历程•Kautskyeffect:KautskyandHirsch(1931)首次用肉眼发现叶 绿素荧光现象并发表论文“CO2同化新实验”，后被称作 “Kautskyeffect”•PAM(PulseAmplitudeModulatedFluorometer):Schreiber（ 1986）等发

2、明了PAM脉冲调制技术测量叶绿素荧光。•FluorCam：KineKcimagingofchlorophyllfluorescence: LadislavNedbal（2000）等于上世纪90年代末期发明了与 PAM技术相结合的叶绿素荧光成像技术成像测量局部放大荧光参数及其意义•Fo、Fm与QY，此外还有PAR_Abs及ETR•Kautsky诱导效应：Fo，Fp，Fv，Ft_Lss，QY，Rfd•荧光淬灭分析：Fo，Fm，Fp，Fs，Fv，QY，NPQ，Qp，Rfd 等50多个参数•OJIP曲线：快速荧光诱导曲线。Fo，Fj，Fi，P或Fm，Mo（ OJIP曲线初始斜率）、

3、FixArea固定面积、Sm（对关闭所有 光反应中心所需能量的量度）、QY、PI等•LC光响应曲线：Fo，Fm，QY，QY_Ln叶绿素荧光仪著名厂商•PSI：捷克布尔诺Brno（孟德尔在此发现著名的孟德尔遗 传定律），LadislavNedbal为首席科学家和主要股东（另 一股东为DavidKramer，美国密执根州立大学教授）， 1997年为美国华盛顿大学H.Pakrasi教授研制成了第一台 FluorCam荧光成像系统。主要产品有：–FluorCam叶绿素荧光成像系列产品 –FL3500/FL5000双调制荧光仪系列产品 –FluorPen及AquaPen等手持式荧光仪

4、产品 –光养生物反应器等藻类培养与在线监测产品 –光源与植物培养室•Optics：美国，主要产品为OS5p‐PAM叶绿素荧光仪等 •Walz：德国，主要产品为PAM2500叶绿素荧光仪等PSI厂家介绍PSI厂家剪影laboratoryFluorCam叶绿素荧光成像：1.HandyFC——FluorCam便携式叶绿素荧光成像系统2.HandyGFPCam——FluorCam便携式荧光蛋白成像系统3.HandyLeafchamber——便携式光合联用叶绿素荧光成像系统 4.ClosedFC——封闭式叶绿素荧光成像系统5.ClosedGFPCam——封闭式多光谱荧光蛋白成像系统6

5、.OpenFC——开放式叶绿素荧光成像系统‐RoverFluorCam——移动式大型植物荧光成像系统 ‐TransectFluorCam——样带扫描式植物荧光成像系统 ‐XY‐PlaneFluorCam——多光谱XY‐平台式大型植物荧光成像系统 ‐ArchFluorCam——拱形三维植物荧光扫描成像系统7.Micro‐FluorCam——显微叶绿素荧光成像系统，又分标准版、增强版（可选配 GFPFilterCubeSet）及滤波轮版8.ConveyorandRoboKcPlantScanSystem——PlantScan全自动植物光谱成像分析系统9.Fluorescence

6、KineKcMicroscope——FKM荧光动态显微光谱成像系统Fluorcam荧光成像技术特点◆对叶片无损伤、测量迅速◆测量对象多样，包括叶片、果实、藻类、地衣、苔藓、拟 南芥等◆具备自动重复测量功能，从而实现无人职守自动成像实验◆结果以图片或视频形式输出，直观、易于观察◆应用领域广泛，如光合作用、植物胁迫生理学、水生生物学、海洋学和遥感等◆实验室、野外均可使用◆测量面积范围广，小至微米，大至整块草坪◆用户可根据实验需要，自定义测量参数FlourCam叶绿素荧光成像技术应用领域•植物光合特性和代谢紊乱植株的筛选 •生物和非生物胁迫的检测•植物抗胁迫能力或者易感性研究 •

7、气孔非均一性研究•长势与产量评估•植物——微生物交互作用研究 •植物——原生动物交互作用研究Kautskyeffectinadiuron‐inhibitedleaf（敌草隆抑制电子传递实验）IPJOScreenmutantsbyNPQparameters（通过荧光淬灭分析筛选变异植株）水分对沙漠中苔藓的光合特性的影响加水0.5h后高光胁迫获得的衣藻突变体重金属胁迫条件下的烟叶荧光成像0min30min60min左图为对照烟叶，中图为通过叶脉浸泡硫酸铜30分钟后的荧光成像，右图为经硫 酸铜浸泡处理60分钟后的荧光成像