植物效率分析仪的原理以及应用举例

　　原理：

　　当暗适应的植物叶片被植物效率分析仪Handy PEA提供的激发光激发后，叶片叶绿素发出荧光，荧光被具有高分辨率的监测器所记录，该监测器每秒钟可以记录10万次荧光踪迹数据，把叶绿素荧光随时间快速变化的曲线(O J I P 荧光诱导曲线)准确记录下来，仪器通过分析叶绿素荧光诱导动力学曲线，得到 Fo, Fm, Fv, Fv/FmPIABS, φEo, ψO, RC/CSo, ABS/CS, TR/CS, ET/CS, DI/CS等50多个荧光参数。这些参数反映光合机构PSII的光化学活性。

　　图1 植物效率分析仪以及配套使用的暗适应夹(白色)

　　图2 用植物效率分析仪测定的叶绿素荧光诱导动力学曲线(O J I P曲线)

　　植物效率仪在生理生态研究中的应用

　　1 常用荧光参数Fo、Fm、Fv/Fm的快速测定

　　2 用Fv/Fm研究植物PSII光抑制光破坏，以及Fv/Fm的日变化

　　如图：Fv/Fm的降低，表示叶片受到光抑制，由上图我们可以看出，12：00时，Fv/Fm显著降低，表明中午的强光对叶片造成了光抑制，而18：00时，Fv/Fm值回复早上6：00的水平，表明光抑制得到解除。如果18：00时，Fv/Fm值不能回复到早上6：00的水平，说明发生了光破坏。

　　3荧光参数PI在选育优良品种中的应用

　　Handy PEA植物效率仪具有测定简便快捷、易于多次重复;仪器便于携带、存储量大等优点，因此我们可以应用Handy PEA来从后代品系中快速筛选优良品种，可以对大量的后代群体进行初步筛选，然后再进行进一步的常规筛选。PI(Performance Index)光合性能指数，反应了PSII整体的功能，而光系统II(PSII)在逆境中容易受到伤害，所以我们可以用PI进行快速筛选。PI比Fv/Fm等反映PSII 活性的参数敏感的多，因为Fv/Fm是光化学效率，是PSII潜在的功能，在许多胁迫下并不会明显变化，而参数PI，反应了PSII整体的功能，只要PSII的部分受到伤害，PI就能反应出来。

　　4 研究PSII受体侧、供体侧及反应中心的状态

　　从图中我们可以看出随着温度的升高，荧光参数Wk逐渐升高，这表明高温伤害了PSII的电子供体侧即放氧复合体的活性。温度35℃以下没有伤害到放氧复合体的活性，35℃以上随着温度的升高，放氧复合体的活性降低;随着温度的升高，荧光参数RC/CS、ΨEo逐渐降低，这表明高温伤害到了PSII的反应中心和PSII的受体侧。Wk，RC/CS，

　　ΨEo分别在37.5℃、35℃、40℃开始变化，表明高温先伤害到PSII的反应中心，接着伤害供体侧(放氧复合体)，伤害PSII的受体侧。(注：并非所有植物在高温胁迫下都是这个规律，不同植物对温度的敏感程度不同，PSII的各部位受伤害程度也不同)

　　5 为光合作用的研究提供深层次的理论基础

　　除此之外，植物效率分析仪在逆境生理中越来越受到人们的重视。植物效率分析仪还具有获得信息量大、操作简便快捷、测定易于多次重复;仪器便于携带、存储量大、价格低廉等诸多优点，因此我们有理由相信，植物效率分析仪必将在科研中得到广泛应用。