如何選配最適用的葉綠素熒光成像儀器

1、如何選配最適用如何選配最適用的的葉綠素葉綠素熒光成像儀器熒光成像儀器李川李川易科泰生態(tài)技術公司易科泰生態(tài)技術公司EcoLab生態(tài)實驗室生態(tài)實驗室葉綠素熒光儀發(fā)展現(xiàn)狀葉綠素熒光儀發(fā)展現(xiàn)狀n連續(xù)激發(fā)式連續(xù)激發(fā)式熒光儀熒光儀 Direct Fluorometer，PEAn脈沖調(diào)制式脈沖調(diào)制式熒光儀熒光儀 Pulse Amplitude Modulated Fluorometer，PAMn雙調(diào)制式雙調(diào)制式熒光儀熒光儀 Double-Modulation Fluorometer，F(xiàn)L3500葉綠素熒光儀的局限性葉綠素熒光儀的局限性n僅僅能能通過光纖測量一通過光纖測量一個點個點的總值的總值n只能獲得只能獲

2、得數(shù)據(jù)和動力學曲線圖數(shù)據(jù)和動力學曲線圖n一般只能測量葉片一般只能測量葉片n在在進行光合相關突變體進行光合相關突變體篩選篩選時工作量極大時工作量極大葉綠素熒光成像技術的發(fā)展葉綠素熒光成像技術的發(fā)展nLadislav Nedbal（2000）等）等于上世紀于上世紀90年代末期發(fā)明了與年代末期發(fā)明了與PAM技術相結(jié)合的葉綠素熒光技術相結(jié)合的葉綠素熒光成像技術，研制成功了第一臺成像技術，研制成功了第一臺FluorCam調(diào)制式熒光成像儀。調(diào)制式熒光成像儀。從此正式開啟了葉綠素熒光研從此正式開啟了葉綠素熒光研究的二維時代。究的二維時代。Baker，2008，引用次數(shù)，引用次數(shù)1200n如何根據(jù)實驗設計選擇

3、合適的葉綠素熒光成像儀如何根據(jù)實驗設計選擇合適的葉綠素熒光成像儀器型號和配置？器型號和配置？n如何分辨如何分辨葉綠素熒光成像葉綠素熒光成像儀器的優(yōu)劣？儀器的優(yōu)劣？實驗設計中需要明確的問題實驗設計中需要明確的問題n測量什么樣品測量什么樣品n室內(nèi)實驗還是野外實驗室內(nèi)實驗還是野外實驗n測量哪些參數(shù)測量哪些參數(shù)n軟件分析功能軟件分析功能n經(jīng)費經(jīng)費測量什么測量什么樣品樣品n成像面積成像面積3.53.5cm1313cm或或2020cm3535cm20倍倍/40倍顯微鏡倍顯微鏡n光源板面積光源板面積為了進行可靠的葉綠素熒光成像測量，關鍵在于整個為了進行可靠的葉綠素熒光成像測量，關鍵在于整個成像區(qū)域中保證均勻

4、同質(zhì)的光照。（成像區(qū)域中保證均勻同質(zhì)的光照。（Kalaji，2014）儀器的成像面積是怎么確定的？儀器的成像面積是怎么確定的？nCCD傳感器與鏡頭傳感器與鏡頭分辨率分辨率對焦對焦n分辨率與靈敏度的競爭關系分辨率與靈敏度的競爭關系分辨率越高越好嗎分辨率越高越好嗎高靈敏度高靈敏度CCD高分辨率高分辨率CCD分辨率分辨率靈敏度靈敏度分辨率分辨率靈敏度靈敏度720 x 56050幀幀/秒秒1392 x 10401幀幀/秒秒1024 x 768 10幀幀/秒秒696 x 52025幀幀/秒秒464 x 34420幀幀/秒秒348 x 256 50幀幀/秒秒Fan，2015Mao，2015光源的選擇光源的

5、選擇n光質(zhì)：一般為紅光、藍光或白光，特殊情況下可光質(zhì)：一般為紅光、藍光或白光，特殊情況下可能需要綠光、青光、棕色光等光源能需要綠光、青光、棕色光等光源n光強：光強：2000 molm2s1的飽和脈沖的飽和脈沖可能可能足夠進足夠進行行Fm的的測量，但是對于在較高的光照下測量測量，但是對于在較高的光照下測量Fm則則可能太低了（可能太低了（Murchie，2013）。）。Earl 和和Ennahli（2004）在研究玉米時甚至發(fā)現(xiàn)在研究玉米時甚至發(fā)現(xiàn) 7500 molm2s1以上的飽和脈沖以上的飽和脈沖才能才能測得最大的測得最大的Fm。actinic lightSaturating pulse擬南芥

6、擬南芥50-1500700-4000水稻水稻400-15006000冬小麥冬小麥4003000大麥大麥4000高粱高粱2001250西紅柿西紅柿2500,3500小立碗蘚小立碗蘚8504000鱷梨鱷梨4002000茅膏菜茅膏菜100-18003000室內(nèi)實驗還是野外實驗室內(nèi)實驗還是野外實驗測量哪些測量哪些參數(shù)參數(shù)n葉綠素熒光參數(shù)葉綠素熒光參數(shù)Fv/Fm：測量參數(shù)包括：測量參數(shù)包括F0，F(xiàn)m，F(xiàn)v，F(xiàn)v/ Fm等等Kautsky誘導效應：誘導效應：F0，F(xiàn)p，F(xiàn)v，F(xiàn)t_Lss，QY，Rfd等熒光參數(shù)等熒光參數(shù)熒光淬滅分析：熒光淬滅分析：F0，F(xiàn)m，F(xiàn)p，F(xiàn)s，F(xiàn)v，F(xiàn)v/ Fm，QY，II，N

7、PQ，qP，Rfd，qN，qL等等光光響應曲線：響應曲線：F0，F(xiàn)m，F(xiàn)v/ Fm，QY_Ln，ETR等熒等熒光參數(shù)光參數(shù)熒光成像可以測量熒光成像可以測量OJIP嗎嗎nOJIP測量對檢測器的要求：測量對檢測器的要求：100 000次次/秒秒n目前商用儀器中僅有兩種可以進行目前商用儀器中僅有兩種可以進行OJIP熒光成像熒光成像Jedmowski，2015熒光成像如何測量熒光成像如何測量F0n使用公式計算使用公式計算 Oxborough and Baker，1997n使用遠紅光源板直接測量使用遠紅光源板直接測量 其他成像功能其他成像功能nPAR吸收率成像吸收率成像nGFP、YFP等熒光蛋白成像等熒

8、光蛋白成像nMCF多光譜熒光成像多光譜熒光成像n顯微多光譜成像與光譜分析顯微多光譜成像與光譜分析nPAR吸收吸收率率成像成像植物光合有效輻射植物光合有效輻射吸收率（吸收率（PAR absorptivity）：通通過紅色光源過紅色光源與與紅外光源紅外光源照射植物樣品照射植物樣品，測量，測量植物樣品植物樣品對每種光源的反射率對每種光源的反射率，根據(jù)，根據(jù)公式計算得出光合有效輻公式計算得出光合有效輻射射吸收率。吸收率。其計算公式為：其計算公式為：Ulstrup，2007nGFP、YFP等熒光蛋白成像等熒光蛋白成像nMCF多光譜熒光成像多光譜熒光成像Chaerle，2006n作物病害早期作物病害早期無

9、損檢測無損檢測n與葉綠素與葉綠素熒光成像技術熒光成像技術結(jié)合共同結(jié)合共同研究研究Prez-Bueno，2015FKM多光譜熒光動態(tài)顯微多光譜熒光動態(tài)顯微成像成像技術技術nFluorCam熒光成像技術熒光成像技術n生物熒光顯微成像技術生物熒光顯微成像技術n多光譜熒光測量技術多光譜熒光測量技術n光譜分析技術光譜分析技術Berman-Frank，2001Ferimazova ，2013n鎘、銅、鋅、鉻等重金屬脅迫可以嚴重影響植物的光合能鎘、銅、鋅、鉻等重金屬脅迫可以嚴重影響植物的光合能力，力，F(xiàn)luorCam葉綠素熒光成像技術能夠研究重金屬對植葉綠素熒光成像技術能夠研究重金屬對植物葉片或其他器官宏觀

10、上的傷害，而物葉片或其他器官宏觀上的傷害，而FKM技術可以直觀地技術可以直觀地研究單個植物細胞里重金屬積累對葉綠體的影響及不同細研究單個植物細胞里重金屬積累對葉綠體的影響及不同細胞之間的差異胞之間的差異。（Kpper，2007）忍冬葉片橫切忍冬葉片橫切柵欄組織和海綿組織柵欄組織和海綿組織擬南芥表面成像擬南芥表面成像細胞內(nèi)的葉綠體分布細胞內(nèi)的葉綠體分布表皮細胞成像表皮細胞成像氣孔與葉綠體氣孔與葉綠體玉米表皮細胞熒光成像玉米表皮細胞熒光成像葉綠素熒光的光譜分析葉綠素熒光的光譜分析軟件基礎功能軟件基礎功能n光源及光源及CCD調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)n自動樣品識別自動樣品識別n計算參數(shù)及成像計算參數(shù)及成像軟件高級功能軟件高級功能n圖像圖像智能智能識