光合与荧光成像联用系统 植物光合速率和叶绿素荧光在植物光合生理研究中缺一不可,对于衡量植物生长状况、不同胁迫处理对植物光系统的影响、评价生态系统碳收支与全球气候变化的相互关系、植物光系统对全球变化响应有着不可替代的作用。
光合与荧光成像联用系统由LCpro-SD气体交换测量模块和FC 1000-LC便携式光合联用型叶绿素荧光成像模块组成。不但可以实现气体交换数据与叶绿素荧光参数的同一化(同一样品的同一部位、同一时刻、同一环境条件、同一生理状态),消除两类数据间的由于不同一性带来的系统误差。更大的优点在于该系统可以对测量区域进行异质性分析,从而对气体交换数据做进一步解析。
应用领域 - 植物光合能力研究
- 植物生长状况与产量评估价
- 生态系统碳收支与全球气候变化
- 植物光系统对全球变化响应
- 植物光合特性和代谢紊乱筛选
- 生物和非生物胁迫的研究
- 植物抗胁迫能力或者易感性研究
- 气孔非均一性研究
- 代谢混乱研究
- 植物——微生物交互作用研究
- 植物——原生动物交互作用研究
典型样品 功能特点 LCpro-SD气体交换测量模块——
- 可测光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、光响应曲线、CO2响应曲线等
- 便携式设计,体积轻小,光合测量模块重4.4Kg,荧光测量模块重约1Kg
- 人体工程学设计,舒适型肩带,携带操作非常简便,可一人单独操作;
- 可在恶劣环境下使用,均为内置电池,采用低能耗技术,野外单电池持续工作时间可达16小时以上。
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材料经精心选择,以确保测量精度;
- 数据存储量大,使用即插即拔的SD卡;
- 维护方便,所有区域都很容易清洁;
- 具备实时图形显示功能。
FC 1000-LC荧光成像模块功能——
- Meter功能
- 荧光诱导过程(Kausky效应)分析
- 叶绿素荧光淬灭过程(NPQ过程)分析
- 可测量与计算多达50个参数: Fo, FM, Fs, Fo’, FM’, FV’, QY(II), NPQ, FV/FM, FV’/FM’, Rfd, qN, qP, PAR-吸光系数, 电子传递速率(ETR), 及其它
技术指标 气体交换测量模块
- CO2测量: 0-3000ppm,分辨率1ppm
- H2O测量: 0-75 mbar,分辨率0.1mbar
- PAR测量范围:0-3000 μmol m-2 s-1,余弦校正;
- 叶室温度:-5 - 50℃ 精度:±0.2℃;
- 叶片温度:-5 - 50℃ 精度:±1.5℃
- 空气泵流量: 100 – 500ml / min;
- CO2控制:由内部CO2供应系统提供zei高2000ppm;
- H2O控制:可高于或低于环境条件;
- 温度控制:由微型peltier元件控制,可高于或低于环境14℃;
- 显示屏:LCD显示屏
- 电源:内置电池,均可支持16小时以上连续测量
- 系统总重量:7.5kg
- 数据存储:两个模块配有各自的1G SD卡,可存储上万组数据
荧光成像测量模块
- 测量光为620nm红光,其它波段(白光, 蓝光455 nm)可选,持续时间10µs - 100µs可调;
- 饱和光,标配红光或蓝光
蓝光: zei高 1,000 µmol(photons)/m².s
红光: zei高 2,000 µmol(photons)/m².s - 光化光,标配红光或蓝光
蓝光: 大约350 µmol(photons)/m².s
红光: 大约400 µmol(photons)/m².s - 远红光:IR735nm
- 自定义实验程序:多样化的时间顺序,专门的程序语言和脚本
- CCD检测器带宽:400 – 1000 nm
- CCD 制式:512 x 512 像素; 可选 640 x 480 像素或 1392 x 1040 像素
- 像素尺寸:8.2 µm x 8.4 µm
- A/D 转换分辨率:12 位
- 光谱响应:540 nm处量子效率zei高(70 %),400 nm 和 650 nm 处转降50 %
- 读出噪音:低于12eRMS,典型10e
- 满阱容量:大于 70,000 e (unbinned)
- 成像频率:50 张图片每秒
操作软件与实验结果 - 内置常用测量程序
- 用户可自定义实验程序,界面友好
- 可自动重复测量
- 多图像处理工具
- 数据可导出为excel
- Windows 2000, XP, Vista兼容
典型应用: 实验室条件下电子传递速率可以和CO
2的固定显著线性相关,但是在野外条件下,这种情况可能不会出现,这是因为CO
2固定的相对速率和竞争过程如光呼吸、N代谢和氧对电子的利用等过程的变化所造成的。
1989年,Genty发展了Yield测量方法,并通过研究证明了C4植物的Yield、ETR和CO
2同化速率三者之间直线相关(Baker and Oxborough 2004) 。同时很多研究都证实了这一相关性(Edwards and Baker 1993), (Krall and Edwards 1990, 1991), Siebke 1997) 。而对于C3植物,研究发现,由于存在光呼吸作用,上述三者呈曲线相关 (Genty 1990), (Harbinson 1990), (Baker and Oxborough 2004) 。