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基于LED光源的科研级植物培养方案(六)

2020.4.28
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

Duarte使用溶解氧测量仪(RF-O2荧光光纤氧气测量技术)测量两种植物在不同CO2和光照条件下的放氧速率(图8);同时通过FytoScope中的MP100叶绿素荧光监测仪来测量OJIP曲线、Fv、QY、ABS/CS、TR0/CS、ET0/CS等十余项荧光参数来分析对光合系统的影响(图15)。

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图15.两种植物在不同CO2条件下的OJIP动力学曲线



最后,Duarte认为盐沼会通过水体的氧化作用与吸收过量CO2的酸化缓冲作用,在气候变化的补偿效应中扮演重要的角色。

5.重金属胁迫对种子发芽与光合生理的影响
Santos使用FytoScope来研究Zn在灯心草属模式种Juncusacutus中的超积累(Santos,2014)。通过设置一系列不同浓度的Zn胁迫梯度来培养J. acutus,测量发芽率、干重等生长指标(图16)。又用FP100叶绿素荧光测量仪来分析Zn对其光合系统的损伤(图17)。

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图16. J. acutus在不同浓度Zn中的发芽情况

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图17. J. acutus在不同浓度Zn中的OJIP动力学曲线



Santos最终的结论是表现出了J. acutus对高浓度Zn的高耐受性,同时能够抵御Zn对叶绿体膜造成的过量氧化物积累的伤害。因此,J. acutus可以用于对陆地和水体的重金属污染生态修复。

6.高光胁迫对藻类的影响
Domingues研究了硅藻Phaeodactylumtricornutum对高光照造成的光氧化胁迫的响应机制(Domingues,2012)。发现将低光适应(40µmol(photons)/m².s)后的硅藻进行高光(1250µmol(photons)/m².s)照射,会产生非光化学淬灭(NPQ)的快速响应(图18)。而且高光照对最大量子产额(Fv/Fm)造成了和林可霉素相同的效果,即活性PSII反应中心的显著减少。

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图18. P. tricornutum NPQ和Fv/Fm的变化



Domingues认为P. tricornutum在高光下会将总蛋白更多的分配给光抑制靶蛋白D1,并激活D1修复循环来限制光抑制。

参考文献:
1. 闫新房等,2009,LED光源在植物组织培养中的应用,中国农学通报,12:42-45
2. Jaillais Y, et. al, 2010, Unraveling the paradoxes of plant hormone signaling integration, Nature Structural & Molecular Biology, 17:642–645
3. Bielczynski L W, et. al, 2017,Leaf and plant age affects photosynthetic performance and photoprotective capacity. Plant Physiology, DOI: https://doi.org/10.1104/pp.17.00904
4. Pavicic M, et. al, 2017,Genomic and Phenomic Screens for Flower Related RING Type UbiquitinE3 Ligases in Arabidopsis. Frontiers in Plant Science, doi: 10.3389/fpls.2017.00416
5. Eisenach C, et. al, 2017,ABA-Induced Stomatal Closure Involves ALMT4, a PhosphorylationDependent Vacuolar Anion Channel of Arabidopsis. Plant Cell, doi:10.1105/tpc.17.00452
6. Duarte B, et. al, 2014, Light–dark O2 dynamics in submerged leaves of C3 and C4 halophytes under increased dissolved CO2: clues for saltmarsh response to climate change, AoB PLANTS, doi: 10.1093/aobpla/plu067
7. Santos D, et. al, 2014, Unveiling Zn hyperaccumulation in Juncusacutus: Implications on the electronic energy fluxes and on oxidative stress with emphasis on non-functional Zn-chlorophylls, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 140:228-239
8. Domingues N, et. al, 2012, Response of the diatom Phaeodactylumtricornutum to photooxidative stress resulting from high light exposure, PLoS one, 7(6): e3816


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