漢莎快訊（三）:葉綠素?zé)晒狻�光合作用研究和光能分配的探�?/b>

葉綠素分子吸收光能（激發(fā)能）后，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的狀態(tài)，就會(huì)再回到基態(tài)，電子由基態(tài)回到基態(tài)的過程中，大部分能量轉(zhuǎn)向反應(yīng)中心推動(dòng)光化學(xué)反應(yīng)及后來的電子傳遞光合磷酸化，固定。還原CO2最終將能量貯存在有機(jī)物中，一小部分能量以熱的形式耗散，再有一部分能量以熒光的形式發(fā)出。這三者之間是此消彼長相互競爭的關(guān)系。因此我們可以用葉綠素?zé)晒鈦硌芯抗夂献饔玫淖兓��?/SPAN>

植物體內(nèi)的葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線的測定可采用脈沖調(diào)制式熒光儀和連續(xù)激發(fā)式（非調(diào)制式）熒光儀兩種不同的方法，它們各有不同的特點(diǎn)。

脈沖調(diào)制式熒光儀：

由于調(diào)制式熒光儀用來測量熒光的光源是調(diào)制脈沖光（高頻率的閃光），植物發(fā)出的熒光信號與儀器光源發(fā)出的光可以區(qū)分開，所以用它可以在有背景光的情況下測定。常用的做法是，調(diào)制式熒光儀的測量步驟是，先打開測量光（measuring light），測暗適應(yīng)葉片的最小熒光（F_O），然后打開飽和脈沖光（saturating flash light）測暗適應(yīng)葉片的最大熒光（F_M），然后再開啟作用光（actinic light）使所測材料受光而進(jìn)行光合作用。當(dāng)所測材料光適應(yīng)后，開啟測量光測光適應(yīng)葉片的穩(wěn)態(tài)熒光（F_S），然后打開飽和脈沖光測光適應(yīng)后的最大熒光（F_M’），關(guān)掉作用光，打開遠(yuǎn)紅光（far-red light）優(yōu)先激發(fā)PSⅠ使PSⅡ電子傳遞體處于氧化狀態(tài)，測定光適應(yīng)葉片的最小熒光（F_O’）（圖2）。根據(jù)這些變數(shù)可以計(jì)算暗適應(yīng)下PSⅡ的最大量子產(chǎn)額[F_V/F_M=(F_M-F_O)/F_M]、光適應(yīng)下PSⅡ的最大量子產(chǎn)額[F_V’/F_M’= (F_M’-F_O’)/F_M’]、光適應(yīng)下的PSⅡ反應(yīng)中心開放的比例[qP=(F_M’-F_S)/( F_M’-F_O’)]、光適應(yīng)下PSⅡ的實(shí)際光化學(xué)效率[Φ_PSII=(F_M’-F_S)/F_M’]（Genty等 1989）、光適應(yīng)下的非光化學(xué)猝滅[NPQ=F_M/F_M’-1]（Demmig-Adams和Adams 1996）等。這些參數(shù)除了F_V/F_M反映了熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線上升過程的O-P段外，其它都是反映P點(diǎn)之后的下降過程。由于光合作用的碳同化反應(yīng)能反饋影響光合原初反應(yīng)，調(diào)制式熒光儀主要通過測量光合作用的原初光化學(xué)反應(yīng)的情況來反映光合作用的碳同化等反映啟動(dòng)后的光能捕獲、轉(zhuǎn)化及利用情況。而對于碳同化反應(yīng)活化前PSⅡ的光化學(xué)變化，所獲得的信息就很少了。由于時(shí)間分辨率及信噪比的限制，對于從O-P上升過程中熒光變化的信息量的獲得，與連續(xù)激發(fā)式熒光儀相比，調(diào)制式熒光儀遠(yuǎn)不及前者。

    連續(xù)激發(fā)式熒光儀：

連續(xù)激發(fā)式熒光儀（PEA或Handy PEA，Hansatech，英國）主要是通過短時(shí)間照光后熒光信號的瞬時(shí)變化反映暗反應(yīng)活化前PSⅡ的光化學(xué)變化，它具有相當(dāng)高的分辨率（初始記錄速度為每秒鐘10萬次，即100kHz），所以能夠從O-P上升過程中捕捉到更多的熒光變化信息，如O-P變化過程中的另外兩個(gè)拐點(diǎn)（J點(diǎn)和I點(diǎn)）。從10μs最長到300s（Handy-PEA）內(nèi)不同時(shí)間的熒光信號都能被按時(shí)記錄。在對快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線作圖時(shí)，為了更好地觀察J點(diǎn)和I點(diǎn)，一般把代表時(shí)間的橫坐標(biāo)改為用對數(shù)坐標(biāo)，使呈現(xiàn)出O-J-I-P誘導(dǎo)曲線（圖3B）。與調(diào)制式熒光儀相比，連續(xù)激發(fā)式熒光儀有以下很多優(yōu)點(diǎn)：獲得信息量大、操作簡便快捷、測定易于多次重復(fù)；儀器便于攜帶、存儲(chǔ)量大、價(jià)格低廉。 

圖2  用脈沖調(diào)制式熒光儀測定熒光參數(shù)的葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)曲線

（注：引自許大全著《光合作用效率》2002）

參考文獻(xiàn)：

Genty B, Briantais JM, Baker NR (1989). The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence. Biochim Biophys Acta, 990: 87-92

Demmig-Adams B, Adams WWIII (1996). Xanthophyll cycle and light stress in nature: uniform response to excess direct sunlight among higher plant species. Planta, 198: 460-470

李鵬民, 高輝遠(yuǎn), Strasser R J. 快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)分析在光合作用研究中的應(yīng)用. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 31(6): 559-566

Li PM, Gao HY, Strasser RJ. Application of the chlorophyll fluorescence Induction dynamics in photosynthesis study. Journal of Plant Physiology and Molecular Biology, 2005, 31(6): 559-566

許大全. 光合作用效率. 上海: 上�？茖W(xué)技術(shù)出版社, 2002