漢莎快訊（五）：葉綠素?zé)晒鈩恿�學(xué)曲線和快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)曲線的異同

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       早在1931年Kautsky和Hirsh就認識到光合原初反應(yīng)和葉綠素?zé)晒庵�間有著密切的關(guān)系。他們第一次報告了經(jīng)過暗適應(yīng)的光合材料照光后，葉綠素?zé)晒庀妊杆偕仙�到一個最大值，然后逐漸下降，最后達到一個穩(wěn)定值。此后，隨著研究的深入，人們逐步認識到熒光誘導(dǎo)動力學(xué)曲線中蘊藏著豐富的信息。

圖1  用脈沖調(diào)制式熒光儀測定熒光參數(shù)的葉綠素?zé)晒鈩恿�學(xué)曲線

（注：引自許大全著《光合作用效率》2002）

 

        典型的葉綠素?zé)晒鈩恿�學(xué)曲線是圖1作用光后邊到第二次飽和脈沖光之前的曲線部分，圖1 的整條曲線是為了計算所有熒光參數(shù)，通過在不同時間開啟飽和脈沖光來關(guān)閉反應(yīng)中心獲得特殊的熒光參數(shù)。從葉綠素?zé)晒鈩恿�學(xué)曲線我們主要來獲得原初光化學(xué)反應(yīng)，以及光合啟動后實際光化學(xué)效率、光能的吸收利用等。

 脈沖調(diào)制式熒光儀，無論商家吹噓可以測定多少熒光參數(shù)，而實際上最重要的就是圖1中測定的5個基本參數(shù)，其他一切參數(shù)都是根據(jù)這五個基本參數(shù)計算出來的。充分暗適應(yīng)的葉片，在很弱的檢測光下，測定得到最小熒光Fo，這時所有反應(yīng)中心處于開放狀態(tài)；接著開啟飽和脈沖光（0.7s）測得最大熒光Fm，此時所有反應(yīng)中心處于關(guān)閉狀態(tài)；等待幾秒鐘，開啟作用光，此時熒光上升，然后隨著光合作用的啟動，熒光逐漸達到一個穩(wěn)態(tài)，熒光達到穩(wěn)態(tài)后測定的穩(wěn)態(tài)熒光Fs；熒光達到穩(wěn)態(tài)后開啟飽和脈沖光測得光下最大熒光Fm’；接著作用光關(guān)閉，同時開啟遠紅光測得熒光參數(shù)Fo’。用這五個基本參數(shù)計算我們在文獻上見到的脈沖調(diào)制式熒光儀測定的參數(shù)，計算公式如下：

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

其他可以見到的參數(shù)也是根據(jù)這五個基本參數(shù)計算出來。

從OJIP快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)曲線上直接獲得的參數(shù)
Ft	暗適應(yīng)后照光t時間時的熒光強度
F50μs 或F20μs	用PEA在暗適應(yīng)后照光50μs時或用Handy-PEA在暗適應(yīng)后照光20μs時測定的熒光強度
F100μs	在暗適應(yīng)后照光100μs時的熒光強度
F300μs	在暗適應(yīng)后照光300μs時的熒光強度
FJ≡F2ms	在O-J-I-P熒光誘導(dǎo)曲線（圖1B）J點處（2ms）的熒光強度
FI≡F30ms	在O-J-I-P熒光誘導(dǎo)曲線（圖1B）I點處（30ms）的熒光強度
FP	在O-J-I-P熒光誘導(dǎo)曲線（圖1B）的最大熒光處（P點）的熒光強度
tFM	從暗適應(yīng)后照光到到達最大熒光所需時間
Area	O-J-I-P熒光誘導(dǎo)曲線（圖1B）、熒光強度F=FM及y軸之間的面積
從直接獲得參數(shù)導(dǎo)出的其它參數(shù)
FO≌F50μs 或≌F20μs	當(dāng)所有反應(yīng)中心完全開放時的熒光，即暗適應(yīng)后的最小熒光強度
FM= FP	當(dāng)所有反應(yīng)中心完全關(guān)閉時的熒光，即暗適應(yīng)后的最大熒光強度
FV≡Ft - FO	在t時的可變熒光強度
Vt≡(Ft - FO)/( FM - FO)	在t時的相對可變熒光強度
VJ≡(FJ - FO)/( FM - FO)	在J點的相對可變熒光強度
MO≡4(F300μs- FO)/( FM- FO)	O-J-I-P熒光誘導(dǎo)曲線（圖1B）的初始斜率
Sm≡(Area)/( FM- FO)	標準化后的O-J-I-P熒光誘導(dǎo)曲線（圖1B）、熒光強度F=FM及y軸之間的面積
SS= VJ/MO	用O-J相標準化的熒光上升互補面積
N≡Sm/ SS= Sm•MO•(1/ VJ)	從開始照光到到達FM的時間段內(nèi)QA被還原的次數(shù)
比活性參數(shù)（QA處在可還原態(tài)時，單位PSⅡ反應(yīng)中心的活性）
ABS/RC= MO•(1/ VJ)•(1/φPo)	單位反應(yīng)中心吸收的光能
TRO/RC= MO•(1/ VJ)	單位反應(yīng)中心捕獲的用于還原QA的能量（在t＝0時）
ETO/RC= MO•(1/ VJ)•ψO	單位反應(yīng)中心捕獲的用于電子傳遞的能量（在t＝0時）
DIO/RC= (ABS/RC)- (TRO/RC)	單位反應(yīng)中心耗散掉的能量（在t＝0時）
量子產(chǎn)額或能量分配比率
φPo≡TRO/ABS= [ 1-(FO/FM)]	最大光化學(xué)效率（在t＝0時）
ψO≡ETO/TRO= (1-VJ)	反應(yīng)中心捕獲的激子中用來推動電子傳遞到電子傳遞鏈中超過QA的其它電子受體的激子占用來推動QA還原激子的比率（在t＝0時）
φEo≡ETO/ABS= [1-(FO/FM)]•ψO	用于電子傳遞的量子產(chǎn)額（在t＝0時）
φDo≡1-φPo = (FO/FM)	用于熱耗散的量子比率（在t＝0時）
比活性參數(shù)（照光材料單位橫截面積的活性）
ABS/CSO≈FO	單位面積吸收的光能（在t＝0時）
ABS/CSM≈FM	單位面積吸收的光能（在t＝tFM時）
TRO/CSO= φPo•(ABS/CSO) TRO/CSM= φPo•(ABS/CSM)	單位面積捕獲的光能（在t＝0時） 單位面積捕獲的光能（在t＝tFM時）
ETO/CSO= φEo•(ABS/CSO) ETO/CSM= φEo•(ABS/CSM)	單位面積電子傳遞的量子產(chǎn)額（在t＝0時） 單位面積電子傳遞的量子產(chǎn)額（在t＝tFM時）
DIO/CSO= (ABS/CSO) - (TRO/CSO) DIO/CSM= (ABS/CSM) - (TRO/CSM)	單位面積的熱耗散（在t＝0時） 單位面積的熱耗散（在t＝tFM時）
反應(yīng)中心的密度
RC/CSO= φPo•(VJ/MO)•(ABS/CSO) RC/CSM= φPo•(VJ/MO)•(ABS/CSM)	單位面積內(nèi)反應(yīng)中心的數(shù)量（在t＝0時） 單位面積內(nèi)反應(yīng)中心的數(shù)量（在t＝tFM時）
性能指數(shù)
PIABS≡(RC/ABS)•[φPo/(1-φPo)]•[ψO/(1-ψO)]	以吸收光能為基礎(chǔ)的性能指數(shù)
PICS≡(RC/CSO)•[φPo/(1-φPo)]•[ψO/(1-ψO)] PICS≡(RC/CSM)•[φPo/(1-φPo)]•[ψO/(1-ψO)]	以單位面積為基礎(chǔ)的性能指數(shù)（在t＝0時） 以單位面積為基礎(chǔ)的性能指數(shù)（在t＝tFM時）
推動力（性能指數(shù)的對數(shù)）
DFABS≡log(PIABS)	以吸收光能為基礎(chǔ)的推動力
DFCS≡log(PICS)	以單位材料面積為基礎(chǔ)的推動力