葉綠素熒光成像系統(tǒng)原理

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，大部分能量轉向反應中心推動光化學反應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系。因此我們可以用葉綠素熒光來研究光合作用的變化。

葉綠素熒光成像系統(tǒng)野外監(jiān)測是什么

Aquation公司的高防水自動開合型葉綠素熒光儀可測量PSII光合作用中的有效(ΦII)和量子產量 (Fv/Fm)，其的開合機制可交替將樣品置于全光照或黑暗環(huán)境下，可自動打開或關閉熒光葉室進行全自動測量，并配備全防水數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無需用戶干涉，在任意時間均可進行全淬滅分析。靈活的軟件設置可于白天或夜晚任意時間實現(xiàn)產量測量，暗適應、光曲線以及用戶界定光化光處理?？蓱糜谠跍厥?、田間、森林、高山、戈壁、濕地、湖泊、海洋中對陸生植物、水生 植物、大藻、珊瑚等進行連續(xù)監(jiān)測，是植物光合作用連續(xù)監(jiān)測的新突破。
PSII光化學的量子產量常用于測量光合性能和脅迫的參數(shù)。與環(huán)境光強以及兩個常數(shù)，電子轉運速率一起進行計算，來代表一天內任何時間進入到光合系統(tǒng)的電子流動情況。自動開合型葉綠素熒光儀可實現(xiàn)以上功能以實現(xiàn)陸地以及水下24/7全天候擴展測量。開合型傳感器是全浸入熒光系統(tǒng)的一部分用于海洋和淡水環(huán)境。當開合型傳感器與浸入式數(shù)據(jù)采集器相組合后，“多通道開合型熒光儀”將可持續(xù)工作數(shù)天，無需操作人員干涉可定期進行植物光合性能的重復測量。

葉綠素熒光成像系統(tǒng)特點

全自動開合葉室，程序控制葉室閉合進行暗適應測量
測量ΦII, FV/FM, PAR和溫度
快門實現(xiàn)葉綠素熒光誘導曲線、NPQ弛豫和RLC（快速光曲線），無人值守自動監(jiān)測
自動增益和自動歸零功能：自動在野外進行正確設置
數(shù)據(jù)采集器可同時操作多個傳感器
潛水堅固不銹鋼或工程塑料設計
擴展大型外殼與電池包
利用易用軟件選擇所供程序或設定程序
根據(jù)程序，可自動運行達72h
開合型傳感器可通過電腦控制，用于預田間實驗
增加數(shù)采可以擴展到多個傳感器（同時測量可達15個）

環(huán)境脅迫對植物的影響

1、對植物的代謝影響
多種不同的環(huán)境脅迫作用于植物體內時均能造成水分脅迫，造成植物脫水，對膜系統(tǒng)的功能和結構產生影響。如間接的水分脅迫鹽漬、高溫、輻射、低溫等。
2、對光合作用的影響
使光合酶活性下降、氣孔關閉、造成二氧化碳供應不足而使植物的光合作用下降
3、呼吸作用的影響
會導致植物的呼吸速率不穩(wěn)
光系統(tǒng)II反應中心光化學效率的表征
光化學效率（FV’/Fm’）的變化，反映PSII反應中心活性的變化，植物正常情況下的 FV’/Fm’一般維持在0.80左右。 FV’/Fm’降低，說明PSII反應中心受到損傷（光抑制）原因：
1、PSII 天線色素尺寸增大，導致光合效率降低；
2、PSII反應中心D1蛋白更新速率降低； 蛋白更新速率降低；
3、通過葉黃素循環(huán)形成玉米黃質的速率降低；
4、PSII水分解中心鈍化失活

葉綠素熒光成像系統(tǒng)技術指標

測量單位：相對熒光單位；范圍：0-4000

自適應測量范圍自動歸零功能

相對葉綠素含量指標（獲得與FO的功能）

測量指標：FO,FM,FO’,FM’,FV,FS,NPQ等其他計算得到的技術參數(shù)，同時可測量快速光響應曲線和恢復過程曲線等。

溫度單位是攝氏度

光源：470nmLED（激發(fā)光源），白光（飽和與光化光），735nm（遠紅光）

傳感器外罩：乙縮醛，306不銹鋼等；連接盒子：強化鋁

傳感器入水深度：3米/10英尺

重量：傳感器加電纜250g

尺寸：連接盒5″x2.5″x1.2″；傳感器：直徑1.8″，長2.4″

供電：110-240V 50-60Hz, 12-24VDC

重量輕，和所有傳感器兼容，手持式設計

內存：2GB

所有數(shù)據(jù)具有時間標簽

數(shù)據(jù)可以加注釋

可以設置程序完成自動測量（例如：整個晚上）

電池供電（太陽能供電可選）

葉綠素熒光成像系統(tǒng)野外監(jiān)測

藻類細胞內的葉綠素分子通過直接吸收光量子和間接通過捕光色素吸收光量子得到能量后,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),并產生熒光。
1、葉綠素a是綠色的光合作用色素,是衡量藻類生物量的主要標志,是一種其濃度能被熒光儀定的熒光分子。光線的變化、溫度、度、可溶物質和藻類健康狀況均對熒光有顯著影響,從而影響葉綠素a濃度的確定。
2、光線的影響，光線的變化對藻細胞中的熒光有顯著的影響。在光線較低的時候,藻細胞會將葉綠體退到細胞的外圍以獲得更多的光線,或者產生更多的葉綠體。這2種反應會導致不實的熒光數(shù)據(jù),而不能代表實際的藻類生物量。而當光線太強時,藻類的生長會受到抑制而導致熒光低估了藻類的生物量。
3、溫度的影響，所有的熒光都不同程度的受溫度影響,溫度與熒光成反比。
4、水質的影響，可溶解物質，葉綠素的降解產物、輔助色素和濁度均會影響熒光。
5、藻細胞的生理狀態(tài)的影響，被藻細胞中包含的葉綠素吸收的光能有3種去向；被用于光合作用；產生熱；以熒光形式重新發(fā)射。由于“健康”的藻細胞所吸收的光能可以充分地用于光合 作用,因而發(fā)射的熒光就比“垂死”的藻細胞少。