iFL便携式光合-荧光复合测量系统—更全面的胁迫测量仪

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1  引言
多数研究者均采用文献中的吸收值来计算J(电子传递速率,通常称之为 ETR),该值在叶肉导度(gm )、羧化部位 CO2浓度(CC )、以及其他参数的计算中十分重要。若使用上面的方法(文献中的平均值),测量误差可能达到16.7%。而且对于许多植物胁迫来讲,同时测量叶绿素荧光参数和气体交换参数是必须的。
现在研究者通常都会选择光合荧光连用的设备,直接测量计算叶肉导度(gm )、羧化部位CO2浓度(CC )、以及其他参数。更重要的是,联合使用对C3植物的冻害胁迫,高温胁迫以及干旱胁迫检测十分有帮助。基于此,我们推出了iFL光合荧光复合测量系统,提供更简单的测量方案,更可靠的测量结果。
 
2.1 目标
系统的设计基于如下目的:
首个提供白光光源,允许叶绿体迁移测量,可导致多大30%的光化学淬灭;
首个提供叶片吸收测量,提供更可靠的J的测量,叶片吸收在健康叶片中的范围为0.7~0.9,并随光强不同而变化;
首个提供每次自动“匹配测量”,并具备每次IRGA自动调零;
首个提供低于和高于外界环境湿度的控制,湿度和流速可控制在固定值;
首个提供无人值守自动操作功能,按下按键后等待测量完成后返回;
首个提供自动后处理功能,可对Laisk protocol、Kok protocol、the Yin protocol及Flexas chamber leakage protocol进行自动后处理。
首个提供gmCc、Rd、Γ*、VcMAX和JMAX直接读出功能
根据Loriaux 2013对Y(II)和J的FM纠正(多次饱和光闪);
8-16 小时的电池使用时间;
红外传感器对整个叶片区域进行叶温测量,对叶室温度进行更可靠的测量;



2.2 系统组成及技术指标
2.2.1 系统由如下部分组成:
系统成功将叶绿素荧光仪及光合仪集成在一起,实现一个仪器,两种功能,并且充分考虑了野外实验的便携性及操作性。同时提供多种附件和额外功能,实现可靠、精确的测量。
 

2.2.2 技术指标:
 

ΦPSII或Y(II):光系统II的光量子产额
J:电子传递速率
PAR:光合有效辐射
α:使用RGB传感器在叶上和叶下测量的PAR光谱的叶片吸收,并对透射光进行校正。
叶室温度:-5℃ ~ +50℃,精度±0.2℃
叶片温度:覆盖70%叶片区域,-5℃ ~ +50℃,精度±0.2℃
gm:叶肉导度
Cc:羧化部位CO2浓度
Γ*:无日呼吸的CO2补偿点
Rd:光下呼吸
Γ*、Rd及其他参数或常数可手动输入
FVFM、FV/FM:可变荧光、最大荧光值、PSII的最大光化学效率
FO、FV/FO:最小荧光值,最大荧光值,其比值对某些胁迫敏感
FM’: 光化光下最大荧光值
Fs或F:稳定光照条件下的荧光值
RLC:快速光曲线
rETRMAX:最大电子传递速率
α:低PAR下ETR对PAR的斜率
Ik = rETRMAX
Hendrickson Quenching with NPQ
Y(NPQ), Y(NO), Y(II), NPQ, Fv/Fm
Kramer Quenching
q , Y(NPQ), Y(NO), Y(II), Fv/Fm
Puddle model parameters
NPQ, q , q , Y(II), Fv/Fm
光曲线、A/Q光响应曲线、A/Ci曲线、A/Cc曲线
饱和脉冲:具有690nm短波通滤光片的白色LED光源,7500μmol
调制光:具有690nm短波通滤光片的660nmLED
光化光:白色LED,2000μmol
远红光:高于740nm
PAR:0~3000μmol
检测器&滤波器:PIN 光电二极管
 
取样速率:根据测量协议10 ~10,000自动切换
测量持续时间:20s ~ 4000h可调
存储:2GB闪存
数据输出:USB,SD/MMC 2GB存储卡
视频输出:HDMI
用户界面:彩色触摸屏
电池寿命:8~16 h
CO2: 0~3000μmols, 分辨率1μmol
H2O:0-75.5 mmols,分辨率1mmol
流速:100~500ml/min
环境控制CO2浓度:2000μmols
环境控制H2O浓度:高于或低于外界条件
环境控制温度:高于或低于外界14℃
环境控制PAR:~2000μmols
操作温度:5℃~45℃
尺寸:主机230mm x 120mm x 220mm,
叶室300mm x 100mm x 80mm
重量:4.48kg
 
 

3   数据处理
iFL光合荧光复合测量系统的数据可直接导出为CSV格式,可直接进行数据分析和作图等操作,也可导入其他数据分析软件。此外,iFL本身具有强大的数据处理功能,其内置软件可使用多种协议对数据进行后期处理。

当测量gm、Cc、Rd、及Γ*时,叶室内气体的泄漏以及暗呼吸的扩散的测量十分重要,Flexas chamber leakage protocol 使研究者能够测量叶室气体的泄漏,对于已测量物种,测量结果可直接应用于其他测量和协议。

Rd和Γ*的测定用于计算gm、Cc,虽然有很多测量方法,Laisk protocol是使用最广泛的,上图中是一个自动测量的Laisk protocol,其参数可调。红色曲线和它接近的白色水平线反应了多个A/Ci曲线接近的重合点。一个算法计算最近的重合点并且以白色圆圈显示。它同样具备von Caemmerer校正功能。

Kok protocol协议用于Rd测定。它最初用于C4植物,但也可以用于C3植物。Laisk protocol 被认为对C3植物更具有权威性。该协议使用最小二乘法线性回归分析算法 进行作图并在屏幕显示。

Yin Protocol是最近出现并用于叶绿素荧光及气体交换联合测量中对Rd进行测定。它具有在高光强和高CO2浓度下使用的优势,在上述环境中,该协议测量误差更小。
产地:美国、英国
 
 

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