簡(jiǎn)述熒光理論及l(fā)icor L1-6800儀器介紹

結合氣體交換和熒光

       與單獨使用任一技術(shù)相比，對同一葉面積上的氣體交換和葉綠素熒光進(jìn)行綜合分析可以提供更完整的光合作用圖片。例如，當一起使用時(shí)，這些技術(shù)可以提供一種評估途徑的方法 CO2從葉細胞間氣隙擴散到葉綠體。

的電阻 CO2沿著(zhù)這條途徑目前是旨在提高植物水分利用效率的深入研究的主題。鑒于缺水限制了全球植物的生產(chǎn)力，了解這些擴散過(guò)程至關(guān)重要。

葉面及以外的氣體交換

         CO2和 H2O葉層的氣體交換或 CO2交換水生樣品時(shí)，LI-6800可以直接測量 CO2吸收來(lái)表征樣品的光合同化率。

葉級

LI -6800使用穩態(tài)同化方程測量葉級氣體交換，其中A為 CO2同化，μ是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，S為葉面積。

水

同化是根據濃度差和流速計算的，

其中A是 CO2同化，μ是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，w 1和w 2為樣品前后的水蒸氣。質(zhì)量平衡計算給出通量 CO2液體樣品和比色皿頂部空間之間。通量與水生樣品的真實(shí)碳同化和碳酸鹽系統動(dòng)力學(xué)耦合。當標準化為細胞密度、質(zhì)量或葉綠素含量時(shí)，水生室提供 µmol 的測量值 CO2 cell-1 s-1, 微摩爾 CO2 mg-1 s-1，或微摩爾 CO2 µg-1 s-1。

土壤 CO2通量

用于土壤調查測量 CO2通量室 (6800-09)，LI-6800作為封閉系統運行。它使用熟悉的土壤氣體通量方程計算氣體交換，

其中 Fc是通量 CO2，V為系統容積，P為大氣壓力，W為室內水摩爾分數，R為氣體常數，S為土壤面積，T為室內空氣溫度，dC'/dt表示干燥變化 CO2濃度隨時(shí)間 ( t ) 的變化。

動(dòng)態(tài)同化™技術(shù)

        基于穩態(tài)氣體方程的重新表述，動(dòng)態(tài)同化技術(shù)可以測量非穩態(tài)條件下的光合氣體交換，如方程所示，

其中A為 CO2同化，μ 是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，S為葉面積，dC/dt為變化率 CO2在系統中。動(dòng)態(tài)同化方程表明，穩態(tài)是質(zhì)量平衡方程的特例，其中dC/dt等于 0（Saathoff 和 Welles，2021）。配備 6800-01A 熒光計的 LI-6800 是具備動(dòng)態(tài)同化技術(shù)的儀器。也只有這個(gè)儀器只具備動(dòng)態(tài)同化技術(shù)。

多相 Flash™ 熒光

         改進(jìn)了氣體交換和熒光的組合測量。

葉面均勻照明

        通過(guò)氣體交換和熒光的綜合評估來(lái)了解葉級過(guò)程需要被研究的葉區被高度均勻的光源照亮。否則，氣體交換參數可能會(huì )人為地不準確，從而導致錯誤傳播到許多其他參數。

        LI -6800熒光計光源高度均勻，90% 的葉面積上的光強度為平均值的 ±10%。這種高光均勻性最大限度地減少了可能導致氣體交換測量錯誤的偽影，并混淆了需要比較氣體交換和 PAM 葉綠素熒光參數的過(guò)程的理解。

高強度閃光

        必須知道最大熒光產(chǎn)量才能準確估計 ETR 和 NPQ 以及其他幾個(gè)重要參數。從以前看，最大熒光產(chǎn)量的估計是通過(guò)使用稱(chēng)為“飽和閃光"的短（一秒或更短）、高強度（比全日光高許多倍）的閃光來(lái)實(shí)現的。隨著(zhù)光強度的逐漸增加，熒光產(chǎn)量呈雙曲線(xiàn)向漸近線(xiàn)增加，此時(shí)可以最準確地近似最大熒光產(chǎn)量。

        當在受照射的葉子中測量時(shí)，估計最大熒光產(chǎn)量（Fm'）需要使用自然界中植物從未遇到過(guò)的光強度。此外，隨著(zhù) NPQ 在葉子中不斷發(fā)展，Fm' 的估計需要更高的強度，這開(kāi)始發(fā)生在遠低于全日照的光強度下。

         LI -6800熒光計可提供高達 16,000 µmol 的傳統飽和閃光 m-2 s-1葉面積超過(guò)6 cm2; 這是其他商業(yè)熒光計無(wú)法做到的。

多相 Flash™ 熒光可準確估計 Fm'

         通過(guò)其他計算的熒光參數準確測量 Fm'，確保準確測定非光化學(xué)猝滅 (NPQ)、能量依賴(lài)性猝滅 (qE)，光系統 II 介導的電子傳輸的量子產(chǎn)率 (ΦPSII)、實(shí)測電子傳輸速率（J）、葉肉電導 (gm)。

         Multiphase Flash™ 熒光這一創(chuàng )新技術(shù)可用于通過(guò)單次閃光事件快速估計無(wú)限輻照度下的熒光產(chǎn)量，這是對“真實(shí)"Fm 的更準確測定。該值稱(chēng)為外推最大熒光產(chǎn)量 (EFm’)，是對“真實(shí)"Fm' 的更準確評估，與表觀(guān)最大熒光產(chǎn)量的傳統測量相反 (AFm’)使用傳統的矩形閃光燈。

        實(shí)驗研究表明 EFm’值總是高于 AFm’使用越來(lái)越強的飽和閃光 (Q') 測量的值。在某些情況下，Fm' 的錯誤估計隨后會(huì )導致 Φ PSII的估計誤差高達 15-30%。此外，雖然測量值 AFm’隨著(zhù) Q' 的增加而逐漸增加，估計 EFm’除了很低Q' 之外，在相同 Q' 強度范圍內測量的結果是恒定的，這表明使用多相 Flash™ 熒光方法可以在較低閃光強度下實(shí)現 Fm' 的準確估計。因此，由于該技術(shù)可用于使用中等閃光強度來(lái)估計 Fm'，因此可以研究對光損傷敏感的植物，同時(shí)降低飽和閃光造成損傷的風(fēng)險。

優(yōu)化的信噪比

         獲得準確熒光參數的一個(gè)方面涉及信噪比。這在熒光誘導曲線(xiàn)期間尤其重要，此時(shí)數據點(diǎn)被快速采集并進(jìn)行最小平均。

         LI -6800使用精心改進(jìn)的協(xié)議，其中僅通過(guò)改變調制脈沖的頻率而不是脈沖幅度或脈沖寬度來(lái)改變調制光。這最終防止了暗適應和光適應葉子中的測量光誘導光合作用，并優(yōu)化了熒光信號。LI -6800提供預先確定的設定值，可優(yōu)化信噪比，且不會(huì )違反 PAM 葉綠素熒光技術(shù)。

用于感應動(dòng)力學(xué)的高頻熒光計

         LI-6800熒光計能夠以高達 250 kHz 的頻率調制測量光，能夠以高分辨率全面表征葉子的熒光誘導瞬態(tài)。

        熒光誘導 (OJIP) 曲線(xiàn)可作為快速評估關(guān)鍵色素結合蛋白復合物 PSII（光合作用在其中啟動(dòng)）的精致光物理細節的一種手段。誘導曲線(xiàn)的不同轉變（以前稱(chēng)為“OJIP 瞬態(tài)"）可用于測量植物的環(huán)境脅迫。LI -6800熒光計的不同之處在于它可以在誘導過(guò)程中測量?jì)煞N類(lèi)型的熒光：1) 調制的熒光；2) 調制的熒光。2) 連續。OJIP 瞬變背后的光物理反應會(huì )在一定的時(shí)間尺度內發(fā)生。OJIP 瞬態(tài)的這些時(shí)間尺度要求在微秒到毫秒的時(shí)間尺度上進(jìn)行測量。LI -6800熒光計可以在 4 微秒到數百毫秒的時(shí)間尺度上采集調制的連續熒光信號。

         熒光誘導（OJIP）曲線(xiàn)。熒光誘導曲線(xiàn)是快速評估關(guān)鍵色素結合蛋白復合物 PSII（光合作用在其中啟動(dòng)）的精致光物理細節的一種手段。誘導曲線(xiàn)的不同轉變（以前稱(chēng)為“OJIP 瞬態(tài)"）可用于測量植物的環(huán)境脅迫。LI -6800熒光計的不同之處在于它能夠在誘導過(guò)程中測量?jì)煞N類(lèi)型的熒光：1) 調制的熒光；2) 調制的熒光。2) 連續。OJIP 瞬變背后的光物理反應會(huì )在一定的時(shí)間尺度內發(fā)生。OJIP 瞬態(tài)的這些時(shí)間尺度要求測量能夠在微秒到毫秒的時(shí)間尺度上進(jìn)行。LI -6800熒光計可以在 4 微秒到數百毫秒的時(shí)間尺度上采集調制的連續熒光信號。