易科泰光合作用研究技術(shù)案例分享

易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供光合作用研究全面技術(shù)方案：

ü 便攜式光合作用測量

ü 多通道光合作用持續(xù)監(jiān)測

ü 光合作用測量與葉綠素?zé)晒鉁y量技術(shù)

ü 光合作用測量與葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)

ü 光合作用測量與Thermo-RGB成像技術(shù)

易科泰便攜式光合作用測量系統(tǒng)包括便攜式光合儀和手持式葉綠素?zé)晒鈨x，能夠測量獲得植物/作物的光合作用氣體交換參數(shù)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)。前者包括光合速率/同化速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度等，能夠反映光合作用的宏觀表現(xiàn)；后者包括光化學(xué)轉(zhuǎn)化效率、電子傳遞速率、光合機構(gòu)光系統(tǒng)II（PSII）活力等，能夠反映光合作用的微觀過程。因此，便攜式光合作用測量系統(tǒng)能夠全面且細(xì)致地測定和評估植物/作物的光合作用性能。

因其小巧輕便、易攜帶、易操作的優(yōu)點，系統(tǒng)被廣泛用于作物育種、作物栽培、作物生理、基因工程等眾多研究領(lǐng)域，幫助廣大農(nóng)業(yè)科研工作者快速、準(zhǔn)確地獲取植物光合生理和生理生態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)表了大量高質(zhì)量、有影響力的學(xué)術(shù)論文。本文摘選了最兩年發(fā)表在《Plant Stress》《The Plant Journal》《Frontiers in Plant Science》等專業(yè)學(xué)術(shù)期刊的論文，向大家分享光合作用與葉綠素?zé)晒鉁y量技術(shù)應(yīng)用案例。

1. 外源精胺對番茄復(fù)合脅迫耐受性的改善作用

參考論文：Pascual, L. S., López-Climent, M. F., Segarra-Medina, C., Gómez-Cadenas, A., & Zandalinas, S. I. (2023). Exogenous spermine alleviates the negative effects of combined salinity and paraquat in tomato plants by decreasing stress-induced oxidative damage. Frontiers in Plant Science, 14, 1193207.

精胺（Spm）是一種多胺類化合物，已被廣泛證明能夠調(diào)節(jié)植物的生理功能，包括抗氧化防御、光合作用效率、細(xì)胞修復(fù)以及基因表達(dá)等。本文研究了外源精胺（Spm）對番茄植株在鹽脅迫（S）和除草劑復(fù)合脅迫下的緩解作用。該研究發(fā)現(xiàn)外源精胺處理能夠顯著提高番茄植株的存活率、生長狀況、光系統(tǒng)II功能和光合速率，并減少氧化損傷標(biāo)志物（如H?O?和丙二醛）的積累。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，精胺通過降低氧化應(yīng)激，改善了番茄在復(fù)合脅迫下的耐受性。該研究為應(yīng)對氣候變化和土壤污染等多重脅迫提供了潛在的解決方案。

下表顯示了外源精胺處理顯著提高了鹽脅迫復(fù)合脅迫下番茄的光合速率和PSII效率，反映了精胺對光合作用的促進(jìn)作用，表明其在緩解脅迫對光合功能的抑制方面具有積極作用。

2. 小麥耐旱機制的生理與組學(xué)研究

參考論文：Ne?porová, T., Vítámvás, P., Kosová, K., Hynek, R., Planchon, S., & Renaut, J. (2024). Water-saving and water-spending strategy: The physiological, proteomic and metabolomic investigation of wheat response to drought and the following recovery. Plant Stress, 13, 100509.

本研究探討了小麥在干旱脅迫及恢復(fù)期間的生理、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)響應(yīng)。通過對比兩種小麥品種（Baletka和Tobak）在短期和長期干旱處理以及恢復(fù)后的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)Baletka采用“節(jié)水"策略，即通過關(guān)閉氣孔減少水分散失，積累保護(hù)性蛋白，增強草酸氧化酶活性，以提高水分利用效率和耐旱能力，從而表現(xiàn)出更高的耐旱性；而Tobak則采用“耗水"策略，即通過保持氣孔開放維持光合作用，但這種策略導(dǎo)致更高的水分散失，且在干旱脅迫后的恢復(fù)能力相對較弱。該研究揭示了節(jié)水型和耗水型小麥品種在干旱適應(yīng)機制上的差異，為培育耐旱小麥品種提供了重要的理論依據(jù)和分子基礎(chǔ)。

在研究中，通過便攜式光合作用測量系統(tǒng)測定的光合參數(shù)，揭示了兩種小麥品種Baletka和Tobak在干旱和恢復(fù)期間的水分利用和光合能力的顯著差異。

（1） 凈光合速率：在長期干旱處理期間，Tobak的凈光合速率顯著高于Baletka。這可能是因為Tobak在干旱條件下保持較高的氣孔導(dǎo)度，允許更多的CO?進(jìn)入葉片進(jìn)行光合作用。然而，這種策略也導(dǎo)致了更高的水分散失。相比之下，Baletka通過關(guān)閉氣孔減少水分散失，雖然凈光合速率有所下降，但能夠在干旱條件下維持相對穩(wěn)定的光合效率。

（2） 細(xì)胞間CO?濃度：在長期干旱處理期間，Baletka的細(xì)胞間CO?濃度顯著高于Tobak。這表明Baletka在干旱條件下通過關(guān)閉氣孔減少了CO?的散失，但同時也導(dǎo)致了細(xì)胞間CO?濃度的積累。這種積累可能有助于在氣孔關(guān)閉的情況下維持一定的光合速率。

（3） 最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）：在短期和長期干旱處理期間，Baletka的Fv/Fm值與對照組相比沒有顯著差異，而Tobak的Fv/Fm值在長期干旱處理后顯著下降。這表明Baletka在干旱條件下能夠更好地保護(hù)光系統(tǒng)II的結(jié)構(gòu)和功能，維持較高的光合效率，而Tobak則可能因干旱脅迫導(dǎo)致光系統(tǒng)II受損，光合效率下降。

綜上所述，Baletka通過關(guān)閉氣孔減少水分散失，維持較高的水分利用效率和光合效率，表現(xiàn)出更強的耐旱能力；而Tobak則通過保持較高的氣孔導(dǎo)度維持光合作用，但水分利用效率較低，耐旱能力相對較弱。

3. 部分根區(qū)交替灌溉增強大麥耐低溫能力及其機制

參考論文：Mu, P., Ye, F., Liu, X., Zhang, P., Liu, T., & Li, X. (2025). Partial root‐zone drying irrigation enhances synthesis of glutathione in barley roots to improve low temperature tolerance. The Plant Journal, 121(3), e70026.

本文研究了部分根區(qū)交替灌溉（PRD，交替濕潤和干燥植物根系的不同區(qū)域）對大麥耐低溫能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，部分根區(qū)交替灌溉能夠顯著提高大麥在低溫條件下的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和光系統(tǒng)II的最大量子效率，同時降低相對電導(dǎo)率。代謝組學(xué)分析表明，PRD促進(jìn)了大麥根中谷胱甘肽和9-十八碳烯酰胺的積累，轉(zhuǎn)錄組分析也證實了相關(guān)基因表達(dá)的變化。此外，PRD還通過改變根際微生物群落的組成，富集核心微生物，進(jìn)一步增強了大麥的耐低溫能力。該研究表明，PRD是一種通過灌溉管理提高作物耐逆性的有效策略。

下圖展示了不同處理條件下大麥葉片的凈光合速率（An）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）。結(jié)果顯示，PRD 處理的大麥在低溫條件下表現(xiàn)出更高的 An、Gs 和 Fv/Fm 值，表明其光合能力和氣孔功能得到了顯著改善。

易科泰公司提供光合作用測量全面解決方案：

ü 便攜式光合作用測量系統(tǒng)（其中手持式葉綠素?zé)晒鈨x可升級為便攜式葉綠素?zé)晒獬上駜x）

ü iFL便攜式光合作用與葉綠素?zé)晒鈴?fù)合測量系統(tǒng)（英國ADC公司產(chǎn)）

ü APS多通道光合作用測量監(jiān)測系統(tǒng)（英國ADC公司產(chǎn)）

ü FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)

ü FluorTron®葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)，葉綠素?zé)晒鈩討B(tài)（time-resolved）與光譜（time-resolved）成像，全面解析葉綠素?zé)晒?/span>

ü ET-LEDIF葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測系統(tǒng)