光系統(tǒng)II功能綜合研究系統(tǒng)落戶山東農(nóng)業(yè)大學(xué)

    光合作用是植物包括藻類及光合細(xì)菌吸收太陽(yáng)能、將CO₂和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物（化學(xué)能）并釋放O₂的過(guò)程。光合作用是整個(gè)生物圈提供重要的生產(chǎn)者，同時(shí)為其他生物*地制造O₂，可以說(shuō)是地球上重要的生物反應(yīng)過(guò)程。因此，光合作用研究在植物、農(nóng)業(yè)科研中一直占有舉足輕重的地位。

    光合作用發(fā)生于葉綠體內(nèi)的類囊體（thylakoid）膜上，類囊體膜上嵌插有光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II（PSI和PSII）。由于光系統(tǒng)II位于光系統(tǒng)I前端，同時(shí)還含有放氧復(fù)合體oxygen-evolving complex。因此光合作用研究的重中之重就是對(duì)光系統(tǒng)II的研究。

    近日在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)剛剛調(diào)試安裝完成的光系統(tǒng)II功能綜合研究系統(tǒng)包含4個(gè)功能單元：FluorCam封閉式葉綠素?zé)晒獬上駜x、FL6000雙調(diào)制葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量?jī)x、TL6000植物熱釋光測(cè)量?jī)x、PlanTherm PT 100 植物熱耐受性測(cè)量?jī)x。

    FluorCam封閉式葉綠素?zé)晒獬上駜x用于葉綠素?zé)晒獯銣鐒?dòng)力學(xué)的各種參數(shù)測(cè)量并成像，尤其適用于研究植物不同部位逆境響應(yīng)的變化規(guī)律、突變體篩選等。同時(shí)FluorCam封閉式葉綠素?zé)晒獬上駜x是上*份可以進(jìn)行宏觀OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)成像和QA再氧化動(dòng)力學(xué)成像的儀器。

    FL6000雙調(diào)制葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量?jī)x使用STF（單周轉(zhuǎn)光閃）為主要測(cè)量工具，進(jìn)行QA–再氧化動(dòng)力學(xué)、S狀態(tài)轉(zhuǎn)換、快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)等其他普通調(diào)制式熒光儀無(wú)法完成的測(cè)量程序，反映光系統(tǒng)II的差異變化。同時(shí)還可以測(cè)量PAM（脈沖調(diào)制）測(cè)量、OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)測(cè)量，時(shí)間分辨率高達(dá)1µs，*的功能為全面、時(shí)間分辨率高的葉綠素?zé)晒鈨x。

    TL6000植物熱釋光測(cè)量?jī)x通過(guò)檢測(cè)光系統(tǒng)II的溫度-熱釋光強(qiáng)度曲線，反映光系統(tǒng)II S₂Q_B⁻、S₃Q_B⁻穩(wěn)定性、放氧復(fù)合體的活性及S態(tài)轉(zhuǎn)換。從而將光系統(tǒng)II研究的深度推進(jìn)到光合電子傳遞某一具體步驟的層次。這也是目前上*商用化的光系統(tǒng)II熱釋光測(cè)量?jī)x器。

    PlanTherm PT 100 植物熱耐受性測(cè)量?jī)x從細(xì)胞膜受熱破損和光系統(tǒng)II熱脅迫兩個(gè)方面衡量植物的熱穩(wěn)定性和熱敏感性。

    這一綜合系統(tǒng)代表了上光系統(tǒng)II研究技術(shù)的高峰，是光合作用深入研究的*。除山東農(nóng)大以外，中科院植物所、中科院水生所、上海師范大學(xué)、河南大學(xué)等單位也都裝備了這一系統(tǒng)。

高光條件下谷胱甘肽還原酶2維持?jǐn)M南芥PSII功能（中科院植物所，Ding，2016）

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