易(yi)科(ke)泰(tai)光合(he)作(zuo)用(yong)研究技(ji)術案例分享(xiang)

易(yi)科(ke)泰(tai)生(sheng)態(tai)技術(shu)公(gong)司(si)提(ti)供(gong)光合(he)作(zuo)用(yong)研究全面技(ji)術(shu)方案：

ü 便(bian)攜式光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量

ü 多(duo)通道光合(he)作(zuo)用(yong)持續(xu)監(jian)測(ce)

ü 光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量與葉(ye)綠素熒(ying)光測(ce)量技(ji)術

ü 光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量與葉(ye)綠素熒(ying)光成像技(ji)術(shu)

ü 光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量與Thermo-RGB成像技(ji)術(shu)

易(yi)科(ke)泰(tai)便(bian)攜式光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量系(xi)統(tong)包(bao)括便(bian)攜式光合(he)儀和手持式葉(ye)綠素熒(ying)光儀，能(neng)夠測(ce)量獲(huo)得植(zhi)物(wu)/作物(wu)的光合(he)作(zuo)用(yong)氣(qi)體(ti)交換參數和葉(ye)綠素熒(ying)光參數。前(qian)者包(bao)括光合(he)速(su)率/同化(hua)速(su)率、蒸騰(teng)速(su)率、氣(qi)孔(kong)導度等(deng)，能(neng)夠反(fan)映(ying)光合(he)作(zuo)用(yong)的宏觀(guan)表現(xian)；後者包(bao)括光化(hua)學轉化(hua)效率、電(dian)子傳(chuan)遞速(su)率、光合(he)機(ji)構光系(xi)統(tong)II（PSII）活力(li)等(deng)，能(neng)夠反(fan)映(ying)光合(he)作(zuo)用(yong)的微觀(guan)過程(cheng)。因(yin)此，便(bian)攜式光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量系(xi)統(tong)能(neng)夠全面且(qie)細(xi)致(zhi)地(di)測(ce)定和評(ping)估植(zhi)物(wu)/作物(wu)的光合(he)作(zuo)用(yong)性能。

因(yin)其(qi)小巧輕(qing)便(bian)、易(yi)攜帶、易(yi)操作的(de)優點，系(xi)統(tong)被廣(guang)泛用(yong)於作物(wu)育(yu)種、作(zuo)物(wu)栽培、作(zuo)物(wu)生理、基(ji)因(yin)工程等(deng)眾(zhong)多(duo)研(yan)究領域(yu)，幫助(zhu)廣(guang)大農(nong)業(ye)科(ke)研(yan)工(gong)作(zuo)者快(kuai)速(su)、準(zhun)確地獲取植(zhi)物(wu)光合(he)生(sheng)理和生理生(sheng)態(tai)數據(ju)，發(fa)表了(le)大(da)量(liang)高質(zhi)量、有(you)影(ying)響力的(de)學(xue)術(shu)論文。本(ben)文摘(zhai)選了最(zui)兩年(nian)發(fa)表在《Plant Stress》《The Plant Journal》《Frontiers in Plant Science》等(deng)專(zhuan)業學(xue)術期刊(kan)的(de)論文，向(xiang)大(da)家(jia)分(fen)享(xiang)光合(he)作(zuo)用(yong)與葉(ye)綠素熒(ying)光測(ce)量技(ji)術應(ying)用(yong)案例。

1. 外(wai)源精(jing)胺對番(fan)茄復合脅迫耐受性(xing)的(de)改善(shan)作用(yong)

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(jing)胺（Spm）是壹(yi)種多(duo)胺類化(hua)合物，已被(bei)廣(guang)泛證(zheng)明(ming)能夠調(tiao)節植(zhi)物(wu)的(de)生理功(gong)能(neng)，包(bao)括抗(kang)氧(yang)化(hua)防(fang)禦(yu)、光合(he)作(zuo)用(yong)效率、細(xi)胞(bao)修復以(yi)及基(ji)因(yin)表達等(deng)。本(ben)文研(yan)究了(le)外(wai)源精(jing)胺（Spm）對番(fan)茄植(zhi)株(zhu)在鹽(yan)脅迫(po)（S）和除草(cao)劑復合脅迫下(xia)的(de)緩解作用(yong)。該研究(jiu)發(fa)現(xian)外(wai)源精(jing)胺處(chu)理能(neng)夠顯(xian)著提(ti)高番(fan)茄植(zhi)株(zhu)的(de)存活率、生(sheng)長狀(zhuang)況(kuang)、光系(xi)統(tong)II功(gong)能(neng)和光合(he)速(su)率，並(bing)減少(shao)氧化(hua)損(sun)傷(shang)標誌(zhi)物（如H₂O₂和丙二醛）的(de)積(ji)累(lei)。進壹(yi)步研究發(fa)現(xian)，精(jing)胺通過降低氧(yang)化(hua)應(ying)激(ji)，改善(shan)了番(fan)茄在復合脅迫下(xia)的(de)耐受性(xing)。該研(yan)究(jiu)為應(ying)對(dui)氣(qi)候(hou)變(bian)化(hua)和土壤汙染(ran)等(deng)多(duo)重(zhong)脅迫(po)提(ti)供(gong)了潛在的解決(jue)方(fang)案。

下(xia)表顯(xian)示了外(wai)源精(jing)胺處(chu)理顯(xian)著提(ti)高了(le)鹽(yan)脅迫(po)復合脅迫下(xia)番(fan)茄的光合(he)速(su)率和PSII效率，反(fan)映(ying)了(le)精(jing)胺對光合(he)作(zuo)用(yong)的促進作用(yong)，表明(ming)其(qi)在緩解脅(xie)迫(po)對(dui)光合(he)功(gong)能(neng)的(de)抑(yi)制(zhi)方面具(ju)有(you)積(ji)極作用(yong)。

2. 小麥(mai)耐旱(han)機制(zhi)的(de)生(sheng)理與組學(xue)研(yan)究

參考論文：Nešporová, 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(ben)研究(jiu)探討了小麥(mai)在幹旱(han)脅迫(po)及(ji)恢復期間(jian)的(de)生理、蛋(dan)白質組(zu)學(xue)和代謝組(zu)學響應(ying)。通過對比兩種小麥(mai)品種（Baletka和Tobak）在短(duan)期和長期幹(gan)旱(han)處(chu)理以(yi)及恢復後的(de)表現(xian)，發(fa)現(xian)Baletka采用(yong)“節水(shui)"策略(lve)，即通過關閉氣(qi)孔(kong)減少(shao)水(shui)分(fen)散(san)失，積累(lei)保(bao)護性蛋(dan)白，增(zeng)強草(cao)酸氧化(hua)酶活性，以(yi)提(ti)高水(shui)分(fen)利(li)用(yong)效率和耐旱(han)能力(li)，從而(er)表現(xian)出更(geng)高的(de)耐旱(han)性；而Tobak則采用(yong)“耗水(shui)"策略(lve)，即通過保(bao)持氣(qi)孔(kong)開(kai)放維(wei)持光合(he)作(zuo)用(yong)，但這(zhe)種策(ce)略(lve)導致(zhi)更(geng)高的(de)水(shui)分(fen)散(san)失，且在幹旱(han)脅迫(po)後的(de)恢復能力相(xiang)對較(jiao)弱。該研(yan)究(jiu)揭(jie)示了(le)節(jie)水(shui)型(xing)和耗水(shui)型(xing)小麥(mai)品種在幹旱(han)適應(ying)機(ji)制上的(de)差異，為培(pei)育(yu)耐旱(han)小麥(mai)品種提(ti)供(gong)了重(zhong)要(yao)的(de)理(li)論依據(ju)和分子基(ji)礎。

在研究中(zhong)，通過便(bian)攜式光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量系(xi)統(tong)測(ce)定的(de)光合(he)參數，揭(jie)示了(le)兩種小麥(mai)品種Baletka和Tobak在幹旱(han)和恢復期間(jian)的(de)水(shui)分(fen)利(li)用(yong)和光合(he)能(neng)力的(de)顯著差異。

（1） 凈光合(he)速(su)率：在長期幹(gan)旱(han)處(chu)理期間(jian)，Tobak的凈(jing)光合(he)速(su)率顯(xian)著高於(yu)Baletka。這(zhe)可能是因(yin)為Tobak在幹旱(han)條件下(xia)保(bao)持較(jiao)高的(de)氣(qi)孔(kong)導度，允許更(geng)多(duo)的(de)CO₂進入(ru)葉(ye)片進(jin)行光合(he)作(zuo)用(yong)。然(ran)而，這(zhe)種策(ce)略(lve)也導致(zhi)了(le)更(geng)高的(de)水(shui)分(fen)散(san)失。相(xiang)比之下(xia)，Baletka通過關閉氣(qi)孔(kong)減少(shao)水(shui)分(fen)散(san)失，雖(sui)然(ran)凈光合(he)速(su)率有(you)所(suo)下(xia)降(jiang)，但能夠在幹旱(han)條件下(xia)維(wei)持相(xiang)對穩定的(de)光合(he)效(xiao)率。

（2） 細胞(bao)間CO₂濃度(du)：在長期幹(gan)旱(han)處(chu)理期間(jian)，Baletka的細(xi)胞(bao)間CO₂濃度(du)顯著高於(yu)Tobak。這(zhe)表明(ming)Baletka在幹旱(han)條件下(xia)通過關閉氣(qi)孔(kong)減少(shao)了CO₂的散(san)失，但同時也導致(zhi)了(le)細(xi)胞(bao)間CO₂濃度(du)的積(ji)累(lei)。這(zhe)種積(ji)累(lei)可能(neng)有助於在氣(qi)孔(kong)關(guan)閉的情(qing)況(kuang)下(xia)維(wei)持壹(yi)定的(de)光合(he)速(su)率。

（3） 最大(da)光化(hua)學效率（Fv/Fm）：在短(duan)期和長期幹(gan)旱(han)處(chu)理期間(jian)，Baletka的Fv/Fm值與對照(zhao)組(zu)相(xiang)比沒(mei)有顯(xian)著差異，而Tobak的Fv/Fm值在長期幹(gan)旱(han)處(chu)理後顯(xian)著下(xia)降(jiang)。這(zhe)表明(ming)Baletka在幹旱(han)條件下(xia)能(neng)夠更(geng)好(hao)地保(bao)護光系(xi)統(tong)II的結(jie)構和功(gong)能(neng)，維(wei)持較(jiao)高的(de)光合(he)效(xiao)率，而(er)Tobak則可(ke)能(neng)因(yin)幹旱(han)脅迫(po)導致(zhi)光系(xi)統(tong)II受損(sun)，光合(he)效(xiao)率下(xia)降(jiang)。

綜上(shang)所(suo)述，Baletka通過關閉氣(qi)孔(kong)減少(shao)水(shui)分(fen)散(san)失，維(wei)持較(jiao)高的(de)水(shui)分(fen)利(li)用(yong)效率和光合(he)效(xiao)率，表現(xian)出更(geng)強的(de)耐旱(han)能力(li)；而(er)Tobak則通過保(bao)持較(jiao)高的(de)氣(qi)孔(kong)導度維(wei)持光合(he)作(zuo)用(yong)，但水(shui)分(fen)利(li)用(yong)效率較(jiao)低(di)，耐旱(han)能力(li)相(xiang)對較(jiao)弱。

3. 部(bu)分根(gen)區(qu)交替(ti)灌溉(gai)增(zeng)強大(da)麥(mai)耐低(di)溫能力(li)及其(qi)機(ji)制(zhi)

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(ben)文研(yan)究了(le)部(bu)分根(gen)區(qu)交替(ti)灌溉(gai)（PRD，交替(ti)濕潤(run)和幹燥植(zhi)物(wu)根(gen)系(xi)的(de)不(bu)同區(qu)域(yu)）對大(da)麥(mai)耐低(di)溫能力(li)的影(ying)響。研究(jiu)發(fa)現(xian)，部(bu)分根(gen)區(qu)交替(ti)灌溉(gai)能(neng)夠顯(xian)著提(ti)高大(da)麥(mai)在低溫條件下(xia)的(de)凈光合(he)速(su)率、氣(qi)孔(kong)導度和光系(xi)統(tong)II的最(zui)大量(liang)子(zi)效(xiao)率，同時降(jiang)低相(xiang)對電(dian)導率。代(dai)謝組學分(fen)析(xi)表明(ming)，PRD促進了大麥(mai)根(gen)中谷胱(guang)甘肽和9-十八碳烯(xi)酰胺的積累(lei)，轉錄組(zu)分析(xi)也證(zheng)實了(le)相(xiang)關基(ji)因(yin)表達的(de)變(bian)化(hua)。此外(wai)，PRD還通過改變(bian)根(gen)際(ji)微生(sheng)物群落的組成，富(fu)集核(he)心微生(sheng)物，進(jin)壹(yi)步增(zeng)強了(le)大(da)麥(mai)的耐低(di)溫能力(li)。該研究(jiu)表明(ming)，PRD是壹(yi)種通過灌溉(gai)管理提(ti)高作(zuo)物耐逆性(xing)的(de)有效(xiao)策略。

下(xia)圖(tu)展(zhan)示了(le)不(bu)同處(chu)理條件下(xia)大(da)麥(mai)葉(ye)片的(de)凈光合(he)速(su)率（An）、氣(qi)孔(kong)導度（Gs）和最大光化(hua)學效率（Fv/Fm）。結(jie)果顯(xian)示，PRD 處(chu)理的(de)大麥(mai)在低溫條件下(xia)表現(xian)出更(geng)高的(de) An、Gs 和 Fv/Fm 值，表明(ming)其(qi)光合(he)能(neng)力和氣(qi)孔(kong)功(gong)能(neng)得(de)到(dao)了(le)顯著改善(shan)。

易(yi)科(ke)泰(tai)公(gong)司(si)提(ti)供(gong)光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量全面解(jie)決(jue)方案：

ü 便(bian)攜式光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量系(xi)統(tong)（其(qi)中(zhong)手(shou)持式葉(ye)綠素熒(ying)光儀可(ke)升級為(wei)便(bian)攜式葉(ye)綠素熒(ying)光成像儀）

ü iFL便(bian)攜式光合(he)作(zuo)用(yong)與葉(ye)綠素熒(ying)光復合測(ce)量系(xi)統(tong)（英(ying)國(guo)ADC公(gong)司(si)產(chan)）

ü APS多(duo)通道光合(he)作(zuo)用(yong)測(ce)量監(jian)測(ce)系(xi)統(tong)（英(ying)國(guo)ADC公(gong)司(si)產(chan)）

ü FluorCam葉(ye)綠素熒(ying)光成像技(ji)術(shu)

ü FluorTron®葉(ye)綠素熒(ying)光成像技(ji)術(shu)，葉(ye)綠素熒(ying)光動(dong)態(tai)（time-resolved）與光譜（time-resolved）成像，全面解(jie)析(xi)葉(ye)綠素熒(ying)光

ü ET-LEDIF葉(ye)綠素熒(ying)光監(jian)測(ce)系(xi)統(tong)