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 FlourCam便攜式光合聯(lián)用葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)

植物的光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度等光合作用參數(shù)可以全面衡量植物光合作用的強(qiáng)度和能力；而葉綠素?zé)晒獠粌H能反映光能吸收、激發(fā)能傳遞和光化學(xué)反應(yīng)等光合作用的原初反應(yīng)過程，而且與電子傳遞、質(zhì)子梯度的建立及ATP合成和CO2固定等過程有關(guān)。對兩者的結(jié)合測量在植物光合生理研究中缺一不可，對于衡量植物生長狀況、不同脅迫處理對植物光系統(tǒng)的影響、評價生態(tài)系統(tǒng)碳收支與氣候變化的相互關(guān)系、植物光系統(tǒng)對變化響應(yīng)有著不可替代的作用。

FlourCam便攜式光合聯(lián)用葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)由FluorCam便攜式植物熒光成像儀、LCpro-SD光合測量儀（或LCi-SD光合測量儀）和PAM調(diào)制式葉綠素?zé)晒鉁y量儀組成，組成了zui為全面、功能強(qiáng)大的植物光合生理研究工具。

系統(tǒng)組成

l FluorCam便攜式植物熒光成像儀

FluorCam便攜式植物熒光成像儀被設(shè)計用來在田間和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對葉片和小植物的熒光參數(shù)成像進(jìn)行動力學(xué)解析，典型的研究區(qū)域?yàn)?.5x 2.5 cm。在所有應(yīng)用中，系統(tǒng)可以對光化光和飽和光誘導(dǎo)的熒光瞬變過程進(jìn)行成像，光化光照射的時間和強(qiáng)度可以由用戶自定義的程序來決定。軟件包中包含了zui常用的實(shí)驗(yàn)程序和簡單實(shí)用且功能強(qiáng)大的程序設(shè)計語言，熟練的研究人員可以設(shè)計自己的閃光序列和測量過程。這是一個輕巧的便攜系統(tǒng)，尤其適用于野外實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)可以通過肩背便攜包中的密封鋰電池在野外進(jìn)行供電，穩(wěn)固輕巧的三腳架使得野外測量變得簡單易行。

FluorCam便攜式植物熒光成像儀既可以單獨(dú)使用，也可以通過適配葉夾與LCpro-SD光合測量儀組成聯(lián)用系統(tǒng)，同步測量植物光合和葉綠素?zé)晒狻?/span>

l LCpro-SD光合測量儀

LCPro-SD便攜式光合儀為智能型便攜式光合作用測定儀，用以測量植物葉片的光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度等與植物光合作用相關(guān)的參數(shù)。儀器應(yīng)用IRGA（紅外氣體分析）CO2分析模塊和雙激光調(diào)諧快速響應(yīng)水蒸氣傳感器精密測量葉片表面CO2濃度及水分的變化情況來考察葉片與植物光合作用相關(guān)的參數(shù)。通過人工光源、CO2控制單元和溫度控制單元可以同時精確調(diào)控環(huán)境條件，從而測定光強(qiáng)、CO2濃度和溫度對植物光合系統(tǒng)的影響。本儀器可在高濕度、高塵埃等惡劣環(huán)境中使用，具有廣泛的適用性。

l PAM調(diào)制式葉綠素?zé)晒鉁y量儀

選配一、OS5p調(diào)制葉綠素?zé)晒鉁y量儀

OS5p調(diào)制葉綠素?zé)晒鉁y量儀通過測量葉綠素?zé)晒饪梢苑从硯缀跛蓄愋偷闹参锬婢趁{迫，測量模式多于目前的其他任何一款便攜式熒光儀，采用創(chuàng)新性技術(shù)，提高測量結(jié)果可靠性，野外便攜，持久耐用。通過光合-熒光聯(lián)用適配器可以與LCpro-SD光合測量儀組成聯(lián)用系統(tǒng)，可以實(shí)時同步測量植物的光合和葉綠素?zé)晒狻?/span>

選配二、FP100手持式葉綠素?zé)晒鉁y量儀

FP100手持式葉綠素?zé)晒鉁y量儀是現(xiàn)在世界上zui為輕便小巧的葉綠素?zé)晒鉁y量儀，但在功能上*不遜于其他便攜式葉綠素?zé)晒鉁y量儀。它采用調(diào)試式熒光測量技術(shù)，可設(shè)置多種參數(shù)，方便測量多種植物葉綠素?zé)晒?。外觀小巧，方便攜帶，使用靈活，操作簡單，經(jīng)濟(jì)耐用，精度高穩(wěn)定性好。自帶暗適應(yīng)葉夾，操作簡便。

應(yīng)用領(lǐng)域

l 植物光合生理研究

l 植物抗脅迫研究

l 碳源碳匯研究

l 植物對氣候變化的相應(yīng)及其機(jī)理

l 作物新品種篩選

l 生物和非生物脅迫的檢測

l 植物抗脅迫能力或者易感性研究

l 氣孔非均一性研究

l 代謝混亂研究

l 長勢與產(chǎn)量評估

l 植物——微生物交互作用研究

l 植物——原生動物交互作用研究

技術(shù)特點(diǎn)

l 全部為便攜式設(shè)計，體積輕小，可用于野外測量，也可用于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

l 可在惡劣環(huán)境下使用，均配有可更換電池，采用低能耗技術(shù)，可以支持長時間野外實(shí)驗(yàn)

l 材料經(jīng)精心選擇，以確保測量精度

l 數(shù)據(jù)存儲量大，讀取簡便

l 維護(hù)方便，所有區(qū)域都很容易清潔

l 具備實(shí)時數(shù)據(jù)顯示功能

技術(shù)指標(biāo)

FluorCam便攜式植物熒光成像儀

· 可以被安裝在LCpro-SD等氣體交換系統(tǒng)光合儀的標(biāo)準(zhǔn)葉室上

· 高靈敏度CCD鏡頭，時間分辨率可達(dá)每秒50幀，512 x 512 像素

· 可測熒光參數(shù)：F0, Fm, FV, FO', Fm', FV', QY(II)), NPQ, FV/Fm, FV'/Fm', Rfd, qN, qP等50多個

· 4塊超亮LED光源板，均一照明面積2.5 X 2.5 cm。

· 測量光為620nm紅光，其它波段（白光, 藍(lán)光455 nm）可選，持續(xù)時間10µs - 100µs可調(diào)；

· 光化學(xué)光、飽和光閃，標(biāo)配紅光（620nm）或藍(lán)光（455nm）

· 遠(yuǎn)紅光：IR735nm

· 給光制度：靜態(tài)或者動態(tài)模式

· 自定義實(shí)驗(yàn)程序：多樣化的時間順序，專門的程序語言和腳本

· FluorCam軟件包括下列實(shí)驗(yàn)測量程序（protocols）：Fv/Fm、Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)、熒光淬滅分析、光響應(yīng)曲線等，可任意調(diào)整測量時間、光化學(xué)光持續(xù)時間、測量間隔、光強(qiáng)等參數(shù)

· FluorCam軟件具圖像處理、選區(qū)ROI、測量分析等功能，可輸出成像視頻、圖表、直方圖等

· CCD檢測器帶寬：400–1000 nm 

· 像素尺寸：8.2 µm x 8.4 µm 

· 成像頻率：50 張圖片每秒

· 通訊方式：USB 2.0 

· 重量：1.8 kg 

LCpro-SD光合測量儀

l CO2測量范圍：0-3000ppm

l CO2測量分辨率：1ppm

l CO2采用紅外分析，差分開路測量系統(tǒng)，自動置零，自動氣壓和溫度補(bǔ)償

l H2O測量范圍：0-75 mbar                                      

l H2O測量分辨率：0.1mbar

l PAR測量范圍：0-3000 μmol m-2 s-1，余弦校正

l 葉室溫度：-5 - 50℃   精度：±0.2℃

l 葉片溫度：-5 - 50℃   精度：±1.5℃

l 空氣泵流量：100 - 500ml / min

l CO2控制：由內(nèi)部CO2供應(yīng)系統(tǒng)提供zui高2000ppm

l H2O控制：可高于或低于環(huán)境條件

l 溫度控制：由微型peltier元件控制，可高于或低于環(huán)境14℃ 

l PAR控制：由高效、低熱紅/藍(lán)LED陣列單元控制，zui高2000μmol m-2 s-1可選配多種帶有光源的可控溫葉室、葉夾

l 數(shù)據(jù)存儲：1G SD卡，可存儲16,000,000組典型數(shù)據(jù)

l 供電系統(tǒng)：內(nèi)置12V 7AH蓄電池，可持續(xù)工作至16小時，智能充電器

l 尺寸：主機(jī)230×110×170mm，測量手柄300×80×75mm

l 重量：主機(jī)4.4Kg，測量手柄0.8Kg

OS5p調(diào)制葉綠素?zé)晒?/span>測量儀

· 光源    

飽和脈沖：鹵光燈與LED。鹵光燈zui大光強(qiáng)0-15,000 μmolm-2s-1；LED 0-4,500 μmolm-2s-1

調(diào)制光：紅光660nm LED，和藍(lán)光450nm LED 

光化光：可調(diào)。LED光源：0-3,000 μmolm-2s-1

鹵光燈：0-6,000μmolm-2s-1

遠(yuǎn)紅光：735nmLED(用來測定Fod或Fo’)，強(qiáng)度可調(diào)。

· 檢測模式：脈沖調(diào)制模式

· 探測器&過濾器：光敏二極管插孔，700nm -750nm帶通濾波器 

· 調(diào)制頻率：25Hz –1MHz自動調(diào)整。

· 采樣周期：2s – 45min或者2s-16h范圍內(nèi)可調(diào)

· 數(shù)據(jù)存儲：1Gb的內(nèi)存容量，能存儲上萬組數(shù)據(jù)。

· 數(shù)據(jù)輸出：MMC/SD卡，以太網(wǎng)絡(luò)，USB&RS232標(biāo)準(zhǔn)輸出

· 主機(jī)顯示屏：320×240 LCD，帶背景燈，觸摸屏

· 供電：71瓦時可充鋰電池，電池電量：支持達(dá)20小時連續(xù)測量

· 尺寸：13cm×18cm×14cm

· 重量：1.4kg

FP100手持式葉綠素?zé)晒鉁y量儀

· 測量參數(shù)：Fo，Ft，Fm，Fm´，QY，OJIP, NPQ 1,2 和光曲線1,2,3。

· 測量光：藍(lán)光（可選紅光或白光）

· 光化學(xué)光和飽和光：0–3000µmol (photons).m-2.s-1可調(diào)

· 波長檢測范圍：697nm-750nm

· BOIS：可升級

· 通訊：USB接口

· 存儲：4M 

· 數(shù)據(jù)存儲：100,000個

· 顯示：2 x 8字符黑白液晶屏

· 鍵盤：密封防水設(shè)計2鍵

· 自動關(guān)機(jī)：5分鐘無操作

· 電源：4 AAA堿性電池或充電電池

· 電池壽命：持續(xù)測量70 h

· 尺寸：120 x 57 x 30 mm; 4.7" x 2.2" x 1.2" 

· 重量：180 g, 6.5 oz 

· 軟件：FluorPen2.0, Windows 2000，XP或更高，實(shí)時顯示和遙控，植入GPS繪圖，EXCEL輸出

· PAR傳感器：讀數(shù)單位µmol(photons)/m².s，可顯示讀數(shù)，檢測范圍400-700 nm

應(yīng)用案例

1. 光合熒光成像聯(lián)用

Andrej Pavlovic博士利用便攜式光合聯(lián)用型葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)FC1000-LC，對捕蠅草等捕食性植物進(jìn)行了葉綠素?zé)晒馓匦约肮夂献饔醚芯浚洳┦吭谧x期間發(fā)表的研究論文“Trap closure and prey retention in Venus flytrap (Dionaea muscipula) temporarily reduces photosynthesis and stimulates respiration”因此獲Annals of Botany 研究生獎（Graduate Prize）。

右圖為Pavlovic博士利用FC1000-LC和光合儀聯(lián)用的研究結(jié)果，對捕蠅草的“陷阱”進(jìn)行刺激（圖中箭頭所示）后，其光合作用（上圖）、有效光量子產(chǎn)量（葉綠素?zé)晒鈪?shù)，見中圖所示）均立即降低，其呼吸作用（下圖）隨之增強(qiáng)。

2. 光合熒光聯(lián)用

1） 基本應(yīng)用

對多花薔薇（Rosa multiflora）的凈光合速率、量子產(chǎn)額和電子傳遞速率進(jìn)行同步測量。

這種同步測量提高了獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，盡量減小了環(huán)境因素和植物本身生理狀態(tài)對數(shù)據(jù)的影響，但沒有將光合和葉綠素?zé)晒獾臄?shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合起來。

2） 高級應(yīng)用

同步測定重度干旱脅迫下如意蔓（Plectranthus verticillatus）光合速率和葉綠素?zé)晒獾南嚓P(guān)性。使用光合儀配備的人工光源模擬不同光強(qiáng)，同時測定凈光合速率、量子產(chǎn)額和電子傳遞速率。

① ΦPSII和ΦCO2的相互關(guān)系

CO2量子產(chǎn)量和PSII量子產(chǎn)量并沒有呈線性關(guān)系。ΦPSII的升高速度要高于ΦCO2，表明如意蔓在干旱脅迫下有較強(qiáng)的光呼吸。

② Pn和ETR的光響應(yīng)曲線

同步測定如意蔓光合速率和ETR的光響應(yīng)曲線。發(fā)現(xiàn)兩者的變化趨勢基本相同。在光強(qiáng)大約為500μmol m-2s-1時達(dá)到zui大。在更高的光強(qiáng)下，因?yàn)楣庖种贫饾u下降。

產(chǎn)地：歐洲、美國

參考文獻(xiàn)（僅2009年后部分文獻(xiàn)）

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11. Root nutrient uptake enhances photosynthetic assimilation in prey-deprived carnivorous pitcher plant Nepenthes talangensis. A Pavlovi?, et al, 2010. Photosynthetica

12. Gabaculine alters plastid development and differentially affects abundance of plastid-encoded DPOR and nuclear-encoded GluTR and FLU-like proteins in spruce cotyledons. V Demko, et al, 2010. Journal of Plant Physiology

13. Spatio-temporal changes of photosynthesis in carnivorous plants in response to prey capture, retention and digestion. A Pavlovi?, 2010. Plant Signaling & Behavior 

14. Trap closure and prey retention in Venus flytrap (Dionaea muscipula) temporarily reduces photosynthesis and stimulates respiration.  A Pavlovi?, et al, 2010. Annals of botany

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18. Chlorophyll biosynthesis and chloroplast development in etiolated seedlings of Ginkgo biloba L.. A Pavlovi?, et al, 2009. Photosynthetica

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21. Membrane transporters and carbon metabolism implicated in chloride homeostasis differentiate salt stress responses in tolerant and sensitive Citrus rootstocks, Brumós J et.al. 2009, Funct Integr Genomics

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