Evaluación de comportamientos fotosintéticos mediante mediciones simultáneas de la reflectancia de la hoja y análisis de fluorescencia de clorofila

Kaori Kohzuma

doi:10.3791/59838

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Artículo de método

Evaluación de comportamientos fotosintéticos mediante mediciones simultáneas de la reflectancia de la hoja y análisis de fluorescencia de clorofila

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DOI:

10.3791/59838

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9 de agosto de 2019

Kaori Kohzuma¹

¹Graduate School of Life Sciences, Tohoku University

En este artículo

Resumen

Describimos un nuevo enfoque técnico para estudiar las respuestas fotosintéticas en plantas superiores que implica mediciones simultáneas de clorofila una fluorescencia y la reflectancia de las hojas utilizando un PAM y un radiómetro espectral para la detección de señales de la misma zona de la hoja en Arabidopsis.

Resumen

Clorofila un análisis de fluorescencia se utiliza ampliamente para medir los comportamientos fotosintéticos en plantas intactas, y ha dado lugar al desarrollo de muchos parámetros que miden eficientemente la fotosíntesis. El análisis de la reflectancia de la hoja proporciona varios índices de vegetación en ecología y agricultura, incluyendo el índice de reflectancia fotoquímica (PRI), que se puede utilizar como un indicador de disipación de energía térmica durante la fotosíntesis porque se correlaciona con temple no fotoquímico (NPQ). Sin embargo, puesto que el NPQ es un parámetro compuesto, su validación se requiere para entender la naturaleza del parámetro PRI. Para obtener evidencia fisiológica para la evaluación del parámetro PRI, medimos simultáneamente la fluorescencia de clorofila y la reflectancia de las hojas en las plantas mutantes defectuosas del ciclo de xantofilina (npq1) y Arabidopsis de tipo silvestre. Además, el parámetro qZ, que probablemente refleja el ciclo de xantofila, se extrajo de los resultados del análisis de fluorescencia de clorofila mediante el monitoreo de la cinética de relajación de NPQ después de apagar la luz. Estas mediciones simultáneas se llevaron a cabo utilizando un fluorómetro de clorofila de modulación de amplitud de pulso (PAM) y un radiómetro espectral. Las sondas de fibra de ambos instrumentos se colocaron cerca unade según la otra para detectar señales desde la misma posición de la hoja. Se utilizó una fuente de luz externa para activar la fotosíntesis, y las luces de medición y la luz saturada se proporcionaron desde el instrumento PAM. Este sistema experimental nos permitió monitorear el PRI dependiente de la luz en la planta intacta y reveló que los cambios dependientes de la luz en PRI difieren significativamente entre el tipo salvaje y el mutante npq1. Además, PRI estaba fuertemente correlacionado con qZ, lo que significa que qZ refleja el ciclo de xantofila. En conjunto, estas mediciones demostraron que la medición simultánea de la reflectancia de las hojas y la fluorescencia de clorofila es un enfoque válido para la evaluación de parámetros.

Introducción

La reflectancia de la hoja se utiliza para detectarremotamente índices de vegetación que reflejan la fotosíntesis o rasgos en las plantas 1,^2. El índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), que se basa en señales de reflexión infrarroja, es uno de los índices de vegetación más conocidos para la detección de propiedades relacionadas con la clorofila, y se utiliza en la ecología y las ciencias agrícolas como indicador de respuestas ambientales en árboles o cultivos³. En estudios de campo, aunque se han desarrollado y utilizado muchos parámetros (por ejemplo, índice de clorofila....