Évaluation des comportements photosynthétiques par des mesures simultanées de la réflectance des feuilles et des analyses de fluorescence de la chlorophylle

Kaori Kohzuma

doi:10.3791/59838

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Article de méthode

Évaluation des comportements photosynthétiques par des mesures simultanées de la réflectance des feuilles et des analyses de fluorescence de la chlorophylle

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DOI :

10.3791/59838

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9 août 2019

Kaori Kohzuma¹

¹Graduate School of Life Sciences, Tohoku University

Dans cet article

Résumé

Nous décrivons une nouvelle approche technique pour étudier les réponses photosynthétiques dans les plantes supérieures impliquant des mesures simultanées de la chlorophylle une fluorescence et une réflectoflace de feuille utilisant un PAM et un radiomètre spectral pour la détection des signaux de la même zone de feuilles en Arabidopsis.

Résumé

Chlorophylle une analyse de fluorescence est largement utilisé pour mesurer les comportements photosynthétiques dans les plantes intactes, et a abouti à la mise au point de nombreux paramètres qui mesurent efficacement la photosynthèse. L'analyse de la réflectoflage des feuilles fournit plusieurs indices de végétation en écologie et en agriculture, y compris l'indice de réflectation photochimique (PRI), qui peut être utilisé comme indicateur de la dissipation de l'énergie thermique pendant la photosynthèse parce qu'il est en corrélation avec non-photochimique (NPQ). Toutefois, puisque le NPQ est un paramètre composite, sa validation est nécessaire pour comprendre la nature du paramètre PRI. Pour obtenir des preuves physiologiques pour l'évaluation du paramètre PRI, nous avons simultanément mesuré la fluorescence de chlorophylle et la réflectance de feuille dans le mutant défectueux de cycle de xanthophyll (npq1) et les usines sauvages-type d'Arabidopsis. En outre, le paramètre qZ, qui reflète probablement le cycle de xanthophyll, a été extrait des résultats de l'analyse de fluorescence de chlorophylle en surveillant la cinétique de relaxation du NPQ après l'arrêt de la lumière. Ces mesures simultanées ont été effectuées à l'aide d'un fluoromètre chlorophylle de modulation d'amplitude d'impulsion (PAM) et d'un radiomètre spectral. Les sondes de fibres des deux instruments ont été placées près l'une de l'autre pour détecter les signaux de la même position de feuille. Une source de lumière externe a été utilisée pour activer la photosynthèse, et les lumières de mesure et la lumière saturée ont été fournies à partir de l'instrument PAM. Ce système expérimental nous a permis de surveiller le PRI dépendant de la lumière dans la plante intacte et a révélé que les changements dépendants de la lumière dans PRI diffèrent considérablement entre le type sauvage et le mutant npq1. En outre, PRI a été fortement corrélé avec qZ, signifiant que qZ reflète le cycle de xanthophyll. Ensemble, ces mesures ont démontré que la mesure simultanée de la réflectation des feuilles et de la fluorescence de la chlorophylle est une approche valide pour l'évaluation des paramètres.

Introduction

La réflectofloire des feuilles est utilisée pour détecter à distance les indices de végétation qui reflètent la photosynthèse ou les traits des plantes¹^,². L'indice de végétation de différence normalisé (NDVI), qui est basé sur les signaux de réflexion infrarouge, est l'un des indices de végétation les plus connus pour la détection des propriétés liées à la chlorophylle, et il est utilisé dans l'écologie et les sciences agricoles comme un indicateur des réponses environnementales dans les arbres ou les cultures³. Dans les études sur le terrain, bien que de nombreux paramètres (p. ex. in....