Summary
Vi beskriver en ny teknisk tilgang til at studere fotosyntetiske reaktioner i højere planter, der involverer samtidige målinger af klorofyl en fluorescens og blad reflektans ved hjælp af en Pam og et spektral Radiometer til påvisning af signaler fra samme blad område i Arabidopsis.
Abstract
Chlorophyll en fluorescens analyse er almindeligt anvendt til at måle fotosyntetisk adfærd i intakte planter, og har resulteret i udviklingen af mange parametre, der effektivt måler fotosyntese. Blad refleksions analyse giver flere vegetations indekser i økologi og landbrug, herunder fotokemisk refleksions indeks (PRI), som kan bruges som en indikator for termisk energi afledning under fotosyntese, fordi det korrelerer med ikke-fotokemisk dæmpning (NPQ). Da NPQ er en sammensat parameter, er det imidlertid nødvendigt at validere den for at forstå karakteren af PRI-parameteren. For at opnå fysiologiske beviser for vurdering af PRI parameter målte vi samtidig klorofyl fluorescens og blad reflektans i xanthophyll Cycle defekt mutant (npq1) og vildtype Arabidopsis planter. Desuden, den qZ parameter, som sandsynligvis afspejler xanthophyll cyklus, blev ekstraheret fra resultaterne af klorofyl fluorescens analyse ved at overvåge afslapning kinetik af npq efter at slukke lyset slukket. Disse samtidige målinger blev udført ved hjælp af en puls-amplitude modulation (PAM) klorofyl fluorometer og et spektral Radiometer. Fiber prober fra begge instrumenter blev placeret tæt på hinanden for at detektere signaler fra samme blad position. Der blev anvendt en ekstern lyskilde til at aktivere fotosyntese, og måle lysene og det mættede lys blev leveret fra PAM-instrumentet. Dette forsøgssystem gjorde det muligt for os at overvåge lysafhængig PRI i det intakte anlæg og afslørede, at lysafhængige ændringer i PRI varierer betydeligt mellem Wild type og npq1 mutant. Desuden var PRI stærkt korreleret med qZ, hvilket betyder, at qZ afspejler xanthophyll-cyklussen. Disse målinger viste tilsammen, at samtidig måling af blad reflektans og klorofyl Fluorescens er en gyldig metode til parameter evaluering.
Introduction
Blad reflektans bruges til at fjernstyre vegetations indekser, der afspejler fotosyntese eller træk i planter1,2. Det normaliserede forskel vegetations indeks (NDVI), som er baseret på infrarøde refleksions signaler, er et af de mest kendte vegetations indekser til påvisning af chlorophyll-relaterede egenskaber, og det anvendes i økologi og landbrugs videnskaber som en indikator for miljø respons i træer eller afgrøder3. I feltundersøgelser, selv om mange parametre (f. eks klorofyl Index (CI), vand indeks (Wi), etc.) er blevet udviklet og anvendt, få detaljerede kontroller af, hvad disse parametre direkte (eller indirekte) detektere er blevet udført ved hjælp af mutanter.
Puls-amplitude modulation (PAM) analyse af klorofyl Fluorescens er en effektiv metode til at måle fotosyntetiske reaktioner og processer, der er involveret i photosystem II (PSII)4. Klorofyl fluorescens kan påvises med et kamera og anvendes til screening fotosyntese mutanter5. Dog kræver kamera detektering af klorofyl fluorescens komplekse protokoller såsom mørk behandling eller lys mætnings pulser, som er svære at implementere i feltundersøgelser.
Leaf absorberet Solar Light energi er hovedsagelig forbruges af fotosyntetiske reaktioner. Derimod kan absorptionen af overskydende lys energi generere reaktive oxygenarter, som forårsager skade på fotosyntetiske molekyler. Den overskydende lys energi skal spredes som varme gennem ikke-fotokemiske dæmper (npq) mekanismer6. Det foto kemiske refleksions indeks (PRI), som afspejler lysafhængige ændringer i blad refleksions parametrene, er afledt af smalbånds reflektans ved 531 og 570 nm (reference bølgelængde)7,8. Det er rapporteret at korrelere med npq i klorofyl fluorescens analyse9. Men da NPQ er en sammensat parameter, der omfatter xanthophyll cyklus, State tradition, og foto hæmning, detaljeret validering er forpligtet til at forstå, hvad PRI parameter måler. Vi har fokuseret på xanthophyll cyklus, en termisk afledning system, der involverer de-epoxidering af xanthophyll pigmenter (violaxanthin til ca og zeaxanthin) og en hovedbestanddel af npq, fordi korrelationer mellem pri og omdannelse af disse pigmenter er blevet rapporteret i tidligere undersøgelser8.
Mange fotosyntese-relaterede mutanter er blevet isoleret og identificeret i Arabidopsis. Npq1 mutant akkumulerer ikke zeaxanthin, fordi det bærer en mutation i violaxanthin de-epoxidase (VDE), som katalyserer omdannelsen af violaxanthin til zeaxanthin10. For at fastslå, om PRI kun registrerer ændringer i xanthophyll pigmenter, målte vi samtidig PRI og klorofyl fluorescens i samme blad område i npq1 og Wild-type og derefter dissekeret npq på varierende tidsskalaer for mørk afslapning at udtrække den xanthophyll-relaterede komponent11. Disse samtidige målinger giver en værdifuld teknik til tildeling af vegetations indekser. Da PRI korrelerer med brutto primær produktivitet (GPP), har evnen til at tildele PRI netop til én komponent vigtige anvendelser i økologi12.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. dyrkning af Arabidopsis planter
- Sug Arabidopsis thaliana frø i steriliseret deioniseret vand i et mikrorør, og inkubere i 2 dage ved 4 °c i mørket.
- Placer ca. fire af de ubibede, koldbehandlede frø på jordoverfladen ved hjælp af en mikropipette. Inkubér de plantede Potter i et vækstkammer med en 16 h lys (120 μmol fotoner m– 2 s– 1) og 8 h mørk periode ved henholdsvis 22 °c og 20 °c.
- Vokse en plante pr pot ved udtynding andre frøplanter efter spiring. Forbered mindst fem Potter. Inkubatér planterne i vækst kammeret i yderligere 4 uger. Tre planter bruges til eksperimenterne.
- Brug det yngste, fuldt åbnede modne blad til fotosyntese målinger.
2. opsætning af prøvestadiet, fotosyntetiske instrumenter og lyskilde
Bemærk: til denne protokol blev der anvendt en specialbygget prøve fase til fastsættelse af blade og detekterings soner (figur 1).
- Fastgør en 10 cm2 stålplade med et hul på 1 cm diameter på den specialfremstillede prøve fase. Hulstørrelsen i denne plade kan ændres til at rumme forskellige blad prøver eller plantearter. Scenen har et klip til fastgørelse af detektionsproberne og en justering til at justere afstanden mellem sonder og blad prøven.
- Forbered tynde fiber prober til måling af klorofyl fluorescens og blad reflektans. Disse tynde fiber prober vil blive placeret tæt, så de måler signaler fra samme blad position.
Bemærk: en Pam klorofyl fluorometer og en spektral Radiometer blev tilpasset til signalpåvisning af klorofyl en fluorescens og blad reflektans, hhv. Begge instrumenter bruger tynde fiber prober med diametre på henholdsvis 1 mm og 2 mm. - Monter disse to sonder tæt sammen og pak dem med plastik tape.
- Klip de tapede sonder på prøvestadiet ved hjælp af en koaksial linseholder (Se figur 1), og Placer dem lodret på bladets overflade.
Bemærk: synsfeltet af fiberoptiske kabel i spektral Radiometer er α = 25 °. I denne metode er afstanden mellem fiber sonde spidserne og blad overfladen kortere end 1 cm. Derfor er måle blad området næsten det samme som for fibrene. - Fastgør en biforked lysguide lavet af glasfibre til halogen lyskilden og udstråle prøvestadiet fra begge retninger i vinkler på ca. 45 °.
Bemærk: en halogenlampe, som er tæt på bølgelængde fordelingen af naturligt sollys, anvendes som aktinisk lys til inducerende fotosyntese. Halogen lyskilden blev tilpasset med et indbygget koldt filter, som fjerner lange bølgelængder fra nær infrarød, for at forhindre stigninger i bladets overfladetemperatur (λ = 400 til 800 nm). - Juster lyskilden, så lyset på ensartet vis belyser prøvestadiet uden at kaste skygger.
3. opsætning af samtidige målinger af blad reflektans og klorofyl fluorescens
Bemærk: alle trin udføres i det mørke rum for at undgå påvisning af andet lys end aktinisk lys. Et svagt grønt lys (f. eks. grøn-cellophaned Light) skal slukkes før de faktiske målinger.
- Måling af afstanden mellem blad prøven og proberne på prøvestadiet.
- Anbring et prøve blad på blad holderen på prøvestadiet i mørket. Tryk på bladet mod en stålplade på scenen (sort firkant i figur 1).
- Tænd for Pam og bestråle blad prøven med et måle lys. Værdierne af chlorophyllfluorescens intensiteter bekræftes ved hjælp af PAM-kontrollerende software (Se tabel over materialer).
- Flyt justeringsanordningen, så fluorescens intensitet måler ca. 100. Mål afstanden mellem sonden og bladet. Fastgør justeringsanordningen, og Registrer værdien af afstanden på justeringsanordningen.
- Sluk for måle lyset. Fjern prøve bladet.
-
Måling af strålingsintensiteten af det aktiniske lys
Bemærk: for at observere lysafhængig fotosyntetisk adfærd, anvendes aktinisk lys af varierende intensitet til at bestråle blad prøven.- Sæt en let Quantum meter på den position, hvor prøve bladet ville blive placeret.
- Stråle fra halogen lyskilden og måle intensiteten.
- Bestem, hvilke positioner i lyskilde skiven der vil generere intensiteter på 30, 60, 120, 240 og 480 μmol fotoner m– 2 s– 1.
Bemærk: Arabidopsis planter dyrkes under 120 μmol fotoner m– 2 s– 1; Derfor udvælges strålingsintensiteten af det aktiniske lys til at give en række små og store intensiteter. - Marker hver irradians intensitet på skiven.
- Mål en refleksions standard.
Bemærk: der kræves en refleksions standard for at beregne blad reflektionsforholdet ved hver irradiantisk intensitet.- Placer en hvid plade som refleksions standard ved placeringen af blad prøven.
- Tænd for et spektral Radiometer. Refleksions signalet vises af den spektral Radiometer kontrollerende software. På dette tidspunkt er der ingen spektraldata, fordi der ikke er nogen stråle strålende lys.
- Tænd for halogenlampen for at udstråle med 480 μmol fotoner m– 2 s– 1, den højeste irradians intensitet i denne test.
- Juster detekterings styrken for Radiometer for at undgå mætning.
- Optag spektral reflektans mellem 450 – 850 nm ved 1 nm intervaller under belysning med 30, 60, 120, 240 og 480 μmol fotoner m– 2 s– 1.
Bemærk: et grundlæggende elektrisk signal (mørke strøm) korrigeres og trækkes ved hver spektral måling.
4. samtidige målinger af blad reflektans og klorofyl en fluorescens, og beregning af fotosyntetiske parametre
- Sæt et anlæg på blad prøve positionen.
- Overfør Arabidopsis planten fra det dyrkede kammer til det kontrollerede mørke rum med samme temperatur og fugtighed som vækst kammeret.
- Inkuber planten i 1 time i mørket ved 22 °C for at sprede elektroner fra PSII-reaktions centeret og for at slappe af med ikke-fotokemisk dæmpning.
- Placer det mørke-tilpassede hele planten på et Lab-stik under prøvestadiet (figur 1).
- Fastgør prøve bladet til blad holderen, så blad overfladen er vinkelret på detektionsproberne.
- Måling af det maksimale kvanteudbytte for PSII.
- Tænd for PAM og begynd at optage kurven. Denne værdi kaldes 0.
- Tænd for måle lampen, og vent ca. 30 s på, at kurven reagerer. Denne værdi kaldes F0.
- Giv en mættet puls på 4000 μmol fotoner m– 2 s– 1 for 0,8 s fra Pam.
- Opnå den højeste værdi af spidsen i kurven med øget fluorescens intensitet. Denne værdi kaldes FM.
- Beregn det maksimale kvanteudbytte af PSII i mørket (fV/fM) ved hjælp af følgende ligning.
FV/fm = (fm – f0)/ fm
- Måling af fotosyntetisk opførsel ved steady state.
- Tænd for halogenlampen som ekstern lyskilde med måle lampen tændt efter optagelse FM (Se 4.2.4). For det første, bestråle blad prøven med det svageste lys (30 μmol fotoner m– 2 s– 1).
- Tænd for spektral radiometeret på samme tid for at overvåge blad reflektans.
- Vent 20 min eller længere for den fotosyntetiske reaktion for at nå Steady State under lysforholdene. Den fluorescens intensitet af Steady State kaldes FS.
- En mætnings puls med intervaller på 1 min under belysningen med det aktiniske lys. Den maksimale fluorescens værdi, der opnås under det pulserende lys, kaldes FM′.
- Optag data fra FM′ på 20 min efter aktivering af aktinisk lys.
- Tag blad reflektans data ved at gennemsnitlig 10 scanninger på en optimeret integrationstid, med en mørk strøm subtraktion.
- Beregning af fotosyntetiske parametre ved steady state.
- Beregn Quantum udbytter af PSII Fotokemi (ΦPSII), som kan estimeres ved bestråling med mættede impulser under aktinisk lys, ved hjælp af følgende ligning.
ΦPSII = (fm′- fS)/ fm′ - Beregn den lineære elektron flux (LEF) fra PSII-reaktions centeret på følgende måde 4.
LEF = strålingsintensiteten af det aktiniske lys × ΦPSII × 0,5 × 0,84 - Beregn NPQ, som kan udtrykkes termisk dissipation, ved hjælp af følgende ligning.
npq = (f m- fm′)/ fm′
Bemærk: lysenergi forbruges primært af fotosyntese reaktioner. Men når planterne absorberer mere lys energi end energi, der forbruges af fotosyntese, mekanismerne til termisk afledning er induceret for at undgå den overskydende energi. - Ved hjælp af de spektraldata, som er erhvervet med Radiometer under de samme lysforhold, beregnes blad refleksions forholdet på følgende måde.
Refleksions forhold = Rblad /rstandard - Beregn PRI fra 531 nm og 570 nm som følger. Disse to bølgelængder udvindes fra refleksions forholdet.
PRI = (R531– r570)/(r531+ r570)
Bemærk: R er en reflektans.
- Beregn Quantum udbytter af PSII Fotokemi (ΦPSII), som kan estimeres ved bestråling med mættede impulser under aktinisk lys, ved hjælp af følgende ligning.
- Måling af afslapnings kinetikken for ikke-fotokemisk dæmpning.
- Sluk det aktiniske lys efter erhvervelse af FS og blad reflektans.
- Overvåg klorofyl fluorescens af PAM i 10 minutter efter slukning af lys.
- Giv en mætnings puls med intervaller på 1 min under den mørke afslapning. Den maksimale fluorescens værdi induceret af mætnings pulsen under mørket kaldes FM′ ′. Få ti af FM′ ′ i én test.
- Gem data af FM′ ′ på 2 min og 10 min efter slukning af aktinisk lys.
- Drej det aktiniske lys på indstillet til den næste irradians intensitet, 60 μ mol fotoner m– 2 s– 1.
- Gentag en lystilpasning i 20 min. og en mørk afslapning i 10 minutter med pulserende mætning lys med intervaller på 1 min. Optag alle data som beskrevet ovenfor. Gentag alle trin og målinger ved hjælp af bestråling på 120, 240 og 480 μ mol fotoner m– 2 s– 1.
- Beregning af parametrene for den ikke-fotokemiske dæmpning fra afslapnings kinetikken.
Bemærk: lysafhængig induktion af NPQ er afslappet ved at slukke for lyskilden13. Det er muligt at fraktionere hver NPQ funktion ved at justere afslapning tidshorisonter.- Beregn den qE (energiafhængige quenching) fraktion ved hjælp af FM′ ′ efter 2 minutters mørk tilpasning.
qE = (fM2m′ ′ –fm′)/ fm′
Bemærk: qE-fraktionen vendes hurtigt inden for 1 – 2 min. Denne fraktion omfatter primært psbs protonation og en del af xanthophyll konvertering, som afhænger af lys-induceret δph på tværs af tylakoidmembranen membranen13. Begge er reversible på nedbrydning af gradienten. - Beregn qZ (zeaxanthin afhængige quenching) fraktion ved hjælp af FM′ ′ efter 10 minutters mørk tilpasning.
qZ = (fM10m′ ′ –fm′)/ fm′
Bemærk: en afspændings kinetik af npq ved ca. 10 min efter aktinisk Light off afspejler en xanthophyll cyklus14. De fleste af xanthophyll konvertering er vendt på længere tidshorisonter på ca 10 min (qZ), fordi omdannelsen kræver en VDE (violaxanthin de-epoxidase) enzymatisk reaktion. Fraktionen er også afslappet ved nedbrydning af δph på tværs af tylakoidmembranen membranen. - Beregn qI (photoinhiberende tilstand) som følger.
qI = (fm–fM10m′ ′)/ fm′
Bemærk: det langsomste opsving blandt NPQ fraktioner menes at være foto skade af PSII (hvilket indikerer D1 omsætning). Denne fraktion af den fotokinhiberende tilstand (qI), som ikke restituere med 10 min15.
- Beregn den qE (energiafhængige quenching) fraktion ved hjælp af FM′ ′ efter 2 minutters mørk tilpasning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Figur 1 præsenterer et skematisk diagram over den eksperimentelle opsætning til samtidig måling af klorofyl fluorescens og blad reflektans. De fiber prober af PAM og spektral Radiometer blev sat vinkelret på blad overfladen ved blad holderen på den specialfremstillede prøve fase, og en halogenlampe blev anvendt til aktinisk lysbestråling fra både venstre og højre retning uden at kaste nogen Skygger. PAM-og blad refleksions signalerne blev detekteret ved hjælp af softwaren i de separate systemer. Dette eksperimentelle system blev anvendt til at sammenligne Arabidopsis Wild-type (Col) og npq1 mutant (lack zeaxanthin) planter (figur 2). ΔPRI beregnet ud fra blad reflektans blev plottet mod lysafhængig lineær elektron strøm fra PSII anslået af PAM (figur 2a). PRI er rapporteret at være påvirket ikke kun af xanthophyll, men også af carotenoider16. PRI blev korrigeret ved at være PRI ved hver lysintensitet minus PRI ved den laveste lysintensitet (ΔPRI) for kun at observere lysafhængige PRI-ændringer11. Resultaterne viste, at ΔPRI var negativt korreleret med LEF i vild-type-planter, men ikke i npq1. Vi dissekeret også qZ, som repræsenterer xanthophyll cyklus, fra den mørke afslapning kinetik af NPQ og plottet det som ΔPRI i figur 2b. Resultaterne viser, at qZ er stærkt korreleret med ΔPRI (r2 =-0,87, p-værdi < 0,001), hvilket antyder, at pri afspejler xanthophyll-cyklussen.
Figur 1: skematisk diagram af det eksperimentelle system til simultan måling af klorofyl en fluorescens og blad reflektans. Detaljer er beskrevet i afsnittet protokol. En urtepotte blev placeret af et Lab-stik (solid dobbeltpil). En halogenlampe blev brugt til at udstråle forskellige lysintensiteter for at aktivere fotosyntese (tynd solid pil). Chlorophyll en fluorescens signaler blev detekteret ved hjælp af et system af Pulse amplitude modulation (PAM); den røde linje indikerer fiber sonden fra Pam klorofyl fluorometer. Blad reflektans blev detekteret af et spektral Radiometer under lysbelysningen. den blå linje angiver fiber sonden fra spektral radiometeret. Måle lyset (punkteret pil) og det kort mættede lys (tyk solid pil) blev også leveret af Pam klorofyl fluorometer. De mættede lys blev pulseret med 1 minut intervaller under lys tilpasning til 20 min og mørk afslapning i 10 min. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: ændringer i fotosyntetiske parametre i vild-type Columbia (sorte firkanter), og npq1 mutant (røde firkanter) Arabidopsis planter. Δpri (PRI ved hver irradians intensitet minus pri ved den laveste intensitet på 30 μmol fotoner m-2 s-1) blev plottet mod (A) satsen for lineær elektron flux (LEF) og (B) qZ efter mørk afslapning i 10 min. Strålingsintensiteten af det aktiniske lys var 30, 60, 120, 240 og 480 μmol fotoner m-2 s-1. Data punkter og fejllinjer repræsenterer betyder ± SD for n= 3. Linjen i B er en regressions kurve, der gælder for alle datapunkter. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I denne undersøgelse fik vi yderligere dokumentation for, at PRI repræsenterer xanthophyll pigmenter ved samtidig at måle klorofyl fluorescens og blad reflektans.
Et halogen lys, der har bølgelængder svarende til sollys, blev tilpasset til brug som en aktinisk lyskilde for at aktivere fotosyntese. Vi brugte oprindeligt en hvid LED-lyskilde for at undgå termisk beskadigelse af bladets overflade, men dette producerede langsom mørk afslapning kinetik og usædvanligt høj qI (foto hæmmende quenching), muligvis ved foto skadelige PSII. Vi har derfor tilpasset halogenlampen med et indbygget koldt filter for at reducere varmeproduktionen. Denne lyskilde ikke forårsage nogen abnormaliteter i mørke opsving eller qI.
Den vigtigste variabel i vores metode er det positionelle forhold mellem bladet, lyskilden og detekterings sonder. Vi har testet måling af klorofyl fluorescens og blad reflektans fra forskellige diagonale vinkler med let bestråling fra direkte over til bladet. Intensiteten af detekterings signalerne varierede dog afhængigt af vinklen. For at undgå denne variabilitet blev proberne fastgjort lodret over blad prøven (figur 1). Lyskilden blev leveret ved hjælp af bifurerede fibre, der bestrålede blad overfladen fra både venstre og højre side for at generere et ensartet stråle strålende lys (figur 1).
Undersøgelser af blad reflektans har primært været anvendt i økologi til at bestemme forskellige plante vegetation indekser i Feltindstillinger, såsom forskelle mellem plantearter, ernæringsmæssige forhold, eller sæsonmæssige ændringer. Men, få undersøgelser har testet og verificeret disse vegetation indekser i modelplanter såsom Arabidopsis og tobak, hvis mutanter kunne besidde et væld af genetiske oplysninger og omik analyser data. Kontrol og udvikling af vegetations indekser for disse anlæg kunne identificere nye fotosyntetiske parametre, der er repræsenteret i innovative vegetations indekser, hvilket ville bidrage til økologi disciplinen.
Denne undersøgelse fokuserede på den mørke afslapning kinetik af NPQ at verificere xanthophyll cyklus adfærd. Nye fotosyntese relaterede parametre er i øjeblikket under udvikling for klorofyl fluorescens analyse (f. eks. skøn over redox-tilstanden af plastoquinon-puljen (qL) eller aktiviteten af cyklisk elektron strøm omkring PSI17,18 ). Den samtidige måling af klorofyl fluorescens og blad reflektans i beslægtede Arabidopsis mutanter vil fremme forskning i de molekylære mekanismer af fotosyntese og bidrage til at udnytte denne viden i feltundersøgelser. En nylig undersøgelse rapporterede, at klorofyl fluorescens i planter kan fjernt fornemmede fra blad spektral reflektans. Parameteren kalder Solar-induceret klorofyl fluorescens (sif) måles ved hjælp af en Fraunhofer linje, mørke linjer absorberet af ilt, under Solar Light 12,19. Hvis de aktuelt udviklede vegetations indekser blev omlagt ved hjælp af disse teknikker, ville det være muligt at Fjern vurdere fotosyntetiske reaktioner i planter uden brug af særlige behandlinger såsom mættede pulser eller mørk tilpasning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatteren har intet at afsløre.
Acknowledgments
Vi er taknemmelige for Dr. Kouki Hikosaka (Tohoku University) for at stimulere diskussioner, assistance med et arbejdsområde, og instrumenter til eksperimenter. Værket blev delvist støttet af KAKENHI [Grant Numbers 18K05592, 18J40098] og Naito Foundation.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Halogen light source | OptoSigma | SHLA-150 | |
| Light quantum meter | LI-COR | LI-1000 | |
| PAM chlorophyll fluorometer | Walz | JUNIOR-PAM | |
| PAM controliing software | Walz | WinControl-3.27 | |
| Reflectance standard | Labsphere, Inc. | SRT-99-050 | |
| Spectral radiometer | ADS Inc. | Field Spec3 | |
| Spectral radiometer controlling software | ADS Inc. | RS3 |
References
- Xue, J., Su, B. Significant remote sensing vegetation indices: A review of developments and applications. Journal of Sensors. 1353691, (2017).
- Cotrozzi, L., Townsend, P. A., Pellegrini, E., Nali, C., Couture, J. J. Reflectance spectroscopy: a novel approach to better understand and monitor the impact of air pollution on Mediterranean plants. Environmental Science and Pollution Research. 25 (9), 8249-8267 (2018).
- Han, L., Yang, G., Yang, H., Xu, B., Li, Z., Yang, X. Clustering Field-Based Maize Phenotyping of Plant-Height Growth and Canopy Spectral Dynamics Using a UAV Remote-Sensing Approach. Frontiers in Plant Science. 9, 1638 (2018).
- Baker, N. R. Chlorophyll Fluorescence: A Probe of Photosynthesis In. Vivo. Annual Review of Plant Biology. 59 (1), 89-113 (2008).
- Cruz, J. A., et al. Dynamic Environmental Photosynthetic Imaging Reveals Emergent Phenotypes. Cell Systems. 2 (6), 365-377 (2016).
- Ruban, A. V. Quantifying the efficiency of photoprotection. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 372 (1730), 20160393 (2017).
- Gamon, J. A., et al. Remote sensing of the xanthophyll cycle and chlorophyll fluorescence in sunflower leaves and canopies. Oecologia. 85 (1), 1-7 (1990).
- Gamon, J. A., Peñuelas, J., Field, C. B. A narrow-waveband spectral index that tracks diurnal changes in photosynthetic efficiency. Remote Sensing of Environment. 41 (1), 35-44 (1992).
- Rahimzadeh-Bajgiran, P., Munehiro, M., Omasa, K. Relationships between the photochemical reflectance index (PRI) and chlorophyll fluorescence parameters and plant pigment indices at different leaf growth stages. Photosynthesis Research. 113 (1-3), 261-271 (2012).
- Niyogi, K. K., Grossman, A. R., Björkman, O. Arabidopsis mutants define a central role for the xanthophyll cycle in the regulation of photosynthetic energy conversion. Plant Cell. 10 (7), 1121-1134 (1998).
- Kohzuma, K., Hikosaka, K. Physiological validation of photochemical reflectance index (PRI) as a photosynthetic parameter using Arabidopsis thaliana mutants. Biochemical and Biophysical Research Communications. 498, 52-57 (2018).
- Hikosaka, K., Noda, H. M. Modeling leaf CO2 assimilation and Photosystem II photochemistry from chlorophyll fluorescence and the photochemical reflectance index. Plant, Cell and Environment. 42 (2), 730-739 (2019).
- Brooks, M. D., Sylak-Glassman, E. J., Fleming, G. R., Niyogi, K. K. A thioredoxin-like/β-propeller protein maintains the efficiency of light harvesting in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (29), E2733-E2740 (2013).
- Nilkens, M., et al. Identification of a slowly inducible zeaxanthin-dependent component of non-photochemical quenching of chlorophyll fluorescence generated under steady-state conditions in Arabidopsis. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1797 (4), 466-475 (2010).
- Davis, G. A., et al. Limitations to photosynthesis by proton motive force-induced photosystem II photodamage. Elife. 5, 16921 (2016).
- Wong, C. Y. S., Gamon, J. A. The photochemical reflectance index provides an optical indicator of spring photosynthetic activation in evergreen conifers. New Phytologist. 206 (1), 196-208 (2015).
- Miyake, C., Amako, K., Shiraishi, N., Sugimoto, T. Acclimation of Tobacco Leaves to High Light Intensity Drives the Plastoquinone Oxidation System—Relationship Among the Fraction of Open PSII Centers, Non-Photochemical Quenching of Chl Fluorescence and the Maximum Quantum Yield of PSII in the Dark. Plant and Cell Physiology. 50 (4), 730-743 (2009).
- Munekage, Y., et al. Cyclic electron flow around photosystem I is essential for photosynthesis. Nature. 429 (6991), 579-582 (2004).
- Tubuxin, B., Rahimzadeh-Bajgiran, P., Ginnan, Y., Hosoi, F., Omasa, K. Estimating chlorophyll content and photochemical yield of photosystem II (ΦPSII) using solar-induced chlorophyll fluorescence measurements at different growing stages of attached leaves. Journal of Experimental Botany. 66 (18), 5595-5603 (2015).
