葉反射率とクロロフィル蛍光解析の同時測定による光合成挙動の評価

すでに知られている変異型植物モデルを用いたクロロフィル蛍光分析による葉反射率の同時測定により、新たな反射率パラメータの確立が容易となる。当社の方法による新しいリーフ反射率パラメータの構築により、自然環境条件下での変化する植物行動のリアルタイムモニタリングが可能です。実験を始める前に、この回路図に示すように測定システムを設定します。

サンプルステージ、光源、PAMフルオロメーター、およびスペクトル放射計を使用。次に、カスタムメイドのサンプルステージに直径1cmの穴を持つ10cmの正方形の鋼板を取り付けます。そして2つの薄い繊維の調査をしっかりと合わせる。

プローブをプラスチックテープで包みます。次に、ホルダーを使用して、テーピングされたプローブをサンプルステージにクリップします。プローブをサンプルステージに垂直に配置します。

そして、ハロゲン光源にガラス繊維で作られたビフォークされた光導口を取り付けます。次に、サンプルステージを両方向から約45度の角度で根絶します。光源を調整して、光が影を落とさずにサンプル ステージを均一に照らします。

左反射率とクロロフィルの蛍光分析を同時に測定するために、緑色のセロファン光のある暗い部屋で、試料ステージの葉ホルダーに試験プラントを配置し、ステージ上の鋼板の穴に対して葉をタッチする。弱い緑色のライトを消した後、PAMのフルオロメーターをオンにし、測定光で葉のサンプルを根絶します。蛍光強度が約100を測定し、プローブとリーフの間の距離を測定するようにアジャスターを移動します。

アジャスターを所定の位置に固定し、アジャスターの距離の値を記録します。その後、測定光をオフにし、試験プラントを取り外します。アクチン性光強度測定では、サンプル葉が配置される位置に光量計を配置します。

ハロゲン光源から光を照射し、光源強度を測定する。光源ダイヤルのどの位置で 30、60、120、240、480 マイクロモル陽子を毎秒 1 メートルあたり 2 乗で生成するかを決定します。白いプレートを反射性標準として葉試料の位置に配置します。

そして、スペクトル放射計をオンにします。350~850ナノメートルのスペクトル反射率を調整します。照射光がないため、現時点ではスペクトルデータはありません。

ハロゲンランプをオンにして、毎秒480マイクロモル光子を1メートルあたり480マイクロモル光子で照射します。このテストで最高の放射強度を、飽和を避けるために、ラジオメーターの検出強度を調整します。次に、1秒あたり30、60、120、240、480マイクロモル光子を照射して分光反射率を記録します。

葉の反射率とクロロフィルの蛍光分析の同時測定のために、同じ温度と湿度で成長室から暗室に植物を移します。1時間後、葉のサンプル位置にシロイヌナズナズの植物を置きます。そして、葉表面が検出プローブに垂直になるように、サンプルリーフを葉に固定します。

PAMのフルオロメーターをオンにして、カーブ記録を開始します。この値はゼロと呼ばれます。測定ライトを点灯し、約30秒待ってカーブが反応します。

この値は F ゼロと呼ばれます。PAMから0.8秒間、毎秒4,000マイクロモル光子の飽和パルスを1秒当たり0.8秒間送達し、蛍光強度を高めて曲線のスパイクの最高値を得る。この値はFmと呼ばれ、次に式を使用して、暗闇の中で写真系2の最大量子収率を計算します。

定常状態での光合成挙動を測定するために、Fmを記録した後、1メートル当たり30マイクロモル光子を1秒あたり30マイクロモル光子で葉試料を照射する。スペクトル放射計をオンにしながら、葉の反射率を監視します。光合成反応が安定した状態になるまで少なくとも20分待ちます。

この反応期間中、飽和パルスは1分間隔で供給されます。定常状態の蛍光強度はFsと呼ばれ、20分間のパルス光の後に達成される最大の蛍光値はFm素数と呼ばれます。この時点でスペクトル反射率を記録します。

定常状態での光合成活性を計算するために、光の下で飽和パルスを照射することで推定できるフォトシステム2の量子収率を算出する。フォト系2つの反応中心から直線電子流束を推定する。次に、非光化学消光を計算し、531および570ナノメートルから光化学反射率指数を計算する。

Fsとリーフ反射率を取得した後、行動光をオフにし、暗いリラクゼーション中に1分間隔で飽和パルスを提供します。暗闇下の飽和パルスによって誘導される最大の蛍光値をFmダブル素数と呼ぶ。そして、2と10分で、2と10分で、Fmダブルプライムデータを保存します。

緩和結合体からの非光化学的消光のパラメータを計算するには、2分間の暗い適応FmダブルプライムデータでqEを推定する。10分の暗黒適応Fmダブルプライムデータで、ザントキシラム依存クエンチング、qZを計算します。次に、写真抑制状態を計算する。

次の測定として、1秒当たり60マイクロモル光子で数光をオンにし、同じ測定を繰り返します。本代表的実験では、野生型と変異型シロイヌナズナシス植物を比較した。光化学反射率指数の変化を、葉の反射率から算出したPRIは、PAMフルオロメーターによって推定される光系2からの光依存性の線形電子流量に対してプロットした。

本実験では、PRIの変化は、野生型植物の線形電子流量と負の相関を持ち、変異型植物では相関しなかった。キサントフィルサイクルを表すqZは、非光化学消光の暗い緩和コネクティックから分画され、PRIの変化に対してもプロットされた。この分析では、qZは両方の植物株のPRIの変化と強く相関しており、PRIはキサントフィルサイクルを反映していることを示唆した。

同じ光源または強度を用いて同じリーフ領域を同時に測定するためには、固定装置内で同じ検出ファイバを使用して、葉を垂直に配置する。反射率分光法は、植物分子機構を解明するために野生型および変異植物において様々な表現型の分析に使用される可能性を有する。