Name: evaluation of photosynthetic behaviors by simultaneous measurements of leaf reflectance and chlorophyll fluorescence analyses
Uploaded: 2019-08-09T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Photosynthetic Behaviors by Simultaneous Measurements of Leaf Reflectance and Chlorophyll Fluorescence Analyses at JoVE.com

ونحن ممتنون للدكتور كوكي هيكوساكا (جامعة توهوكو) على حفز المناقشات، والمساعدة في مجال العمل، وأدوات التجارب. وقد تم دعم العمل جزئيا من قبل KAKENHI [أرقام المنح 18K05592، 18J40098] ومؤسسة نايتو.

1- زراعة النباتات العربية
<ol><li>نقع بذور الثاليانا أرابيدوبسي في الماء منزوع الأيونات المعقمة في أنبوب صغير، وحضانة لمدة 2 أيام في 4 درجة مئوية في الظلام.</li>
	<li>ضع ما يقرب من أربعة من البذور المعالجة بالباردة على سطح التربة باستخدام الميكرومابيت. احتضان الأواني المزروعة في غرفة النمو م?...

<ol>
	<li>Xue, J., Su, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significant+remote+sensing+vegetation+indices:+A+review+of+developments+and+applications.">Significant remote sensing vegetation indices: A review of developments and applications.</a> Journal of Sensors. 1353691, (2017).</li><li>Cotrozzi, L., Townsend, P. A., Pellegrini, E., Nali, C., Couture, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reflectance+spectroscopy:+a+novel+approach+to+better+understand+and+monitor+the+impact+of+air+pollution+on+Mediterranean+plants.">Reflectance spectroscopy: a novel approach to better understand and monitor the impact of air pollution on Mediterranean plants.</a> Environmental Science and Pollution Research. 25 (9), 8249-8267 (2018).</li><li>Han, L., Yang, G., Yang, H., Xu, B., Li, Z., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clustering+Field-Based+Maize+Phenotyping+of+Plant-Height+Growth+and+Canopy+Spectral+Dynamics+Using+a+UAV+Remote-Sensing+Approach.">Clustering Field-Based Maize Phenotyping of Plant-Height Growth and Canopy Spectral Dynamics Using a UAV Remote-Sensing Approach.</a> Frontiers in Plant Science. 9, 1638 (2018).</li><li>Baker, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chlorophyll+Fluorescence:+A+Probe+of+Photosynthesis+In.">Chlorophyll Fluorescence: A Probe of Photosynthesis In.</a> Vivo. Annual Review of Plant Biology. 59 (1), 89-113 (2008).</li><li>Cruz, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Environmental+Photosynthetic+Imaging+Reveals+Emergent+Phenotypes.">Dynamic Environmental Photosynthetic Imaging Reveals Emergent Phenotypes.</a> Cell Systems. 2 (6), 365-377 (2016).</li><li>Ruban, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+the+efficiency+of+photoprotection.">Quantifying the efficiency of photoprotection.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 372 (1730), 20160393 (2017).</li><li>Gamon, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+sensing+of+the+xanthophyll+cycle+and+chlorophyll+fluorescence+in+sunflower+leaves+and+canopies.">Remote sensing of the xanthophyll cycle and chlorophyll fluorescence in sunflower leaves and canopies.</a> Oecologia. 85 (1), 1-7 (1990).</li><li>Gamon, J. A., Pe&#241;uelas, J., Field, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+narrow-waveband+spectral+index+that+tracks+diurnal+changes+in+photosynthetic+efficiency.">A narrow-waveband spectral index that tracks diurnal changes in photosynthetic efficiency.</a> Remote Sensing of Environment. 41 (1), 35-44 (1992).</li><li>Rahimzadeh-Bajgiran, P., Munehiro, M., Omasa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationships+between+the+photochemical+reflectance+index+(PRI)+and+chlorophyll+fluorescence+parameters+and+plant+pigment+indices+at+different+leaf+growth+stages.">Relationships between the photochemical reflectance index (PRI) and chlorophyll fluorescence parameters and plant pigment indices at different leaf growth stages.</a> Photosynthesis Research. 113 (1-3), 261-271 (2012).</li><li>Niyogi, K. K., Grossman, A. R., Bj&#246;rkman, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arabidopsis+mutants+define+a+central+role+for+the+xanthophyll+cycle+in+the+regulation+of+photosynthetic+energy+conversion.">Arabidopsis mutants define a central role for the xanthophyll cycle in the regulation of photosynthetic energy conversion.</a> Plant Cell. 10 (7), 1121-1134 (1998).</li><li>Kohzuma, K., Hikosaka, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+validation+of+photochemical+reflectance+index+(PRI)+as+a+photosynthetic+parameter+using+Arabidopsis+thaliana+mutants.">Physiological validation of photochemical reflectance index (PRI) as a photosynthetic parameter using Arabidopsis thaliana mutants.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 498, 52-57 (2018).</li><li>Hikosaka, K., Noda, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+leaf+CO2+assimilation+and+Photosystem+II+photochemistry+from+chlorophyll+fluorescence+and+the+photochemical+reflectance+index.">Modeling leaf CO2 assimilation and Photosystem II photochemistry from chlorophyll fluorescence and the photochemical reflectance index.</a> Plant, Cell and Environment. 42 (2), 730-739 (2019).</li><li>Brooks, M. D., Sylak-Glassman, E. J., Fleming, G. R., Niyogi, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+thioredoxin-like/&#946;-propeller+protein+maintains+the+efficiency+of+light+harvesting+in+Arabidopsis.">A thioredoxin-like/&#946;-propeller protein maintains the efficiency of light harvesting in Arabidopsis.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (29), E2733-E2740 (2013).</li><li>Nilkens, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+a+slowly+inducible+zeaxanthin-dependent+component+of+non-photochemical+quenching+of+chlorophyll+fluorescence+generated+under+steady-state+conditions+in+Arabidopsis.">Identification of a slowly inducible zeaxanthin-dependent component of non-photochemical quenching of chlorophyll fluorescence generated under steady-state conditions in Arabidopsis.</a> Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1797 (4), 466-475 (2010).</li><li>Davis, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limitations+to+photosynthesis+by+proton+motive+force-induced+photosystem+II+photodamage.">Limitations to photosynthesis by proton motive force-induced photosystem II photodamage.</a> Elife. 5, 16921 (2016).</li><li>Wong, C. Y. S., Gamon, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+photochemical+reflectance+index+provides+an+optical+indicator+of+spring+photosynthetic+activation+in+evergreen+conifers.">The photochemical reflectance index provides an optical indicator of spring photosynthetic activation in evergreen conifers.</a> New Phytologist. 206 (1), 196-208 (2015).</li><li>Miyake, C., Amako, K., Shiraishi, N., Sugimoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acclimation+of+Tobacco+Leaves+to+High+Light+Intensity+Drives+the+Plastoquinone+Oxidation+System&#8212;Relationship+Among+the+Fraction+of+Open+PSII+Centers,+Non-Photochemical+Quenching+of+Chl+Fluorescence+and+the+Maximum+Quantum+Yield+of+PSII+in+the+Dark.">Acclimation of Tobacco Leaves to High Light Intensity Drives the Plastoquinone Oxidation System&#8212;Relationship Among the Fraction of Open PSII Centers, Non-Photochemical Quenching of Chl Fluorescence and the Maximum Quantum Yield of PSII in the Dark.</a> Plant and Cell Physiology. 50 (4), 730-743 (2009).</li><li>Munekage, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclic+electron+flow+around+photosystem+I+is+essential+for+photosynthesis.">Cyclic electron flow around photosystem I is essential for photosynthesis.</a> Nature. 429 (6991), 579-582 (2004).</li><li>Tubuxin, B., Rahimzadeh-Bajgiran, P., Ginnan, Y., Hosoi, F., Omasa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+chlorophyll+content+and+photochemical+yield+of+photosystem+II+(&#934;PSII)+using+solar-induced+chlorophyll+fluorescence+measurements+at+different+growing+stages+of+attached+leaves.">Estimating chlorophyll content and photochemical yield of photosystem II (&#934;PSII) using solar-induced chlorophyll fluorescence measurements at different growing stages of attached leaves.</a> Journal of Experimental Botany. 66 (18), 5595-5603 (2015).</li></ol>

في هذه الدراسة، حصلنا على أدلة إضافية لإظهار أن PRI يمثل أصباغ xanthophyll عن طريق قياس الفلورة الكلوروفيل وانعكاس ورقة في وقت واحد.
تم تكييف ضوء الهالوجين، الذي يحتوي على أطوال موجية مشابهة لأشعة الشمس، للاستخدام كمصدر للضوء الأكتيني لتنشيط التمثيل الضوئي. استخدمنا في البداية م?...

يستخدم انعكاس ورقة لاستشعار مؤشرات النباتات عن بعد التي تعكس التمثيل الضوئي أو الصفات في النباتات1،2. مؤشر الغطاء النباتي الفرق تطبيع (NDVI)، الذي يستند إلى إشارات انعكاس الأشعة تحت الحمراء، هو واحد من مؤشرات النباتات الأكثر شهرة للكشف عن الخصائص ذات الصلة الكلوروفيل، ويستخدم في علم البيئة والعلوم الزراعية باعتبارها مؤشر الاستجابات البيئية في الأشجار أو المحاصيل3. وفي الدراسات الميدانية، وعلى الرغم من أن العديد من البارامترات (مثل مؤشر الكلوروفيل، ومؤشر المياه، وما إلى ذلك) قد وضعت واستخدمت، فإن عمليات التحقق المفصلة القليلة مما اكتشفته هذه البارامترات بصورة مباشرة (أو غير مباشرة) قد أجريت باستخدام المتحولين.
تحليل تعديل السعة النبضية (PAM) لفلورة الكلوروفيل هو طريقة فعالة لقياس ردود الفعل الضوئيةوالعمليات التي ينطوي عليها النظام الضوئي الثاني (PSII) 4. يمكن الكشف عن الفلورة الكلوروفيل مع كاميرا واستخدامهالفحص المسوخ التمثيل الضوئي 5. ومع ذلك، فإن الكشف عن الفلورة الكلوروفيل بالكاميرا يتطلب بروتوكولات معقدة مثل المعالجة المظلمة أو نبضات تشبع الضوء، والتي يصعب تنفيذها في الدراسات الميدانية.
يتم استهلاك ورقة الطاقة الشمسية الخفيفة استيعابها أساسا من قبل ردود الفعل الضوئية. وعلى النقيض من ذلك، فإن امتصاص الطاقة الخفيفة الزائدة يمكن أن يولد أنواع الأكسجين التفاعلية، مما يسبب ضررا للجزيئات الاصطناعية الضوئية. يجب تبديد الطاقة الخفيفة الزائدة مع الحرارة من خلال آليات التبريدغير الكيميائي (NPQ) 6. ويستمد مؤشر انعكاس الانعكاس الكيميائي الضوئي (PRI)، الذي يعكس التغيرات المعتمدة على الضوء في معلمات انعكاس الأوراق، من انعكاس ضيق النطاق عند 531 و570 نانومتر (الطول الموجي المرجعي)7و8. وتفيد التقارير أن يرتبط مع NPQ في تحليلالفلورة الكلوروفيل 9. ومع ذلك، بما أن NPQ هو معلمة مركبة تتضمن دورة xanthophyll، وتقاليد الدولة، وتثبيط الضوء، مطلوب التحقق من صحة مفصلة لفهم ما يقيس المعلمة PRI. لقد ركزنا على دورة xanthophyll، ونظام تبديد الحرارية التي تنطوي على إزالة الأكسدة من أصباغ xanthophyll (violaxanthin إلى antheraxanthin وzeaxanthin) ومكون رئيسي من NPQ لأن الارتباطات بين PRI وتحويل هذه وقد تم الإبلاغ عن أصباغ في الدراسات السابقة8.
تم عزل العديد من المتحولين المرتبطين بالتمثيل الضوئي وتحديدهويتهم في أرابيدوبسي. لا تتراكم متحولة npq1 زياكسانثين لأنه يحمل طفرة في فيولاإكسانثين دي epoxidase (VDE)، الذي يحفز تحويل violaxanthin إلى زياكسانثين10. لتحديد ما إذا كان PRI يكشف فقط عن التغيرات في أصباغ xanthophyll، ونحن في وقت واحد قياس PRI والكلوروفيل الفلورة في نفس منطقة ورقة في npq1 والبرية من نوع ثم تشريح NPQ في جداول زمنية متفاوتة من الاسترخاء الظلام لاستخراج المكون المتعلق بـ xanthophyll11. وتوفر هذه القياسات المتزامنة تقنية قيِّمة في تخصيص مؤشرات الغطاء النباتي. وعلاوة على ذلك، وبما أن PRI ترتبط بالإنتاجية الأولية الإجمالية، فإن القدرة على تعيين PRI على وجه التحديد إلى عنصر واحد لها تطبيقات هامة في علم البيئة12.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Halogen light source</td>
			<td>OptoSigma</td>
			<td>SHLA-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light quantum meter</td>
			<td>LI-COR</td>
			<td>LI-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PAM chlorophyll fluorometer</td>
			<td>Walz</td>
			<td>JUNIOR-PAM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PAM controliing software</td>
			<td>Walz</td>
			<td>WinControl-3.27</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reflectance standard</td>
			<td>Labsphere, Inc.</td>
			<td>SRT-99-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectral radiometer</td>
			<td>ADS Inc.</td>
			<td>Field Spec3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectral radiometer controlling software</td>
			<td>ADS Inc.</td>
			<td>RS3</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of photosynthetic behaviors by simultaneous measurements of leaf reflectance and chlorophyll fluorescence analyses

الكلوروفيل تحليل الفلورة يستخدم على نطاق واسع لقياس السلوكيات الضوئية في النباتات سليمة، وأدى إلى تطوير العديد من المعلمات التي تقيس بكفاءة التمثيل الضوئي. يوفر تحليل انعكاس الأوراق العديد من مؤشرات الغطاء النباتي في البيئة والزراعة، بما في ذلك مؤشر الانعكاس الكيميائي الضوئي (PRI)، الذي يمكن استخدامه كمؤشر لتبديد الطاقة الحرارية أثناء التمثيل الضوئي لأنه يرتبط بـ التبريد غير الكيميائي الضوئي (NPQ). ومع ذلك، بما أن NPQ معلمة مركبة، فإن التحقق من الصحة الخاص به مطلوب لفهم طبيعة المعلمة PRI. للحصول على الأدلة الفسيولوجية لتقييم المعلمة PRI، قمنا في وقت واحد بقياس الفلورة الكلوروفيل وانعكاس ورقة في دورة xanthophyll متحولة معيبة(npq1)والنباتات البرية من نوع أرابيدوبوبس. بالإضافة إلى ذلك، تم استخراج المعلمة qZ، التي تعكس على الأرجح دورة xanthophyll، من نتائج تحليل الفلورة الكلوروفيل عن طريق رصد حركية الاسترخاء من NPQ بعد إيقاف تشغيل الضوء. وقد أجريت هذه القياسات المتزامنة باستخدام مقياس فلورول الكلوروفيل المنوّج لسعة النبض ومقياس إشعاعي طيفي. تم وضع تحقيقات الألياف من كلا الصكين على مقربة من بعضها البعض للكشف عن إشارات من نفس موقف ورقة. وقد استُخدم مصدر ضوء خارجي لتنشيط التمثيل الضوئي، وتم توفير أضواء القياس والضوء المشبعة من أداة PAM. هذا النظام التجريبي مكننا من رصد PRI تعتمد على الضوء في مصنع سليمة وكشف أن التغيرات تعتمد على الضوء في PRI تختلف اختلافا كبيرا بين نوع البرية ومتحولة npq1. وعلاوة على ذلك، كانت PRI مرتبطة بقوة مع qZ، وهذا يعني أن qZ يعكس دورة xanthophyll. وقد أظهرت هذه القياسات مجتمعة أن القياس المتزامن لانعكاس الأوراق وفلورة الكلوروفيل هو نهج صالح لتقييم المعلمات.

ويعرض الشكل 1 رسماً تخطيطياً للإعداد التجريبي لقياس الفلورة الكلوروفيل وانعكاس الأوراق في آن واحد. تم تعيين تحقيقات الألياف من PAM ومقياس الإشعاع الطيفي عموديا على سطح ورقة في حامل ورقة على مرحلة عينة حسب الطلب، واستخدمت مصباح الهالوجين للتشعيع الضوء الأ?...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Photosynthetic Behaviors by Simultaneous Measurements of Leaf Reflectance and Chlorophyll Fluorescence Analyses at JoVE.com

Evaluation of Photosynthetic Behaviors by Simultaneous Measurements of Leaf Reflectance and Chlorophyll Fluorescence Analyses

نحن نصف نهج تقني جديد لدراسة الاستجابات التركيبية الضوئية في النباتات العليا التي تنطوي على قياسات متزامنة من الكلوروفيل الفلورة وانعكاس ورقة باستخدام PAM ومقياس إشعاعي طيفي للكشف عن إشارات من نفس منطقة الورق في أرابيدوبوبس.

تقييم السلوكيات التركيبية الضوئية من خلال القياسات المتزامنة لانعكاس الأوراق وتحليلات الفلورة الكلوروفيل

Chlorophyll a fluorescence analysis is widely used to measure photosynthetic behaviors in intact plants, and has resulted in the development of many ...

وييسر القياس المتزامن لتنعكس الأوراق مع تحليل الفلوري الكلورو باستخدام نموذج النباتات المتحولة المعروف بالفعل إنشاء بارامترات انعكاسية جديدة. إن بناء بارامترات انعكاس أوراق جديدة من خلال أسلوبنا يسمح بالرصد في الوقت الحقيقي لسلوكيات النباتات المتغيرة في ظل الظروف البيئية الطبيعية. قبل البدء في تجربة إعداد نظام القياس كما هو مبين في هذا التخطيطي.مع مرحلة العينة، مصدر الضوء، مقياس الفلور PAM، ومقياس راديوي طيفي. المقبل إرفاق 10 سم مربع لوحة الصلب مع ثقب قطرها سم واحد إلى مرحلة عينة العرف. وتناسب اثنين من مسابير الألياف رقيقة بإحكام معا.التفاف تحقيقات مع الشريط البلاستيك. ثم استخدم حاملًا لقص المسابر اُلُوَم على مرحلة العينة. ضع المسابير عمودياً إلى مرحلة العينة.وإرفاق دليل ضوئي ثنائي الفورك مصنوع من الألياف الزجاجية إلى مصدر ضوء الهالوجين. ثم eradiate مرحلة العينة من كلا الاتجاهين في زوايا 45 درجة تقريبا. ضبط مصدر الضوء بحيث يضيء الضوء بشكل موحد مرحلة العينة دون صب الظلال.لقياس في وقت واحد من انعكاس اليسار وتحليل فلوريسنس الكلوروفير إعداد، في غرفة مظلمة مع ضوء السيلوفان الأخضر مكان مصنع اختبار في حامل ورقة من مرحلة العينة ولمس ورقة ضد ثقب من لوحة الصلب على خشبة المسرح. بعد إيقاف تشغيل ضوء أخضر ضعيف بدوره على الفلوروميتر PAM و eradiate عينة ورقة مع ضوء قياس. حرك أداة ضبط التسوية بحيث تقيس كثافة الفلوريس 100 تقريبًا وقياس المسافة بين المسبار والأوراق.إصلاح ضبط في مكان وتسجيل قيمة المسافة على الضابط. ثم إيقاف ضوء القياس وإزالة مصنع الاختبار. لقياس شدة الضوء actinic مكان قياس كمي الضوء في الموقف حيث سيتم وضع ورقة عينة.وتشع الضوء من مصدر ضوء الهالوجين لقياس شدة مصدر الضوء. تحديد المواضع من ضوء مصدر الطلب توليد كثافة من 30، 60، 120، 240، و 480 البروتونات micromolar لكل متر مربع في الثانية الواحدة. ضع لوحة بيضاء كمعيار انعكاسي في موضع عينة الأوراق.و اُدير مقياس إشعاع طيفي ضبط انعكاس الطيفية بين 350 و 850 نانومتر. لا توجد بيانات طيفية في هذا الوقت حيث لا يوجد ضوء تشعيع.قم بتشغيل مصباح الهالوجين لتشعيعه مع 480 فوتونات ميكرومولار لكل متر مربع في الثانية. أعلى كثافة إشعاع في هذا الاختبار وضبط قوة الكشف عن مقياس الإشعاع لتجنب التشبع. ثم سجل انعكاس الطيفية تحت الإضاءة مع 30، 60، 120، 240 و 480 فوتونات ميكرومولر لكل متر مربع في الثانية الواحدة.لقياس في وقت واحد من انعكاس ورقة وتحليل فلوريسكنس الكلوروفير نقل النبات من غرفة النمو إلى غرفة مظلمة مع نفس درجة الحرارة والرطوبة. بعد ساعة واحدة مكان مصنع Arabidopsis في موقف عينة ورقة. وأصلح ورقة العينة إلى ورقة الأوراق بحيث يكون سطح الورقة عمودياً على تحقيقات الكشف.قم بتشغيل مقياس الفلور PAM ثم ابدأ تسجيل المنحنى. هذه القيمة تسمى صفر. قم بتشغيل ضوء القياس وانتظر حوالي 30 ثانية حتى يستجيب المنحنى.كانت هذه القيمة تسمى F صفر. تقديم نبضة مشبعة من 4000 فوتونات ميكرومولار لكل متر مربع في الثانية لمدة 0.8 ثانية من PAM والحصول على أعلى قيمة من ارتفاع في منحنى مع زيادة كثافة الفلورانس. وتسمى هذه القيمة Fm.Then استخدام الصيغة لحساب الحد الأقصى لعوائد الكم من نظام الصور اثنين في الظلام.لقياس السلوكيات الضوئية في حالة ثابتة، بعد تسجيل إشعاع Fm عينة ورقة مع الفوتونات micromolar 30 لكل متر مربع في الثانية الواحدة. أثناء تشغيل مقياس الإشعاع الطيفي لمراقبة انعكاس الورقة. انتظر 20 دقيقة على الأقل حتى يصل التفاعل الضوئي إلى حالة ثابتة.خلال فترة التفاعل هذه، سيتم توفير نبض التشبع على فترات دقيقة واحدة. وتسمى كثافة الفلوريس من حالة ثابتة Fs.The قيمة الفلوريس القصوى التي تحققت بعد 20 دقيقة من الضوء النابض يسمى رئيس الوزراء. سجل انعكاس الطيفي في هذه المرحلة.لحساب نشاط التمثيل الضوئي في حالة ثابتة حساب العائد الكمي من نظام الصور اثنين والتي يمكن تقديرها عن طريق تشعيع مع البقول المشبعة تحت الضوء actinic. تقدير تدفق الإلكترون الخطي من نظام الصور مركز رد فعل اثنين. ثم حساب الإخماد غير الضوئية الكيميائية وحساب مؤشر العاكسة الضوئية الكيميائية من 531 و 570 نانومتر.بعد الحصول على Fs و انعكاس ورقة إيقاف الضوء actinic وتوفير نبض تشبع على فترات دقيقة واحدة خلال الاسترخاء المظلم. وتسمى قيمة الفلوريس القصوى الناجمة عن نبض التشبع تحت الظلام FM رئيس مزدوج. وحفظ البيانات رئيس الوزراء مزدوجة في دقيقتين و 10 بعد إيقاف ضوء actinic.لحساب المعلمات من الإخماد غير الضوئية الكيميائية من الاسترخاء التوصيلات, تقدير qE مع اثنين من التكيف مظلمة دقيقة Fm البيانات رئيس مزدوج. حساب الإخماد zanthoxylum تعتمد, qZ, مع 10 دقيقة الظلام التكيف Fm مزدوجة البيانات الوزراء الوزراء. ثم حساب حالة المثبطة الصورة.كما بدوره قياس المقبل على ضوء actinic في 60 فوتونات micromolar لكل متر مربع في الثانية الواحدة وتكرار نفس القياس. في هذه التجربة التمثيلية ، تمت مقارنة النباتات من النوع البري وعربيدوبسي متحولة. وقد تم رسم التغيير في مؤشر العاكسة الضوئية الكيميائية، PRI، محسوباً من انعكاس الأوراق، على تدفق الإلكترونات الخطي المعتمد للضوء من نظام الصور الثاني حسب تقديرات مقياس الفلور PAM.في هذه التجربة كان التغيير في PRI مرتبطًا سلبًا بتدفق الإلكترونات الخطية في نباتات الأنواع البرية ولكن ليس في النباتات المتحولة. qZ الذي يمثل دورة xanthophyll كان مجزأة من ربط الاسترخاء الظلام من التبريد غير الضوئية الكيميائية ورسمت أيضا ضد التغيير في PRI. وفي هذا التحليل، ارتبط qZ أيضاً ارتباطاً قوياً بالتغيير في PRI لكل من السلالات النباتية، مما يعني ضمناً أن PRI يعكس دورة زانثوفيل.لقياس المتزامنة من نفس منطقة ورقة باستخدام نفس مصدر الضوء أو كثافة استخدام نفس الألياف الكشف في جهاز تحديد لوضع ورقة عموديا. إن التحليل الطيفي لـ Reflectance لديه إمكانية لاستخدامه في تحليل مجموعة متنوعة من الأنماط الظاهرية ، في النوع البري والنباتات المتحولة لتوضيح الآليات الجزيئية للنباتات.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Cell Biology

Bioengineering

Unit 1

Chloroplasts and Photosynthesis

SCIENTISTS IN ACTION

Thermodynamics of Membrane Protein Folding Measured by Fluorescence Spectroscopy

الديناميكا الحرارية من البروتين للطي غشاء المقاسة بواسطة التحليل الطيفي الإسفار

Membrane protein folding is an emerging topic with both fundamental and health-related significance.  The abundance of membrane proteins in cells ...

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor IRIS

اكتشاف الجزيئية البيولوجية توظيف الانعكاس التداخل التصوير الاستشعار (IRIS)

The sensitive measurement of biomolecular interactions has use in many fields and industries such as basic biology and microbiology, ...

Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models

تقييم المواد الحيوية لتكبير المثانة باستخدام تحليلات Cystometric في نماذج القوارض مختلفة

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and ...

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

تقييم توصيل الجينات البوليمرية الجسيمات النانوية من تحليل تتبع جسيمات متناهية الصغر وعالية الإنتاجية قياس التدفق الخلوي

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

أأليسيا إعداد Ganglia للتحليلات الكهربية والجزيئية للخلايا العصبية المفردة

A major challenge in neurobiology is to understand the molecular underpinnings of neural circuitry that govern a specific behavior. Once the specific ...

High-resolution Spatiotemporal Analysis of Receptor Dynamics by Single-molecule Fluorescence Microscopy

عالية الدقة تحليل الزمانية المكانية من مستقبلات حيوية من قبل جزيء واحدة الإسفار الميكروسكوب

Single-molecule microscopy is emerging as a powerful approach to analyze the behavior of signaling molecules, in particular concerning those aspect (e.g., ...

3D Orbital Tracking in a Modified Two-photon Microscope: An Application to the Tracking of Intracellular Vesicles

3D تتبع المداري في التعديل المجهر ثنائي الفوتون: دراسة تطبيقية على تتبع من بين الخلايا الحويصلات

The objective of this video protocol is to discuss how to perform and analyze a three-dimensional fluorescent orbital particle tracking experiment using a ...

Dissection, MicroCT Scanning and Morphometric Analyses of the Baculum

تشريح، المسح الضوئي MicroCT والمظهرية تحليلات من جذيل

Modern morphometrics provides powerful methods to quantify size and shape variation. A basic requirement is a list of coordinates that define landmarks; ...

Construction and Setup of a Bench-scale Algal Photosynthetic Bioreactor with Temperature, Light, and pH Monitoring for Kinetic Growth Tests

إنشاء وتركيب مقياس حيوي مفاعل حيوي متعدد الطحالب مع درجة الحرارة والضوء ودرجة الحموضة رصد اختبارات النمو الحركية

The optimal design and operation of photosynthetic bioreactors (PBRs) for microalgal cultivation is essential for improving the environmental and economic ...

Engineering 'Golden' Fluorescence by Selective Pressure Incorporation of Non-canonical Amino Acids and Protein Analysis by Mass Spectrometry and Fluorescence