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

Vi er takknemlige for Dr. Kouki Hikosaka (Tohoku University) for å stimulere til diskusjoner, assistanse med arbeidsplass og instrumenter for eksperimenter. Arbeidet ble støttet delvis av KAKENHI [Grant tall 18K05592, 18J40098] og Naito Foundation.

1. dyrking av Arabidopsis planter
<ol><li>Sug Arabidopsis thaliana frø i sterilisert deionisert vann i en microtube, og ruge for 2 dager ved 4 ° c i mørket.</li>
	<li>Plasser omtrent fire av imbibed, kulde-behandlede frø på jordoverflaten ved hjelp av en micropipette. Ruge de plantet pottene i et vekst kammer med et 16 h lys (120 mikromol fotoner m– 2 s– 1) og 8 h mørk periode ved henholdsvis 22 ° c og 20 ° c.</li>
	<li>Grow en plante per pott ved tynning andre frøplanter ett...

<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>

I denne studien fikk vi ytterligere bevis for å vise at PRI representerer xanthophyll pigmenter ved samtidig å måle klorofyll fluorescens og Leaf refleksjon.
En halogen lys, som har bølgelengder som ligner på sollys, ble tilpasset for bruk som en aktinisk lyskilde for å aktivere fotosyntese. Vi opprinnelig brukte en hvit LED lyskilde for å unngå termisk skade av bladet overflaten, men dette produseres langsom mørk avslapning Kinetics og eksepsjonelt høy qI (photoinhibitory slukke), m...

Leaf refleksjon brukes til eksternt fornuft vegetasjon indekser som reflekterer fotosyntese eller trekk i planter1,2. Normalisert forskjellen vegetasjon index (NDVI), som er basert på infrarød refleksjon signaler, er en av de mest kjente vegetasjon indekser for påvisning av klorofyll-relaterte egenskaper, og det er brukt i økologi og landbruks som en indikator på miljømessige responser i trær eller avlinger3. I feltstudier, selv om mange parametre (f. eks, klorofyll index (CI), vann indeks (WI), etc.) har blitt utviklet og brukt, noen detaljerte bekreftelser av hva disse parametrene direkte (eller indirekte) oppdage har blitt utført ved hjelp mutanter.
Puls-amplitude modulering (PAM) analyse av klorofyll fluorescens er en effektiv metode for å måle fotosyntetiske reaksjoner og prosesser involvert i photosystem II (PSII)4. Klorofyll fluorescens kan oppdages med et kamera og brukes for screening fotosyntese mutanter5. Imidlertid krever kamera deteksjon av klorofyll fluorescens komplekse protokoller som mørk behandling eller lys metning pulser, som er vanskelig å implementere i feltstudier.
Leaf absorbert solens lys energi er i hovedsak fortært av fotosyntetiske reaksjoner. Derimot, absorpsjon av overflødig lys energi kan generere reaktive oksygen arter, som forårsaker skade på fotosyntetiske molekyler. Overflødig lys energi må utsvevende som varme gjennom ikke-fotokjemisk slukke (NPQ) mekanismer6. Den fotokjemisk refleksjon index (PRI), som reflekterer lys-avhengige endringer i Leaf refleksjon parametere, er avledet fra smale-band refleksjon på 531 og 570 NM (referanse bølgelengde)7,8. Det er rapportert å relatere med NPQ i klorofyll fluorescens analyse9. Men siden NPQ er en sammensatt parameter som inkluderer xanthophyll syklus, staten tradisjon, og photoinhibition, detaljert validering er nødvendig for å forstå hva PRI parameteren tiltak. Vi har fokusert på xanthophyll syklusen, et termisk sprednings system som involverer de-epoxidation av xanthophyll pigmenter (violaxanthin til antheraxanthin og zeaxanthin) og en hovedkomponent i NPQ fordi sammenhenger mellom PRI og konvertering av disse pigmenter har blitt rapportert i tidligere studier8.
Mange fotosyntese mutanter har blitt isolert og identifisert i Arabidopsis. Den npq1 mutant akkumuleres ikke zeaxanthin fordi den bærer en mutasjon i violaxanthin de-SQUALENEPOKSIDASE (VDE), som katalyserer konvertering av violaxanthin til zeaxanthin10. For å fastslå om PRI bare oppdager endringer i xanthophyll pigmenter, vi samtidig målt PRI og klorofyll fluorescens i samme blad området i npq1 og vill-type og deretter dissekert NPQ på varierende tid skalaer av mørk avslapping for å trekke ut den xanthophyll-relaterte komponenten11. Disse samtidige målingene gir en verdifull teknikk for tildeling av vegetasjon indekser. Videre, siden PRI samsvarer med brutto primær produktivitet (GPP), muligheten til å tildele PRI presist til én komponent har viktige programmer i økologi12.

<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

Klorofyll en fluorescens analyse er mye brukt til å måle fotosyntetiske atferd i intakt planter, og har resultert i utviklingen av mange parametre som effektivt måler fotosyntese. Leaf refleksjon analyse gir flere vegetasjon indekser i økologi og landbruk, inkludert fotokjemisk refleksjon index (PRI), som kan brukes som en indikator på termisk energi spredning under fotosyntese fordi den samsvarer med ikke-fotokjemisk slukke (NPQ). Imidlertid, siden NPQ er en sammensatt parameter, dens godkjenningen er krevde å oppfatte arten av det PRI parameter. For å få fysiologiske bevis for evaluering av PRI parameteren, vi samtidig målt klorofyll fluorescens og Leaf refleksjon i xanthophyll syklus defekt mutant (npq1) og vill-type Arabidopsis planter. I tillegg qZ-parameteren, som sannsynligvis gjenspeiler xanthophyll syklusen, ble Hentet fra resultatene av klorofyll fluorescens analyse ved å overvåke avslapping Kinetics av NPQ etter å slå lyset av. Disse samtidige målinger ble utført ved hjelp av en puls-amplitude moduleringshjul (PAM) klorofyll fluorometer og en Spectral Radiometer mølle. Den fiber sonder fra begge instrumentene ble plassert nær hverandre for å oppdage signaler fra samme blad posisjon. En ekstern lyskilde ble brukt til å aktivere fotosyntese, og måle lysene og mettet lys ble gitt fra PAM instrumentet. Dette eksperimentelle systemet gjorde det mulig for oss å overvåke lys-avhengige PRI i intakt anlegget og avslørte at lys-avhengige endringer i PRI avvike betydelig mellom den ville typen og npq1 mutant. I tillegg var PRI sterkt korrelert med qZ, noe som betyr at qZ reflekterer xanthophyll syklusen. Sammen viste disse målingene at samtidig måling av blad refleksjon og klorofyll fluorescens er en gyldig tilnærming for parameter evaluering.

Figur 1 presenterer et skjematisk diagram av eksperimentell satt opp for samtidig måling klorofyll fluorescens og Leaf refleksjon. Den fiber sonder av PAM og Spectral Radiometer mølle ble satt vinkelrett til bladet overflaten på bladet holderen på skreddersydde prøven scenen, og en halogen lampe ble brukt for aktinisk lys bestråling fra både venstre og høyre retninger uten å kaste noen Skygger. PAM og blad refleksjon signalene ble oppdaget ved hjelp ...

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

Vi beskriver en ny teknisk tilnærming for å studere fotosyntetiske tiltak i høyere anlegg som involverer samtidige målinger av klorofyll a fluorescens og blad refleksjon ved hjelp av en Pam og en Spectral Radiometer mølle for påvisning av signaler fra samme blad området i Arabidopsis.

Evaluering av fotosyntetiske atferd av samtidige målinger av Leaf refleksjon og klorofyll fluorescens analyser

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

Samtidig måling av bladreflektori med klorofyllfluorescensanalyse ved hjelp av den allerede kjente muterte plantemodellen letter etableringen av nye refleksjonsparametere. Byggingen av nye bladrefleksrefleksparametere ved vår metode gjør det mulig å overvåke endre planteatferd i sanntid under naturlige miljøforhold. Før du begynner et eksperiment satt opp et målesystem som vist i denne skjematiske.Med et prøvestadium, lyskilde, PAM fluorometer og spektralt radiometer. Deretter feste en 10 cm kvadrert stålplate med en en cm diameter hull til den skreddersydde prøvestadiet. Og monter to tynne fibersonder tett sammen.Pakk sondene med plasttape. Bruk deretter en holder til å feste de teipede sondene på prøvestadiet. Plasser probene vertikalt til prøvestadiet.Og fest en biforked lysguide laget av glassfibre til halogenlyskilden. Deretter kan duadiere prøvestadiet fra begge retninger i ca. 45 graders vinkler. Justering av lyskilden slik at lyset lyser jevnt opp prøvestadiet uten å kaste skygger.For samtidig måling av venstre refleksjon og klorofyll florescence analyse satt opp, i et mørkt rom med grønt cellofan lys plassere en testplante på bladholderen av prøvestadiet og berøre bladet mot hullet av stålplate på scenen. Etter å ha slått av det svake grønne lyset, slå på PAM-fluorometeret ogadiater bladprøven med et målelys. Flytt justeringen slik at florescence intensiteten måler ca 100 og måle avstanden mellom sonden og bladet.Fest justeringen på plass og registrer verdien av avstanden på justeringen. Slå deretter av målelyset og fjern testanlegget. For måling av aktinsk lysintensitet plasserer du en lett quantimeter i den posisjonen der prøvebladet skal plasseres.Og bestråle lys fra halogenlyskilden for å måle lyskildeintensiteten. Bestem hvilke posisjoner på lyskildehjulet som genererer intensitets intensitet på 30, 60, 120, 240 og 480 mikromolarprotoner per meter kvadrert per sekund. Plasser en hvit plate som en reflekterende standard på posisjonen til bladprøven.Og slå på et spektralt radiometer. Juster spektral reflektori mellom 350 og 850 nanometer. Det er ingen spektrale data på dette tidspunktet, da det ikke er bestrålende lys.Slå på halogenlampen for å bestråle med 480 mikromolarfotoner per meter kvadrert per sekund. Den høyeste irradiansintensiteten i denne testen og juster deteksjonsstyrken til radiometeret for å unngå metning. Deretter registrerer du spektral refleksjon under belysning med 30, 60, 120, 240 og 480 mikromolar fotoner per meter kvadrert per sekund.For samtidig måling av bladreflektori og klorofyll florescence analyse overføre anlegget fra vekstkammer til mørkerom med samme temperatur og fuktighet. Etter en time plasser en Arabidopsis-plante i bladprøveposisjonen. Og fest prøvebladet til bladet slik at bladoverflaten er vinkelrett på deteksjonssondene.Slå på PAM-fluorometeret og start kurveopptaket. Denne verdien kalles null. Slå på målelyset og vent ca. 30 sekunder til kurven reagerer.Denne verdien ble kalt F null. Lever en mettet puls på 4000 mikromolar fotoner per meter kvadrert per sekund i 0,8 sekunder fra PAM og få den høyeste verdien av spissen i kurven med økt fluorescensintensitet. Denne verdien kalles Fm.Bruk deretter formelen til å beregne maksimal kvanteutbytte av fotosystem to i mørket.For å måle fotosyntetisk atferd i steady state, etter opptak Fm bestråle bladprøven med 30 mikromolar fotoner per meter kvadrert per sekund. Mens du slår på spektralt radiometer for å overvåke bladreflektoren. Vent minst 20 minutter for den fotosyntetiske reaksjonen for å nå en jevn tilstand.I løpet av denne reaksjonsperioden vil metningspulsen bli levert med ett minutts intervaller. Florescence intensiteten av steady state kalles Fs.Den maksimale florescence verdi oppnådd etter 20 minutter med pulserende lys kalles Fm prime. Registrer spektral refleksjon på dette punktet.For å beregne fotosynteseaktiviteten ved steady state beregne kvanteutbyttene til fotosystem to som kan estimeres ved å bestråle med mettede pulser under aktinisk lys. Anslå den lineære elektronfluksen fra fotosystemet to reaksjonssenter. Beregn deretter den ikke-fotokjemiske slukkingen og beregn den fotokjemiske refleksjonsindeksen fra 531 og 570 nanometer.Etter å ha fått Fs og bladreflektoren, slå av det aktiniske lyset og gi en mettende puls med ett minutts intervaller under den mørke avslapningen. Den maksimale florescence verdien indusert av metningspulsen under mørket kalles Fm dobbel prime. Og lagre Fm-dobbel prime-dataene på to og 10 minutter etter at du har slått av aktinisk lys.For å beregne parametrene til den ikke-fotokjemiske slukkingen fra avslapningstilkoblingene, estimer qE med den to minutters mørke tilpasningen Fm dobbel prime data. Beregn zanthoxylum avhengig slukke, qZ, med 10 minutters mørk tilpasning Fm dobbel prime data. Beregn deretter fotohemmeren tilstand.Som en neste måling slå på actinic lys på 60 mikromolar fotoner per meter kvadrert per sekund og gjenta samme måling. I dette representative eksperimentet ble ville og muterte Arabidopsis-planter sammenlignet. Endringen i fotokjemisk refleksjonsindeks, PRI, beregnet fra bladreflektorien, ble plottet mot den lysavhengige lineære elektronstrømmen fra fotosystem to som estimert av PAM-fluorometeret.I dette eksperimentet endringen i PRI var negativt korrelert med lineær elektronstrøm i vill type planter, men ikke i muterte planter. qZ som representerer xanthophyll syklusen ble fraksjonert fra de mørke avslapnings connectics av ikke fotokjemisk slukke og ble også plottet mot endringen i PRI. I denne analysen qZ var også sterkt korrelert med endringen i PRI for begge plantestammer, noe som tyder på at PRI gjenspeiler xanthophyll syklus.For samtidig måling av samme bladområde ved hjelp av samme lyskilde eller intensitet, bruk samme deteksjonsfiber i festeenheten for å plassere bladet vertikalt. Refleksjonspektroskopi har et potensial til å bli brukt i analyse av en rekke fenotyper, i vill type og muterte planter for å belyse plantemolekylære mekanismer.

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

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

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

Evaluering av biomaterialer for Blære Augmentation bruk Cystometric Analyser i ulike gnagere

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

Evaluering av polymere Gene levering Nanopartikler av nanopartikler Tracking Analysis og High-throughput flowcytometri

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

Aplysia Ganglia Forberedelse for elektrofysiologiske og molekylære analyser av enkelt neuroner

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

Høyoppløselig Spatiotemporal Analyse av Receptor Dynamics av ​​Single-molekyl fluorescens mikroskopi

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 Orbital Tracking i en modifisert to-foton Microscope: en søknad til sporing av intracellulær Blemmer

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

Disseksjon, MicroCT skanning og Morfometriske Analyser av baculum

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

Konstruksjon og oppsett av en Bench-skala alg fotosyntetisk bioreaktor med temperatur, lys og pH-overvåkning for kinetiske vekstprøver

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