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 är tacksamma för Dr Kouki Hikosaka (Tohokus universitet) för att stimulera diskussioner, hjälp med en arbetsplats och instrument för experiment. Verket stöddes delvis av KAKENHI [Grant Numbers 18K05592, 18J40098] och Naito Foundation.

1. odling av Arabidopsis-växter
<ol><li>Blötlägg Arabidopsis thaliana frön i steriliserat avjoniserat vatten i en MicroTube, och inkubera i 2 dagar vid 4 ° c i mörker.</li>
	<li>Placera ungefär fyra av de imbibed, kallbehandlade frön på jordytan med hjälp av en micropipett. Inkubera de planterade krukor i en tillväxt kammare med en 16 h ljus (120 μmol fotoner m-2 s-1) och 8 h mörk period vid 22 ° c och 20 ° c, respektive.</li>
	<li>Odla en planta per kruka genom att gallra ...

<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 denna studie fick vi ytterligare bevis för att visa att PRI representerar xanthofyll pigment genom att samtidigt mäta klorofyll fluorescens och blad reflektans.
Ett halogenljus, som har våglängder liknande solljus, anpassades för användning som en aktinisk ljuskälla för att aktivera fotosyntesen. Vi använde initialt en vit LED-ljuskällor för att undvika termisk skada på bladytan, men detta producerade långsam mörk avslappning kinetik och exceptionellt hög qI (photoinhibitory Q...

Blad reflektans används för att på distans känna vegetations index som återspeglar fotosyntesen eller egenskaper i växter1,2. Den normaliserade skillnaden vegetation index (NDVI), som är baserad på infraröda reflektions signaler, är en av de mest kända vegetations index för detektion av klorofyll-relaterade egenskaper, och det används i ekologi och lantbruksvetenskap som en indikator för miljöåtgärder i träd eller grödor3. I fältstudier, även om många parametrar (t. ex. klorofyll index (CI), vatten index (WI), etc.) har utvecklats och använts, några detaljerade kontroller av vad dessa parametrar direkt (eller indirekt) upptäcka har utförts med Mutants.
Pulse-amplitud modulering (PAM) analys av klorofyll fluorescens är en effektiv metod för att mäta fotosyntetiska reaktioner och processer som deltar i System II (psii)4. Klorofyll fluorescens kan detekteras med en kamera och används för screening photosynthesis mutanter5. Men kamera detektering av klorofyll fluorescens kräver komplexa protokoll såsom mörk behandling eller ljus mättnad pulser, som är svåra att genomföra i fältstudier.
Blad absorberas sol ljusenergi är främst konsumeras av fotosyntetiska reaktioner. Däremot kan absorptionen av överskotts ljusenergi generera reaktiva syreradikaler, som orsakar skador på fotosyntetiska molekyler. Den överskjutande ljusenergin måste skingras som värme genom icke-photochemical kylning (npq) mekanismer6. Det fotokemiska reflektans indexet (PRI), som återspeglar ljus beroende förändringar i parametrar för bladreflektans, härleds från smalbandsinreflektans vid 531 och 570 nm (referens våglängd)7,8. Det rapporteras att korrelera med NPQ i klorofyll fluorescensanalys9. Eftersom npq är en sammansatt parameter som innehåller xanthofyll cykel, State tradition och photoinhibition, krävs detaljerad validering för att förstå vad PRI parametern åtgärder. Vi har fokuserat på xanthofyll Cycle, ett termiskt avledande system som inbegriper de-epoxidation av xanthofyll pigment (violaxantin till antheraxantin och zeaxantin) och en huvudsaklig komponent i npq eftersom korrelationer mellan PRI och omvandling av dessa pigment har rapporterats i tidigare studier8.
Många fotosyntesrelaterade mutanter har isolerats och identifierats i Arabidopsis. Den npq1 Mutant ackumuleras inte zeaxantin eftersom det bär en mutation i violaxantin de-epoxidas (VDE), som katalyserar omvandlingen av violaxantin till zeaxantin10. För att fastställa om PRI bara upptäcker förändringar i xanthofyll pigment, vi mätt samtidigt PRI och klorofyll fluorescens i samma bladområdet i npq1 och Wild-typ och sedan dissekeras npq vid varierande tidsskalor av mörk avslappning för att extrahera Xanthophyll-relaterade komponent11. Dessa samtidiga mätningar ger en värdefull teknik för tilldelning av vegetations index. Dessutom, eftersom PRI korrelerar med brutto primär produktiviteten (GPP), möjligheten att tilldela PRI just till en komponent har viktiga tillämpningar i ekologi12.

<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 fluorescensanalys används ofta för att mäta fotosyntetiska beteenden i intakt växter, och har resulterat i utvecklingen av många parametrar som effektivt mäter fotosyntesen. Blad reflektans analys ger flera vegetations index i ekologi och jordbruk, inklusive fotokemisk reflektans index (PRI), som kan användas som en indikator på termisk energi avledning under fotosyntesen eftersom det korrelerar med icke-fotokemisk kylning (NPQ). Eftersom NPQ är en sammansatt parameter krävs dock validering för att förstå arten av PRI-parametern. För att få fysiologiska bevis för utvärdering av PRI parameter, vi mätt samtidigt klorofyll fluorescens och blad reflektans i xanthofyll Cycle defekt Mutant (npq1) och vildtyp Arabidopsis växter. Dessutom, den QZ parametern, som sannolikt återspeglar xanthofyll cykeln, extraherades från resultaten av klorofyll fluorescens analys genom att övervaka avslappning kinetik av npq efter att tända ljuset. Dessa samtidiga mätningar genomfördes med hjälp av en Pulse-amplitud modulering (PAM) klorofyll fluorometer och en spektralradiometer. Fiber sonderna från båda instrumenten var placerade nära varandra för att detektera signaler från samma blad position. En extern ljuskälla användes för att aktivera fotosyntesen, och mät lamporna och det mättade ljuset tillhandahölls från PAM-instrumentet. Detta experimentella system gjorde det möjligt för oss att övervaka ljus beroende PRI i intakt anläggningen och avslöjade att ljus-beroende förändringar i PRI skiljer sig avsevärt mellan Wild Type och npq1 Mutant. Dessutom var PRI starkt korrelerad med QZ, vilket innebär att QZ återspeglar xanthofyll cykeln. Tillsammans visade dessa mätningar att samtidig mätning av bladreflektans och klorofyll fluorescens är en giltig metod för parameter utvärdering.

Figur 1 visar ett Schematiskt diagram över den experimentella uppsättningen för samtidig mätning av klorofyll-fluorescens och bladreflektans. Fibern sonderna av PAM och spektralradiometern sattes vinkelrätt till bladytan vid löv hållaren på det skräddarsydda provet skede, och en halogenlampa användes för aktinisk ljus bestrålning från både vänster och höger riktningar utan gjutning någon Skuggor. PAM-och Leaf reflektans signalerna upptäcktes...

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 metod för att studera fotosyntetiska reaktioner i högre anläggningar med samtidiga mätningar av klorofyll en fluorescens och blad reflektans med hjälp av en pam och en spektralradiometer för detektion av signaler från samma löv område i Arabidopsis.

Utvärdering av fotosyntetiska beteenden genom samtidiga mätningar av Bladreflektans och klorofyll-Fluorescensanalyser

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

Den samtidiga mätningen av bladrefetans med klorofyllfluorescensanalys med hjälp av den redan kända mutanta växtmodellen underlättar upprättandet av nya reflektorsmetatrar. Byggandet av nya blad reflektans parametrar genom vår metod möjliggör realtidsövervakning av förändrade växtbeteenden under naturliga miljöförhållanden. Innan du påbörjar ett experiment ställa in ett mätsystem som visas i denna schematiska.Med ett provsteg, ljuskälla, PAM-fluorometer och spektralradiometer. Nästa fästa en 10 cm i kvadrat stålplåt med en en cm diameter hål till skräddarsydda prov skede. Och passa två tunna fibersonder tätt ihop.Slå in sonderna med plasttejp. Använd sedan en hållare för att klippa de bandade sonderna på provstadiet. Placera sonderna vertikala till provstadiet.Och fäst en biforked ljusguide av glasfibrer till halogenljuskällan. Sedan eradiate provet skede från båda riktningarna i cirka 45 graders vinklar. Justera ljuskällan så att ljuset på ett enhetligt sätt lyser upp provsteget utan att gjuta skuggor.För samtidig mätning av vänster refletans och klorofyll florescence analys inrättas, i ett mörkt rum med grönt cellofan ljus placera en testanläggning vid bladhållaren av provet skede och röra bladet mot hålet av stålplåt på scenen. Efter att ha släckt den svaga gröna lampan tänd PAM-fluorometern och avdelad bladets prov med ett mätljus. Flytta på justeraren så att florescenceintensiteten mäter ungefär 100 och mät avståndet mellan sonden och bladet.Fixera justeringsaren på plats och ant yt värdet på avståndet på riktaren. Stäng sedan av mätljuset och ta bort testanläggningen. För aktinisk ljusintensitetsmätning placera en ljuskvantimeter vid den position där provbladet kommer att placeras.Och bestråla ljus från halogenljuskällan för att mäta ljuskällans intensitet. Bestäm vilka positioner av ljuskällan ratten generera intensitetens av 30, 60, 120, 240, och 480 mikromolar protoner per meter i kvadrat per sekund. Placera en vit platta som en reflexantstandard vid bladprovets läge.Och slå på en spektral radiometer. Justera spektralreflektoransen mellan 350 och 850 nanometer. Det finns inga spektraldata just nu eftersom det inte finns något bestrålningsljus.Slå på halogenlampan för att bestråla med 480 mikromolarfotoner per meter i kvadrat per sekund. Den högsta irrradiansintensiteten i detta test och justerar radiometerns detektionsstyrka för att undvika mättnad. Spela sedan in spektralreflektoransen under belysning med 30, 60, 120, 240 och 480 mikromolarfotoner per meter i kvadrat per sekund.För samtidig mätning av bladreferansen och klorofyll florescenceanalysen överför växten från tillväxtkammare till mörkrum med samma temperatur och fuktighet. Efter en timme placera en Arabidopsis anläggning vid bladprovet position. Och fixera provbladet på bladet så att bladytan är vinkelrät mot detektionssonderna.Sätt på PAM-fluorometern och initiera kurvregistreringen. Detta värde kallas noll. Tänd mätljuset och vänta cirka 30 sekunder på att kurvan ska svara.Detta värde kallades F noll. Leverera en mättad puls på 4, 000 mikromolar fotoner per meter i kvadrat per sekund under 0,8 sekunder från PAM och få det högsta värdet av spiken i kurvan med ökad fluorescens intensitet. Detta värde kallas Fm.Använd sedan formeln för att beräkna maximal kvantutbytet av fotosystem två i mörker.För att mäta fotosyntetiska beteenden i steady state, efter inspelningen Fm bestråla bladprovet med de 30 mikromolar fotoner per meter i kvadrat per sekund. Medan du slår på den spektrala radiometern för att övervaka bladreferansen. Vänta minst 20 minuter för den fotosyntetiska reaktionen att nå ett stabilt tillstånd.Under denna reaktionsperiod kommer mättnadspulsen att levereras med en minuts mellanrum. Den florescence intensiteten i steady state kallas Fs.The maximala florescence värde uppnås efter 20 minuter av pulserade ljus kallas Fm prime. Spela in den spektrala reflektoransen på denna punkt.För att beräkna fotosyntesen aktiviteten vid steady state beräkna kvantavkastningen av fotosystem två som kan uppskattas genom att bestråla med mättade pulser under aktiniskt ljus. Uppskatta det linjära elektronflödet från fotosystemets två reaktionscentrum. Beräkna sedan den icke fotokemiska släckning och beräkna den fotokemiska reflektorer från 531 och 570 nanometer.Efter att ha förvärvat Fs och bladreflektansen släck det aktiniska ljuset och ger en mättande puls med en minuts mellanrum under den mörka avslappningen. Det maximala florescensvärdet som framkallas av mättnadspulsen under det mörka kallas Fm double prime. Och spara Fm dubbel prime data på två och 10 minuter efter att stänga av det aktiniska ljuset.För att beräkna parametrarna för den icke fotokemiska släckning från avkopplingsabindarna, uppskatta qE med två minuters mörk anpassning Fm dubbel prime data. Beräkna zanthoxylum beroende släckning, qZ, med 10 minuters mörk anpassning Fm dubbel prime data. Beräkna sedan det fotohämmande tillståndet.Som en nästa mätning slå på det aktiniska ljuset vid 60 mikromolar fotoner per meter kvadrat per sekund och upprepa samma mätning. I detta representativa experiment jämfördes vilda typ och mutanta Arabidopsis-växter. Förändringen i fotokemiska reflektorsum, PRI, beräknas från blad reflektorans, ritades mot ljuset beroende linjär elektron flöde från foto system två som uppskattas av PAM fluorometern.I detta experiment förändringen i PRI var negativt korrelerade med den linjära elektronflödet i vilda typ växter men inte i mutanta växter. qZ som representerar xantofyll cykeln var fractionated från den mörka avkoppling connectics av icke photochemical släckning och var också plottade mot förändringen i PRI. I denna analys qZ var också starkt korrelerade med förändringen i PRI för båda växtstammar, vilket innebär att PRI återspeglar xantofyll cykeln.För samtidig mätning av samma blad område med hjälp av samma ljuskälla eller intensitet använda samma detektion fiber i fixeringsanordningen för att placera bladet vertikalt. Reftansspektroskopi har en potential att användas vid analys av en mängd olika fenotyper, i vildtyp och mutanta växter för att klarlägga växtmolekylära 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

Termodynamik för membranprotein Folding Mätt fluorescensspektroskopi

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

Biomolekylära Detection anställa interferometriska Sensor Reflektans Imaging (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

Utvärdering av biomaterial för urinblåsan Augmentation använda Cystometriska Analyser i olika gnagarmodeller

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

Utvärdering av polymera Gene Delivery nanopartiklar genom nanopartikel Tracking Analys och hög kapacitet flödescytometri

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 (aplysi) Ganglier förberedelse för elektrofysiologiska och molekylära analyser av enskilda nervceller

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

Högupplöst Spatiotemporal Analys av Receptor Dynamics av ​​Single-molekyl fluorescensmikroskopi

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 modifierad Två-foton Mikroskop: En ansökan till spårning av intracellulära vesiklar

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

Dissekering, microCT skanning och Morfometriska Analyser av Penisben

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

Konstruktion och uppställning av en Bench-skala alga fotosyntetisk bioreaktor med temperatur, ljus och pH-övervakning för kinetiska tillväxttest

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