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

Dr. Kouki Hikosaka'ya (Tohoku Üniversitesi) tartışmaları uyaran, çalışma alanı yla ilgili yardımları ve deneyler için araçlar için müteşekkiriz. Çalışma kısmen KAKENHI [hibe numaraları 18K05592, 18J40098] ve Naito Vakfı tarafından desteklenmiştir.

1. Arabidopsis bitkilerinin yetiştirilmesi
<ol><li>Arabidopsis thaliana tohumlarını sterilize edilmiş deiyonize suda mikrotüpte ıslatın ve karanlıkta 4 °C'de 2 gün kuluçkaya yatırın.</li>
	<li>Bir mikropipet kullanarak toprak yüzeyine imbibed, soğuk işlenmiş tohumlar yaklaşık dört yerleştirin. Ekilen saksıları sırasıyla 16 h ışık (120 μmol foton m–2 s–1)ve 8 saat karanlık periyotla 22 °C ve 20 °C'de bir büyüme odasına yerleştirin.</li>
	<li>Çimlenm...

<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>

Bu çalışmada, PRI'nin klorofil floresansını ve yaprak reflektünü eş zamanlı olarak ölçerek kanthophyll pigmentlerini temsil ettiğini gösteren ek kanıtlar elde ettik.
Güneş ışığına benzer dalga boylarına sahip bir halojen ışık, fotosentezi etkinleştirmek için aktinik ışık kaynağı olarak kullanılmak üzere uyarlanmıştır. Biz başlangıçta yaprak yüzeyinin termal hasar görmesini önlemek için beyaz bir LED ışık kaynağı kullanılır, ama bu üretilen ya...

Yaprak yansıtma, bitkilerde fotosentez ivediliği veya özellikleri yansıtan bitki ideklerini uzaktan algılamak için kullanılır1,2. Kızılötesi yansıma sinyallerine dayanan normalleştirilmiş fark bitki indeksi (NDVI), klorofil ile ilgili özelliklerin saptanmasında en yaygın bilinen bitki indekslerinden biridir ve ekoloji ve tarımsal bilimlerde ağaçlarda veya bitkilerde çevresel tepkilerin göstergesi3. Saha çalışmalarında, birçok parametre (örneğin, klorofil indeksi (CI), su indeksi (WI), vb. geliştirilmiş ve kullanılmış olsa da, bu parametrelerin doğrudan (veya dolaylı olarak) algılandığı birkaç ayrıntılı doğrulama mutantlar kullanılarak yapılmıştır.
Klorofil floresansının pulse-genlik modülasyonu (PAM) analizi fotosentetik reaksiyonları ve fotosistem II (PSII)4ile ilgili süreçleri ölçmek için etkili bir yöntemdir. Klorofil floresan bir kamera ile tespit edilebilir ve fotosentez mutantlar tarama için kullanılan5. Ancak, klorofil floresan kamera tespiti, saha çalışmalarında uygulanması zor olan karanlık tedavi veya ışık doygunluğu darbeleri gibi karmaşık protokoller gerektirir.
Yaprak emilen güneş ışığı enerjisi ağırlıklı olarak fotosentetik reaksiyonlar tarafından tüketilir. Buna karşılık, aşırı ışık enerjisinin emilimi fotosentetik moleküllere zarar veren reaktif oksijen türleri oluşturabilir. Aşırı ışık enerjisi olmayan fotokimyasal söndürme (NPQ) mekanizmaları6ile ısı olarak dağıtılmalıdır. Yaprak yansıtma parametrelerindeki ışığa bağlı değişiklikleri yansıtan fotokimyasal yansıma indeksi (PRI), 531 ve 570 nm (referansdalga boyu) 7,8dar bant yansıtıcısından türetilmiştir. Klorofil floresananalizinde NPQ ile ilişkili olduğu bildirilmiştir9. Ancak, NPQ xanthophyll döngüsü, devlet geleneği ve fotoinhibisyonu içeren kompozit bir parametre olduğundan, ayrıntılı doğrulama PRI parametre ölçer anlamak için gereklidir. Biz xanthophyll döngüsü, xanthophyll pigmentlerin de-epoksidasyon içeren bir termal dağılım sistemi (antheraxanthin ve zeaxanthin için violaxanthin) ve NPQ ana bileşeni üzerinde duruldu çünkü PRI ve bu dönüşüm arasındaki korelasyon pigmentler önceki çalışmalarda bildirilmiştir8.
Arabidopsis'te fotosenteze bağlı birçok mutant izole edilmiş ve tanımlanmıştır. Bu viyolaxanthin de-epoksidaz bir mutasyon taşır çünkü npq1 mutant zeaxanthin birikmez (VDE), hangi zeaxanthin dönüşümkatalizler 10 . PRI sadece xanthophyll pigmentler değişiklikleri algılar olup olmadığını belirlemek için, aynı anda npq1 ve yabani tip aynı yaprak alanında PRI ve klorofil floresan ölçülen ve daha sonra karanlık gevşeme değişen zaman ölçeklerinde npQ diseksiyon ayıklamak için xanthophyll ile ilgili bileşen11. Bu eşzamanlı ölçümler bitki ideklerinin atanması için değerli bir teknik sağlar. Ayrıca, PRI brüt birincil verimlilik (GPP) ile ilişkili olduğundan, PRI'yi tam olarak bir bileşeneatama yeteneği ekoloji 12'de önemli uygulamalara sahiptir.

<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

Klorofil bir floresan analizi yaygın bozulmamış bitkilerde fotosentetik davranışları ölçmek için kullanılır, ve verimli fotosentez ölçmek birçok parametre geliştirilmesi ile sonuçlandı. Yaprak yansıtma analizi, fotosentez sırasında termal enerji dağılımının bir göstergesi olarak kullanılabilen fotokimyasal yansıma indeksi (PRI) de dahil olmak üzere ekoloji ve tarımda çeşitli bitki idekleri sağlar. fotokimyasal olmayan söndürme (NPQ). Ancak, NPQ bileşik bir parametre olduğundan, PRI parametresinin doğasını anlamak için doğrulaması gereklidir. PRI parametresinin değerlendirilmesi için fizyolojik kanıt elde etmek için, aynı anda kanthophyll döngüsü kusurlu mutant(npq1)ve yabani tip Arabidopsis bitkilerde klorofil floresan ve yaprak yansıması ölçüldü. Ayrıca, büyük olasılıkla xanthophyll döngüsünü yansıtan qZ parametresi, ışığı kapattıktan sonra NPQ gevşeme kinetiği izleyerek klorofil floresan analizi sonuçlarından çıkarıldı. Bu eşzamanlı ölçümler pulse-genlik modülasyonu (PAM) klorofil florometresi ve spektral radyometre kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Her iki cihazdan gelen lif probları aynı yaprak konumundan gelen sinyalleri tespit etmek için birbirine yakın konumlandırılmış. Fotosentezi etkinleştirmek için harici bir ışık kaynağı kullanıldı ve pam aletinden ölçüm ışıkları ve doymuş ışık sağlandı. Bu deneysel sistem bozulmamış bitki ışık bağımlı PRI izlemek için bize sağladı ve PRI ışık bağımlı değişiklikler vahşi türü ve npq1 mutant arasında önemli ölçüde farklılık ortaya koymuştur. Ayrıca, PRI güçlü qZ ile ilişkili olduğunu, qZ xanthophyll döngüsünü yansıtan anlamına gelir. Bu ölçümler birlikte yaprak refleks ve klorofil floresansının eşzamanlı olarak ölçülmesinin parametre değerlendirmesi için geçerli bir yaklaşım olduğunu göstermiştir.

Şekil 1, klorofil floresansını ve yaprak yansımasını aynı anda ölçmek için kurulan deneysel in şematik bir diyagramını sunar. PAM ve spektral radyometrenin lif probları, özel yapım numune aşamasında yaprak tutucudaki yaprak yüzeyine dik olarak ayarlanmış ve halojen lamba, hem sol hem de sağ yönlerden herhangi bir döküm yapmadan aktinik ışık ışınlaması için kullanılmıştır. Gölge. PAM ve yaprak yansıtma sinyalleri ayrı si...

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

Daha yüksek tesislerde fotosentetik tepkileri incelemek için yeni bir teknik yaklaşım tanımlıyoruz. Arabidopsis'te aynı yaprak alanı.

Yaprak Reflektasyonu ve Klorofil Floresan Analizlerinin Eşzamanlı Ölçümleri ile Fotosentetik Davranışların Değerlendirilmesi

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

Zaten bilinen mutant bitki modeli kullanılarak klorofil floresan analizi ile yaprak yansıtma eşzamanlı ölçüm yeni yansıma parametrelerinin oluşturulmasını kolaylaştırır. Yöntemimiz ile yeni yaprak yansıtma parametrelerinin inşası, doğal çevre koşullarında değişen bitki davranışlarının gerçek zamanlı olarak izlenmesine olanak sağlar. Bir denemeye başlamadan önce bu şemada gösterildiği gibi bir ölçüm sistemi ayarlayın.Örnek bir sahne, ışık kaynağı, PAM florometresi ve spektral radyometre ile. Sonraki özel yapılmış örnek aşamasına bir cm çapında delik ile 10 cm kare çelik plaka takın. Ve iki ince lif sondalarını birbirine sıkıca sığdırın.Sondaları plastik bantla sarın. Ardından bantlanmış probları örnek aşamaya kesmek için bir tutucu kullanın. Probları örnek aşamasına dikey olarak yerleştirin.Ve halojen ışık kaynağına cam elyaftan yapılmış biforked ışık kılavuzu takın. Daha sonra örnek sahneyi her iki yönden de yaklaşık 45 derecelik açıyla ortadan kaldırın. Işık kaynağını, ışık gölgesi dökmeden örnek sahneyi düzgün bir şekilde aydınlatabilecek şekilde ayarlamak.Sol yansıma ve klorofil floresan analizinin eşzamanlı ölçümü için, yeşil selofan ışıklı karanlık bir odada numune aşamasının yaprak tutucuya bir test tesisi yerleştirin ve sahnedeki çelik plakade ki deliğe değin. Zayıf yeşil ışığı kapattıktan sonra PAM florometresini açın ve yaprak örneğini bir ölçüm ışığıyla yok edin. Ayarlayıcıyı floresan yoğunluğuyaklaşık 100'ü ölçebilsin ve sonda ile yaprak arasındaki mesafeyi ölçebilsin diye hareket ettirin.Ayarlayıcıyı yerinde sabitle ve mesafenin değerini ayarlayıcıya kaydedin. Daha sonra ölçüm ışığını kapatın ve test tesisini çıkarın. Aktinik ışık yoğunluğu ölçümü için örnek yaprağın yerleştirileceği konuma bir ışık kanteksi yerleştirin.Ve ışık kaynağının yoğunluğunu ölçmek için halojen ışık kaynağından gelen ışığı ışınla. Işık kaynağı kadranının hangi konumlarının saniyede metre kare başına 30, 60, 120, 240 ve 480 mikromolar proton yoğunluk oluşturduğunu belirleyin. Yaprak numunesinin konumuna yansıtıcı standart olarak beyaz bir plaka yerleştirin.Ve spektral radyometreyi aç. 350 ve 850 nanometre arasında spektral yansıma ayarlayın. Işınlayıcı ışık olmadığı için şu anda spektral veri yok.Halojen lambayı açarak saniyede 480 mikromolar foton ile ışınlandırın. Bu testteki en yüksek ışınlama yoğunluğunu ayarlayın ve doygunluğu önlemek için radyometrenin algılama gücünü ayarlayın. Daha sonra saniyede metrekare başına metre başına 30, 60, 120, 240 ve 480 mikromolar fotonile aydınlatma altında spektral yansımayı kaydedin.Yaprak yansımasının eşzamanlı ölçümü ve klorofil floresan analizi için bitkiyi büyüme odasından aynı sıcaklık ve nemle karanlık odaya aktarın. Bir saat sonra yaprak örnek pozisyonda bir Arabidopsis bitki yerleştirin. Örnek yaprağı da yaprağa sabitleyin, böylece yaprak yüzeyi algılama problarına dik olacak.PAM florometresini açın ve eğri kaydını başlatın. Bu değere sıfır denir. Ölçüm ışığını açın ve eğrinin yanıt vermesi için yaklaşık 30 saniye bekleyin.Bu değere F sıfır denirdi. PAM'den saniyede 0,8 saniye boyunca metre kare başına 4,000 mikromolar foton doymuş darbe verin ve daha yüksek floresan yoğunluğuyla eğrideki ani sıçramanın en yüksek değerini elde edin. Bu değer fm.Then karanlıkta fotoğraf sisteminin iki maksimum kuantum verimi hesaplamak için formülü kullanın denir.Sabit durumda fotosentetik davranışları ölçmek için, Fm kaydettikten sonra saniyede metre kare başına 30 mikromolar foton ile yaprak örneği ışınlamak. Yaprak yansımasını izlemek için spektral radyometreyi açarak. Fotosentetik reaksiyonun sabit bir duruma ulaşması için en az 20 dakika bekleyin.Bu reaksiyon döneminde doygunluk darbesi bir dakika aralıklarla verilir. Sabit durumun floresan yoğunluğuna Fs denir.20 dakikalık darbeli ışıktan sonra elde edilen maksimum floresan değerine Fm asal denir. Bu noktada spektral yansımayı kaydedin.Sabit durumda fotosentez aktivitesini hesaplamak için aktinik ışık altında doymuş darbeler ile ışınlanması ile tahmin edilebilir fotoğraf sistemi iki kuantum verimleri hesaplamak. Fotoğraf sisteminden gelen doğrusal elektron akısı iki reaksiyon merkezini tahmin edin. Daha sonra fotokimyasal olmayan söndürme yi hesaplayın ve 531 ve 570 nanometreden fotokimyasal yansıma indeksi hesaplayın.Fs ve yaprak yansıması elde ettikten sonra aktinik ışık kapatın ve karanlık gevşeme sırasında bir dakika aralıklarla doyunur darbe sağlar. Karanlığın altındaki doygunluk darbesitarafından indüklenen maksimum floresan değerine Fm çift asal denir. Ve aktinik ışığı kapattıktan sonra Fm çift asal verilerini 2 ve 10 dakika içinde kaydedin.Gevşeme bağlayıcılarından fotokimyasal olmayan söndürme parametrelerini hesaplamak için, iki dakikalık karanlık adaptasyon Fm çift asal veri ile qE tahmin edin. 10 dakikalık koyu adaptasyon Fm çift asal veri ile zanthoxylum bağımlı söndürme, qZ, hesaplayın. Sonra fotoğraf inhibitör durumunu hesaplayın.Bir sonraki ölçüm olarak saniyenin karesi başına 60 mikromolar fotonlarda aktinik ışığı açın ve aynı ölçümü tekrarlayın. Bu temsili deneyde yabani tip ve mutant Arabidopsis bitkileri karşılaştırıldı. Yaprak yansımasından hesaplanan fotokimyasal yansıma indeksi PRI'deki değişim, PAM florometresi tarafından tahmin edildiği gibi foto-fotosistem ikiden gelen ışığa bağlı doğrusal elektron akışına karşı çizilmiştir.Bu deneyde PRI'deki değişim, yabani tip bitkilerdeki doğrusal elektron akışıyla negatif olarak ilişkiliydi, ancak mutant bitkilerde değil. xanthophyll döngüsünü temsil eden qZ, fotokimyasal olmayan söndürmenin karanlık gevşeme bağlarından kesirlendi ve PRI'deki değişikliğe karşı çizildi. Bu analizde qZ da kuvvetle pri her iki bitki suşları için değişiklik ile ilişkili olduğunu, PRI xanthophyll döngüsünü yansıttığını ima.Aynı ışık kaynağı veya yoğunluğu kullanarak aynı yaprak alanının eşzamanlı ölçümü için, yaprağı dikey olarak konumlandırmak için sabitleme cihazındaki aynı algılama lifini kullanın. Yansıma spektroskopisi, bitki moleküler mekanizmalarını açıklamak için yabani tip ve mutant bitkilerde çeşitli fenotiplerin analizinde kullanılma potansiyeline sahiptir.

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

Membran Protein katlanması, Termodinamik Floresans Spektroskopisi ile ölçülür.

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

Biyomoleküler Algılama istihdam İnterferometrik Yansıtma Görüntüleme Sensörü (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

Çeşitli Kemirgen Modeller sistometrik Analizleri kullanarak Mesane Büyütme için Biyomalzeme Değerlendirilmesi

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

Polimerik Gen Taşıyıcı Değerlendirilmesi Nanoparçacık İzleme Analizi ve Yüksek throughput Flow Sitometri tarafından Nanopartiküller

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 Tek Nöronların Elektrofizyolojik ve Moleküler Analizleri için Gangliyon Hazırlama

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

Tek molekül Floresan Mikroskopi Reseptör Dinamiği Yüksek çözünürlüklü Spatiotemporal Analizi

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

Modifiye İki foton mikroskop 3D Orbital Takip: Hücre içi veziküllerin İzlemeye Bir Uygulama

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

Baculum diseksiyonu, mikroBT Tarama ve Morfometrik Analizleri

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

Kinetik Büyüme Testleri için Sıcaklık, Işık ve pH İzleme ile Bir Bench Ölçekli Algal Fotosentetik Biyoreaktörün Kurulması ve Kurulması

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

Mühendislik kanonik olmayan Amino asitler ve seçici basınç eklenmesi tarafından 'Altın' floresan ve kütle spektrometresi ve floresan göre Protein analizi