葉綠素熒光計是植物生理生態研究中至關重要的工具,通過測量光合系統II(PSII)的熒光信號,無損地揭示植物的光合性能、抗逆性及健康狀況。掌握其規范操作是獲取可靠數據的關鍵。
一、測量前準備
1.儀器校準與設置
開啟儀器后首先進行暗適應校準。將葉夾插入校準底座,確保全部遮光,運行校準程序。校準完成后,根據實驗需求設置測量參數,包括飽和光強度(通常為3000-4000μmolm?²s?¹)、調制頻率、測量光強度等。現代熒光計(如PAM系列)多內置標準程序,如快速光曲線(RLC)或誘導曲線測量模式。
2.樣品暗適應
暗適應是準確測量Fv/Fm(最大光化學效率)的前提。使用專用遮光夾或鋁箔將待測葉片全部遮光處理至少20-30分鐘(C3植物),確保反應中心全部開放。暗適應不充分會顯著低估Fv/Fm值。
二、測量流程
1.基礎熒光測量
將暗適應后的葉片迅速置于測量頭下,確保葉夾緊密閉合避免漏光。首先施加弱測量光(<1μmolm?²s?¹)獲取暗適應下的最小熒光(Fo)。隨后觸發飽和脈沖(約0.6-1秒)獲取最大熒光(Fm)。儀器自動計算Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm,該值是評估光抑制程度的核心指標。
2.光適應參數測量
移除遮光裝置,使葉片在actiniclight(作用光)下進行光合作用。待熒光信號穩定后(通常需3-5分鐘),再次施加飽和脈沖,獲取光適應下的最大熒光(Fm')和穩態熒光(Fs)。隨后關閉作用光并立即開啟遠紅光(Far-redlight),測量最小熒光(Fo')。由此可計算:
-ΦPSII=(Fm'-Fs)/Fm'(光系統II實際量子產量)
-qP=(Fm'-Fs)/(Fm'-Fo')(光化學淬滅系數)
-NPQ=(Fm-Fm')/Fm'(非光化學淬滅系數)
3.快速光響應曲線構建
選擇RLC模式,儀器自動逐步提升光強(如0,50,100,200,500,1000,1500μmolm?²s?¹),在每個光強下穩定后施加飽和脈沖,獲取一系列熒光參數,用于擬合光合電子傳遞速率(ETR)對光強的響應。
三、關鍵注意事項
1.葉片選擇:測量部位需具有代表性,避開葉脈和損傷區域。同一處理應測量至少5-6個重復。
2.環境控制:測量時盡量避免環境光劇烈波動,最好在室內或遮光環境下進行。室外測量需選擇陰天或早晚時段。
3.測量一致性:不同處理間需保持相同的暗適應時間、測量部位和儀器設置,確保數據可比性。
4.數據記錄:詳細記錄樣品信息、測量時間、環境條件(溫度、光照)及儀器參數,便于后續分析。
四、數據處理與解讀
測量完成后,將數據導出至專業軟件(如WinControl、PyChlorophyll)進行分析。重點關注:
1.Fv/Fm:健康植物通常在0.75-0.85之間,低于0.75表明存在光抑制或光損傷。
2.ΦPSII和ETR:反映實際光條件下的光合效率。
3.NPQ:表征植物的熱耗散能力,是抗逆性的重要指標。

結語
規范操作葉綠素熒光計不僅能獲得高質量數據,更能真實揭示植物的生理狀態。從嚴謹的暗適應到精準的參數解讀,每一步都是將熒光信號轉化為生物學洞察的關鍵環節。熟練掌握這一技術,將為植物生理生態研究提供強大支撐。