華南農大“葉綠素熒光和植物表型論壇”暨第3次PhenoTrait論壇圓滿結束
2016年6月7日下午,華南農業(yè)大學生命科學學院南樓213會議室座無虛席,一場“葉綠素熒光和植物表型論壇”正在熱烈進行中。
陳貽竹研究員是我國第一批將調制葉綠素熒光技術應用到科研中的用戶,在過去三十年中一直使用葉綠素熒光技術進行植物生理研究,在葉綠素熒光領域有豐富的使用經驗,取得了豐碩的成果,并培養(yǎng)了大批科研人人才。七十五歲高齡的陳貽竹研究員精神矍鑠,講起葉綠素熒光來滔滔不絕、深入淺出。例如他在介紹植物的光合行為時指出“植物的光合行為是植物和圍繞它的環(huán)境之間相互作用的“產物”。光合是將環(huán)境和植物之間聯(lián)系起來的一種功能。它要給予環(huán)境也要給予和保護主體,就像一個“企業(yè)”要供給社會,也要養(yǎng)活自身。而熒光是這種作用的一種狀態(tài)的表達,一種在遺傳和進化基礎上的響應!
陳貽竹研究員詳細介紹了光合行為的四個基本概念:權衡(Trade-offs)、馴化(Acclimation)、適應(Adaptation)和適合度(Fitness)。
權衡(Trade-offs)
各種生命過程之間有彼此抵觸的利害關系,權衡是指由某一生命過程所獲得的利益(benefit)要以減少對另一過程的投入為代價(cost)。例如,一種植物有高的光合能力,那它的代價可能是降低對蟲害的抵抗能力;有厚的角質層就可能有低的同化速率;等等
馴化(Acclimation)
在現(xiàn)場所檢測到的光合作用值,是這之前葉片被短時間(或秒或分)或/和長時間(或小時或天或更長的)尺度調節(jié)的結果。因此,在這個時刻之前的“歷史”影響這個(些)值。這也是波動的誘因之一。這是在一個世代的時間尺度內對由可引起表型(phenotype)改變的環(huán)境變化誘導的響應,而在遺傳互補上沒有發(fā)生任何組成上的變化(Huner et al, 1993)。
在自然條件下,環(huán)境因子是波動的,因此光合行為是波動的,那你獲取的光合(熒光)數(shù)據(jù)也一定是波動的。這是植物對這種狀況的自然馴化的結果。不要以為測定的標準差越小越準確。葉片在擺動、新葉在生長、老葉在老化,太陽在移動,季節(jié)在變化…;降雨、溫度、濕度等等都無時無刻在波動。植物必須能“左右逢源”。這些都涉及到馴化,所以在檢測分析光合和熒光數(shù)據(jù)時,這是個不可回避的科學問題
又例如一片葉子,由于氣孔異質分布和葉片本身的結構,在不同部位測出的值是不同的,更何況葉片在白天的任何時段接受的光還是波動的。光合速率25.7±0.8的真實性低于25.7±6.8。
生長在海邊的紅樹林植物,在強光下光合速率幾乎降到零,當有云遮住太陽,光合速率又能以很快的速度恢復,說明有很強的對光的馴化能力。
適應(Adaptation)
適應是與適合度(fitness)相關聯(lián)的,覆蓋一個群體并有延伸多代的概念。這種基因型的進化改變(自然選擇)使一個群體適應已經修改的環(huán)境。同時也限制“種”和“種群”的空間和地理分布。這是植物對反復出現(xiàn)的壓力的選擇,是從馴化到適應的結果。
適合度(Fitness)
適合度是衡量遺傳物質在進化過程中傳遞能力的尺度,它包括繁殖和存活能力(生長、生物量、生活史)。光合速率或某熒光信號的大小并不直接與植物的適合度相關,需要你去證明。 例如,Pn或 ETR高并不意味植物生長速率、繁殖能力就高。有著在特殊的環(huán)境下的生命的特殊適合度的種的種群叫生態(tài)型(ecotype)。
在詳細介紹了主要的葉綠素熒光參數(shù)并舉例說明后,陳貽竹研究員給出了葉綠素熒光測量的總結性建議:
之后,慧諾瑞德(北京)科技有限公司資深技術顧問韓志國博士分別以“葉綠素熒光技術的革命性突破——從單株到群體測量、從人工測量到高通量自動化測量”和“高通量植物表型技術——從“貴不可及”到affordable的跨越”為題做了報告,詳細介紹了國際上最新的葉綠素熒光技術和植物表型技術。
在本次論壇上,還對即將于10月份在北京召開的“第一屆亞太植物表型國際會議”(www.APPP-con.org)做了介紹,引起了與會人員的強烈關注。
來自華南農業(yè)大學、華南師范大學、中國科學院華南植物園、廣東省農業(yè)科學院、仲愷農業(yè)科學院、福建師范大學等單位的60位研究人員參加了本次論壇,并與陳貽竹研究員和韓志國博士做了深入交流。
本次論壇也是慧諾瑞德的系列論壇“PhenoTrait論壇”的第三場活動。PhenoTrait論壇定位為一個以新技術交流、研討為主要內容的學術性論壇,論壇將邀請國內外知名的研究人員、育種家、發(fā)明人和慧諾瑞德一起,就一到兩個核心主題展開研討。論壇將不定期由慧諾瑞德與著名研究機構共同主辦,并采取走進研究單位的方式進行。論壇歡迎廣大研究人員與慧諾瑞德一起,共同探討,協(xié)力促進中國科研事業(yè)的發(fā)展!。