摘要
研究了三種作用模式的除草劑對向日葵（向日葵）的影響：原卟啉原氧化酶抑制劑（卡芬太宗乙基）、類胡蘿卜素生物合成抑制劑（中三酮、異惡草酮和二氟芬尼康）和乙酰乳酸合酶抑制劑（酰胺磺�。�。將拉曼光譜、葉綠素?zé)晒猓–hlF）成像和ChlF的紫外篩選相結(jié)合，評估除草劑施用6d后植物葉片中色素成分、光系統(tǒng)II（PSII）光化學(xué)和非光化學(xué)猝滅的變化。評估了酚類化合物、類胡蘿卜素和葉綠素的拉曼信號，并觀察了它們強度比的差異。在酰胺磺隆處理的植物中，酚類化合物的相對含量顯著增加，同時葉綠素/類胡蘿卜素強度比降低。結(jié)果通過使用ChlF的UV篩選在體內(nèi)測量黃酮醇得到證實。類胡蘿卜素生物合成抑制劑組的除草劑顯著降低了PSII的最大量子效率和ChlF測定的非光化學(xué)猝滅。本文提供了高分辨率（150000-200000光譜）的共振拉曼成像（映射）數(shù)據(jù)，顯示了經(jīng)兩種作為類胡蘿卜素生物合成抑制劑的除草劑（異惡草酮或二氟芬尼康）處理的黃花蛇舌草葉片中類胡蘿卜素的分布。觀察到明顯的跡象表明，該處理導(dǎo)致向日葵葉片中類胡蘿卜素的消耗。根據(jù)所施用除草劑的類型，記錄的消耗空間格局有所不同。




關(guān)鍵詞：類胡蘿卜素；葉綠素?zé)晒�；類黃酮；光合作用拉曼映射；次級代謝物。
Detection of herbicide effects on pigment composition and PSII photochemistry in Helianthus annuus by Raman spectroscopy and chlorophyll a fluorescence

Abstract
The effects of herbicides from three mode-of-action groups - inhibitors of protoporphyrinogen oxidase (carfentrazone-ethyl), inhibitors of carotenoid biosynthesis (mesotrione, clomazone, and diflufenican), and inhibitors of acetolactate synthase (amidosulfuron) - were studied in sunflower plants (Helianthus annuus). Raman spectroscopy, chlorophyll fluorescence (ChlF) imaging, and UV screening of ChlF were combined to evaluate changes in pigment composition, photosystem II (PSII) photochemistry, and non-photochemical quenching in plant leaves 6d after herbicide application. The Raman signals of phenolic compounds, carotenoids, and chlorophyll were evaluated and differences in their intensity ratios were observed. Strongly augmented relative content of phenolic compounds was observed in the case of amidosulfuron-treated plants, with a simultaneous decrease in the chlorophyll/carotenoid intensity ratio. The results were confirmed by in vivo measurement of flavonols using UV screening of ChlF. Herbicides from the group of carotenoid biosynthesis inhibitors significantly decreased both the maximum quantum efficiency of PSII and non-photochemical quenching as determined by ChlF. Resonance Raman imaging (mapping) data with high resolution (150,000-200,000 spectra) are presented, showing the distribution of carotenoids in H. annuus leaves treated by two of the herbicides acting as inhibitors of carotenoid biosynthesis (clomazone or diflufenican). Clear signs were observed that the treatment induced carotenoid depletion within sunflower leaves. The depletion spatial pattern registered differed depending on the type of herbicide applied.
Keywords: Carotenoids; Chlorophyll fluorescence; Flavonoids; Photosynthesis; Raman mapping; Secondary metabolites.
 

dualex是一款源自于法國國家科學(xué)院 (CNRS)及巴黎第十一大學(xué)技術(shù)，由奧地利PESSL公司生產(chǎn)（原法國Force-A公司）開發(fā)的新型多功能葉片測量儀。它可同時準確測量葉片的葉綠素含量、葉片表層的類黃酮和花青素含量，適用于植物生理學(xué)和農(nóng)學(xué)（如水稻葉綠素濃度，玉米氮素狀況，葡萄藤等）相關(guān)研究。其測量對象可以是單子葉植物，雙子葉植物或多年生植物。這款設(shè)備簡單易用，可進行實時和非破壞性測量。由于不需要校準標定和事先的樣品制備，測量工作可在實驗室或現(xiàn)場完成。此外，該設(shè)備在各種溫度的和環(huán)境光照條件下均可正常使用。系統(tǒng)采用專利設(shè)計，光學(xué)傳感器可進行簡單、快速、無損測量葉片中的葉綠素、多酚以及花青素。

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