藻類及水生植物光合固碳測量系統(tǒng)6800-18

藻類及水生植物光合固碳一直是測量難點(diǎn)。為此，LI-COR公司潛心設(shè)計(jì)，于2020年11月推出藻類及水生植物光合固碳測量系統(tǒng)6800-18。
 

6800-18能同步測量CO₂同化速率和葉綠素?zé)晒鈪��?shù)。
 

6800-18的問世，將進(jìn)一步拓展人們對于藻類、水生植物固碳的認(rèn)知。
 

為了讓廣大研究者盡快熟悉這款新型測量儀器，3月25日，LI-COR舉辦了全球線上講座。今天推送的是講座的第二部分。
 

Phillip Davey博士來自英國Essex大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，他和大家分享了三個(gè)前沿的光合生理實(shí)驗(yàn)。如果您已經(jīng)觀看過講座的第一部分，6800-18的工作原理及實(shí)測數(shù)據(jù)，請直接定位視頻至34’43"繼續(xù)觀看。
 

苔蘚、珊瑚、海草的光合碳同化實(shí)測數(shù)據(jù)——來自英國Essex大學(xué)的前沿實(shí)驗(yàn)（從34’43"開始）

A Novel Approach to Measuring Carbon Assimilation and Chlorophyll a Fluorescence

Dr. Phillip Davey & Prof Tracy Lawson
School of Life Sciences, 
University of Essex, UK
 

翻譯 | 子毅
 

各位好，我是Phillip Davey。我在Essex大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院工作。今天想和大家分享幾個(gè)前沿的光合生理實(shí)驗(yàn)。
 

之前，我們在葉綠素?zé)晒夥矫孀鲞^一些工作，從氣孔、單葉到整個(gè)植株的葉綠素?zé)晒獬上�。另外，我們還使用光合作用測量系統(tǒng)進(jìn)行了很多有關(guān)植物光合生理方面的研究，涉及的物種包括水稻、煙草、擬南芥等，這些都是陸生植物。
 

從氣孔、單葉到整個(gè)植株的葉綠素?zé)晒獬上?/span>

另外，我們有一個(gè)珊瑚礁研究組。珊瑚礁是地球上最令人驚嘆的生態(tài)系統(tǒng)之一。然而，它也受到了氣候變化的影響，如海洋的持續(xù)升溫導(dǎo)致珊瑚發(fā)生白化現(xiàn)象（Coral Bleaching）。
 

Essex大學(xué)的珊瑚礁研究組，詳情登錄https://www.essex.ac.uk/departments/life-sciences/research/ecology-and-environmental-microbiology-group/coral-reef-research-unit

當(dāng)前，我們主要的研究工具包括脈沖調(diào)制式熒光測量儀。另外，我們還使用膜進(jìn)樣質(zhì)譜法MIMS以及氧電極法進(jìn)行相關(guān)研究。
 

使用紅外氣體分析儀IRGA進(jìn)行藻類、水生植物光合碳同化測量時(shí)，會遇到一些問題。然而，LI-COR推出的新型測量系統(tǒng)6800-18，已經(jīng)將這些問題一一解決。下面，我就將為大家介紹三個(gè)前沿實(shí)驗(yàn)。
 

由于高濕，苔蘚（Moss）的光合碳同化速率很難測量

苔蘚（Moss）的光合碳同化速率很不容易定量，原因是沒有很好的辦法來應(yīng)對這種“高濕樣品”。我們嘗試使用6800-18，得到了如下數(shù)據(jù)。
 

Inside和Outside環(huán)境下的苔蘚CO₂同化速率

在Inside環(huán)境條件下，光強(qiáng)比較弱，100 μmol m^-2s^-1，CO₂濃度是500ppm；另外，我們還測量了Outside環(huán)境下的光合速率，光照為250 μmol m^-2s^-1，CO₂濃度400ppm。重復(fù)數(shù)為4。能看到，峰值CO₂同化速率不超過1.5 μmol m^-2s^-1，這套光合作用測量系統(tǒng)能很精確的捕獲到這種量級上的CO₂通量。
 

另外，我們還使用LI-6800光合作用測量系統(tǒng)的自動(dòng)程序，測量了苔蘚的光響應(yīng)曲線和二氧化碳響應(yīng)曲線。梯度兩點(diǎn)之間間隔5min，測量室溫度維持在20℃，相對濕度80%，加入1ml水。
 

苔蘚的光響應(yīng)曲線和二氧化碳響應(yīng)曲線

通過這種測量，我們定量了苔蘚的光合固碳速率。
 

第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是關(guān)于珊瑚的。鹿角珊瑚Acropora sp.屬第一種類型，這種珊瑚生長速度快，但是很容易出現(xiàn)白化現(xiàn)象（Coral Bleaching）；圓筒濱珊瑚Porites cylindrica是第二種類型，生長速度較慢，但是對高溫的適應(yīng)性更強(qiáng)，不容易出現(xiàn)白化現(xiàn)象。我們采集了2cm²的樣品，在26℃條件下進(jìn)行了測量。
 

這是兩種珊瑚的光響應(yīng)曲線以及同步采集的ΦPSII 光響應(yīng)曲線。你能看到，數(shù)據(jù)很理想。量化珊瑚的光合碳同化速率，這在以前根本無法想象。
 

珊瑚的光響應(yīng)曲線以及同步采集的ΦPSII光響應(yīng)曲線

最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)是Fucus sp.的光響應(yīng)曲線。Fucus sp.是海草的一種，在潮間帶廣泛分布，是藍(lán)碳的重要組分。海岸帶生態(tài)系統(tǒng)在固碳方面有望發(fā)揮重要作用，然而之前由于測量技術(shù)的限制，我們無法開展真正意義上的研究。
 

你能看到，F(xiàn)ucus sp.的光響應(yīng)曲線和陸生高等植物的相當(dāng)（右下角是“菜豆French Bean”的光響應(yīng)曲線），說明其碳同化能力不弱。與此同時(shí)，我們還得到了Fucus sp.的ΦPSII光響應(yīng)曲線。
 

Fucus sp.的光響應(yīng)曲線和ΦPSII光響應(yīng)曲線

總結(jié)一下，以前這些無法測量的水生樣品，如苔蘚、珊瑚、海草等，都可以使用6800-18進(jìn)行測量�？梢哉f，6800-18的出現(xiàn)，開啟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。