6800-18開(kāi)啟全新研究領(lǐng)域 | 苔蘚、珊瑚、海草的光合碳同化實(shí)測數據——來(lái)自英國Essex大學(xué)的前沿實(shí)驗

藻類(lèi)及水生植物光合固碳測量系統6800-18

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

6800-18能同步測量CO₂同化速率和葉綠素熒光參數。

6800-18的問(wèn)世，將進(jìn)一步拓展人們對于藻類(lèi)、水生植物固碳的認知。

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

Phillip Davey博士來(lái)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。如果您已經(jīng)觀(guān)看過(guò)講座的第一部分，6800-18的工作原理及實(shí)測數據，請直接定位視頻至34’43"繼續觀(guān)看。

苔蘚、珊瑚、海草的光合碳同化實(shí)測數據——來(lái)自英國Essex大學(xué)的前沿實(shí)驗（從34’43"開(kāi)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。

之前，我們在葉綠素熒光方面做過(guò)一些工作，從氣孔、單葉到整個(gè)植株的葉綠素熒光成像。另外，我們還使用光合作用測量系統進(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)植株的葉綠素熒光成像

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)系統之一。然而，它也受到了氣候變化的影響，如海洋的持續升溫導致珊瑚發(fā)生白化現象（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

當前，我們主要的研究工具包括脈沖調制式熒光測量?jì)x。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(lèi)、水生植物光合碳同化測量時(shí)，會(huì )遇到一些問(wèn)題。然而，LI-COR推出的新型測量系統6800-18，已經(jīng)將這些問(wèn)題一一解決。下面，我就將為大家介紹三個(gè)前沿實(shí)驗。

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(méi)有很好的辦法來(lái)應對這種“高濕樣品”。我們嘗試使用6800-18，得到了如下數據。

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。重復數為4。能看到，峰值CO₂同化速率不超過(guò)1.5 μmol m^-2s^-1，這套光合作用測量系統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光合作用測量系統的自動(dòng)程序，測量了苔蘚的光響應曲線(xiàn)和二氧化碳響應曲線(xiàn)。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。

苔蘚的光響應曲線(xiàn)和二氧化碳響應曲線(xiàn)

通過(guò)這種測量，我們定量了苔蘚的光合固碳速率。

第二個(gè)實(shí)驗是關(guān)于珊瑚的。鹿角珊瑚Acropora sp.屬第一種類(lèi)型，這種珊瑚生長(cháng)速度快，但是很容易出現白化現象（Coral Bleaching）；圓筒濱珊瑚Porites cylindrica是第二種類(lèi)型，生長(cháng)速度較慢，但是對高溫的適應性更強，不容易出現白化現象。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曲線(xiàn)以及同步采集的ΦPSII 光響應曲線(xiàn)。你能看到，數據很理想。量化珊瑚的光合碳同化速率，這在以前根本無(wú)法想象。

珊瑚的光響應曲線(xiàn)以及同步采集的ΦPSII光響應曲線(xiàn)

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

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

Fucus sp.的光響應曲線(xiàn)和ΦPSII光響應曲線(xiàn)

總結一下，以前這些無(wú)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(shuō)，6800-18的出現，開(kāi)啟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。