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叶绿素荧光分析技术在实验教学中的应用
时间：2023-01-19 12:00:27 下载该word文档
叶绿素荧光分析技术在实验教学中的应用
班宜辉;徐舟影;李静;李媛;陈碧峰;李俊丽;谢浩
【摘要】植物光合作用是植物生理学及相关课程的重要研究内容,而叶绿素荧光分析技术是快速、准确探测植物生理状况的重要技术手段.该文设计了综合性设计性实验项目\"利用叶绿素荧光分析技术研究不同温度和水分条件对植物光合作用的影响\",研究不同温度和水分胁迫对植物光合特性的影响.该实验项目的实施,能够使学生熟悉调制叶绿素荧光仪的工作原理,掌握叶绿素荧光分析技术,从而提高学生独立开展科研项目的能力以及创新意识和创新能力.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷,期】2019(036009【总页数】4页(P172-175
【关键词】叶绿素荧光分析技术;光合作用;温度胁迫;水分胁迫【作者】班宜辉;徐舟影;李静;李媛;陈碧峰;李俊丽;谢浩
【作者单位】武汉理工大学化学化工与生命科学学院,湖北武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉430070;武汉理工大学化学化工与生命科学学院,湖北武汉430070;武汉理工大学化学化工与生命科学学院,湖北武汉430070;武汉理工大学化学化工与生命科学学院,湖北武汉430070;武汉理工大学化学化工与生命科学学院,湖北武汉430070;武汉理工大学化学化工与生命科学学院,湖北武汉430070
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0
光合作用是全球碳循环的驱动因子，是地球上绝大部分生命得以维系的物质来源，是植物重要的生理过程。光合作用相关参数测定和分析，一直是植物生理学相关实验课程的重点内容[1]。叶绿素荧光与植物光合作用关系密切，是植物叶绿素吸收能量后释放的一种长波信号，包含了十分丰富的光合作用信息,使用特定的荧光参数可估算线性电子传递速率、同化速率以及光合系统热耗散的变化[2-4]。因此，作为体外快速无损害检验光合作用的探针，叶绿素荧光常常被用于监测植物光合器官运转情况，可以通过对体内叶绿素荧光参数的测定来反映多种逆境因子对植物光合作用的影响[5-6]。温度和水分胁迫是最常见的植物胁迫因子，不适的温度条件势必会影响植物的光合效率，更易发生光抑制现象[7-8]，水分胁迫则可抑制光合作用光反应中的光能转换、电子传递、光合磷酸化和光合作用暗反应等一系列过程,导致光合速率下降，破坏光合作用进程[9]。
虽然叶绿素荧光被广泛应用于光合作用监测，叶绿素荧光参数也很容易测得，但叶绿素荧光分析技术大多用于科研领域，学生在实验教学环节很少有机会接触和掌握这一技术。为使学生了解并掌握这项在植物生理学研究中广泛应用的先进技术，设计了“利用叶绿素荧光分析技术研究不同温度和水分条件对植物光合作用的影响”综合实验，采用以学生自我训练为主的教学模式，培养学生数据分析和处理能力，提高学生创新思维，为探究影响光合作用强度的因素提供更多的实证数据。植物材料为玉米（ZeamaysL.），品种为郑单958。选取大小一致的种子，用1%次氯酸钠表面消毒5min，无菌水冲洗3遍，放入无菌培养皿中于25℃培养箱中催芽，挑取发芽一致的种子备用。
便携式调制叶绿素荧光仪（德国Walz，MiniPAM）、高压蒸汽灭菌器（日本TOMY，SX-500）、人工气候箱（上海精宏，RQH-250）。
实验采用室内盆栽培养方法，培养基质为蛭石，在121℃下高压蒸汽灭菌1h 。
冷却后装盆，塑料盆直径20cm，高15cm，每盆装0.8kg。移栽大小一致的玉米幼苗，放置在光照培养箱内培养，培养条件为25℃（昼）/18℃（夜）、光照强度500μmol/（m2∙s）、每天光照时数10h。每周浇Hoagland's营养液[10]，每盆100mL，配方为10μmol/LH3BO3、6mmol/LKNO3、8mmol/LCa(NO32、1mmol/LNH4H2PO4、2.6mmol/LMgSO4、0.5μmol/LCuSO4、1.0μmol/LZnSO4、1.6μmol/LMnSO4和(NH4Mo2PO4及2μmol/LFe-EDTA，用1mol/LHCl调节pH为6.5。培养15天后，开始进行水分胁迫和温度胁迫。
实验设置6℃为低温胁迫（lowtemperaturestress，LTS）、36℃为高温胁迫（hightemperaturestress，HTS）及对照（CK，25℃）等3种温度处理。设置3种水分条件，设定基质含水量占田间持水量的80%为对照（CK），60%为轻度胁迫（lightwaterstress，LWS），30%为重度胁迫（severewaterstress，