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华南农大“叶绿素荧光和植物表型论坛”暨第3次PhenoTrait论坛圆满结束

华南农大“叶绿素荧光和植物表型论坛”暨第3次PhenoTrait论坛圆满结束

  • 分类:PhenoTrait论坛
  • 作者:慧诺瑞德
  • 来源:植物表型圈
  • 发布时间:2016-06-08 15:18
  • 访问量:

【概要描述】

华南农大“叶绿素荧光和植物表型论坛”暨第3次PhenoTrait论坛圆满结束

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  • 作者:慧诺瑞德
  • 来源:植物表型圈
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2016年6月7日下午,华南农业大学生命科学学院南楼213会议室座无虚席,一场“叶绿素荧光和植物表型论坛”正在热烈进行中。

 

 

华南农业大学研究生院常务副院长彭新湘教授首先致开幕词,介绍了举办本次论坛的目的和意义。

 

 

接下来,中国科学院华南植物园陈贻竹研究员以“用正确测定的叶绿素荧光参数来正确的分析和理解光合行为”为题(关注本公众号,发送 陈老师 三个汉字到本公众号,获取PPT下载地址),详细介绍了植物光合行为的一些基本概念、叶绿素荧光参数的生物学意义和测量中经常遇到的一些问题,并举例进行了说明。

 

 

陈贻竹研究员是我国第一批将调制叶绿素荧光技术应用到科研中的用户,在过去三十年中一直使用叶绿素荧光技术进行植物生理研究,在叶绿素荧光领域有丰富的使用经验,取得了丰硕的成果,并培养了大批科研人人才。

 

七十五岁高龄的陈贻竹研究员精神矍铄,讲起叶绿素荧光来滔滔不绝、深入浅出。例如他在介绍植物的光合行为时指出“植物的光合行为是植物和围绕它的环境之间相互作用的“产物”。光合是将环境和植物之间联系起来的一种功能。它要给予环境也要给予和保护主体,就像一个“企业”要供给社会,也要养活自身。而荧光是这种作用的一种状态的表达,一种在遗传和进化基础上的响应。”

 

 

陈贻竹研究员详细介绍了光合行为的四个基本概念:权衡(Trade-offs)驯化(Acclimation)适应(Adaptation)适合度(Fitness)

 

权衡(Trade-offs)

各种生命过程之间有彼此抵触的利害关系,权衡是指由某一生命过程所获得的利益(benefit)要以减少对另一过程的投入为代价(cost)。例如,一种植物有高的光合能力,那它的代价可能是降低对虫害的抵抗能力;有厚的角质层就可能有低的同化速率;等等

 

驯化(Acclimation)

在现场所检测到的光合作用值,是这之前叶片被短时间(或秒或分)或/和长时间(或小时或天或更长的)尺度调节的结果。因此,在这个时刻之前的“历史”影响这个(些)值。这也是波动的诱因之一。这是在一个世代的时间尺度内对由可引起表型(phenotype)改变的环境变化诱导的响应,而在遗传互补上没有发生任何组成上的变化(Huner et al, 1993)。

 

在自然条件下,环境因子是波动的,因此光合行为是波动的,那你获取的光合(荧光)数据也一定是波动的。这是植物对这种状况的自然驯化的结果。不要以为测定的标准差越小越准确。叶片在摆动、新叶在生长、老叶在老化,太阳在移动,季节在变化…;降雨、温度、湿度等等都无时无刻在波动。植物必须能“左右逢源”。这些都涉及到驯化,所以在检测分析光合和荧光数据时,这是个不可回避的科学问题。

 

 

又例如一片叶子,由于气孔异质分布和叶片本身的结构,在不同部位测出的值是不同的,更何况叶片在白天的任何时段接受的光还是波动的。光合速率25.7±0.8的真实性低于25.7±6.8。

 

生长在海边的红树林植物,在强光下光合速率几乎降到零,当有云遮住太阳,光合速率又能以很快的速度恢复,说明有很强的对光的驯化能力。

 

适应(Adaptation)

适应是与适合度(fitness)相关联的,覆盖一个群体并有延伸多代的概念。这种基因型的进化改变(自然选择)使一个群体适应已经修改的环境。同时也限制“种”和“种群”的空间和地理分布。这是植物对反复出现的压力的选择,是从驯化到适应的结果。

 

适合度(Fitness)

适合度是衡量遗传物质在进化过程中传递能力的尺度,它包括繁殖和存活能力(生长、生物量、生活史)。光合速率或某荧光信号的大小并不直接与植物的适合度相关,需要你去证明。 例如,Pn或 ETR高并不意味植物生长速率、繁殖能力就高。有着在特殊的环境下的生命的特殊适合度的种的种群叫生态型(ecotype)。

 

 

在详细介绍了主要的叶绿素荧光参数并举例说明后,陈贻竹研究员给出了叶绿素荧光测量的总结性建议:

  • 在野外进行无论是气体交换、荧光测定,尽量利用自然光,虽然容易受条件的限制。
  • 测定时要注意被测植物的基本生物学特性、生活史、生活型、叶片的解剖特征,它们原来生长的环境和历史,以及源分配原则。
  • 光合和荧光是有条件的参数,测定条件要标准化,这是经常容易出问题的地方。
  • 由于客观存在的异质性,数据的波动是正常的,不能把这样的波动仅分析为个体和种之间固有的差异,而且也不可能那么精确。
  • 不要单独的用荧光(光合)来分析,要结合植物的生物学特性(叶片结构、源的分配策略)和所处环境来分析。
  • 有理论依据的设计和根据科学问题选择测定相关的荧光参数。

 

 

之后,慧诺瑞德(北京)科技有限公司资深技术顾问韩志国博士分别以“叶绿素荧光技术的革命性突破——从单株到群体测量、从人工测量到高通量自动化测量”和“高通量植物表型技术——从“贵不可及”到affordable的跨越”为题做了报告,详细介绍了国际上最新的叶绿素荧光技术和植物表型技术。

 

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