延遲熒光檢測技術(shù)及其在光合能力與脅迫檢測中的應(yīng)用.pdf

1、延遲熒光（Delayed Fluorescence,DF）是植物光合器官在停止光照后的發(fā)光現(xiàn)象，僅發(fā)生在活的細(xì)胞里面，是研究植物體內(nèi)和體外各種化學(xué)和物理因子對光合器官功能活性效應(yīng)的良好手段。目前，DF已在生物醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、食品工業(yè)和環(huán)境科學(xué)等研究領(lǐng)域顯示出廣泛的應(yīng)用前景。
　　在植物正常生理條件、鹽脅迫、紫外脅迫的情況下，DF對其光合活性變化具有靈敏性和測量速度快的特點，利用這一特點，發(fā)展和建立一種植物葉片在位和環(huán)境條件（溫度、

2、濕度、CO2濃度）可控的DF動態(tài)衰減檢測技術(shù)，并應(yīng)用于植物光合能力快速檢測、鹽脅迫植物生理傷害程度檢測、紫外輻射脅迫植物生理傷害程度檢測，對于高光合品種快速鑒定、抗鹽植物新品種的快速篩選、紫外輻射環(huán)境脅迫植物生理實時監(jiān)測和早期檢測等都有著重要的理論意義和實用價值，同時也為此技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用研究提供了一定的理論和實驗基礎(chǔ)。
　　本文以DF動態(tài)衰減技術(shù)為核心，對DF動態(tài)衰減檢測方法進行了研究，并設(shè)計了適用于植物葉片在位和環(huán)境條件可

3、控的DF動態(tài)衰減檢測系統(tǒng)；通過分析DF動態(tài)衰減的曲線特征，研究了DF定量化方法，在此基礎(chǔ)上研究了DF表征植物光合能力的理論、方法以及實現(xiàn)；研究了利用DF技術(shù)來檢測鹽脅迫和紫外輻射脅迫對植物傷害程度的方法，論文主要研究工作如下：
　　針對目前DF動態(tài)衰減檢測技術(shù)中存在的離體和無環(huán)境控制帶來的測量不準(zhǔn)確、應(yīng)用受限、重復(fù)性差等缺點，提出了一種在位和環(huán)境條件可控的植物葉片DF動態(tài)衰減檢測方法，并根據(jù)DF動態(tài)衰減特性，提出了DF動態(tài)衰減信號

4、處理方法。
　　根據(jù)DF動態(tài)衰減檢測原理，依據(jù)DF發(fā)射和激發(fā)特性以及DF動態(tài)衰減規(guī)律，設(shè)計了適用于植物葉片在位和環(huán)境條件可控的DF檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)包括在位密封葉室、LED激發(fā)光源和環(huán)境（溫度、濕度、CO2濃度）控制、電氣控制、通道型光電倍增管直流模塊、數(shù)據(jù)采集與處理等。對LED激發(fā)光強和環(huán)境控制部分的可調(diào)范圍和穩(wěn)定性進行了測試，并對DF檢測系統(tǒng)的信噪比進行了測試。
　　根據(jù)DF強度、PSⅡ反應(yīng)中心原初光化學(xué)反應(yīng)量子效率、PSⅡ

5、電子傳遞速率、最優(yōu)條件（飽和CO2濃度、最適宜溫度、飽和光強）下光合速率的限速步驟四者之間的關(guān)系，建立了利用DF表征植物光合能力的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，確定了兩者相關(guān)關(guān)系的條件，分析了延遲熒光動態(tài)衰減多指數(shù)模型特征，提出了簡化的DF三指數(shù)動態(tài)衰減近似模型，分析了簡化模型特征，研究了DF定量化計算方法，研究了DF參數(shù)優(yōu)化方法，建立了DF表征植物光合能力數(shù)學(xué)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，完善了利用DF檢測植物光合能力的方法，設(shè)計并完成了基于該方法的光合能力快速檢測系

6、統(tǒng)。并在野外條件下利用該系統(tǒng)與光合速率測定儀（LI-6400）對幾種作物進行了光合能力的對比測量，驗證了系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性及快速性。
　　提出了利用DF技術(shù)檢測植物鹽脅迫程度的方法。研究了不同濃度NaCl對DF強度及光合速率的影響，分析了不同濃度的CaCl2、6-BA和SA鹽脅迫緩解效應(yīng)對DF強度和光合速率的影響，并研究了在CaCl2、6-BA、SA三種鹽脅迫緩解因子作用下DF時間動力學(xué)的變化，從而驗證了DF能夠在位快速準(zhǔn)確的表征鹽