FluorCam葉綠素熒光系統發表文獻選錄(十五)
——銅積累植物沼澤景天的顯微光合特性
重金屬對植物的毒害效應尤其是對光合系統的損傷一直是植物生理、生態毒理、作物育種、環境修復等研究都非常關注的問題。而因為研究工具的限制,這方面研究一直只能在相對宏觀的層次展開,研究者一直難以直接在微觀層次觀測單個細胞乃至單個葉綠體的重金屬損傷。
德國康斯坦茨大學Kupper教授和他的團隊以沼澤景天Crassulahelmsii為研究對象,分析了銅在高等植物中的絡合作用與毒性。
沼澤景天是一種原產澳大利亞的入侵兩棲水生植物,也已經入侵我國。同時,研究證明,沼澤景天也是一種新發現的超積累植物。在一定培養條件下,它的莖稈中可以積累超過9000ppm Cu。在這一研究中,通過FKM多光譜熒光動態顯微成像系統進行的顯微葉綠素熒光成像結果表明,沼澤景天葉綠體的光系統II反應中心對銅毒害具有相當的抗性,表現出與一般植物不同的特性。
Kupper教授一直致力于葉綠素熒光顯微成像技術的應用工作。他與PSI公司合作在2000年最先推出了實用化的調制式葉綠素熒光顯微成像系統Micro-FluorCam。
在2007年,他們繼續合作,將其升級為FKM多光譜熒光動態顯微成像系統,同時將應用領域從原來單純用于藻類研究,擴展到高等植物細胞與葉綠體?,F在的FKM系統具備以下功能:
• 內置現今葉綠素熒光研究的全部程序,如Fv/Fm、Kautsky誘導效應、熒光淬滅、OJIP快速熒光響應曲線、QA再氧化等,可獲得70余項參數。
• 配備10倍、20倍、40倍、63倍和100倍專用生物熒光物鏡,可以清晰觀測到葉綠體及其發出的熒光。
• 激發光源組中包括紅光、藍光、綠光、白光、紫外光和遠紅光等,通過紅藍綠三色光還可以調出可見光譜中的任何一種色光,能夠研究植物/藻類中任何一種色素分子或發色團。
• 可進行GFP、DAPI、DiBAC4、SYTOX、CTC等熒光蛋白、熒光染料的成像分析
• 高靈敏度CCD鏡頭,時間分辨率最高達50張每秒,可快速捕捉葉綠素熒光瞬變。
• 高分辨率光譜儀能夠深入解析各種熒光的光譜圖。
• 控溫系統可以保證實驗樣品在同等溫度條件下進行測量,提高實驗精度,也可以進行高溫/低溫脅迫研究。
藻類病害(Gachon C, et al. 2006) | 藻類異形胞光合生理與變化過程 (Ferimazova N, et al. 2013) |
藍藻光合與固氮的時空隔離(Berman-Frank I, et al. 2001) | 植物/藻類光合作用機制的深入研究(Vacha F, et al. 2007.) |
單個細胞\葉綠體熒光動力學與表型分析(Jacobs M, et al. 2016.) | OJIP快速熒光曲線和QA再氧化動力學曲線測量 |
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參考文獻:
Küpper, H., Götz, B., Mijovilovich, A., Küpper, F. C. & Meyer–Klaucke, W. 2009. Complexation and toxicity of copper in higher plants. I. Characterization of copper accumulation, speciation, and toxicity in Crassulahelmsii as a new copper accumulator. Plant physiology 151, 702–714
文獻使用儀器:FKM多光譜熒光動態顯微成像系統(Micro-FluorCam)