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6800-18开启全新研究领域 | 苔藓、珊瑚、海草的光合碳同化实测数据——来自英国Essex大学的前沿实验

内容节点
概述
实验/设备条件
样品提取
实验/操作方法
实验结果/结论
仪器/耗材清单

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藻类及水生植物光合固碳测量系统6800-18


藻类及水生植物光合固碳一直是测量难点。为此,LI-COR公司潜心设计,于2020年11月推出藻类及水生植物光合固碳测量系统6800-18。

6800-18能同步测量CO₂同化速率和叶绿素荧光参数。

6800-18的问世,将进一步拓展人们对于藻类、水生植物固碳的认知。

为了让广大研究者尽快熟悉这款新型测量仪器,3月25日,LI-COR举办了quan球线上讲座。今天推送的是讲座的第二部分。

Phillip Davey博士来自英国Essex大学生命科学学院,他和大家分享了三个前沿的光合生理实验。如果您已经观看过讲座的DY部分,6800-18的工作原理及实测数据,请直接定位视频至34’43"继续观看。


苔藓、珊瑚、海草的光合碳同化实测数据——来自英国Essex大学的前沿实验(从34’43"开始)


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

翻译 | 子毅

各位好,我是Phillip Davey。我在Essex大学生命科学学院工作。今天想和大家分享几个前沿的光合生理实验。

之前,我们在叶绿素荧光方面做过一些工作,从气孔、单叶到整个植株的叶绿素荧光成像。另外,我们还使用光合作用测量系统进行了很多有关植物光合生理方面的研究,涉及的物种包括水稻、烟草、拟南芥等,这些都是陆生植物。


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从气孔、单叶到整个植株的叶绿素荧光成像


另外,我们有一个珊瑚礁研究组。珊瑚礁是地球上最令人惊叹的生态系统之一。然而,它也受到了气候变化的影响,如海洋的持续升温导致珊瑚发生白化现象(Coral Bleaching)。


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Essex大学的珊瑚礁研究组,详情登录http://www.essex.ac.uk/departments/life-sciences/research/ecology-and-environmental-microbiology-group/coral-reef-research-unit


当前,我们主要的研究工具包括脉冲调制式荧光测量仪。另外,我们还使用膜进样质谱法MIMS以及氧电极法进行相关研究。

使用红外气体分析仪IRGA进行藻类、水生植物光合碳同化测量时,会遇到一些问题。然而,LI-COR推出的新型测量系统6800-18,已经将这些问题一一解决。下面,我就将为大家介绍三个前沿实验。


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由于高湿,苔藓(Moss)的光合碳同化速率很难测量


苔藓(Moss)的光合碳同化速率很不容易定量,原因是没有很好的办法来应对这种“高湿样品”。我们尝试使用6800-18,得到了如下数据。


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Inside和Outside环境下的苔藓CO₂同化速率


在Inside环境条件下,光强比较弱,100 μmol m-2s-1,CO₂浓度是500ppm;另外,我们还测量了Outside环境下的光合速率,光照为250 μmol m-2s-1,CO₂浓度400ppm。重复数为4。能看到,峰值CO₂同化速率不超过1.5 μmol m-2s-1,这套光合作用测量系统能很精确的捕获到这种量级上的CO₂通量。

另外,我们还使用LI-6800光合作用测量系统的自动程序,测量了苔藓的光响应曲线和二氧化碳响应曲线。梯度两点之间间隔5min,测量室温度维持在20℃,相对湿度80%,加入1ml水。


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苔藓的光响应曲线和二氧化碳响应曲线


通过这种测量,我们定量了苔藓的光合固碳速率。

第二个实验是关于珊瑚的。鹿角珊瑚Acropora sp.属DY种类型,这种珊瑚生长速度快,但是很容易优游总代白化现象(Coral Bleaching);圆筒滨珊瑚Porites cylindrica是第二种类型,生长速度较慢,但是对高温的适应性更强,不容易优游总代白化现象。我们采集了2cm2的样品,在26℃条件下进行了测量。

这是两种珊瑚的光响应曲线以及同步采集的ΦPSII 光响应曲线。你能看到,数据很理想。量化珊瑚的光合碳同化速率,这在以前根本无法想象。


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珊瑚的光响应曲线以及同步采集的ΦPSII光响应曲线


ZH一个实验是Fucus sp.的光响应曲线。Fucus sp.是海草的一种,在潮间带广泛分布,是蓝碳的重要组分。海岸带生态系统在固碳方面有望发挥重要作用,然而之前由于测量技术的限制,我们无法开展真正意义上的研究。

你能看到,Fucus sp.的光响应曲线和陆生高等植物的相当(右下角是“菜豆French Bean”的光响应曲线),说明其碳同化能力不弱。与此同时,我们还得到了Fucus sp.的ΦPSII光响应曲线。


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Fucus sp.的光响应曲线和ΦPSII光响应曲线


总结一下,以前这些无法测量的水生样品,如苔藓、珊瑚、海草等,都可以使用6800-18进行测量。可以说,6800-18的优游总代,开启了一个全新的研究领域。

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