CN104677874B - 植物叶片遮光器及应用该遮光器的叶绿素荧光测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了植物叶片遮光器及应用该遮光器的叶绿素荧光测定方法，所述遮光器包括用于遮盖叶片上表面并设有开孔的前遮光层，用于遮盖叶片下表面并与前遮光层连接的后遮光层，以及用于遮盖所述开孔的活动式遮光挡片，所述前、后遮光层及遮光挡片均采用软性轻质材料制成。软性轻质材料可采用重量轻、成本低的锡箔纸，简单方便且有效遮光，还可以根据叶片的大小进行调整，遮光面积大，且不伤害叶片，适合所有类型的植物叶片。本发明的遮光器在叶绿素荧光测定中用于植物叶片的暗适应，受外界环境因素影响较小，有利于数据测定的稳定，测定数据比较接近完全遮光条件。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，特别是涉及植物叶片遮光器及应用该遮光器的叶绿素荧光测定方法。
背景技术
叶绿素荧光作为植物光合作用研究的探针，不仅得到广泛的研究和应用，且已经成为研究光合作用不可或缺的工具。几乎所有光合作用过程的变化均可通过叶绿素荧光反映出来，而荧光测定技术不需破碎细胞，不伤害生物体，因此通过研究叶绿素荧光来间接研究光合作用的变化是一种简便、快捷、可靠的方法。
叶绿素荧光的测定包括两个方面，分别为暗适应和光下测定。最大荧光Fm和和原初荧光Fo，以及PS II的最大量子产量Fv/Fm＝(Fm-Fo)/Fm，需要通过至少30min的遮光处理后才能测定，且暗适应效果直接影响到测量结果是否准确。PS II的最大量子产量Fv/Fm反映了植物的潜在最大光合能力。PS II的最大量子产量正常条件下一般在0.8-0.84之间，但因植物类型及生育期而定，以水稻为例，多数品种在0.77-0.82之间。另外，叶绿素最大量子产量受不良环境影响较大，高低温，干旱胁迫，重金属，盐胁迫乃至衰老均导致最大量子产量大幅度下降。由此，最大量子产量也可以作为植物是否健康的依据。
目前，最大量子产量的测定所采用的遮光方式为叶绿素荧光测定仪所配套的叶夹子，大量的研究表明了叶夹子确实可以达到局部暗适应的效果。然而，以PAM-2500便携式叶绿素荧光仪为例，配套叶夹子在使用时存在以下几个问题：1)不适合水稻小麦等禾本科作物叶片的使用。配套的叶夹子针对木本植物叶片及叶片大且支撑力高的禾本科作物如玉米、高粱等使用方便，但对于叶片小且柔软的禾本科作物如水稻、小麦等叶片不太适合，因为叶夹子比较重(约4g)，水稻及小麦叶片承受不住这个重量，容易伤害叶片，从而影响测量结果。尤其是野外样品数较多且秧苗较小的情况下，可操作性很小。2)遮光面积小。叶夹遮光面积才3.14cm2，在实验室条件下不影响测量结果，但野外测定时容易受到外界环境的干扰，尤其在温度较高的情况下。3)数量少，价格昂贵。叶绿素荧光仪PAM-2500配套夹子才6个，最多12个，难以满足实验的要求，样品数较多的情况下，如果另外购买价格昂贵，约500元/个。
鉴于现有叶绿素荧光仪配套叶夹在测量水稻叶片时存在以上问题，在叶绿素荧光测定中,创设一种不伤害叶片、受外界环境因素影响小、适合所有类型植物叶片、成本低廉且简便有效的植物叶片遮光器实属当前极需改进的目标。
发明内容
本发明的一个目的是提供植物叶片遮光器，使其不伤害叶片、适合所有类型植物叶片、操作简便且遮光效果好，从而克服现有使用仪器配套的遮光叶夹子不适用于小且柔软的植物叶片、遮光效果易受外界影响的不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
植物叶片遮光器，包括用于遮盖叶片上表面并设有开孔的前遮光层，用于遮盖叶片下表面并与前遮光层连接的后遮光层，以及用于遮盖所述开孔的活动式遮光挡片，所述前、后遮光层及遮光挡片均采用软性轻质材料制成。
进一步地，所述遮光挡片可抽离的设置在前、后遮光层之间，且其至少一端伸出所述前、后遮光层之间的空间。
进一步地，所述软性轻质材料为锡箔纸。
进一步地，所述前、后遮光层通过一整张锡箔纸折叠而成。
进一步地，所述前、后遮光层长度为5-20cm，宽度为叶片宽度的1.1-1.5倍，所述开孔的孔径为叶片宽度的0.2-0.4倍。
本发明的另一个目的是提供应用所述植物叶片遮光器的叶绿素荧光测定方法，具有受外界环境因素影响较小，利于数据测定的稳定，测定数据更准确的优点。采用如下技术方案：
叶绿素荧光测定方法，应用所述的遮光器对待测植物叶片进行暗适应，在暗适应结束后对所述开孔处对应的叶片部位进行荧光测定。
进一步地，对所述开孔处的叶片部位进行荧光测定是通过先在该开孔处对应夹上叶绿素荧光测定仪的配套叶夹并安装好测定探头，再抽离所述遮光挡片后进行测定。
由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：
(1)本发明的遮光器的前、后遮光层及遮光挡片采用软性轻质材料，贴合叶片表面又不伤害叶片，操作方式简单方便且有效遮光，可以根据叶片的大小进行调整，遮光面积大，适合所有类型的植物叶片，尤其是小且柔软的植物叶片如水稻、小麦等。
(2)软性轻质材料可采用重量轻、成本低的锡箔纸，可采用一整张锡箔纸对叶片进行包片遮光，由于锡箔纸的特性，可根据叶片的大小折叠出合适的前后遮光层。
(3)本发明的遮光器在叶绿素荧光测定中用于植物叶片的暗适应，受外界环境因素影响较小，有利于数据测定的稳定，测定数据比较接近完全遮光条件。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的植物叶片遮光器的使用状态示意图。
图2是采用锡箔纸进行遮光的示意图。
具体实施方式
本发明提供了植物叶片遮光器以及应用所述植物叶片遮光器的叶绿素荧光测定方法。所述遮光器采用软性轻质材料，重量轻，可不伤害叶片，适合所有类型的植物叶片，尤其是小且柔软的植物叶片如水稻、小麦等，操作简单方便且有效遮光。将该遮光器用于叶绿素荧光测定时叶片的暗适应，受外界环境因素影响较小，有利于数据测定的稳定，测定数据更准确。
请参阅图1所示，本发明的植物叶片遮光器，包括用于遮盖叶片5上表面并设有开孔11的前遮光层1、用于遮盖叶片5下表面并与前遮光层1连接的的后遮光层(图中未示出)，用于遮盖所述开孔11的活动式遮光挡片2。所述前、后遮光层及遮光挡片2均采用软性轻质材料制成。其中，所述遮光挡片2可抽离的设置在前、后遮光层之间，且其至少一端伸出所述前、后遮光层之间的空间。
优选地，所述软性轻质材料为锡箔纸。锡箔纸重量轻、成本低、对叶片无伤害，并且可以在多种类型植物样品上使用。具体地，如图2所示，可采用一整张锡箔纸根据叶片的形状进行折叠包覆，锡箔纸的中部设有开孔11，锡箔纸的左右两端交叠形成所述后遮光层。一般地，选择前、后遮光层长度为5-20cm，宽度为叶片宽度的1.1-1.5倍，所述开孔的孔径为叶片宽度的0.2-0.4倍。遮光挡片2夹持在前、后遮光层之间，且其上下两端部至少有一端伸出所述前、后遮光层外，方便抽离。
针对水稻叶片，可通过以下操作实现对叶片的有效遮光：
首先根据所测定的叶片宽度，裁剪一张宽7.5cm，长8cm左右的锡箔纸，长宽可根据叶片大小变动；将锡箔纸平均折成左中右3片(每片宽2.5cm)，中间一片作为前遮光层1，并在其中部用打孔器打一个圆孔作为所述开孔11，所述开孔直径约为0.8cm，同样可根据叶片大小而定。将左右两片分别向后折叠，交叠形成所述后遮光层。
剪出一张长约为9cm，宽2.3cm的锡箔纸片，作为遮光挡片2，夹在叶片与前遮光层1之间，用以遮住开孔11部分的光。
暗适应过程结束后，在前遮光层1的开孔11处对应夹上叶绿素荧光测定仪的配套叶夹3，在叶夹3中部的测量探头安装孔31处安装好测量探头，再抽离所述遮光挡片，使得开孔11下面覆盖的叶片露出，从而对叶绿素荧光最大光量子产量进行测定。
本发明的植物叶片遮光器，由于遮光物质换成锡箔纸等软性轻质材料，重量轻了很多，上述实施例中锡箔纸的总重约0.27g左右，植物叶片能够承担遮光器本身的重量，对叶片无伤害，测量结果准确。同时，有效遮光面积较大，有利于田间测量，并且遮光面积可根据叶片大小调整，在不伤害叶片的前提下，越大越好。
PS II的最大量子产量是经过充分暗适应后，所有电子门均处于开放态，打开测量光得到Fo，此时给出一个饱和脉冲，所有的电子门就都将该用于光合作用的能量转化为了荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为Fm。根据Fm和Fo可以计算出PS II的最大量子产量Fv/Fm＝(Fm-Fo)/Fm，它反映了植物的潜在最大光合能力。因此，PSII的最大量子产量应以完全整个植物完全遮光下测定值为准。采用传统叶夹遮光、本发明锡箔纸遮光以及完全遮光三种处理方式，对比叶绿素荧光测定结果可见：无论是叶夹，锡箔纸和完全遮光处理，最大光量子产量处理间的差异均非常小，但完全遮光处理稍高于叶夹及锡箔纸遮光处理，尤其是V2，完全遮光处理明显高于其他两个处理，其次为锡箔纸处理。从表1中的结果分析看，锡箔纸遮光处理测定值与完全遮光处理比较相近，尤其是Fo和Fm，这两个处理间的差异不明显，但均显著高于叶夹处理。
表1 不同避光方式对水稻叶片最大光量子效率(Fv/Fm)的影响
综上所述，由于采用了以上技术方案，本发明的植物叶片遮光器采用软性轻质材料对待测植物叶片进行包覆，重量轻，可不伤害叶片，适合所有类型的植物叶片，尤其是小且柔软的植物叶片如水稻、小麦等，操作简单方便且有效遮光。应用该遮光器用于叶绿素荧光测定中叶片的暗适应，受外界环境因素影响较小，有利于数据测定的稳定，测定数据比较接近完全遮光条件，测定结果更准确。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.植物叶片遮光器，其特征在于，包括用于遮盖叶片上表面并设有开孔的前遮光层，用于遮盖叶片下表面并与前遮光层连接的后遮光层，以及用于遮盖所述开孔的活动式遮光挡片，所述前、后遮光层及遮光挡片均采用锡箔纸制成；所述遮光挡片可抽离的设置在前、后遮光层之间，且其至少一端伸出所述前、后遮光层之间的空间。
2.根据权利要求1所述的植物叶片遮光器，其特征在于，所述前、后遮光层通过一整张锡箔纸折叠而成。
3.根据权利要求1所述的植物叶片遮光器，其特征在于，所述前、后遮光层长度为5-20cm，宽度为叶片宽度的1.1-1.5倍，所述开孔的孔径为叶片宽度的0.2-0.4倍。
4.叶绿素荧光测定方法，其特征在于，应用权利要求1-3任一项所述的遮光器对待测植物叶片进行暗适应，在暗适应结束后对所述开孔处对应的叶片部位进行荧光测定。
5.根据权利要求4所述的叶绿素荧光测定方法，其特征在于，对所述开孔处的叶片部位进行荧光测定是通过先在该开孔处对应夹上叶绿素荧光测定仪的配套叶夹并安装好测定探头，再抽离所述遮光挡片后进行测定。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5014225A (en) * | 1988-08-09 | 1991-05-07 | Simon Fraser University | Apparatus and method for determining plant fluorescence |
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| US5014225A (en) * | 1988-08-09 | 1991-05-07 | Simon Fraser University | Apparatus and method for determining plant fluorescence |
| CN102791330A (zh) * | 2010-03-15 | 2012-11-21 | 索尼公司 | 确定装置和确定方法 |
| CN102435590A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-05-02 | 上海泽泉科技有限公司 | 叶绿素荧光诱导曲线测量中光化光强度的确定方法 |
| CN203587493U (zh) * | 2013-12-14 | 2014-05-07 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 | 一种肉质化叶片暗适应叶夹装置 |
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