藻類及水生植物光合固碳測量系統6800-18

藻類及水生植物光合固碳一直是測量難點。為此，LI-COR公司潛心設計，于2020年11月推出藻類及水生植物光合固碳測量系統6800-18。
 

6800-18能同步測量CO₂同化速率和葉綠素熒光參數。
 

6800-18的問世，將進一步拓展人們對于藻類、水生植物固碳的認知。
 

為了讓廣大研究者盡快熟悉這款新型測量儀器，3月25日，LI-COR舉辦了全球線上講座。今天推送的是講座的第二部分。
 

Phillip Davey博士來自英國Essex大學生命科學學院，他和大家分享了三個前沿的光合生理實驗。如果您已經觀看過講座的第一部分，6800-18的工作原理及實測數據，請直接定位視頻至34’43"繼續觀看。
 

苔蘚、珊瑚、海草的光合碳同化實測數據——來自英國Essex大學的前沿實驗（從34’43"開始）

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
 

翻譯 | 子毅
 

各位好，我是Phillip Davey。我在Essex大學生命科學學院工作。今天想和大家分享幾個前沿的光合生理實驗。
 

之前，我們在葉綠素熒光方面做過一些工作，從氣孔、單葉到整個植株的葉綠素熒光成像。另外，我們還使用光合作用測量系統進行了很多有關植物光合生理方面的研究，涉及的物種包括水稻、煙草、擬南芥等，這些都是陸生植物。
 

從氣孔、單葉到整個植株的葉綠素熒光成像

另外，我們有一個珊瑚礁研究組。珊瑚礁是地球上最令人驚嘆的生態系統之一。然而，它也受到了氣候變化的影響，如海洋的持續升溫導致珊瑚發生白化現象（Coral Bleaching）。
 

Essex大學的珊瑚礁研究組，詳情登錄https://www.essex.ac.uk/departments/life-sciences/research/ecology-and-environmental-microbiology-group/coral-reef-research-unit

當前，我們主要的研究工具包括脈沖調制式熒光測量儀。另外，我們還使用膜進樣質譜法MIMS以及氧電極法進行相關研究。
 

使用紅外氣體分析儀IRGA進行藻類、水生植物光合碳同化測量時，會遇到一些問題。然而，LI-COR推出的新型測量系統6800-18，已經將這些問題一一解決。下面，我就將為大家介紹三個前沿實驗。
 

由于高濕，苔蘚（Moss）的光合碳同化速率很難測量

苔蘚（Moss）的光合碳同化速率很不容易定量，原因是沒有很好的辦法來應對這種“高濕樣品”。我們嘗試使用6800-18，得到了如下數據。
 

Inside和Outside環境下的苔蘚CO₂同化速率

在Inside環境條件下，光強比較弱，100 μmol m^-2s^-1，CO₂濃度是500ppm；另外，我們還測量了Outside環境下的光合速率，光照為250 μmol m^-2s^-1，CO₂濃度400ppm。重復數為4。能看到，峰值CO₂同化速率不超過1.5 μmol m^-2s^-1，這套光合作用測量系統能很精確的捕獲到這種量級上的CO₂通量。
 

另外，我們還使用LI-6800光合作用測量系統的自動程序，測量了苔蘚的光響應曲線和二氧化碳響應曲線。梯度兩點之間間隔5min，測量室溫度維持在20℃，相對濕度80%，加入1ml水。
 

苔蘚的光響應曲線和二氧化碳響應曲線

通過這種測量，我們定量了苔蘚的光合固碳速率。
 

第二個實驗是關于珊瑚的。鹿角珊瑚Acropora sp.屬第一種類型，這種珊瑚生長速度快，但是很容易出現白化現象（Coral Bleaching）；圓筒濱珊瑚Porites cylindrica是第二種類型，生長速度較慢，但是對高溫的適應性更強，不容易出現白化現象。我們采集了2cm²的樣品，在26℃條件下進行了測量。
 

這是兩種珊瑚的光響應曲線以及同步采集的ΦPSII 光響應曲線。你能看到，數據很理想。量化珊瑚的光合碳同化速率，這在以前根本無法想象。
 

珊瑚的光響應曲線以及同步采集的ΦPSII光響應曲線

最后一個實驗是Fucus sp.的光響應曲線。Fucus sp.是海草的一種，在潮間帶廣泛分布，是藍碳的重要組分。海岸帶生態系統在固碳方面有望發揮重要作用，然而之前由于測量技術的限制，我們無法開展真正意義上的研究。
 

你能看到，Fucus sp.的光響應曲線和陸生高等植物的相當（右下角是“菜豆French Bean”的光響應曲線），說明其碳同化能力不弱。與此同時，我們還得到了Fucus sp.的ΦPSII光響應曲線。
 

Fucus sp.的光響應曲線和ΦPSII光響應曲線

總結一下，以前這些無法測量的水生樣品，如苔蘚、珊瑚、海草等，都可以使用6800-18進行測量。可以說，6800-18的出現，開啟了一個全新的研究領域。