易科泰光合作用研究技術案例分享

易科泰生態技術公司提供光合作用研究全面技術方案：

ü 便攜式光合作用測量

ü 多通道光合作用持續監測

ü 光合作用測量與葉綠素熒光測量技術

ü 光合作用測量與葉綠素熒光成像技術

ü 光合作用測量與Thermo-RGB成像技術

易科泰便攜式光合作用測量系統包括便攜式光合儀和手持式葉綠素熒光儀，能夠測量獲得植物/作物的光合作用氣體交換參數和葉綠素熒光參數。前者包括光合速率/同化速率、蒸騰速率、氣孔導度等，能夠反映光合作用的宏觀表現；后者包括光化學轉化效率、電子傳遞速率、光合機構光系統II（PSII）活力等，能夠反映光合作用的微觀過程。因此，便攜式光合作用測量系統能夠全面且細致地測定和評估植物/作物的光合作用性能。

因其小巧輕便、易攜帶、易操作的優點，系統被廣泛用于作物育種、作物栽培、作物生理、基因工程等眾多研究領域，幫助廣大農業科研工作者快速、準確地獲取植物光合生理和生理生態數據，發表了大量高質量、有影響力的學術論文。本文摘選了最兩年發表在《Plant Stress》《The Plant Journal》《Frontiers in Plant Science》等專業學術期刊的論文，向大家分享光合作用與葉綠素熒光測量技術應用案例。

1. 外源精胺對番茄復合脅迫耐受性的改善作用

參考論文：Pascual, L. S., López-Climent, M. F., Segarra-Medina, C., Gómez-Cadenas, A., & Zandalinas, S. I. (2023). Exogenous spermine alleviates the negative effects of combined salinity and paraquat in tomato plants by decreasing stress-induced oxidative damage. Frontiers in Plant Science, 14, 1193207.

精胺（Spm）是一種多胺類化合物，已被廣泛證明能夠調節植物的生理功能，包括抗氧化防御、光合作用效率、細胞修復以及基因表達等。本文研究了外源精胺（Spm）對番茄植株在鹽脅迫（S）和除草劑復合脅迫下的緩解作用。該研究發現外源精胺處理能夠顯著提高番茄植株的存活率、生長狀況、光系統II功能和光合速率，并減少氧化損傷標志物（如H?O?和丙二醛）的積累。進一步研究發現，精胺通過降低氧化應激，改善了番茄在復合脅迫下的耐受性。該研究為應對氣候變化和土壤污染等多重脅迫提供了潛在的解決方案。

下表顯示了外源精胺處理顯著提高了鹽脅迫復合脅迫下番茄的光合速率和PSII效率，反映了精胺對光合作用的促進作用，表明其在緩解脅迫對光合功能的抑制方面具有積極作用。

2. 小麥耐旱機制的生理與組學研究

參考論文：Ne?porová, T., Vítámvás, P., Kosová, K., Hynek, R., Planchon, S., & Renaut, J. (2024). Water-saving and water-spending strategy: The physiological, proteomic and metabolomic investigation of wheat response to drought and the following recovery. Plant Stress, 13, 100509.

本研究探討了小麥在干旱脅迫及恢復期間的生理、蛋白質組學和代謝組學響應。通過對比兩種小麥品種（Baletka和Tobak）在短期和長期干旱處理以及恢復后的表現，發現Baletka采用“節水"策略，即通過關閉氣孔減少水分散失，積累保護性蛋白，增強草酸氧化酶活性，以提高水分利用效率和耐旱能力，從而表現出更高的耐旱性；而Tobak則采用“耗水"策略，即通過保持氣孔開放維持光合作用，但這種策略導致更高的水分散失，且在干旱脅迫后的恢復能力相對較弱。該研究揭示了節水型和耗水型小麥品種在干旱適應機制上的差異，為培育耐旱小麥品種提供了重要的理論依據和分子基礎。

在研究中，通過便攜式光合作用測量系統測定的光合參數，揭示了兩種小麥品種Baletka和Tobak在干旱和恢復期間的水分利用和光合能力的顯著差異。

（1） 凈光合速率：在長期干旱處理期間，Tobak的凈光合速率顯著高于Baletka。這可能是因為Tobak在干旱條件下保持較高的氣孔導度，允許更多的CO?進入葉片進行光合作用。然而，這種策略也導致了更高的水分散失。相比之下，Baletka通過關閉氣孔減少水分散失，雖然凈光合速率有所下降，但能夠在干旱條件下維持相對穩定的光合效率。

（2） 細胞間CO?濃度：在長期干旱處理期間，Baletka的細胞間CO?濃度顯著高于Tobak。這表明Baletka在干旱條件下通過關閉氣孔減少了CO?的散失，但同時也導致了細胞間CO?濃度的積累。這種積累可能有助于在氣孔關閉的情況下維持一定的光合速率。

（3） 最大光化學效率（Fv/Fm）：在短期和長期干旱處理期間，Baletka的Fv/Fm值與對照組相比沒有顯著差異，而Tobak的Fv/Fm值在長期干旱處理后顯著下降。這表明Baletka在干旱條件下能夠更好地保護光系統II的結構和功能，維持較高的光合效率，而Tobak則可能因干旱脅迫導致光系統II受損，光合效率下降。

綜上所述，Baletka通過關閉氣孔減少水分散失，維持較高的水分利用效率和光合效率，表現出更強的耐旱能力；而Tobak則通過保持較高的氣孔導度維持光合作用，但水分利用效率較低，耐旱能力相對較弱。

3. 部分根區交替灌溉增強大麥耐低溫能力及其機制

參考論文：Mu, P., Ye, F., Liu, X., Zhang, P., Liu, T., & Li, X. (2025). Partial root‐zone drying irrigation enhances synthesis of glutathione in barley roots to improve low temperature tolerance. The Plant Journal, 121(3), e70026.

本文研究了部分根區交替灌溉（PRD，交替濕潤和干燥植物根系的不同區域）對大麥耐低溫能力的影響。研究發現，部分根區交替灌溉能夠顯著提高大麥在低溫條件下的凈光合速率、氣孔導度和光系統II的最大量子效率，同時降低相對電導率。代謝組學分析表明，PRD促進了大麥根中谷胱甘肽和9-十八碳烯酰胺的積累，轉錄組分析也證實了相關基因表達的變化。此外，PRD還通過改變根際微生物群落的組成，富集核心微生物，進一步增強了大麥的耐低溫能力。該研究表明，PRD是一種通過灌溉管理提高作物耐逆性的有效策略。

下圖展示了不同處理條件下大麥葉片的凈光合速率（An）、氣孔導度（Gs）和最大光化學效率（Fv/Fm）。結果顯示，PRD 處理的大麥在低溫條件下表現出更高的 An、Gs 和 Fv/Fm 值，表明其光合能力和氣孔功能得到了顯著改善。

易科泰公司提供光合作用測量全面解決方案：

ü 便攜式光合作用測量系統（其中手持式葉綠素熒光儀可升級為便攜式葉綠素熒光成像儀）

ü iFL便攜式光合作用與葉綠素熒光復合測量系統（英國ADC公司產）

ü APS多通道光合作用測量監測系統（英國ADC公司產）

ü FluorCam葉綠素熒光成像技術

ü FluorTron®葉綠素熒光成像技術，葉綠素熒光動態（time-resolved）與光譜（time-resolved）成像，全面解析葉綠素熒光

ü ET-LEDIF葉綠素熒光監測系統