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光系统II功能综合研究系统落户山东农业大学

光系统II功能综合研究系统落户山东农业大学


光合作用是植物包括藻类及光合细菌吸收太阳能、将CO2和水转化为有机物(化学能)并释放O2的过程。光合作用是整个生物圈提供最重要的生产者,同时为其他生物源源不断地制造O2,可以说是地球上最重要的生物反应过程。因此,光合作用研究在植物、农业科研中一直占有举足轻重的地位。

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光合作用发生于叶绿体内的类囊体(thylakoid)膜上,类囊体膜上嵌插有光系统I和光系统II(PSI和PSII)。由于光系统II位于光系统I前端,同时还含有放氧复合体oxygen-evolving complex。因此光合作用研究的重中之重就是对光系统II的研究。

近日在山东农业大学刚刚调试安装完成的光系统II功能综合研究系统包含4个功能单元:FluorCam封闭式叶绿素荧光成像仪、FL6000双调制叶绿素荧光测量仪、TL6000植物热释光测量仪、PlanTherm PT 100 植物热耐受性测量仪。

FluorCam封闭式叶绿素荧光成像仪用于叶绿素荧光淬灭动力学的各种参数测量并成像,尤其适用于研究植物不同部位逆境响应的变化规律、突变体筛选等。同时FluorCam封闭式叶绿素荧光成像仪是国际上唯一可以进行宏观OJIP快速荧光动力学成像和QA再氧化动力学成像的仪器。

FL6000双调制叶绿素荧光测量仪使用STF(单周转光闪)为主要测量工具,进行QA–再氧化动力学、S状态转换、快速叶绿素荧光诱导等其他普通调制式荧光仪无法完成的测量程序,反映光系统II的差异变化。同时还可以测量PAM(脉冲调制)测量、OJIP快速荧光动力学测量,时间分辨率最高达1µs,世界上公认的功能最为全面、时间分辨率最高的叶绿素荧光仪。

TL6000植物热释光测量仪通过检测光系统II的温度-热释光强度曲线,反映光系统II S2QB、S3QB稳定性、放氧复合体的活性及S态转换。从而将光系统II研究的深度推进到光合电子传递某一具体步骤的层次。这也是目前国际上唯一商用化的光系统II热释光测量仪器。

PlanTherm PT 100 植物热耐受性测量仪从细胞膜受热破损和光系统II热胁迫两个方面衡量植物的热稳定性和热敏感性。

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这一综合系统代表了国际上光系统II研究技术的最高峰,是光合作用深入研究的不二之选。除山东农大以外,中科院植物所、中科院水生所、上海师范大学、河南大学等单位也都装备了这一系统。

高光条件下谷胱甘肽还原酶2维持拟南芥PSII功能(中科院植物所,Ding,2016)

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