易科泰光合作用研究技术案例分享

易科泰生态技术公司提供光合作用研究全面技术方案：

ü 便携式光合作用测量

ü 多通道光合作用持续监测

ü 光合作用测量与叶绿素荧光测量技术

ü 光合作用测量与叶绿素荧光成像技术

ü 光合作用测量与Thermo-RGB成像技术

易科泰便携式光合作用测量系统包括便携式光合仪和手持式叶绿素荧光仪，能够测量获得植物/作物的光合作用气体交换参数和叶绿素荧光参数。前者包括光合速率/同化速率、蒸腾速率、气孔导度等，能够反映光合作用的宏观表现；后者包括光化学转化效率、电子传递速率、光合机构光系统II（PSII）活力等，能够反映光合作用的微观过程。因此，便携式光合作用测量系统能够全面且细致地测定和评估植物/作物的光合作用性能。

因其小巧轻便、易携带、易操作的优点，系统被广泛用于作物育种、作物栽培、作物生理、基因工程等众多研究领域，帮助广大农业科研工作者快速、准确地获取植物光合生理和生理生态数据，发表了大量高质量、有影响力的学术论文。本文摘选了最两年发表在《Plant Stress》《The Plant Journal》《Frontiers in Plant Science》等专业学术期刊的论文，向大家分享光合作用与叶绿素荧光测量技术应用案例。

1. 外源精胺对番茄复合胁迫耐受性的改善作用

参考论文：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）是一种多胺类化合物，已被广泛证明能够调节植物的生理功能，包括抗氧化防御、光合作用效率、细胞修复以及基因表达等。本文研究了外源精胺（Spm）对番茄植株在盐胁迫（S）和除草剂复合胁迫下的缓解作用。该研究发现外源精胺处理能够显著提高番茄植株的存活率、生长状况、光系统II功能和光合速率，并减少氧化损伤标志物（如H₂O₂和丙二醛）的积累。进一步研究发现，精胺通过降低氧化应激，改善了番茄在复合胁迫下的耐受性。该研究为应对气候变化和土壤污染等多重胁迫提供了潜在的解决方案。

下表显示了外源精胺处理显著提高了盐胁迫复合胁迫下番茄的光合速率和PSII效率，反映了精胺对光合作用的促进作用，表明其在缓解胁迫对光合功能的抑制方面具有积极作用。

2. 小麦耐旱机制的生理与组学研究

参考论文：Nešporová, 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.

本研究探讨了小麦在干旱胁迫及恢复期间的生理、蛋白质组学和代谢组学响应。通过对比两种小麦品种（Baletka和Tobak）在短期和长期干旱处理以及恢复后的表现，发现Baletka采用“节水”策略，即通过关闭气孔减少水分散失，积累保护性蛋白，增强草酸氧化酶活性，以提高水分利用效率和耐旱能力，从而表现出更高的耐旱性；而Tobak则采用“耗水”策略，即通过保持气孔开放维持光合作用，但这种策略导致更高的水分散失，且在干旱胁迫后的恢复能力相对较弱。该研究揭示了节水型和耗水型小麦品种在干旱适应机制上的差异，为培育耐旱小麦品种提供了重要的理论依据和分子基础。

在研究中，通过便携式光合作用测量系统测定的光合参数，揭示了两种小麦品种Baletka和Tobak在干旱和恢复期间的水分利用和光合能力的显著差异。

（1） 净光合速率：在长期干旱处理期间，Tobak的净光合速率显著高于Baletka。这可能是因为Tobak在干旱条件下保持较高的气孔导度，允许更多的CO₂进入叶片进行光合作用。然而，这种策略也导致了更高的水分散失。相比之下，Baletka通过关闭气孔减少水分散失，虽然净光合速率有所下降，但能够在干旱条件下维持相对稳定的光合效率。

（2） 细胞间CO₂浓度：在长期干旱处理期间，Baletka的细胞间CO₂浓度显著高于Tobak。这表明Baletka在干旱条件下通过关闭气孔减少了CO₂的散失，但同时也导致了细胞间CO₂浓度的积累。这种积累可能有助于在气孔关闭的情况下维持一定的光合速率。

（3） 最大光化学效率（Fv/Fm）：在短期和长期干旱处理期间，Baletka的Fv/Fm值与对照组相比没有显著差异，而Tobak的Fv/Fm值在长期干旱处理后显著下降。这表明Baletka在干旱条件下能够更好地保护光系统II的结构和功能，维持较高的光合效率，而Tobak则可能因干旱胁迫导致光系统II受损，光合效率下降。

综上所述，Baletka通过关闭气孔减少水分散失，维持较高的水分利用效率和光合效率，表现出更强的耐旱能力；而Tobak则通过保持较高的气孔导度维持光合作用，但水分利用效率较低，耐旱能力相对较弱。

3. 部分根区交替灌溉增强大麦耐低温能力及其机制

参考论文：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.

本文研究了部分根区交替灌溉（PRD，交替湿润和干燥植物根系的不同区域）对大麦耐低温能力的影响。研究发现，部分根区交替灌溉能够显著提高大麦在低温条件下的净光合速率、气孔导度和光系统II的最大量子效率，同时降低相对电导率。代谢组学分析表明，PRD促进了大麦根中谷胱甘肽和9-十八碳烯酰胺的积累，转录组分析也证实了相关基因表达的变化。此外，PRD还通过改变根际微生物群落的组成，富集核心微生物，进一步增强了大麦的耐低温能力。该研究表明，PRD是一种通过灌溉管理提高作物耐逆性的有效策略。

下图展示了不同处理条件下大麦叶片的净光合速率（An）、气孔导度（Gs）和最大光化学效率（Fv/Fm）。结果显示，PRD 处理的大麦在低温条件下表现出更高的 An、Gs 和 Fv/Fm 值，表明其光合能力和气孔功能得到了显著改善。

易科泰公司提供光合作用测量全面解决方案：

ü 便携式光合作用测量系统（其中手持式叶绿素荧光仪可升级为便携式叶绿素荧光成像仪）

ü iFL便携式光合作用与叶绿素荧光复合测量系统（英国ADC公司产）

ü APS多通道光合作用测量监测系统（英国ADC公司产）

ü FluorCam叶绿素荧光成像技术

ü FluorTron®叶绿素荧光成像技术，叶绿素荧光动态（time-resolved）与光谱（time-resolved）成像，全面解析叶绿素荧光

ü ET-LEDIF叶绿素荧光监测系统