叶绿素荧光动力学在研究植物逆境生理中的应用_冯建灿.pdf

DOI:10.14067/j.cnki.1003-8981.2002.04.004

第20卷第4期经济林研究Vo1.20No.4
2002年12月ECONOMICFORESTRESEARCHESDec.2002

叶绿素荧光动力学在研究
植物逆境生理中的应用

冯建灿1,胡秀丽1,毛训甲2
(1.河南农业大学林学系,河南郑州450002;2.河南省三林联合开发公司,河南郑州450008)

[摘要]叶绿素荧光动力学技术被称为研究植物光合功能的快速、无损伤探针,已逐渐在研究环境胁迫对植物光合作用影响上进
行利用,本文就这方面的研究工作及叶绿素荧光动力学基本理论作一综述。
[关键词]叶绿素荧光动力学基本理论;逆境生理
[中图分类号]Q682[文献标识码]A[文章编号]1003-8981(2002)04-0014-05

ApplicationofChlorophyllFluorescenceDynamicsto
PlantPhysiologyinAdverseCircumstance

FENGJian-An1,HUXiu-Li1,MAOXun-Jia2
(1.ForestryDepartment,AgriculturalUniversityofHenanProvince,Zhengzhou,Henan450002;
2.SanlinAlliedCompanyinHenanProvince,Zhengzhou,Henan450008,China)

Abstract:Chlorophyllfluorescencedynamicsisnamedasquickandnoharmprobeinphotosynthesisfunctionre-
search,inadverseenvironmentinfluencetophotosynthesisfunction.Thearticlepresentsasummaryofinvolvedre-
searchworkandbasictheoryofchlorophyllfluorescencedynamics.
Keywords:basictheoryofchlorophyllfluorescencedynamics;physiologyinadversecircumstance

叶绿素荧光分析技术是一种以光合作用理论为基础、利用体内叶绿素作为天然探针,研究和探测植物光合
生理状况及各种外界因子对其细微影响的新型植物活体测定和诊断技术。其在测定叶片光合作用过程中光系
统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用,与“表观性”的气体交换指标相比,叶绿素荧光参数
更具有反映“内在性”特点。因此,叶绿素荧光动力学技术被和炙测定叶片光合能快速、无损伤的探针(Genty
等,1989;Schreber等,1994)。目前,叶绿素荧光分析技术应用于光合作用机理、植物抗逆生理、作物增产潜力预
测等方面的研究已取得一定进展,并且愈来愈多的研究说明植物体内发出的叶绿素荧光信号包含了十分丰富
的光合作用信息,其特性又极易随外界环境条件而变化,可以作为快速,灵敏和换损伤地研究和探测多种逆境
因子对植物光合作用的理想方法。本文根据可得生物物理和生物化学的有关信息,综述了叶绿素荧光技术的基
本理论及其在研究植物逆境生理中的应用。
1叶绿素荧光的产生过程及其意义

叶绿素的酒精(或乙醚)溶液在透射光下为翠绿色,在反射光下为棕红色。这种棕红色光是叶绿素分子受光
激发后发射出来的,叶做荧光。荧光波长一般长于相应的吸收光的波长。叶绿素的酒精溶液荧光强度为吸收光
的10%左右,而一般鲜叶的荧光约为吸收光的0.1%～1%。这是因为鲜叶中有更多的光能用于光合作用,故其

[收稿日期]2002-03-19
[作者简介]冯建灿(1963-),男,河南新密人,副教授,博士,主要从事经济树木栽培与生理教学和科研工作。

第4期冯建灿等:叶绿素荧光动力学在研究植物逆境生理中的应用15

荧光较弱。当荧光出现后,立即中断光源,用灵敏的光学仪器还可在短时间内看到红色“余晖”,这是磷光。在通
常情况下,叶绿素分子吸收光量子后,由能级较低的基态变为能级较高的激发态。由红光激发的叫做第一单线
态,由蓝光激发的叫做第二单线态,此外还有三线态。处于这种高能激发状态分子是极不稳定的(寿命约为
10-9秒),它能通过以下三种途径去激发,释放它的能量而回到稳定的基态:①非辐射去激发。能量以热的形式
耗损;②发射荧光和磷光。叶绿素发射的荧光,其寿命约为10-9秒。每100个吸收了光的叶绿素分子中约有30
个会发出,故肉眼都能看到。叶绿素发射的磷光寿命比荧光长得多,约为10-3～10-2秒,甚至有的长达数分钟。
但强度只有荧光的1%,故需要