德國科學(xué)家Voll的研究組近來利用氣體交換/熒光成像同步測量技術(shù),，研究了玉米黑粉菌感染后玉米葉片的光合性能和碳代謝。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，玉米黑粉菌感染病變部位的二氧化碳響應(yīng)曲線,、二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)和酶活性在各個(gè)發(fā)展階段均表現(xiàn)出C3光合作用，C4代謝在感染的組織被抑制,。
他們將玉米黑粉菌株SG200的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)液注射入7日苗齡的玉米幼苗莖干,。用同體積的水注入對照植物,，然后分別測量葉綠素含量、碳水化合物,、氨基酸,、酶活性和光合作用等參數(shù)。通過利用德國WALZ公司的高精度4通道光合儀GFS-3000與調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)IMAGING-PAM（MINI-探頭）的連用（見上圖）,，同步測量了氣體交換和葉綠素?zé)晒獬上瘛?br />
玉米黑粉菌感染株仍有綠色區(qū)域，通過分析表明仍有較多的葉綠素存在,。通過氣體交換測量,，發(fā)現(xiàn)感染葉片的最大同化速率顯著降低，同時(shí)CO2補(bǔ)償點(diǎn)顯著增高,，而此時(shí)模擬侵染的葉片CO2補(bǔ)償點(diǎn)卻降低,。葉癭內(nèi)的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化酶活性也降低，同時(shí),，葉片病變部位NADP-蘋果酸酶（NADP-ME）（C4循環(huán)的關(guān)鍵酶）的最大活性也減少了6倍多,。從葉癭內(nèi)C4循環(huán)的相關(guān)酶活性降低開始，發(fā)現(xiàn)葉癭內(nèi)C4中心的代謝產(chǎn)物和丙氨酸含量均低于模擬感染的葉片,。光合速率的降低伴隨著二氧化碳?xì)饪讓?dǎo)度的下降,。另外在萎黃色病癭間的綠色區(qū)域，氣體交換很難測量這些區(qū)域,，而利用葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)則十分簡單,，侵染葉片的病癭和未受影響區(qū)域能夠直觀的從其吸光度上區(qū)分出來。與模擬侵染葉片相比,，在感染4天時(shí)葉癭Fv/Fm就已經(jīng)顯著下降,，病癭間的未受影響區(qū)域與對照差異較小。與健康葉片比,，葉癭處非光化學(xué)淬滅(NPQ),、PSII復(fù)合體中過剩光能的調(diào)節(jié)性能量耗散（Y(NPQ)）均較低。這個(gè)影響伴隨著非調(diào)節(jié)性能量耗散（Y(NO)）的增加和電子傳遞速率（ETR）的降低,。所有這些影響在感染6天時(shí)比感染4天時(shí)明顯,，表明葉癭部位盡管光化學(xué)活性受到抑制，卻仍然保持了光合活性,。
研究亮點(diǎn)：
借助GFS-3000和MINI-IMAGING-PAM（合稱GFS-3000/IM）,，同步測量了氣體交換和葉綠素?zé)晒獬上瘢⑶覍Σ“l(fā)部位的光合特性進(jìn)行了測量,，這些是無法用其他儀器替代的,。通過MINI-IMAGING-PAM 對樣品吸光系數(shù)（Abs.）的測量，明顯區(qū)分了正常與感病部位,，這在病理研究中也將會(huì)有重要的應(yīng)用價(jià)值,。他們的研究正是在GFS-3000/IM系統(tǒng)的強(qiáng)大功能支持下進(jìn)行的，GFS-3000/IM系統(tǒng)也為科研工作者開拓了思路提供了新的研究手段，有巨大的應(yīng)用潛力,。
這篇文章即將發(fā)表在國際著名期刊《Journal of Plant Physiology》上,。（澤泉科技）
