拟南芥光合速率的测定

　　拟南芥背景资料：

　　拟南芥是一种十字花科植物，广泛用于植物遗传学、发育生∩物学和分子生物学的研究，已成为一种典型的模式植物，其原因主要基于该植物具有以下特点

　　(1)植株形态个体小，高度只有30cm左右，1个茶杯可种植好几棵;

　　(2)生长周期快，每代时间短，从播种到收获种子一般只需6周左右;

　　(3)种子多，每株每代可☆产生数千粒种子;

　　(4)形态特征简单，生命力强，用普通培养基就可作■人工培养;

　　(5)基因组小，只有5对染色体。

　　虽然拟南芥在许多方面“简单”，但它的大多数基因与其他“复杂”的植物基因具有很高的同源性，另外，由于ζ这种植物的全部基因组测序已经完成，因此可以预测，拟南芥在植物学所有领域的研究中将发挥①更大的作用。

　　拟南芥的基因组是目前已知植物基因ω组中小的。每个单倍ㄨ染色体组(n=5)的总长只有→7000万个碱基对，即只有小麦染色体组长的1/80，这就使克隆它的有关基因相对说来比较容易。拟南芥是自花受粉植物，基因高度纯合，用♂理化因素处理突变率很高，容易获得各种代谢功能的缺陷型。例如用含杀草剂的培养基来筛选，一般获得抗杀草剂的突变率是1/100000。由于有上述这Ψ些优点，所以拟南芥是进行遗传学研究的好材料，被科学家誉为※“植物中的果蝇”。(以上背景资料摘自百度百科)

　　光合作用是地球上重要的生命现象ぷ，它是能把太↙阳能转化为稳定的化学能贮藏在有机物中的过程，是维持地球上物质循环的关键环节，也是农作物产量形成的决定性因素。因此，提高光合作↑用对于提高作物产量具有十分重要的意义。拟南芥作为一种】模式植物，通过对拟南芥光合相关基因功能等的相关研究，来进一步了解作物的光合相关基因，终改善作」物对光能的利用效率，从根本上提高作物产〖量。

　　根据光合作用々的总反应式： CO2+ 2H2O+ 4.69kJ → (CH2O) +O2+ H2O

　　原则上我们可以测定任一反应物的消耗速率或『产物的生成速率来表示光合速率。常用测定光合速率的＠ 方法是测定CO2的吸收或者㊣　O2的释放。

　　基于光合速率测定的原则，拟南芥光合速率的测定主要有以下两种方法:

　　A氧电极测定O2的释放

　　B光合仪测定CO2的吸收

　　测定O2的释放测定拟南芥光合作∑　用：

　　氧电极通■过测定反应体系中溶解氧的变化来测定反应体系中叶片的光合速率。测定数据精确，容易得到精确的光合速率，精度高于光合ω仪。尤其是在研究放氧复⊙合体相关的基因时必须应用氧电极测定光合□速率。氧电极还可以用来研究很多植物绿色器官的光合速▼率，是光合︻仪无法比拟的，具有景天酸代谢途①径的植物材料的光合速率只能用氧电极测定。

　　尽管氧电极测定拟南芥的光合速率非常准确，使用范围很广，操作很方便，但是也存在ㄨ一些缺点，氧电极破坏性取□　样，不能测定蒸腾速率，气孔导度，细胞间隙CO2浓度等光合仪测定的参数。

　　测定CO2的吸收测定拟南芥光合作用：

　　光合仪的叶室◆多是为作物(小麦，水稻，玉米，大豆，棉花)而设计的，常见作物的叶片往往比较大。因叶片形状不同，光合仪的叶室为了→满足作物的需要常见的◥有水稻型叶室，阔叶叶室和圆形叶室，基本适合所有常见作物●叶片，而拟∴南芥叶片较小，叶柄比较短而且有些品种叶片紧贴着培养基生长，很多转基因品种叶片更小，拟南芥叶片的特点决定了拟南芥光合速ぷ率研究不同于其他作物光合速▲率的测定。

　　拟南芥作为一种模式植物，对其光合速率的测定一直备受广大专家教授以及光合仪生产厂家的关注。为此光卐合仪厂家一般都为拟南芥专门设计叶】室，为拟南芥设计的叶室主要有单叶拟南芥『叶室和整株拟南芥叶室，测定拟南芥单个叶片的叶室很小0.5-1cm2，另外光合速率受环∩境(温度，湿度，光强)影响比较大，测定相对误差就会比∑　较大，需要对光合仪非常熟悉的人操作才会得出比较精确的数据;整株拟南芥叶室可以将一整株拟南芥放入叶室中进行光＠ 合测定，测定方便，使用简单，消除▓了一定的叶片生长不同对结果的影响，然而计算有效光合面积比较难，需要测量有效叶面积来矫正仪器测定的光合速率。

　　使用光合仪配有的▼拟南芥叶室测定拟南芥叶片的光合除了能够测定光合速率外还可■以测定蒸腾速率，气孔导度，细胞间隙CO2浓度以及各种光合响▼应曲线。缺点是拟南芥叶室往往比较价格昂贵，一般都大几千美▽金甚上万美金。

　　测定拟南芥光合速率的注↘意事项：

　　1拟南芥一般都〖是在培养室或者人工气候箱中，生长环境的光强比较低，因此如果直接在强光下测定可能对叶片产生光抑制。

　　2拟南芥叶片测定单叶光合〓的时候要注ω　意叶位的选择。

　　3测定前要进行充分的光适应，或者进行正常条件的驯化。

　　4氧电】极测定拟南芥的光合速率时是破坏性取样，对□　于比较珍贵的材料和材料量比较少的时◥候要特别