華南農(nóng)大“葉綠素熒光和植物表型論壇”圓滿結(jié)束

2016年6月7日下午，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院南樓213會議室座無虛席，一場“葉綠素熒光和植物表型論壇”正在熱烈進行中。

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生院常務(wù)副院長彭新湘教授首先致開幕詞，介紹了舉辦本次論壇的目的和意義。接下來，中國科學(xué)院華南植物園陳貽竹研究員以“用正確測定的葉綠素熒光參數(shù)來正確的分析和理解光合行為”為題，詳細介紹了植物光合行為的一些基本概念、葉綠素熒光參數(shù)的生物學(xué)意義和測量中經(jīng)常遇到的一些問題，并舉例進行了說明。

陳貽竹研究員是我國第一批將調(diào)制葉綠素熒光技術(shù)應(yīng)用到科研中的用戶，在過去三十年中一直使用葉綠素熒光技術(shù)進行植物生理研究，在葉綠素熒光領(lǐng)域有豐富的使用經(jīng)驗，取得了豐碩的成果，并培養(yǎng)了大批科研人人才。七十五歲高齡的陳貽竹研究員精神矍鑠，講起葉綠素熒光來滔滔不絕、深入淺出。例如他在介紹植物的光合行為時指出“植物的光合行為是植物和圍繞它的環(huán)境之間相互作用的“產(chǎn)物”。光合是將環(huán)境和植物之間聯(lián)系起來的一種功能。它要給予環(huán)境也要給予和保護主體，就像一個“企業(yè)”要供給社會，也要養(yǎng)活自身。而熒光是這種作用的一種狀態(tài)的表達，一種在遺傳和進化基礎(chǔ)上的響應(yīng)。”

陳貽竹研究員詳細介紹了光合行為的四個基本概念：權(quán)衡（Trade-offs）、馴化（Acclimation）、適應(yīng)（Adaptation）和適合度（Fitness）。

權(quán)衡（Trade-offs）
各種生命過程之間有彼此抵觸的利害關(guān)系，權(quán)衡是指由某一生命過程所獲得的利益（benefit）要以減少對另一過程的投入為代價（cost）。例如，一種植物有高的光合能力，那它的代價可能是降低對蟲害的抵抗能力；有厚的角質(zhì)層就可能有低的同化速率；等等

馴化（Acclimation）
在現(xiàn)場所檢測到的光合作用值，是這之前葉片被短時間（或秒或分）或/和長時間（或小時或天或更長的）尺度調(diào)節(jié)的結(jié)果。因此，在這個時刻之前的“歷史”影響這個（些）值。這也是波動的誘因之一。這是在一個世代的時間尺度內(nèi)對由可引起表型（phenotype）改變的環(huán)境變化誘導(dǎo)的響應(yīng)，而在遺傳互補上沒有發(fā)生任何組成上的變化（Huner et al, 1993）。

在自然條件下，環(huán)境因子是波動的，因此光合行為是波動的，那你獲取的光合（熒光）數(shù)據(jù)也一定是波動的。這是植物對這種狀況的自然馴化的結(jié)果。不要以為測定的標準差越小越準確。葉片在擺動、新葉在生長、老葉在老化，太陽在移動，季節(jié)在變化…；降雨、溫度、濕度等等都無時無刻在波動。植物必須能“左右逢源”。這些都涉及到馴化，所以在檢測分析光合和熒光數(shù)據(jù)時，這是個不可回避的科學(xué)問題

又例如一片葉子，由于氣孔異質(zhì)分布和葉片本身的結(jié)構(gòu)，在不同部位測出的值是不同的，更何況葉片在白天的任何時段接受的光還是波動的。光合速率25.7±0.8的真實性低于25.7±6.8。

生長在海邊的紅樹林植物，在強光下光合速率幾乎降到零，當有云遮住太陽，光合速率又能以很快的速度恢復(fù)，說明有很強的對光的馴化能力。

適應(yīng)（Adaptation）
適應(yīng)是與適合度（fitness）相關(guān)聯(lián)的，覆蓋一個群體并有延伸多代的概念。這種基因型的進化改變（自然選擇）使一個群體適應(yīng)已經(jīng)修改的環(huán)境。同時也限制“種”和“種群”的空間和地理分布。這是植物對反復(fù)出現(xiàn)的壓力的選擇，是從馴化到適應(yīng)的結(jié)果。

適合度（Fitness）
適合度是衡量遺傳物質(zhì)在進化過程中傳遞能力的尺度，它包括繁殖和存活能力（生長、生物量、生活史）。光合速率或某熒光信號的大小并不直接與植物的適合度相關(guān)，需要你去證明。 例如，Pn或 ETR高并不意味植物生長速率、繁殖能力就高。有著在特殊的環(huán)境下的生命的特殊適合度的種的種群叫生態(tài)型（ecotype）。

在詳細介紹了主要的葉綠素熒光參數(shù)并舉例說明后，陳貽竹研究員給出了葉綠素熒光測量的總結(jié)性建議：

• 在野外進行無論是氣體交換、熒光測定，盡量利用自然光，雖然容易受條件的限制。
• 測定時要注意被測植物的基本生物學(xué)特性、生活史、生活型、葉片的解剖特征，它們原來生長的環(huán)境和歷史，以及源分配原則。
• 光合和熒光是有條件的參數(shù)，測定條件要標準化，這是經(jīng)常容易出問題的地方。
• 由于客觀存在的異質(zhì)性，數(shù)據(jù)的波動是正常的，不能把這樣的波動僅分析為個體和種之間固有的差異，而且也不可能那么精確。
• 不要單獨的用熒光（光合）來分析，要結(jié)合植物的生物學(xué)特性（葉片結(jié)構(gòu)、源的分配策略）和所處環(huán)境來分析。
• 有理論依據(jù)的設(shè)計和根據(jù)科學(xué)問題選擇測定相關(guān)的熒光參數(shù)。

之后，慧諾瑞德（北京）科技有限公司資深技術(shù)顧問韓志國博士分別以“葉綠素熒光技術(shù)的革命性突破——從單株到群體測量、從人工測量到高通量自動化測量”和“高通量植物表型技術(shù)——從“貴不可及”到affordable的跨越”為題做了報告，詳細介紹了國際上最新的葉綠素熒光技術(shù)和植物表型技術(shù)。

在本次論壇上，還對即將于10月份在北京召開的“第一屆亞太植物表型國際會議”（www.APPP-con.org）做了介紹，引起了與會人員的強烈關(guān)注。

來自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南師范大學(xué)、中國科學(xué)院華南植物園、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、仲愷農(nóng)業(yè)科學(xué)院、福建師范大學(xué)等單位的60位研究人員參加了本次論壇，并與陳貽竹研究員和韓志國博士做了深入交流。

本次論壇也是慧諾瑞德的系列論壇“PhenoTrait論壇”的第三場活動。PhenoTrait論壇定位為一個以新技術(shù)交流、研討為主要內(nèi)容的學(xué)術(shù)性論壇，論壇將邀請國內(nèi)外知名的研究人員、育種家、發(fā)明人和慧諾瑞德一起，就一到兩個核心主題展開研討。論壇將不定期由慧諾瑞德與著名研究機構(gòu)共同主辦，并采取走進研究單位的方式進行。論壇歡迎廣大研究人員與慧諾瑞德一起，共同探討，協(xié)力促進中國科研事業(yè)的發(fā)展！。