葉綠素螢光在作物耐熱性篩選之應用

Application of Chlorophyll Fluorescence in Selection of Crop Heat Tolerance

劉敏莉(Min-Li Liu)

《高雄區農業改良場研究彙報》 21卷1期 (2012/06) Pp. 1-15

https://doi.org/10.6958/RBKDAIS.201206.0001

摘要

光合作用（photosynthesis）是植物物質轉換與能量代謝的關鍵，對環境逆境具有敏銳且直接之反應。高溫逆境（heat stress）對於光合作用活性的影響尤其明顯，植物葉綠體類囊體膜對於高溫十分敏感易受傷害，其結果是降低光合作用的效率，其中光系統Ⅱ（photosystemⅡ，PSⅡ）是反映高溫逆境最敏感的位置。Fv為最低至最高螢光量間的差值，Fm是黑暗狀態下，照射飽和光源後螢光最高值，Fv/Fm（黑暗狀態下，PSII光學反應最大螢光值）的比值是描述光合作用胞器生理狀況的重要參數，透過葉綠素螢光（chlorophyll fluorescence）釋放量作估算，可表示光合作用活性高低的指標。當逆境發生時，影響PSⅡ電子的傳導，進而降低Fv/Fm的比值，因此在生理研究中，會以此值作為描述逆境發生的指標。植物在高溫逆境下，有種子發芽降低、充實不良、生長緩慢和早期抽苔等現象。45℃以上之高溫逆境下，玉米葉片的葉綠素螢光之最大螢光參數（Fv/Fm）、有效螢光參數（ΦPSⅡ）明顯下降，非光化學淬熄係數（non-photochemical quenching coefficient，qN）有明顯上升趨勢，綜合各葉綠素螢光參數之變化，可提供耐熱品系評估之利用。葉片螢光值具有高遺傳力，對不同逆境有一致表現，而對產量也具有極高相關性。葉綠素螢光測定具有使用方便、靈敏度高且不具破壞性，可作為偵測光合作用胞器的激發能量，提供光合作用機制及調節的觀察，並篩選作物對環境之耐性如高低溫、乾旱、高光逆境及潛在生產等。

關鍵字

光合作用 ； 高溫逆境 ； 葉綠素螢光