華南農(nóng)大“葉綠素?zé)晒夂椭参锉硇驼搲濒叩?次PhenoTrait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?zé)晒夂椭参锉硇驼搲?/STRONG>”正在熱烈進(jìn)行中。
陳貽竹研究員是我國第一批將調(diào)制葉綠素?zé)晒饧夹g(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?zé)晒饧夹g(shù)進(jìn)行植物生理研究,在葉綠素?zé)晒忸I(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?zé)晒鈦硖咸喜唤^、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(hù)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(dá),一種在遺傳和進(jìn)化基礎(chǔ)上的響應(yīng)。”
陳貽竹研究員詳細(xì)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(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)差越小越準(zhǔn)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(qiáng)光下光合速率幾乎降到零,當(dāng)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(xì)介紹了主要的葉綠素?zé)晒鈪?shù)并舉例說明后,陳貽竹研究員給出了葉綠素?zé)晒鉁y量的總結(jié)性建議:
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?zé)晒饧夹g(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(xì)介紹了國際上最新的葉綠素?zé)晒饧夹g(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(qiáng)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(jī)構(gòu)共同主辦,并采取走進(jìn)研究單位的方式進(jìn)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(jìn)中國科研事業(yè)的發(fā)展!。