在线多参数分析光学生物传感技术的植物胁迫反应实时、无损监测

摘要

延迟荧光(delayed fluorescence,DF)是光合效率的灵敏探针.基于定量化测量活性氧(reactive oxygen species,ROS)和DF,发展了一植物胁迫反应监测的在线多参数分析光学生物传感技术.利用这一生物传感器技术,实践检测了热激蛋白101突变体(hsp101)与野生型(wildtype,WT)拟南芥热激反应的差异性.结果表明,WT拟南芥和hsp101突变体热激(40℃,30min)后,其DF强度都和各自光合速率(net photosynthesis rate,Pn)表现出一致的变化趋势.而且,WT拟南芥和hsp101突变体在热激下的DF光响应和恢复动力学特征都与各自Pn光响应和恢复动力学特征一致.hsp101突变体热激下表现出较差的光合性能,其叶绿体发生严重的改变并生成较多的ROS.过氧化氢酶减少ROS生成并能抑制DF强度下降,表明光合作用性能下降可能是由热胁迫诱导的氧化损伤所致.基于以上结果,提出的光学传感方法有望是检测植物胁迫反应、鉴定植物抗性差异的一个有力工具.