2結果

圖1為煙草葉片首先受到ST的激發，5 s過后，再受到1 s的紅光照射的ΔA515-550曲線，光強為1024μmol/m2·s。單周轉飽和光的激發使ΔA515-550信號迅速上升，然后以雙指數型在大約3 s內衰減至0。通過曲線擬合，可以得到兩個指數加和形式的衰減方程為：

在單周轉飽和光激發的條件下，ΔA515-550信號的衰減呈現明顯的雙指數階段，擬合方程的第一個指數項的冪是1/0.839 97(底為e-1)要小于第二個指數項的冪1/0.687 25，因此ΔA515-550信號在第一階段以更快的速度衰減，在第二階段衰減的速度比第一階段要慢。

樣品首先用單周轉飽和光激發，5 s后，時長為1 s的可見光開啟，ΔA515-550信號可達到的最大值是受到ST激發的P515信號最大值的大約5倍。

ΔA515-550曲線在1 s可見光照射下，呈現明顯的雙峰特征(圖2)。在可見光開啟后，第一個峰值迅速形成；第二個峰值在大約100 ms出現。雙峰之間產生了一個低谷。曲線最終在1 s內衰減了大約30%。這種雙峰模式符合文獻中記錄的1 s可見光入射的測量曲線。

圖2煙草葉片受到1 s時長可見光照射的ΔA515-550信號

圖3中顯示了光照60 s并在光源關閉后記錄之后的120 s煙草葉片的ΔA515-550信號，此信號特征與先前Schreiber等測量的信號以及Johnson等測量的信號完全符合。此信號的特征為：光源開啟后的ΔA515-550信號迅速達到峰值，隨后在接下來的30 s內，信號衰減到峰值的50%左右。然后信號緩慢地提升至60 s左右達到穩態。當關閉光源時，ΔA515-550信號迅速下降至最低點，然后緩慢上升直至達到另一個穩態。

圖3煙草葉片受到60 s時長可見光及其之后關閉光源后120 s的ΔA515-550信號

3討論與結論

測量C3植物葉片的類囊體跨膜電勢可以采用微電極刺入的方法，但無論是電極直接刺入法還是改進的膜片鉗技術，微電極法都要求葉綠體的尺寸足夠大，例如Vredenberg等在微電極法中所使用的銀道椒草(Peperomiametallica)或角苔類(Anthoceros)的葉綠體，再者，微電極刺入膜內所產生的刺口處的電流流失對于跨膜電壓測量也會產生不可控的損失。因此，測量電勢引起的葉綠素分子的吸收峰遷移，即測量P515信號這樣一種無損樣本，靈敏迅捷的方法，現已成為實驗室測量葉綠體跨膜電勢的一種常用技術手段。

在圖1中，葉片受到單周轉飽和光的激發時，P515信號的快速上升反映了在光反應中心(PSI和PSII)發生的初級電荷分離反應以及后續在細胞色素b6/f發生的次級電荷轉移反應。隨后的電信號衰減則反映了質子的跨膜傳導過程，較快的電信號衰減可能是ATP合成酶被激活而形成的質子傳導所造成的，而較慢的衰減則可能是藉由類囊體膜中離子通道的質子傳導所造成的。

在圖2中，P515信號的雙峰特征并不是必然會出現，特別是第二個峰會因為待測量的樣本品種以及待測樣品的生理狀態不同而不同。Bulychev和Vredenberg通過同時測量樣品的葉綠素熒光以及跨膜電勢發現，跨膜電勢的第二個峰值在時間上與熒光曲線的一個瞬時下降相關聯，這可能是由下列光化學反應所造成的葉綠素熒光淬滅：質體藍素(Pc)攜帶的電子傳遞至光化學反應中心I(PSI)，并最終傳遞至鐵氧還蛋白-NADP+-氧化還原酶(FNR)的化學反應過程。

在圖3中，關閉光源后，ΔA515-550信號急劇下降至最低點，隨后又緩慢地恢復上升到另一個穩態，這個穩態就被稱為所謂的“黑暗基線”，根據Kramer和Scaksteder首創的“DIRK”分析，即暗黑區間弛豫分析(Dark interval relaxation kinetics)法，黑暗基線至有光時的穩態信號線的差值反映了在光照時跨膜的電勢差(ΔΨ)的大小，而黑暗基線至關閉光源時，P515信號下降的最小值點的差值反映了在光照時跨膜pH值的大小。因此，對暗黑適應后的樣品進行P515信號的測量，不僅可以得知關于跨膜電勢的信息，也可以獲知關于跨膜化學勢的數據，因此，最終也可定量地獲得跨膜質子動勢的大小。因此，P515光譜測定方法是一種可以測量跨膜電勢差、跨膜ΔpH以及跨膜質子動勢差的有力武器，可為深入研究C3作物光合過程原初反應的能量轉換的分子機制提供技術支持。

本研究以煙草葉片作為實驗樣品，使用雙通道脈沖振幅可調式葉綠素熒光儀(Dual-PAM-100)，并搭配最新設計的P515/535雙組件模塊，得出樣本在單周轉飽和光、1 s可見光及60 s可見光的P515光譜變化結果，并詳細分析其形成原因。結果顯示，P515光譜測定法是一種可以測量跨膜電勢差、跨膜ΔpH以及跨膜質子動勢差的靈敏迅捷、無損樣本的探測技術，可為今后農業生產中的C3作物高光效品種的選育提供技術支持。