光合/呼吸作用研究的新系统

活体动态研究——引领生命科学的新潮流

• 研究植物光合作用的机理
• 研究生物体的呼吸的机制
• 筛选高光合效率的植物

        植物叶片形态、叶肉细胞生长状态、光照等因素均直接影响光合作用效率，为保证正常的细胞状态，K⁺、H⁺、Cl^-等离子往往需要流入或流出细胞进行调节。呼吸作用则是动植物共有的生命活动，消耗O₂并产生能量，能量的储存需要维持一定的质膜内外质子（H⁺）梯度。因此，要在微观尺度上研究光合及呼吸作用，就必须研究对应的离子/分子流。

        获得活体生物的动态离子/分子流的全新系统称为非损伤微测系统。该系统以完全不损伤的方式原位采集叶肉细胞等样品的K⁺、H⁺、Cl^-、O₂等离子/分子流的变化情况。这是对生物体光合及呼吸作用过程最直观的反映，为筛选高光合效率植物等工作提供了可靠的依据。

实例

      （1）发现螺旋藻叶绿体不同光强下的光合作用强度不同

不同光强下螺旋藻表现出放氧和吸氢，达到光饱和时放氧和吸氢不再增加

（2）发现萌发的花粉管中存在碱化带

双电极同时测量花粉管的H⁺/O₂流速，证实了碱化带的存在

3、参考文献

（1） Porterfield DM, et al. Protoplasma. 2000, 212:80–88.

（2）Xu Y, et al. Journal of integrative plant biology, 2006, 48: 823-831.

诞生：

        非损伤微测系统诞生于54位诺贝尔奖得主工作过的科学圣地——美国海洋生物学实验室（Marine Biological Laboratory, MBL）。

        非损伤微测系统创始研发团队成员之一许越先生创立旭月（北京）科技有限公司（www.xuyue.net）提供专业技术服务。非损伤微测系统创始人Lionel F. Jaffe教授受聘担任旭月公司学术顾问。

特色：

测量信息：离子/分子的流动速率和三维流动方向

测量方式：活体、动态、实时、长时间、三维空间测量

测量对象：Ca²⁺、H⁺、K⁺、Na⁺、Cl^-、NH₄⁺、NO₃^-、Cd²⁺、Mg²⁺、O₂……

测量材料：整体、器官、组织、细胞层、单细胞、细胞器（富集）

进展：

        袁隆平院士领导的国家杂交水稻工程技术研究中心已经与旭月公司开展合作，应用非损伤微测系统研究水稻营养吸收和光合作用。