Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp huỳnh quang để phân biệt các quần thể tảo trong điều kiện sống (in vivo) và trong môi trường tự nhiên (in situ)
Tóm tắt
Các dấu vân tay của quang phổ kích thích huỳnh quang chlorophyll (Chl) có thể được sử dụng để phân biệt các nhóm phổ của tảo vi sống và trong môi trường tự nhiên, ví dụ, trong các hồ nước theo chiều sâu trong vài giây. Các nhóm phổ tảo được nghiên cứu (nhóm xanh, Chlorophyta; nhóm xanh lam, Cyanobacteria; nhóm nâu, Heterokontophyta, Haptophyta, Dinophyta; nhóm hỗn hợp, Cryptophyta) mỗi nhóm đều được đặc trưng bởi thành phần cụ thể của các sắc tố ăng-ten quang hợp và, do đó, bởi phổ kích thích cụ thể của huỳnh quang Chl. Các chất quan trọng nhất là Chl a, Chl c, phycocyanobilin, phycoerythrobilin, fucoxanthin và peridinin. Một thiết bị trong phòng thí nghiệm và một công cụ lặn đã được chế tạo với các đi-ốt phát sáng để kích thích huỳnh quang Chl trong năm khoảng bước sóng riêng biệt. Các phổ chuẩn đã được xác định cho bốn nhóm tảo phổ (nhiều loài trong mỗi nhóm). Sử dụng các phổ chuẩn này và quang phổ kích thích năm điểm thực tế của một mẫu nước, một ước lượng riêng biệt về nồng độ Chl tương ứng của mỗi nhóm tảo được nhanh chóng thu được. Kết quả của các thí nghiệm pha loãng được trình bày. Các phép đo in vivo và in situ được so sánh với kết quả thu được thông qua phân tích HPLC. Các hồ sơ chiều sâu về sự phân bố của các nhóm tảo phổ được thực hiện trong khoảng thời gian vài giây được trình bày. Phương pháp phân biệt tảo được mô tả ở đây mở ra các lĩnh vực nghiên cứu mới, nhiệm vụ giám sát và theo dõi liên quan đến sản xuất sơ cấp quang hợp trong các môi trường nước.
Từ khóa
#quang phổ kích thích #huỳnh quang chlorophyll #phân biệt nhóm tảo #tảo vi #sản xuất sơ cấp quang hợpTài liệu tham khảo
Barlow RG, Cummings DG and Gibb SW (1997) Improved resolution of mono-and divinyl Chls a and b and zeaxanthin and lutein in phytoplankton extracts using reverse phase C-8 HPLC. Mar Ecol Prog Ser 161: 303-307
Beutler M, Meyer B, Wiltshire, KH, Moldaenke, C and Dau H (1998) Rapid depth-profiling of the distribution of 'spectral groups' of microalgae in lakes, rivers and in the sea. The method and a newly-developed submersible instrument which utilizes excitation of Chl fluorescence in five distinct wavelength ranges. In: Garab G (ed) Photosynthesis: Mechanisms and Effects, Vol V, pp 4301-4304. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London
Carrick HJ and Schelske CL (1997) Have we overlooked the importance of small phytoplankton in productive waters? Limnol Oceanogr 47: 1613-1621
Cowles TJ, Desiderio RA and Neuer S (1992) In situ characterization of phytoplankton from vertical profiles of fluorescence emission spectra. Mar Biol 115: 217-222
Dau H (1994a) Molecular mechanisms and quantitative models of variable Photosystem II fluorescence. Photochem Photobiol 60: 1-23
Dau H (1994b) Short-term adaptation of plants to changing light intensities and its relation to Photosystem II photochemistry and fluorescence emission. J Photochem Photobiol B: Biol 26: 3-27 Dau H (1996) On the relation between absorption and fluorescence emission spectra of photosystems: derivation of a Stepanov relation for pigment clusters. Photosynth Res 48: 139-145
Dau H and Sauer K (1996) Exciton equilibration and the Photosystem II exciton dynamics: a fluorescence study on Photosystem II membrane particles of spinach. Biochim Biophys Acta 1273: 175-190
Desiderio RA, Moore C, Lantz C and Cowles TJ (1997) Multiple excitation fluorometer for in situ oceanographic applications. Appl Optics 36: 1289-1296.
Edgar RK and Laird K (1993) Computer simulation of error rates of Poisson-based interval estimates of plankton abundance. Hydrobiologia 264: 65-77
Gerhardt V and Bodemer U (1998) Delayed fluorescence excitation spectroscopy: a method for automatic determination of phytoplankton composition of freshwater and sediments (intertidal) and of algal composition of benthos. Limnologica 28: 313-322
Gilbert M, Wilhelm C and Richter M (2000) Bio-optical modelling of oxygen evolution using in vivo fluorescence: comparison of measured and calculated photosynthesis/irradiance (P-I) curves in four representative phytoplankton species. J Plant Physiol 157: 307-314
Govindjee (1996) Sixty-three years since Kautsky: chlorophyll a fluorescence. Aust J Plant Physiol 22: 131-160
Guillard RR and Lorenzen CJ (1972) Yellow-green algae with chlorophyllide C. J Phycol 8: 10-12
Holm-Hansen O (1965) Fluorometric determination of Chl. J Cons Perm Int Explor Mer 30: 3-15
Kiefer DA (1973) Fluorescence properties of natural phytoplankton populations. Mar Biol 22: 263-269
Kolber ZS, Prasil O and Falkowski, PG (1998) Measurements of variable Chl fluorescence using fast repetition rate techniques: defining methodology and experimental protocols. Biochim Biophys Acta 1367: 88-106
Kolbowski J and Schreiber U (1995) Computer-controlled phytoplankton analyzer based on a 4-wavelength PAM Chl fluorometer. In: Mathis P (ed) Photosynthesis: From Light to Biosphere, Vol V, pp 825-828. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London
Mantoura RFC and Lewellyn CA (1983) The rapid-determination of algal Chl and carotinoid-pigments and their breakdown products in natural-waters by reverse-phase high-performance liquid-chromatography. Ann Chim Acta 151: 297-314
Nusch E (1980) Comparison of different methods for Chl and phaeopigment determination. Arch Hydrobiol Beih Ergebnisse Limnol 14: 14-36
Press WH (1989) Numerical Recipes. University Press, Cambridge
Reuter W and Mueller C (1993) Adaptation of the photosynthetic apparatus of cyanobacteria to light and CO2. J Photochem Photobiol 21: 1011-1344
Schreiber U (1998) Chlorophyll fluorescence: new instruments for special applications. In: Garab G (ed) Photosynthesis: Mechanisms and Effects, Vol V, pp 4253-4258. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London
Tabrizi H, Schinner K, Spors J and Hansen UP (1998) Deconvolution of the three components of the photoacoustic signal by curve fitting and the relationship of CO2 uptake to proton fluxes. Photosynth Res 57: 101-115
van den Hoek C, Mann DG and Jahns HM (1995) Algae: An Introduction to Phycology. Cambridge University Press, Cambridge, UK
van Thor JJ, Mullineaux CW, Matthijs HCP and Hellingwerf KJ (1998) Light harvesting and state transitions in cyanobacteria. Bot Acta 111: 430-443
Wiltshire KH and Schroeder F (1994) Pigment patterns in suspended matter from the Elbe estuary, Northern Germany. Neth J Aquatic Ecol 28: 255-265
Yentsch CS and Menzel DW (1963) A method for the determination of phytoplankton Chl by fluorescence. Deep Sea Res 10: 1221-1231
Yentsch CS and Phinney DA (1985) Spectral fluorescence: a taxonomic tool for studying the structure of phytoplankton populations. J Plankt Res 7: 617-632
Yentsch CS and Yentsch CM (1979) Fluorescence spectral signatures: The characterization of phytoplankton populations by the use of excitation and emission spectra. J Mar Res 37: 471-483