[發明專利]馬鈴薯氣孔導度測定儀及其測定方法

有效

• 申請號: 201611136727.8
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106770943B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 司懷軍;張寧;唐勛;周香艷;文義凱;楊江偉
• 申請（專利權）人: 甘肅農業大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了馬鈴薯氣孔導度測定儀及其測定方法，采用針頭穿透葉片上表皮及柵欄組織到達海綿組織的氣室，再采用一定氣壓的氣流由氣孔進入葉片后從針頭流出，最后通過測定從針頭流出的氣體的流量，可轉化氣流受到的阻力，即為氣孔導度。本發明機構簡單，制作成本低，操作簡單，并能夠實現葉片的不離體測量。測量過程對葉片幾乎無損傷，測量過的葉片還可以進行再次測量，使實驗能夠重復，結果更準確。

技術領域

本發明涉及一種植物生理學實驗裝置及方法，具體地說是馬鈴薯氣孔導度測定儀及使用該測定儀的測定氣孔導度的方法。

背景技術

氣孔是植物保衛細胞之間形成的凸透鏡狀的小孔，氣孔通常多存在于植物體的地上部分，尤其是在葉表皮上，在幼莖、花瓣上也少量存在。形成氣孔的保衛細胞區別于表皮細胞的特征是保衛細胞含有葉綠體，體積較小，數目也較少，片層結構發育不良，能進行光合作用合成糖類物質。緊接氣孔下面海綿組織間有寬的細胞間隙（氣室）。氣孔在碳同化、呼吸、蒸騰作用等植物氣體代謝中，作為空氣和水蒸氣的通路，其通過量是由保衛細胞的開閉作用來調節。因此，氣孔的開放調節在植物生理上具有重要的意義。

氣孔導度表示的是氣孔張開的程度，影響光合作用，呼吸作用及蒸騰作用。植物在光下進行光合作用，經由氣孔吸收CO₂，所以氣孔必須張開，但氣孔開張又不可避免地發生蒸騰作用。氣孔可以根據環境條件的變化來調節自己開度的大小而使植物在損失水分較少的條件下獲取最多的CO₂。氣孔開度一般用氣孔導度表示，其單位為mmol?m^-2?s^-1。

氣孔的開閉過程稱為氣孔運動，氣孔運動跟多種植物代謝過程相關。保衛細胞的葉綠體在光照下進行光合作用，利用CO₂，使細胞內pH值增高，淀粉磷酸化酶水解淀粉為磷酸葡萄糖，細胞內水勢下降．保衛細胞吸水膨脹，氣孔張開；黑暗里呼吸產生的CO₂使保衛細胞的pH值下降，淀粉磷酸化酶又把葡萄糖合成為淀粉，細胞液濃度下降，水勢升高，保衛細胞失水，氣孔關閉。此外，保衛細胞的滲透系統也可由K⁺來調節。光合作用光反應產生ATP，通過主動運輸逆離子濃度吸收K⁺，降低保衛細胞水勢，保衛細吸水使氣孔張開。如果光照強度在光補償點以下，氣孔關閉；在引起氣孔張開的光質上以紅光與藍紫光效果最好；景天科植物夜晚氣孔張開，吸收和貯備CO₂，白天氣孔關閉，蘋果酸分解成丙酮酸釋放CO₂進行光合作用。

低濃度CO₂促進氣孔張開，高濃度CO₂使氣孔迅速關閉，無論光照或黑暗皆如此。抑制機理可能是保衛細胞pH下降，水勢上升，保衛細胞失水，必須在光照一段時間待CO₂逐漸被消耗后，氣孔才迅速張開。

氣孔張開度還受溫度影響，一般隨溫度的上升而增大，在30℃左右達到最大，低溫(如10℃以下)雖長時間光照，氣孔仍不能很好張開，主要是淀粉磷酸化酶活性不高之故，溫度過高會導致蒸騰作用過強，保衛細胞失水而氣孔關閉。

葉片含水量也影響氣孔運動，白天若蒸騰過于強烈，保衛細胞失水氣孔關閉，陰雨天葉子吸水飽和，表皮細胞含水量高，擠壓保衛細胞，故白天氣孔也關閉。

綜上所述，氣孔導度以及氣孔運動的是植物生理的一個重要的指標，常用于植物蒸騰作用強弱，抗旱性的評價。現有技術中已有三種方法測定氣孔導度的方法。第一種是用透明膠布粘葉片的表面，輕輕撕下透明膠布后在顯微鏡下觀察氣孔留下的痕跡；這種方法操作簡單，但清晰度和準確性不高。第二種方法是將葉片帶回實驗室，將表皮撕下來制成裝片，在顯微鏡下觀察；這種方法清晰度高，但保衛細胞離體時間過長，氣孔仍會運動，導致實驗誤差大，且完整撕下表皮比較困難。第三種方法，是采用CO₂或O₂傳感技術，將氣孔吸收或釋放的氣體濃度轉換成電信號進行測量；這種技術靈敏度高，但儀器昂貴，保養和維護成本高，很多實驗室無力購買。

發明內容