編者按：OJIP曲線(xiàn)即熒光快相，可以簡(jiǎn)單理解為把Fv/Fm的峰拉寬，放大，觀(guān)察和研究熒光上升的細節，從而獲得與原初光化學(xué)反應有關(guān)的信息。測量熒光快相需要較高的時(shí)間分辨率，多款PAM熒光儀，如PAM-2500、Dual-PAM、Multi-Color-PAM、Phyto-PAM-Ⅱ等均具有熒光快相測量功能。那么PAM的調制技術(shù)與非調制（連續激發(fā)）熒光儀測出的OJIP曲線(xiàn)有什么區別？在數據分析和應用的時(shí)候需要注意些什么？我們就這些大家關(guān)心的問(wèn)題，與快相熒光領(lǐng)域的資深專(zhuān)家，德國WALZ應用科學(xué)家Gert Schansker博士進(jìn)行了探討。
葉綠素熒光快速誘導動(dòng)力學(xué)包含許多有用的信息，但由于JIP-test理論的諸多限制，導致這些信息可能難以充分利用。首先要注意JIP-test是基于純QA模型的，這意味著(zhù)可變熒光完全由QA的氧化還原狀態(tài)所決定。這一概念由Duysens and Sweers (1963)提出。但我們從模擬研究中了解到的情況并非如此，否則強光下只需幾ms就可以達到最大熒光Fm，這與測量結果不符。早在1986年，Schreiber 1986, Neubauer and Schreiber/Schreiber and Neubauer 1987就廣泛而系統地闡述了基于調制測量光和800μs電子快門(mén)的熒光快相，命名為O-I1-I2-P。（譯者注：Schreiber教授是PAM發(fā)明人）
飽和脈沖誘導的多相熒光上升誘導動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)，由初代PAM-100測量
1991/1992 Strasser and Govindjee發(fā)表了使用非快門(mén)系統（連續激發(fā)）測量的類(lèi)似結果，命名為O-J-I-P，并將相關(guān)的數據處理和分析方法命名為JIP-test。雖然Schreiber一直強調I1相與J相的不同，但有學(xué)者認為兩者實(shí)際上并無(wú)差別。JIP-test包含的一個(gè)重要創(chuàng )新就是以對數時(shí)間軸為坐標?，F在，人們在展示快相熒光時(shí)會(huì )很自然地以對數時(shí)間軸為坐標，但我們很難意識到這在當時(shí)是多么具有革命性。我們從Merope Tsimilli-Michael那里得知，對數時(shí)間軸的最初想法是由已過(guò)世的Tom Bannister提出的。以對數時(shí)間軸展示的多相熒光誘導動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)（左，PAM調制測量；右，連續激發(fā)測量）在JIP-test中，J相是整個(gè)數據分析的核心。Reto Strasser等認為O-J段是單個(gè)電荷分離區，而J-I-P段是多個(gè)電荷分離區。雖然有學(xué)者認為O-J段實(shí)際上應當是2-3個(gè)電荷發(fā)生了分離，但重要的是曲線(xiàn)被分成了PSⅡ部分和后PSⅡ部分，這一觀(guān)點(diǎn)影響深遠。七十年代，Strasser等提出了flux理論，并認為OJIP曲線(xiàn)正是這一理論的完美載體。但是，通過(guò)JIP-test進(jìn)行數據處理時(shí)需要進(jìn)行各種的標準化，例如在O和P以及O和J之間進(jìn)行標準化等等。需要標準化成為整個(gè)方法的一個(gè)弱點(diǎn)。以高溫脅迫為例，在重度高溫脅迫下，會(huì )有大量的PSII供體受損，此時(shí)飽和脈沖已無(wú)法激發(fā)出真正的Fm。另外，高溫脅迫也會(huì )導致Fo的上升，這可能是由QA與QB間的平衡發(fā)生變化而引起的。如果對這樣的數據進(jìn)行雙重標準化，曲線(xiàn)就會(huì )變得格外陡峭。Strasser等認為這是快速供體存在的證據。然而，有研究發(fā)現如果不對曲線(xiàn)進(jìn)行標準化，那么高溫脅迫對曲線(xiàn)斜率的影響就不復存在了（Toth et al. BBA 2007）。這表明Strasser等的快速供體理論很可能是標準化本身造成的人為假象。類(lèi)似的問(wèn)題在其他脅迫中也存在。由于連續激發(fā)測量難以準確獲得Fo和Fm，缺少這些數據，分析結果將難以避免地受到標準化的人為影響。另一個(gè)需要注意的問(wèn)題是，JIP-test是建立在Fo和Fm與葉片的葉綠素含量成正比的假設基礎上的。這一假設必須得到實(shí)驗的驗證，但事實(shí)并非如此。Din? et al. (BBA 2012)的研究表明，Fm和Fo對葉綠素含量的變化并不敏感，直至葉綠素喪失達到80%。許多與衰老有關(guān)的研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。這就意味著(zhù)JIP-test中所有關(guān)于CS0和CSm的參數都失去了意義。還有一個(gè)需要注意的問(wèn)題就是J相。有研究 (Toth et al. PRES 2007)發(fā)現，FJ對PQ的氧化還原狀態(tài)敏感。在特定脅迫下可加劇黑暗中PQ庫的還原程度，并獲得更高的FJ（和更低的1-VJ）。然而，實(shí)際情況可能更為復雜，因為熱相（JIP）的振幅可能也對特定脅迫敏感（有人在鹽脅迫的研究中注意到了這一現象）。低強度的遠紅光也許能用來(lái)區分兩者。后來(lái)，Schrieber提出了一種通過(guò)PAM熒光儀在I1相的頂部疊加一個(gè)飽和閃光的方式，測量我們稱(chēng)之為I1(max）的方法，這是一項重要的創(chuàng )新成果，可用于確定PSII反應中心的周轉速率以及捕光天線(xiàn)的光學(xué)截面積等。箭頭所指為在I1相頂部疊加單周轉飽和閃光測量I1(max)正如前文所述，JIP-test是一種基于純QA模型的理論，你可以看到PSⅡ和小部分PQ庫的信息。但從動(dòng)力學(xué)角度看，基于JIP-test開(kāi)發(fā)出的PSⅠ參數可能就沒(méi)有實(shí)際意義了。雖然通過(guò)生理學(xué)手段分析OJIP瞬態(tài)熒光曲線(xiàn)會(huì )更好，但即便如此，JIP-test中的許多參數也是非常有用的，關(guān)于這一點(diǎn)可以參考Kalaji et al. (PRES 2014 and PRES 2017)的文章。
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