光合作用機理

    光合作用的是能量及物質的轉化過程，首先由葉綠素將光能轉化成電能，經電子傳遞產生ATP和NADPH形式的不穩定化學能，zui終轉化成穩定的化學能儲存在糖類化合物中。
    光反應：吸收光能，合成一些如ATP、NADPH等高能物質，用以維持細胞生長；
    暗反應：利用ATP、NADPH固定二氧化碳，生成一些列碳水化合物 葉綠素熒光動力學包含著光合作用過程的重要信息，如光能的吸收和轉化。能量的傳遞與分配、反應中心的狀態，過剩能量的耗散以及反映光合作用的光抑制和光破壞。應用葉綠素熒光可以對植物材料進行原位、無損傷的檢測，且操作步驟簡單。所以葉綠素熒光越來越受到人們的青睞，在光合生理和逆境生理等研究領域有著廣泛的應用。葉綠素熒光技術廣泛應用于植物光合作用效率、植物逆境脅迫、育種篩選和植物健康評價等方面的研究，被稱為植物光合作用研究無損傷的探針。水陸兩用自動熒光測量系統由澳大利亞悉尼大學的Runcie博士帶領團隊設計；采用*的“快門”式熒光技術，在測量時系統按照預設程序自動的旋轉熒光探頭到葉片表面，而在測量間期探頭自動旋轉到葉片側面，從而既避免了人為干擾，又保證了測量葉片始終處于自然狀態。系統既可以在陸地使用，也可以在各種水體中使用；既可以連接多達8個熒光探頭實現多點長期無人值守的連續測量，又可以拆分為單探頭的便攜式熒光儀從而實現調查式測量

葉綠素熒光產生的原理

    葉片是進行光合作用的主要器官，葉綠體是進行光合作用的主要細胞器。葉綠體是由葉綠體膜包裹起來的組織，膜內主要含有基質、基粒、類囊體。葉綠體的光合色素主要集中在基粒之中，光能轉換為化學能的主要過程是在基粒中進行的。 
    在高等植物體內含有光合色素包括葉綠素和類胡蘿卜素兩種，一般情況下以3:1的比例存在于類囊體的膜中。葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b,類胡蘿卜素分為胡蘿卜素和葉黃素。
    葉綠素不溶于水，而溶于有機溶劑。從化學性質講，葉綠素是葉綠酸的產物，葉綠酸的兩個羥基分別被甲醇和葉綠醇酯化而得到的，對光、熱、酸敏感，能發生皂化反應，性質不穩定。
    光合作用是高等植物從外界環境獲取能量的重要途徑，是高等植物進行生命活動的基礎。由綠色植物發射的葉綠素熒光以一種復雜的方式表達光合作用活性和行為。當光子照射綠色植物的葉片時，光能在葉片的分配有反射、透射和吸收等三種主要的去激途徑。葉綠素分子吸收的光能除了大部分進行光化學反應外，少部分會以熱耗散和熒光的方式釋放出來。

葉綠素熒光動力學在植物抗逆性研究中的應用

    葉綠素a熒光與光合作用各種反應緊密相關，任何逆境對光合作用某過程的影響都可通過葉綠素熒光誘導動力學反映出來。逆境脅迫對植物光合作用的影響是多方面的，不僅直接引發光合機構的損傷，同時也影響光合電子傳遞及與暗反應有關的酶活性，利用葉綠素熒光動力學方法可以快速、靈敏、無損傷探測逆境對植物光合作用的影響。逆境脅迫的輕重與Fm/Fo、Fv/Fm、qP、 qN的參數值被抑制的程度之間存在著正相關，Fv/Fo、Fv/Fm分別代表PSII的潛在活性和PSII原初光能轉化效率，非光化學能量耗散易造成Fo的降低，而光合機構被破壞又使其升高，所以這些參數的變化趨勢可作為植物抗逆的指標。光抑制光抑制是指植物的光合機構所接受的光能超過光合作用所能利用的能量時而引起的光合功能降低。目前人們對光抑制的機理有兩種認識: 其一通過增強非輻射能量耗散來消耗過剩的光能，使光合機構免受破壞；其二光合機構的PSII反應中心受到強光破壞。光抑制也是一種光保護過程，經常用Fv/Fm來檢測光抑制。當植物受到光抑制時，常伴隨Fv/Fm的降低和非輻射能量耗散的增加。熱耗散在防御光破壞過程中起重要作用，與熱耗散密切相關的調節機制是植物體內葉黃素循環。葉黃素循環存在于所有高等植物、蕨類、苔蘚和一些藻類的類囊體膜上。其過程是在抗壞血酸和NADPH2的參與下，紫黃質在幾分鐘內通過環氧玉米黃質轉化為玉米黃質，提高了玉米黃質水平。而玉米黃質的含量與熱耗散有密切的關系。自然條件下，隨著光強的增加，玉米黃質的含量提高；當光強下降時，玉米黃質向紫黃質轉變。如果通過葉黃素循環的非輻射能量耗散仍不能*消耗過量的過剩的光能時，剩余的這部分能量有可能形成單線態氧，從而對光合機構造成危害。