Als primäre Determinante der Pflanzenproduktivität wird die Photosynthese seit langem als Ziel für die Verbesserung von Pflanzenzüchtungsprogrammen angesehen. Während die Photosynthese mit tragbaren Gasaustauschinstrumenten relativ einfach direkt auf Blattebene gemessen werden kann, ist eine Messung auf Feld- oder Ökosystemebene auf diese Weise nicht durchführbar. Dies hat dazu geführt, dass Forscher neue, weniger direkte Techniken untersucht haben, die eine Messung der Photosynthese in einer Vielzahl von Maßstäben ermöglichen könnten.

Solar-induzierte Chlorophyll-Fluoreszenz (SIF) ist ein vielversprechendes Werkzeug, um die Photosynthese aus der Ferne (dh vom Satelliten) abzuschätzen, indem das fluoreszierende Licht von Chlorophyll-Pigmenten von Pflanzen gemessen wird. Die mechanistische Beziehung zwischen SIF und Photosynthese bleibt jedoch unklar.

(A) Schematische Seitenansicht der modifizierten LI-6800-Blattkammerplatte mit eingesetzter Spektrometerfaser. (B) Schematische Draufsicht der modifizierten Platte, die die Ausrichtung des 1.5-mm-Bohrlochs in Bezug auf das Temperatursensorloch hervorhebt. (C) Foto des modifizierten Systems mit in die Blattkammer eingesetzter Faseroptik. Bildnachweis: Meeker et al.

In ihrer jüngsten Veröffentlichung in AoBP, Meeker et al. beschreiben die Modifikationen, die sie an zwei gängigen Gasaustauschsystemen vorgenommen haben, die es ihnen ermöglichen, SIF und Photosynthese gleichzeitig auf Blattebene zu messen. Die Gasaustauschinstrumente LI-COR LI-6800 und WALZ GFS-3000 wurden mit einem Spektrometer für sichtbares Nahinfrarot (VIS-NIR) modifiziert, um gleichzeitig aktive und passive Fluoreszenz zu messen. Während das WALZ-System hauptsächlich auf den Einsatz im Labor beschränkt ist, ist das LI-COR-System sehr portabel und kann im Feld eingesetzt werden.

Dieses neue Werkzeug kann verwendet werden, um ein tieferes Verständnis zwischen Chlorophyllfluoreszenz und Photosynthese auf verschiedenen Skalen zu entwickeln. Während die Autoren das System in dieser Arbeit mit nur einer Pflanzenart getestet haben, hoffen sie, dass zukünftige Forschungen mit diesen Geräten mehrere Arten untersuchen könnten, um das Verständnis der biologischen Mechanismen von SIF zu verbessern. Die Verwendung dieses Geräts im Feld mit gleichzeitigen turmbasierten Messungen wird auch dazu beitragen, zu bestimmen, wie geeignet SIF für die Messung photosynthetischer Merkmale auf der gesamten Feld- und Ökosystemskala ist.

Dieser Tools-Artikel wurde in veröffentlicht AoBP Sonderheft mit dem Titel Solarinduzierte Fluoreszenz: Vom Blatt bis hinter das Blätterdach.