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禁止将光纤末端对着眼睛，防止灼伤！
9.光源不用时应当关闭，这样可以延长光源的寿命。
10.测量间隙较长时应关闭主机，这样可以省电。
11.每次测量开始前应通过调节“Gain”、测量光强或光纤与样品间的距离使只打开测量光时的荧光使只打开测量光时的荧光Ft（即（即Fo）在）在200500之间之间12.只能按厂家推荐方法清洁仪器13.不允许液体或其它东西进入仪器内部14.仪器应由专业人员维修15.每次用完仪器后，应马上充电每次用完仪器后，应马上充电；
仪器长期放置不用时，应每隔2-3个月充电一次！
MINI-PAM操作手册操作手册泽泉科技有限公司，德国WALZ公司中国技术服务中心-5-2光合作用与叶绿素荧光原理光合作用与叶绿素荧光原理光合作用是地球上最重要的化学反应，光合生物通过光合作用为地球上所有生命活动提供能量来源。
绿色植物属于放氧光合生物，它们利用太阳能裂解水释放出了地球上绝大多数生命活动所需的氧气，同时固定大气中的CO2合成葡萄糖为新陈代谢提供能量。
在生态学尺度上，绿色植物的光合作用奠定了生态系统的基本特征能量流动与物质循环的基础，可以说光合作用对于维持地球生态系统的正常运转起着关键作用。
叶绿素荧光作为光合作用研究的有效探针，对光合作用研究起到很大推动作用。
1980年代Schreiber教授发明脉冲振幅调制（Pulse-Amplitude-Modulation，PAM）叶绿素荧光仪（Schreiber1986;
Schreiberetal.1986）。
由于调制荧光技术具有测量快速、简便、灵敏、可靠、对样品无干扰、可在有环境光的条件下测量等特点，这样利用这种研究生理学的方法去研究生态学问题，为许多生态学关键问题的解决起到了有效的推动作用。
湿地被誉为“地球之肾”，湿地生态系统与海洋、森林生态系统并称为世界三大生态系统。
湿地植物是湿地生态系统的基本组分，是湿地结构与功能的核心（何池全2003）。
研究湿地植物的光合作用对探讨湿地生态系统的结构与功能具有重要意义。
2.1光合作用基本过程光合作用基本过程光合作用从光能的吸收、能量转换、电子传递、ATP合成到CO2的固定，共包括60多个步骤，是一个相当复杂的化学反应。
从光能的吸收到ATP的合成属于光反应，在类囊体膜上进行；
CO2的固定属于暗反应，在叶绿体基质（真核生物）或细胞质（原核生物）中进行。
类囊体膜上有4种蛋白复合体：
光系统（PS），Cytb6/f复合体，光系统（PS）和ATP合成酶。
这4种复合体的功能是进行原初光化学反应、电子传递和光合磷酸化，也就是光反应（图1.1）。
图1光合作用的光反应图中红线代表电子传递，蓝线代表质子的跨膜转移。
电子在从PS经过Cytb6/f复合体传递到PS的过程中伴随着光合膜两侧质子梯度的形成，类囊体腔中的质子在经过ATP合成酶流到细胞质中时驱动ATP的合成。
MINI-PAM操作手册操作手册泽泉科技有限公司，德国WALZ公司中国技术服务中心-6-PS的捕光色素吸收光能后将能量传递给反应中心叶绿素P680，P680吸收光能后会放出电子产生强氧化剂P680+，P680/P680+的氧化还原电势可以引起水氧化裂解放出O2、电子和质子（Malkin&
Niyogi2000）。
P680又可接受裂解水释放的电子还原为P680。
电子经脱镁叶绿素Phe后传递给第1个稳定的电子受体QA。
QA是一个特殊结合状态的质醌，接收电子后变为QA。
QA又把电子传给另一个特殊结合状态的质醌QB（二级电子受体），后者可以从QA接收两个电子变为QB2。
随后QB2从类囊体膜的基质侧结合两个质子变为QBH2。
在生理条件下，QA只能接受1个电子还原为半醌形式QA，而QB可在3种状态间转换：
完全氧化的QB，接受1个电子的半醌QB和接受2个电子被完全还原的QB2。
被完全还原并质子化后，QBH2被质醌从反应中心替换下来，成为PQH2，可以在膜中扩散，成为一种可移动的电子递体（韩博平etal.2003）。
PQ是电子传递过程的限速步骤，俗称电子门。
经过一个被称为Q循环（Crameretal.1996;
Malkin&
Niyogi2000）的偶联过程，2个电子被传递给Cytb6/f复合体，同时2个质子从基质转运到类囊体腔中。
经过Cytb6/f复合体后，电子被传给质蓝素PC。
PC迅速移动到PS附件，将电子传给PS的反应中心叶绿素P700。
在PS上，经过A0、A1、FX、FA和FB等电子递体，电子被传给铁氧还蛋白Fd，进而在Fd-NADP还原酶的作用下将NADP还原成NADPH（Hope2000）。
在上述电子传递过程中，裂解水和Q循环会释放/转运质子到类囊体腔中，这样在类囊体膜两侧就建立了一个质子梯度pH。
质子在类囊体腔内的累积导致基质中质子浓度降低，由于质子来源于水的电离，这样就导致另一种电离产物氢氧根离子在基质中的累积，从而形成电势差。
pH与合在一起称为质子动力势（protonmotiveforce,pmf）（Malkin&
位于类囊体膜上的ATP合成酶包括嵌于膜内的亲脂性部分CF0和暴露于膜表面（基质中）的亲水性部分CF1。
CF0具有质子通道，可以将质子转运回基质中，从而消除质子动力势。
当质子经过质子通道回到基质中时，会引起CF1的亚基的旋转。
这种旋转可以引起CF1的构象变化，从而使得ADP可以与Pi结合产生ATP（周筠梅1998）。
图2光合作用的暗反应RuBP：
1,5-二磷酸核酮糖；
3-PGA：
3-磷酸甘油酸；
DPGA：
1,3-二磷酸甘油酸；
GAP：
3-磷酸甘油醛；
DHAP：
磷酸二羟丙酮；
FBP：
果糖-1,6-二磷酸；
F6P：
果糖-6-磷酸；
E4P：
4-磷酸赤藓糖；
SBP：
1,7-二磷酸景天庚酮糖；
S7P：
7-磷酸景天庚酮糖；
MINI-PAM操作手册操作手册泽泉科技有限公司，德国WALZ公司中国技术服务中心-7-Xu5P：
5-磷酸木酮糖；
R5P：
5-磷酸核糖；
Ru5P：
5-磷酸核酮糖经过光反应得到的ATP和NADPH，会参与CO2的固定过程Calvin-Benson循环。
Calvin-Benson循环由13个步骤组成，可分为羧化、还原和再生3个阶段（韩博平etal.2003）（图1.2）。
Calvin-Benson循环每周转一次，固定6分子CO2，消耗9分子ATP和6分子NADPH，生成1分子葡萄糖。
葡萄糖可以直接参与植物体内其它代谢过程，也可以转化为生物质储存起来供后续使用。
这些将进入生态系统参与能量流动和物质循环过程。
2.2活体叶绿素荧光活体叶绿素荧光1931年，Kautsky发现叶绿素荧光诱导现象并将其与光合作用联系起来（Lichtenthaler1992;
Govindjee1995）。
此后，人们对叶绿素荧光诱导现象进行了广泛而深入的研究，并逐步形成了光合作用的荧光诱导理论，被广泛应用于光合作用研究。
叶绿素荧光已成为光合作用的有效探针（Papageorgiou1975;
Papageorgiou&
Govindjee2004）。
随着调制荧光技术的出现，叶绿素荧光的应用逐渐从传统的植物生理学领域延伸到植物生态学、农学、林学、水生生物学和环境科学等领域（（Lichtenthaler1992;
Govindjee2004））。
2.2.1叶绿素荧光的产生叶绿素荧光的产生细胞内的叶绿素分子通过直接吸收光量子或间接通过捕光色素吸收光量子得到能量后，从基态（低能态）跃迁到激发态（高能态）。
由于波长越短能量越高，故叶绿素分子吸收红光后，电子跃迁到最低激发态；
吸收蓝光后，电子跃迁到比吸收红光更高的能级（较高激发态）。
处于较高激发态的叶绿素分子很不稳定，在几百飞秒（fs，1fs=1015s）内，通过振动弛豫向周围环境辐射热量，回到最低激发态（图1.3）。
最低激发态的叶绿素分子可以稳定存在几纳秒（ns，1ns=109s）。
图3叶绿素吸收光能后能级的变化处于较低激发态的叶绿素分子可以通过几种途径释放能量回到稳定的基态。
能量的释放方式有如下几种（图1.3）（Campbelletal.1998;
Rohek&
Bartk1999;
Niyogi2000）：
1）重新放出一个光子，回到基态，即产生荧光。
由于部分激发能在放出荧光光子之前以热的形式逸散掉了，因此荧光的波长比吸收光的波长长，叶绿素荧光一般位于红光区和红外区。
2）不放出光子，直接以热的形式耗散掉（非辐射能量耗散）。
3）将能量从一个叶绿素分子传递到邻近的另一个叶绿素分子，能量在一系列叶绿素分子之间传递，最后到达反应中心，反应中心叶绿素分子通过电荷分离将能量传递给电子受体，从而进行光化学反应。
以上这3个过程是相互竞争的，往往是具有最大速率的过程处于支配地位。
对许多色素分子来说，荧光发生在纳秒级，而光化学发生在皮秒级，因此当光合生物处于正常的生理状态时，天线色素吸收的光能绝大部分用来进行光化学反应，荧光只占很小的一部分。
MINI-PAM操作手册操作手册泽泉科技有限公司，德国WALZ公司中国技术服务中心-8-2.2.2叶绿素荧光诱导曲线叶绿素荧光诱导曲线类囊体膜上电子门PQ的数量与捕光色素吸收的光子数（微摩尔级）相比是微不足道的。
因此光合作用进行时，PS释放出的电子总是有部分会累积在电子门PQ处，这部分处于还原态（累积电子）的电子门就处于关闭态，或者说PS的反应中心处于关闭态（Krause1988）。
当植物处于黑暗中时，PS不再释放电子，但累积在PQ处的电子会逐渐向PS传递。
经过足够长的暗适应后，PQ处没有任何电子时，所有PS的反应中心全部处于开放态，此时，植物的潜在光合能力最大。
此时如果打开一个很弱的调制测量光（MeasuringLight,ML）（一般小于1molm-2s-1），只激发色素的本底荧光但不足以引起任何的光合作用，就得到最小荧光Fo（图1.4）。
因此Fo在一定程度上与色素含量呈线性关系。
图4叶绿素荧光诱导曲线当测量光强度逐渐增大，达到可以启动光合作用的强度时，就称之为光化光（ActinicLight,AL）。
光化光就是植物实际吸收利用进行光合作用的可见光（400700nm）。
如上所述，光合作用进行时，总是有部分电子门处于关闭态。
这部分处于关闭态的电子门本来该进行光合作用的能量就转化为了叶绿素荧光和热。
植物经过一段时间的暗适应后，打开光化光，PS瞬间释放出大量电子，导致许多电子门被关闭，因此实时荧光F迅速上升（图1.4）（Govindjee1995）。
此时，光合器官会迅速启动调节机制来适应这种光照状态，PS逐渐从PQ处获得电子。
（在恒定的光化光强度下，PS释放的电子数是恒定的）随着时间的延长，处于关闭态的电子门越来越少，F逐渐下降并达到稳态（图1.4）。
此时，处于关闭态的电子门数量达到动态平衡，也就是说PS和PS达到了动态平衡。
以上所述的荧光动力学曲线，被称为叶绿素荧光诱导曲线，也称之为Kautsky效应（Govindjee1995）。
2.2.3调制叶绿素荧光的测量调制叶绿素荧光的测量调制叶绿素荧光有两个核心技术调制技术和饱和脉冲技术（Schreiber2004）。
所谓调制技术，就是说用于激发荧光的测量光具有一定的调制（开/关）频率，检测器只记录与测量光同频的荧光，因此调制荧光仪允许测量所有生理状态下的荧光，包括背景光很强时。
正是由于调制技术的出现，才使得叶绿素荧光由传统的“黑匣子”（避免环境光）测量走向了野外环境光下测量，从而由生理学走向了生态学。
调制测量光的强度必须足够弱，这样才能只激发色素的本底荧光（Fo）而不引起光合作用。
所谓饱和脉冲（SaturationPulse,SP）技术，就是打开一个持续时间很短（一般小于1s）的强光关闭所有的电子门（光合作用被暂时抑制），从而使叶绿素荧光达到最大（Schreiberetal.1986;
Schreiber1997）。
饱和脉冲可被看作是光化光的一个特例。
光化光越强，PS释放的电子越多，PQ处累积的电子越多，也就是说关闭态的电子门越多，F越高。
当光化光达到使所有的电子门都关闭（不能进行光合作用）的强度时，就称之为饱和脉冲。
经过充分暗适应后，所有电子门均处于开放态，打开测量光得到Fo，此时给出一个饱和MINI-PAM操作手册操作手册泽泉科技有限公司，德国WALZ公司中国技术服务中心-9-脉冲，所有的电子门就都将该用于光合作用的能量转化为了荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为Fm（图1.5）。
根据Fm和Fo可以计算出PS的最大量子产量Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm，它反映了植物的潜在最大光合能力（Schreiberetal.1994）。
正常生理状态下，绝大多数C3植物的Fv/Fm在0.8-0.85之间（Bjrkman&
Demmig1987），当Fv/Fm下降时，代表植物受到了胁迫。
图5叶绿素荧光诱导与淬灭分析在光照下光合作用进行时，只有部分电子门处于开放态。
如果给出一个饱和脉冲，本来处于开放态的电子门将该用于光合作用的能量转化为了叶绿素荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为Fm（图1.5）。
根据Fm和F可以求出在当前的光照状态下PS的实际量子产量Yield=PS=F/Fm=（Fm-F）/Fm，它反映了植物的实际光合效率（Schreiberetal.1994）。
在光照下光合作用进行时，只有部分电子门处于关闭态，实时荧光F比Fm要低，也就是说发生了荧光淬灭（quenching）。
植物吸收的光能有3个去向：
光合作用、叶绿素荧光和热。
根据能量守恒：
1光合作用叶绿素荧光热。
可以得出：
叶绿素荧光1光合作用热。
也就是说，叶绿素荧光产量的下降（淬灭）可能是由于光合作用的增加或热耗散的增加引起的。
由光合作用的引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭（photochemicalquenching,qP）；
由热耗散引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（non-photochemicalquenching,qN或NPQ）（Bilger&
Bjrkman1990;
vanKooten&
Snel1990;
Schreiberetal.1994）。
光化学淬灭反映了植物光合活性的高低；
非光化学淬灭反映了植物耗散过剩光能为热的能力，也就是光保护能力（Mlleretal.2001）。
光照状态下打开饱和脉冲时，电子门被完全关闭，光合作用被暂时抑制，也就是说光化学淬灭被全部抑制，但此时荧光值还是比Fm低（图1.5），也就是说还存在荧光淬灭，这些剩余的荧光淬灭即为非光化学淬灭。
淬灭系数的计算公式为：
qP=（Fm-F）/Fv=1-（F-Fo）/（Fm-Fo）；
qN=（Fv-Fv）/Fv=1-（Fm-Fo）/（Fm-Fo）；
NPQ=（Fm-Fm）/Fm=Fm/Fm-1。
图1.5中当F达到稳态后关闭光化光，同时打开远红光（Far-redLight,FL）（约持续3-5s），促进PS迅速吸收累积在电子门处的电子，使电子门在很短的时间内回到开放态，F回到最小荧光Fo附近，此时得到的荧光为Fo。
由于在野外测量Fo不方便，可以直接利用Fo代替Fo来计算qP和qN，尽管得到的参数值有轻微差异，但qP和qN的变化趋势与利用Fo计算时是一致的。
由于NPQ的计算不需Fo，近十几年来得到了广泛应用。
根据PS的实际量子产量F/Fm和光合有效辐射（PhotosyntheticallyActiveRadiation,PAR）还可计算出光合电子传递的相对速率rETR=F/FmPAR0.840.5（Gentyetal.1989;
其中0.84是植物的经验性吸光系数，0.5是假设植物吸收的光能被两个光系统均分。
MINI-PAM操作手册操作手册泽泉科技有限公司，德国WALZ公司中国技术服务中心-10-2.2.4光响应曲线和快速光曲线光响应曲线和快速光曲线植物光合速率随PAR变化的曲线就是光响应曲线（P-I曲线）。
利用光合放氧技术（光合放氧速率）、调制叶绿素荧光技术（相对电子传递速率rETR）、气体交换技术（CO2固定速率）或同位素标记技术（14C固定速率）得到的光合速率均可用于绘制光响应曲线。
由于这几种技术基于的机理不同，得到的光响应曲线有一定差异。
近年来，同步测量叶绿素荧光和光合放氧，或同步测量叶绿素荧光和气体交换，成为生理生态学的研究热点。
利用叶绿素荧光和其它技术结合得出的结果都表明，在光饱和前，两种技术得出的光合速率呈线性关系，达光饱和后开始偏离线性关系，而这种偏离恰恰反映了光合器官的内在调节机制（Gentyetal.1989;
Geeletal.1997;
Gilbertetal.2000;
Figueroaetal.2003）。
传统的光响应曲线测量要求在每一PAR梯度下适应一段时间（约5-10min）达稳态后测量光合速率（Walker1987;
Geider&
Osborne1992），这样反映的并非自然光合状态，而是被仪器人工光改变过的半自然光合状态。
此外，由于测量时间长，在野外测量时难以作平行测量。
利用调制叶绿素荧光技术，即使每一PAR强度下的适应时间很短（如10s），也可得出典型的光响应曲线，这被称为快速光曲线（RapidLightCurve,RLC）（Schreiberetal.1997;
White&
Critchley1999;
Ralph&
Gademann2005）。
由于测量时间短，测量过程对光合状态的影响小，因此基本反映了样品的自然光合状态。
由于在短时间内可以做多个样品，因此快速光曲线更加适合生态学研究。
近年来快速光曲线技术在生理生态学领域得到了广泛应用（Ralphetal.1998;
Waldhoffetal.2002;
Durakoetal.2003;
韩博平etal.2003;
2.2.5叶绿素荧光的暗弛豫叶绿素荧光的暗弛豫在叶绿素荧光动力学的检测过程中，关闭光化光后荧光强度下降到Fo，此后，Fo有一个慢的弛豫（relaxation）过程，23min后趋于稳定，这个过程称之为暗弛豫动力学（韩博平etal.2003）。
根据照光后暗弛豫时间的不同，NPQ可以分为3相（Krause1988;
韩博平etal.2003）：
快相，也叫能态淬灭qE，t1/21min，与跨膜质子梯度pH和叶黄素循环有关，在多数高等植物中是最主要和最快的组分（Demmig-Adams&
AdamsIII1993;
Ruban&
Horton1995;
AdamsIII&
Demmig-Adams2004）；
中间相，也叫状态转换淬灭qT，t1/28min，与激发能在两个光系统间的分配有关（Allen&
Forsberg2001;
Haldrupetal.2001）；
慢相，是由光抑制引起的淬灭qI，是出现最慢的组分，t1/240min，可能是光损伤和光保护混合作用的结果（Hortonetal.1994;
Mlleretal.2001）。
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