植物(wù)乙烯氣體(tǐ)監測系統——ETD

主要功能(néng)

本系統是全球檢出限和靈敏度最高的乙烯監測系統，主要用(yòng)于植物(wù)研究相關的乙烯氣體(tǐ)監測，如種子發芽、植物(wù)生長(cháng)發育、開花(huā)生理(lǐ)、植物(wù)器官衰老、基因表達、植物(wù)病原體(tǐ)相互作(zuò)用(yòng)、植物(wù)激素間相互作(zuò)用(yòng)、蔬果收貨後保藏、植物(wù)抗逆性研究（幹旱、高溫、重金屬）等。

其中(zhōng)乙烯氣體(tǐ)檢測儀 ETD-300 采用(yòng)先進的激光技(jì )術（光聲學(xué)原理(lǐ)），即樣品乙烯在光聲腔吸收激光後釋放熱使光聲腔内部産(chǎn)生壓力，随激光頻率增減形成能(néng)被微型麥克風檢測到的壓力差，而乙烯濃度越高壓力差越大，從而據聲波強度差可(kě)實時快速測量乙烯氣體(tǐ)（C2H4）絕對濃度；閥門控制箱 VC-6 完全自動化和電(diàn)腦控制，接一個即可(kě)以使單個氣體(tǐ)檢測儀實現6個樣品的自動切換測量，單個乙烯氣體(tǐ)檢測儀可(kě)以接一個或多(duō)個閥門控制箱；烴分(fēn)解器 CAT-1 則利用(yòng)鉑金顆粒催化烴氧化分(fēn)解為(wèi)水蒸氣和 CO2，為(wèi)系統提供無烴幹擾的樣品空氣。

測量參數

測量參數：乙烯濃度（ppbv）、氣體(tǐ)流速（l/h）、背景值、模拟輸入（V）

計算參數：乙烯産(chǎn)量（nl/h）

連續流動測定（左）和積累測定（右）的乙烯監測數據圖

應用(yòng)領域

用(yòng)于環境、醫(yī)學(xué)、農業、工(gōng)業、生态、生物(wù)等監測領域。特别适合植物(wù)生理(lǐ)、發育研究的超靈敏乙烯測量。

主要技(jì )術參數

選購(gòu)指南：

6通道監測系統組成如下：

                                  乙烯氣體(tǐ)檢測儀ETD-300                  +                        閥門控制箱VC-6                            +          烴分(fēn)解器CAT-1

注：系統中(zhōng) 3 個儀器都可(kě)以單獨使用(yòng)

可(kě)酌情選擇單通道系統：乙烯氣體(tǐ)檢測儀 ETD-300+ 烴分(fēn)解器 CAT-1。

産(chǎn)地：荷蘭Sensor Sense    

應用(yòng)舉例

1.1 乙烯測定在高溫脅迫研究中(zhōng)的應用(yòng)舉例

實驗内容簡介：以生長(cháng) 3 周的拟南芥野生型 Col-0，突變體(tǐ) NahG 和 opr3 植株為(wèi)材料，研究了其高溫脅迫下的乙烯釋放。其中(zhōng)，野生型 Col-0 高溫脅迫（38℃）下，電(diàn)導率（電(diàn)解質(zhì)滲透率）、水楊酸和茉莉酸含量和乙烯釋放增加；突變體(tǐ) NahG 和 opr3 高溫脅迫（38℃）下電(diàn)導率、茉莉酸和乙烯釋放也增加，但都低于野生型 Col-0，而高溫脅迫後恢複階段（水中(zhōng) 22℃）電(diàn)導率明顯高于 Col-0。研究結果表明：高溫脅迫下，乙烯迅速産(chǎn)生，其生産(chǎn)受到茉莉酸和水楊酸的調控。總的來說，茉莉酸與水楊酸協同調節植物(wù)對高溫脅迫的耐受，而乙烯主要加快細胞死亡；突變體(tǐ) NahG 和 opr3 比野生型 Col-0 的耐熱性差，細胞死亡多(duō)。

圖1 高溫處理(lǐ)下拟南芥植株的水楊酸（a）、電(diàn)導率（b、c）和乙烯釋放（d、e）

WT：拟南芥野生型；突變株opr3 ；突變株NahG以及培養基agar

Clarke, S.M., et al., Jasmonates act with salicyli c acid to confer basal thermotolerance in Arabidopsis thaliana. New Phytologist, 2009. 182(1): p. 175-187.

1.2 乙烯測定在營養缺乏（Mg）脅迫研究中(zhōng)的應用(yòng)舉例

實驗内容簡介：以生長(cháng)5周的水培拟南芥 Col-0 植株為(wèi)材料，研究了其缺鎂脅迫下的乙烯釋放。缺鎂處理(lǐ)後乙烯生物(wù)合成酶基因（例如 At5g43450、At1g06620 和At2g25450）的表達水平明顯上升，樣品乙烯釋放是對照組的兩倍多(duō)，葉片中(zhōng)抗壞血酸 ASC 和谷胱甘肽 GSH 的氧化态比例增加。研究結果表明：植物(wù)應答(dá)缺鎂脅迫存在一些獨特的信号通路，且與植物(wù)激素有(yǒu)關，而乙烯在應答(dá)缺鎂過程中(zhōng)發揮了關鍵作(zuò)用(yòng)；缺鎂還同步增強了植物(wù)抗氧化酶活性。

表 1  鎂元素缺乏處理(lǐ)第 8 天拟南芥新(xīn)成熟葉片和根系的生理(lǐ)參數

DHA：ASC，氧化态脫氫抗壞血酸：抗壞血酸；GSSG : GSH，氧化型谷胱甘肽：谷胱甘肽；Ctrl，鎂元素充足的植株；-Mg，鎂元素缺乏的植株

Hermans, C., et al., Systems analysis of the responses to long-term magnesium deficiency and restoration in Arabidopsis thaliana. New Phytologist, 2010. 187(1): p. 132-144.

1.3 乙烯測定在病菌感染研究中(zhōng)的應用(yòng)舉例

實驗内容簡介：以品種為(wèi) Money Maker 和 Daniela 的成熟番茄果實為(wèi)材料，研究了其感染番茄灰黴病菌株 VTF1 的乙烯釋放。灰黴病菌可(kě)以在體(tǐ)外産(chǎn)生乙烯，其乙烯釋放與其說與分(fēn)生孢子萌發相關，不如說與菌絲生長(cháng)更相關，且分(fēn)生孢子濃度越大真菌的乙烯釋放越多(duō)。感染灰黴病的兩種番茄的乙烯釋放規律與灰黴病菌類似；但釋放量是其 100 倍。結合受感染番茄的細胞學(xué)參數，研究結果表明：番茄-真菌系統的乙烯釋放不是由番茄灰黴病菌引起的，雖說與其内部的真菌生長(cháng)速率十分(fēn)同步。

圖 2 真菌（160 μl 懸浮液）的乙烯産(chǎn)量

● 1.5*108 灰黴病菌分(fēn)生孢子 ml-1  ▲ 2*107 灰黴病菌分(fēn)生孢子 ml-1  ■ 2*105 灰黴病菌分(fēn)生孢子 ml-1

圖3  模拟感染和不同濃度番茄灰黴病菌感染的兩種番茄的乙烯釋放

A.番茄品種 Money Maker；B.番茄品種 Daniela；

○ 模拟番茄灰黴病菌感染  ● 1.5*108 灰黴病菌分(fēn)生孢子 ml-1  ▲ 2*107 灰黴病菌分(fēn)生孢子 ml-1  ■ 2*105 灰黴病菌分(fēn)生孢子 ml-1