LIFT
Der LIFT bietet die Möglichkeit, photosynthetische Prozesse aus der Distanz zu quantifizieren, und kann mit entsprechenden Plattformen als Hochdurchsatzsystem eingesetzt werden, welches den Pflanzenbestand scannt. Nebst dem verbauten Fluorometer zur Messung des pflanzlichen Fluoreszenzsignals ist das LIFT-Gerät mit einem Spektrometer (Spektralbereich 326-812 nm) und zwei RGB-Kameras ausgestattet.
Die aktive Methode der lichtinduzierten Fluoreszenztransiente (LIFT) gliedert sich in zwei Phasen, einer Sättigungssequenz (SQA) und einer Relaxationssequenz (RQA). Während dieser beiden Phasen wird eine für das menschliche Auge kaum wahrnehmbare, kurze (< 1 s) Abfolge von Lichtimpulsen ausgesendet, um die variable Fluoreszenz (Fv) zu induzieren und die Fluoreszenzrelaxation zu beobachten. Der resultierende Fluoreszenz-Transient spiegelt die gekoppelte Kinetik der QA-Reduktion und der anschließenden Reoxidation wider. Für die Sättigungsphase liefert die Normalisierung von Fv mit dem Fluoreszenzmaximum (Fm) Informationen über die Quanteneffizienz des Photosystems II (Fv/Fm für dunkeladaptiere und Fq'/Fm' für lichtadaptierte Pflanzen), die die Menge der photosynthetisch transportierten Elektronen pro Photon widerspiegelt, den am häufigsten gemessenen Fluoreszenzparameter der Photosynthese. Darüber hinaus kann aus der Reoxidationsphase die transiente Kinetik des Elektronentransports und aus dem anfänglichen Anstieg der Fluoreszenz die Größe des funktionellen und optischen Absorptionsquerschnitts des Photosystem II quantifiziert werden.
Die Entwicklung des LIFT erfolgte in enger Zusammenarbeit mit Forschern des Forschungszentrums Jülich und dem Hersteller Zbigniew Kolber (www.soliense.com). Das Vorgängermodell des aktuellen LIFTs war ein stationärer großer LIFT-Aufbau mit einem Laser, der in einer Entfernung von etwa 20 m arbeitete. Durch die Verkleinerung und den augensicheren LED-Betrieb konnte das neue LIFT-System in verschiedene Positionierungssysteme für die Hochdurchsatz-Phänotypisierung integriert werden, wobei die hohe Auflösung für die Quantifizierung der photosynthetischen Fluoreszenzparameter erhalten blieb.
Dem Forschungszentrum Jülich stehen aktuell vier LIFT-Systeme zur Verfügung. Diese werden sowohl im Labor als auch unter Feldbedingungen eingesetzt. Im Feld ist der LIFT auf dem manuell bewegten field4cycle, dem selbstfahrenden FieldCop, der automatisieren phänotypisierungsplattform FieldSnake sowie dem FieldWeasel und der vollautomatischen Miniplotanlage integriert.
Kontakt
- Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG)
- Pflanzenwissenschaften (IBG-2)
Raum 224
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Raum 406b