DD248433A1 - Optisches verfahren zum nachweis von schaedigungen des photosyntheseapparates - Google Patents
Optisches verfahren zum nachweis von schaedigungen des photosyntheseapparates Download PDFInfo
- Publication number
- DD248433A1 DD248433A1 DD26956784A DD26956784A DD248433A1 DD 248433 A1 DD248433 A1 DD 248433A1 DD 26956784 A DD26956784 A DD 26956784A DD 26956784 A DD26956784 A DD 26956784A DD 248433 A1 DD248433 A1 DD 248433A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- damage
- curve
- plants
- delayed
- chlorophyll fluorescence
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis von Schaedigungen des Photosyntheseapparates und kann insbesondere zur Beurteilung der Einwirkung von biologischen, chemischen und physikalischen Stressfaktoren genutzt werden. Das erfindungsgemaesse Verfahren kann in der Land- und Forstwirtschaft und im Gartenbau sowie im Umweltschutz angewendet werden. Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zum Nachweis von Schaedigungen des Photosyntheseapparates unter Ausnutzung der verzoegerten Chlorophyllfluoreszenz. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Induktionskurve der verzoegerten Chlorophyllfluoreszenz zum Nachweis von Schaedigungen am Photosyntheseapparat ausgenutzt wird. Dabei werden die Induktionskurven geschaedigter Pflanzen mit denen ungeschaedigter Pflanzen verglichen.
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft zur Beurteilung der Einwirkung von biologischen, chemischen und physikalischen Streßfaktoren genutzt werden. Maßnahmen zur Abwendung eines sonst eintretenden Schadens können bei Benutzung dieses Verfahrens rechtzeitig eingeleitet werden. Das erfindüngsgemäße optische Verfahren ist beispielsweise zum Nachweis von Schädigungen des Photosyntheseapparates grüner Pflanzen durch
— Pflanzenschädlinge (Virusbefall)
— Agrarchemikalien
— Frost
— energiereiche Strahlungen (z.B. UV-, Röntgen-, -y-Strahlung)
— Hitze
— Wasser-oder Nährstoffmangel
— schädigende Gase wie CO, SO2, nitrose Gase geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann genutzt werden zur
— rechtzeitigen Einleitung der Schädlingsbekämpfung
— richtigen Dosierung von Agrochemikalien (z.B. von Herbiziden).
Zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Photosyntheseap'parates wurden bisher fast ausschließlich Gaswechselmessungen' durchgeführt, wobei in einem abgeschlossenen Kreislauf die C02-Konzentration gemessen und der CÜ2-Verbrauch als Maß für die Photosyntheseaktivität benutzt wird oder mittels Clarkelektrode die Sauerstofferzeugung als Maß für die Photosyntheseaktivität bestimmt wird. Beide Verfahren erfordern einen geschlossenen Kreislauf mit kontrollierter Gasatmosphäre. Die Pflanzen oder abgeschnittene Pflanzenteile müssen zur Messung in diesen eingebracht werden. Bei modernen Verfahren zur Beurteilung der Wirkung von Herbiziden werden auf komplizierte Weise Chloroplastenpräparationen aus grünen Pflanzen hergestellt und in biochemische Ansätze mit künstlichen Elektronendonatoren oder Elektronenakzeptoren eingebracht, in denen dann die Elektronentransportkapazität bestimmt wird /U. Metzger, Untersuchung des photosynthetischen Elektronentransportes isolierter Chloroplasten. Probleme der Ermittlung des Wirkungsmechanismus potentieller Herbizide, Dissertation B, Halle 1981/.
In den letzten Jahren entwickelte Verfahren, durch stundenlanges Erfassen des Lumineszenzlichtes eine Schädigung von Pflanzen nachzuweisen /J. L. Ellenson, R. G. Amundson, Delayed light imaging for the early detection of plant stress, Science 215, 1104-1106 (1982) und R. Blaich, O. Bachmann, I.Baumberger, Studies of photosynthesis inhibition by phytoluminography, Z. Naturf. 37c, 452-457 (1982)/ sind apparativ und die Versuchszeit betreffend sehr aufwendig.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer empfindlichen Nachweismethode für Schädigungen des Photosyntheseapparates unter Ausschaltung vorgenannter Nachteile wie hoher apparativer Aufwand und geringe Nachweisempfindlichkeit.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines optischen Verfahrens zum Nachweis von Schädigungen des Photosyntheseapparates unter Ausnutzung der verzögerten Chlorophyllfluoreszenz. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Induktionskurve der verzögerten Chlorophyllfluoreszenz zum Nachweis von Schädigungen am Photosyntheseapparat ausgenutzt wird. Es wurde gefunden, daß anhand der Induktionskurven der verzögerten
Chlorophyllfluoreszenz Schädigungen nachgewiesen werden konnten, die um ein Vielfaches unter denen liegen, die durch prompte Fluoreszenzmessungen nachweisbar sind. Der Nachweis der Schädigung erfolgt durch Vergleich der Induktionskurve der verzögerten Chlorophyllfluoreszenz der zu untersuchenden Pflanzen mit einer entsprechenden Kurve für ungeschädigte Pflanzen oder einer aus Erfahrung gewonnenen Normalkurve (im weiteren werden diese beiden Kurven als Kontrollkurve bezeichnet). Dabei wird folgendermaßen vorgegangen:
1. Es wird die Induktionskurve der verzögerten Chlorophyllfluoreszenz an der zu untersuchenden Pflanze (Probenkurve) gemessen, z. B. unter Benutzung der in der Arbeit/R. Koepp, M.Senoner, K.Zacharczuk, F. Mir, Induktionskurven der verzögerten Fluoreszenz von Maisblättern (Zea mays). Coll. Pflanzenphysiologie 5,115-117 (1982)/ beschriebenen Anordnung.
2. Die Probenkurve wird mit der Kontrollkurve verglichen. Zum Nachweis deutlicher Schädigungen reicht der Vergleich des Verhältnisses von maximaler zu stationärer Fluoreszenzintensität der Probenkurve mit dem der Normalkurve aus. Sollen ' Schädigungen nachgewiesen werden, die sehr schwach, vorübergehend wirksam oder im Anfangsstadium wenig ausgeprägt sind, so können weitere Unterschiede zwischen Probenkurve und Kontrollkurve herangezogen werden, beispielsweise Unterschiede
— in der zeitlichen Lage der Maxima,
— in der zeitlichen Verschiebung des Maximums mit veränderter Dunkelzeit vor Einschalten des Lichtes oder
— in der Höhe des Maximums in Abhängigkeit von der Dunkelzeit vor Einschalten des Lichtes.
Der Vergleich von Probenkurve und Kontrollkurve kann bei Pflanzen in gut charakterisiertem physiologischem Zustand automatisch erfolgen und zur Selektion von ungeschädigten oder in gewünschtem Grade geschädigten Pflanzen genutzt werden, z. B. in automatischen Sortieranlagen.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den herkömmlichen besteht darin, daß eine abgeschlossene und kontrollierte Gasatmosphäre nicht erforderlich ist. Es kann unmittelbar am Blatt in vivo gemessen werden. Es ist lediglich notwendig, daß sich die grünen Pflanzen bzw. Pflanzenteile, an denen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, kontrolliert im Dunkel befinden.
Das erfinderische Verfahren besitzt eine hohe Nachweisempfindlichkeit. So kann z. B. eine Hemmung des Photosyntheseapparates durch DCMU durch das erfindungsgemäße Verfahren schon bei Konzentrationen nachgewiesen werden, die um Größenordnungen unter denen liegen, die mit anderen Verfahren erkannt werden. Auch die Einwirkung von UV-undy-Strahlung aufpflanzen kann durch das erfindungsgemäße Verfahren bereits bei geringerem Schädigungsgrad festgestellt werden.
Zusammenfassend hat das erfinderische Verfahren folgende Vorteile:
— eine hohe Nachweisempfindlichkeit;
— der geringe Arbeitszeitaufwand zur Messung einer Probe;
— die Möglichkeit, a"n der lebenden Pflanze zu messen ohne diese zu verletzen und
— die Möglichkeit, mit nur einer Größe die Schädigung von Pflanzen zu charakterisieren und damit das erfindungsgemäße Verfahren zu einer automatischen Selektion von Pflanzen mit dem gewünschten Schädigungsgrad zu nutzen.
Die Erfindung soll anhand des nachstehenden Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:
Ausführungsbeispiel
Mit einem Becquerel-Phosphoroskop (eine neuere Ausführung wird von R.Koepp, F. Mir, M.Senoner und K.Zacharczuk, Mitteilungen der Akad. d. Landwirtschaftswissenschaften, 1982, beschrieben) wird die Induktionskurve der verzögerten Fluoreszenz für ungeschädigte (1) und geschädigte Pflanzen gemessen.
Als Beispiel gibt Fig. 1 diese Kurven für Maisblätter, die durch ultraviolette Strahlung geschädigt wurden, an. Der Vergleich der Kurven für die geschädigten Objekte (2) mit denjenigen für ungeschädigte (1) kann vorteilhaft auf folgende Art und Weise erfolgen:
— Entnahme der Werte: maximale Fluoreszenz Lmax (Maximum der Kurve (1) bzw. (2) in Fig. 1) und stationäre Fluoreszenz Lstat.
— Bildung des Verhältnisses (Lmax-Lstat)/Lstat = V. Der Quotient V1ZV2 ist ein Maß für die Schädigung.
— Die Bestimmung von V kann bei Prüfung weniger Objekte manuell vorgenommen werden. Soll eine große Pflanzenanzahl erfaßt werden, kann das Schädigungsmaß durch digitale Meßwertverarbeitung auch automatisch bestimmt werden.
Claims (3)
- T. Optisches Verfahren zum Nachweis von Schädigungen des Photosyntheseapparates durch Messung der verzögerten Chlorophyllfluoreszenz, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der verzögerten Chlorophyllfluoreszenz als Funktion der Zeit ab Beginn einer Belichtung nach einer Dunkelphase an einer zu untersuchenden Pflanze gemessen, und diese Kurve mit einer Kurve für ungeschädigte Pflanzen verglichen wird und die Abweichung als Maß für die Schädigung genommen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Kurvenmerkmale zum Vergleich benutzt werden: Höhe des Maximums, Verhältnis der Höhe des Maximums zur Höhe des stationären Niveaus und zeitliche Lage des Maximums.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 2 genannten Merkmale als Funktion der Länge der Dunkelphase zum Nachweis der Schädigung genutzt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD26956784A DD248433A1 (de) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Optisches verfahren zum nachweis von schaedigungen des photosyntheseapparates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD26956784A DD248433A1 (de) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Optisches verfahren zum nachweis von schaedigungen des photosyntheseapparates |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD248433A1 true DD248433A1 (de) | 1987-08-05 |
Family
ID=5562311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD26956784A DD248433A1 (de) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Optisches verfahren zum nachweis von schaedigungen des photosyntheseapparates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD248433A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001013094A1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-02-22 | Washington State University Research Foundation | Methods for determining the physiological state of a plant |
WO2002016895A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Washington State University Research Foundation | Non-focusing optics spectrophotometer, and methods of use |
WO2002066975A2 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-29 | Ut-Battelle, Llc | Tissue-based water quality biosensors for detecting chemical warfare agents |
EP1998166A1 (de) * | 2006-02-20 | 2008-12-03 | Hamamatsu Photonics K. K. | Bewertungsverfahren, -system und -programm für eine photosyntheseprobe |
US7591979B2 (en) | 2003-10-20 | 2009-09-22 | Ut-Battelle, Llc | Enhanced monitor system for water protection |
-
1984
- 1984-11-16 DD DD26956784A patent/DD248433A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001013094A1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-02-22 | Washington State University Research Foundation | Methods for determining the physiological state of a plant |
WO2002016895A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Washington State University Research Foundation | Non-focusing optics spectrophotometer, and methods of use |
US6569384B2 (en) | 2000-08-21 | 2003-05-27 | Ut-Battelle, Llc | Tissue-based water quality biosensors for detecting chemical warfare agents |
US6964857B2 (en) | 2000-08-21 | 2005-11-15 | Ut-Battelle, Llc | Measuring indigenous photosynthetic organisms to detect chemical warefare agents in water |
WO2002066975A2 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-29 | Ut-Battelle, Llc | Tissue-based water quality biosensors for detecting chemical warfare agents |
WO2002066975A3 (en) * | 2001-01-31 | 2003-01-23 | Ut Battelle Llc | Tissue-based water quality biosensors for detecting chemical warfare agents |
US7591979B2 (en) | 2003-10-20 | 2009-09-22 | Ut-Battelle, Llc | Enhanced monitor system for water protection |
EP1998166A1 (de) * | 2006-02-20 | 2008-12-03 | Hamamatsu Photonics K. K. | Bewertungsverfahren, -system und -programm für eine photosyntheseprobe |
EP1998166A4 (de) * | 2006-02-20 | 2010-08-18 | Hamamatsu Photonics Kk | Bewertungsverfahren, -system und -programm für eine photosyntheseprobe |
US8798931B2 (en) | 2006-02-20 | 2014-08-05 | Hamamatsu Photonics Kk. | Evaluation method for evaluating a state of a photosynthesis sample |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19845883A1 (de) | Vorrichtung zur Durchführung von Biotests | |
DD248433A1 (de) | Optisches verfahren zum nachweis von schaedigungen des photosyntheseapparates | |
DE2626915C2 (de) | Verfahren zur Feststellung von Schadstoffen und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE102020105123B3 (de) | Verfahren zum spektrometrischen Charakterisieren von Mikroorganismen | |
CH675485A5 (de) | ||
DE3507431C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Früherkennung von Schädigungen an Pflanzen, insbesondere Nadelbäumen | |
DE4232281C1 (de) | Verfahren zur Bestimmung von Stoffkonzentrationen in Luft, Wasser oder Boden mit Hilfe lebender Pflanzen sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens | |
DE19955604A1 (de) | Verfahren zum Nachweis von Schwermetallen und organischen Schadstoffen unter Verwendung pflanzlicher Zellsuspensionen | |
EP1738164B1 (de) | Verfahren zur Bestimmung von Stickstoffkomponenten in Wein | |
DD292325A5 (de) | Verfahren zur bestimmung von schaeden gruener pflanzen | |
DE3726905C1 (en) | Method for detecting plant pathogens | |
DE4313109C2 (de) | Verfahren zum Nachweis von Kontaminationen in Wasser | |
EP1586656B1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Photosynthese-Aktivität von Algen | |
DE10231541A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Reaktion eines biologischen Systems | |
DE4332290C2 (de) | Vorrichtung zur Messung der Photosynthese-Aktivitäten von Pflanzen | |
EP2135072B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur online-kontrolle von trinkwasser auf humanverträglichkeit innerhalb eines trinkwasserversorgungsnetzes | |
DE4325482C1 (de) | Medium zur Reaktivierung konservierter Mikroorganismen | |
DE10331108A1 (de) | Universell einsetzbares Test-Behältnis zur sterilen Analyse und seine Verwendung | |
DE29815605U1 (de) | Vorrichtung zur Detektion von Umweltbelastungen durch Auswertung von Chlorosen und Nekrosen sowie dem Chlorophyllgehalt an Koniferennadeln | |
DE112006000480B4 (de) | Verfahren zur Bewertung der Vitalität chlorophylltragender biologischer Proben | |
DD213950A1 (de) | Verfahren zur gasanalytischen selektion von effektoren mittels heterotropher zellsuspensionen | |
DE927476C (de) | Verfahren zur Bestimmung von Keimzahlen, Leukozytenzahlen u. dgl. nebst Vorrichtung zur Ausfuehrung des Verfahrens | |
DE3835632C1 (en) | Use of macarpin for staining nucleic acids | |
DD227446A1 (de) | Selektionsverfahren fuer phytoeffektoren auf basis des ionenumsatzes von mikroalgenkulturen | |
DD225794A1 (de) | Selektionsverfahren fuer photosyntheseeffektoren mittels analyse des prompten chlorophyll-a-fluoreszenzinduktionsverlaufes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |