叶绿素荧光成像分析与激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法揭示镉对香紫苏叶片影响的时空异质性

摘要： 在本研究中（据我们所知首次），我们将叶绿素荧光成像分析技术（CF-IA）与激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术（LA-ICP-MS）相结合，以探究镉（Cd）积累对光系统II（PSII）光化学的影响。实验材料为水培生长的留兰香（Salvia sclarea），处理组与对照组（未添加Cd）分别用含/不含100 μM Cd的溶液培养五天。观测到镉处理后电子传递有效量子产额（ΦPSII）下降呈现空间异质性，这与高镉积累区的空间分布模式相关。然而在高镉积累的叶片区域，非光化学淬灭（NPQ）的显著升高导致非调节性能量耗散量子产额（ΦNO）的降幅甚至超过对照叶片。因此，经100 μM Cd处理的留兰香叶片产生单线态氧（1O2）等活性氧（ROS）的量更低。此外，镉胁迫下整叶光保护性热耗散（NPQ）的增强足以维持与对照叶片相当的开反应中心比例（qp）。本研究证明CF-IA与LA-ICP-MS技术可成功联合应用于重金属效应监测及植物耐受机制研究。