MultispeQ 植物(wù)多參數測(cè)量儀通(tōng)過(guò)集成調製熒光(guāng)技術與(yǔ)智(zhì)能光源(yuán)控製(zhì)係統，突(tū)破了暗適應(yīng)依賴的瓶(píng)頸(jǐng)，實現了自(zì)然光(guāng)條(tiáo)件(jiàn)下(xià)快速(sù)，無損(sǔn)的(dí)葉(yè)綠(lǜ)素熒光參數測(cè)量，為(wéi)植物(wù)脅迫(pò)響應研究，光(guāng)合(hé)生(shēng)理(lǐ)分(fēn)析提(tí)供(gōng)了(liǎo)高效工具。MultispeQ 植(zhí)物(wù)多(duō)參數(shù)測(cè)量儀由(yóu)著名(míng)光(guāng)合作(zuò)用專(zhuān)家David M. Kramer教授團(tuán)隊(duì)研發的革命性技(jì)術，集合(hé)了葉綠(lǜ)素(sù)熒光(guāng)儀，差示吸(xī)收(shōu)儀(yí)，葉綠(lǜ)素(sù)儀和(hé)光譜儀的功(gōng)能於(yú)一身，小巧輕便(biàn)，是一款野外(wài)便攜且性價(jià)高(gāo)的多(duō)功能(néng)植物測(cè)量儀！（Kramer教(jiào)授是非常(cháng)著名的光合(hé)作(zuò)用(yòng)專家，其(qí)論(lùn)文(wén)總引(yǐn)用次(cì)數(shù)11700+次，h指數59，i10指(zhǐ)數138，其(qí)2004年(nián)發表在Photosynthesis Research上(shàng)提(tí)出(chū)qL， ΦNPQ和ΦNO參數(shù)的文章已被(bèi)引用1000+次。（Google Scholar數(shù)據(jù)，截止(zhǐ)2019年(nián)7月））該測量儀(yí)利用調(tiáo)製熒光技術，能夠在自然(rán)光背景(jǐng)下精(jīng)確檢測植物發出的微(wēi)弱熒光信號(hào)，有(yǒu)效(xiào)避(bì)免了環(huán)境(jìng)光的幹擾。其智能光源控製(zhì)係(xì)統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境(jìng)光照(zhào)條件(jiàn)實(shí)時調整激(jī)發(fā)光(guāng)的強度(dù)和(hé)頻(pín)率，確(què)保(bǎo)在(zài)不同(tóng)光(guāng)照條件下都能(néng)獲得準確可靠的(dí)測(cè)量結果。這(zhè)種創(chuàng)新的技(jì)術設(shè)計不僅大大縮短(duǎn)了(liǎo)測(cè)量時間，提(tí)高(gāo)了(liǎo)測量效率(shuài)，而且能(néng)夠在(zài)不影(yǐng)響(xiǎng)植物(wù)正常(cháng)生(shēng)理(lǐ)活動的情(qíng)況(kuàng)下進行測量(liáng)，保(bǎo)證了(liǎo)測量(liáng)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性(xìng)，為植物生理生態研究帶(dài)來(lái)了(liǎo)新的(dí)突(tū)破和(hé)發展機(jī)遇。

1.PSII 最大光化學效率(shuài)（Fv/Fm）：該(gāi)參數通過(guò)公(gōng)式\(Fv/Fm = (Fm - Fo)/Fm\)計算得(dé)出(chū)，其(qí)中 Fo 為暗(àn)適應初始(shǐ)熒光，Fm 為(wéi)暗(àn)適應最大熒(yíng)光(guāng) 。它反(fǎn)映了暗(àn)適應狀態下 PSII 反應(yīng)中心的潛在光(guāng)能轉換效率(shuài)，在未(wèi)受脅迫(pò)的健康植物中，其值通(tōng)常穩定(dìng)在 0.80 - 0.83 範(fàn)圍內(nèi)。Fv/Fm 常(cháng)被(bèi)用作檢(jiǎn)測(cè)植物長期(qī)遭(zāo)受脅迫（如鋁(lǚ)脅迫）對光(guāng)合機構損(sǔn)傷程度的重(zhòng)要指(zhǐ)標。在(zài)研究鋁(lǚ)脅(xié)迫對植物(wù)的影(yǐng)響(xiǎng)時發現，隨著(zhuó)處理(lǐ)液中 Al³⁺濃度(dù)的升高，植物葉片(piàn)的 Fv/Fm 值(zhí)顯著(zhù)降低，表明(míng) PSII 反應中(zhōng)心(xīn)受到了損(sǔn)傷，光能(néng)轉(zhuǎn)換效率(shuài)下降。

 2.實際(jì)光(guāng)化學(xué)效率（ΦPSII）：計算(suàn)公式為(wéi)\(ΦPSII = (Fm' - Fo')/Fm'\)，其(qí)中 Fm' 為(wéi)光(guāng)適(shì)應(yīng)狀態下的最(zuì)大熒(yíng)光，Fo' 為(wéi)光(guāng)適(shì)應(yīng)基綫(xiàn)熒光 。ΦPSII 表(biǎo)征(zhēng)了光適(shì)應狀態下(xià) PSII 的(dí)實時能量轉(zhuǎn)換效率，能夠敏(mǐn)感(gǎn)地反(fǎn)映(yìng)植物(wù)在(zài)短(duǎn)期環境變(biàn)化（如水(shuǐ)分(fēn)脅迫）下光(guāng)合機(jī)構的響應。在水分脅迫實驗中，隨著脅迫(pò)時(shí)間的(dí)延長(cháng)，植(zhí)物(wù)葉(yè)片(piàn)的 ΦPSII 值(zhí)快(kuài)速(sù)下降(jiàng)，表明(míng)光(guāng)合機構的能量(liáng)轉換(huàn)效率受到抑製，光(guāng)合作用受到影(yǐng)響(xiǎng)。

3.電(diàn)子傳(chuán)遞速率（ETR）：ETR 的計算(suàn)結合了光合有(yǒu)效(xiào)輻射(shè)（PAR），公(gōng)式為(wéi)\(ETR = ΦPSII×PAR×0.5×0.84\)。該(gāi)參數表征(zhēng)了光(guāng)合(hé)電子傳(chuán)遞鏈的活(huó)性，通(tōng)過(guò)評估電子傳(chuán)遞(dì)速(sù)率(shuài)，可(kě)以間接了(liǎo)解(jiě)植(zhí)物(wù)的碳同化(huà)效率。在(zài)不同光照(zhào)強度(dù)下對植(zhí)物(wù)進(jìn)行(háng)測量時，發(fā)現隨著 PAR 的增加，ETR 也相應增加，表明光(guāng)合(hé)電子傳(chuán)遞鏈活性增(zēng)強，有利於碳同(tóng)化過(guò)程的進行(háng)。

1.非(fēi)光化學(xué)淬滅(miè)係數（NPQ）：NPQ 是(shì)衡量(liáng)植(zhí)物(wù)光(guāng)係統(tǒng)熱(rè)耗散(sàn)能(néng)力的關(guān)鍵指標，其計算(suàn)公式(shì)為(wéi)\(NPQ = (Fm - Fm')/Fm'\) 。當植(zhí)物(wù)吸(xī)收的光能超過其(qí)光合作用的需(xū)求(qiú)時，會通過非(fēi)光化(huà)學(xué)途(tú)徑將(jiāng)過剩的光(guāng)能以熱的(dí)形(xíng)式耗散(sàn)掉，從(cóng)而(ér)保護光(guāng)合(hé)機(jī)構免受(shòu)損(sǔn)傷。NPQ 的升(shēng)高表(biǎo)明(míng)植物啟動了這種(zhǒng)光保護(hù)機製，通過增加(jiā)熱耗(hào)散來(lái)應對(duì)過剩(shèng)光能(néng)。在強光脅迫實(shí)驗(yàn)中(zhōng)，植物(wù)葉(yè)片的 NPQ 值迅(xùn)速(sù)升(shēng)高，有效避(bì)免了(liǎo)光合(hé)機(jī)構(gòu)因吸(xī)收過多光能而(ér)受(shòu)到損傷(shāng)。

2.光(guāng)適應熒光(guāng)參數（Fv'/Fm'）：該參(cān)數反(fǎn)映(yìng)了(liǎo)光(guāng)下(xià) PSII 反(fǎn)應中心的(dí)開放比例，計算(suàn)公(gōng)式為\(Fv'/Fm' = (Fm' - Fo')/Fm'\) 。Fv'/Fm' 常(cháng)用(yòng)於快(kuài)速判(pàn)斷植物(wù)在短(duǎn)期光脅迫（如高(gāo)光強(qiáng)，高溫(wēn)）下(xià)光(guāng)合機(jī)構(gòu)的(dí)即(jí)時狀(zhuàng)態(tài)。在(zài)高(gāo)溫脅迫實驗(yàn)中(zhōng)，隨著(zhuó)溫度(dù)的(dí)升高(gāo)，Fv'/Fm' 值逐漸(jiàn)降低(dī)，表(biǎo)明 PSII 反應中(zhōng)心(xīn)的(dí)開放比(bǐ)例減(jiǎn)少(shǎo)，光(guāng)合機構(gòu)受(shòu)到了(liǎo)一(yī)定程(chéng)度(dù)的(dí)抑製(zhì)。

1.環境(jìng)傳感器：MultispeQ 集(jí)成(chéng)了(liǎo)多種(zhǒng)環(huán)境傳(chuán)感器(qì)，能(néng)夠實(shí)時測量光照(zhào)強度(dù)（PAR），溫度（精度可(kě)達 ±0.5℃），濕(shī)度(dù)（精度(dù)可達 ±2% RH）以及(jí) GPS 定位（精(jīng)度 < 5m） 。通(tōng)過同步(bù)獲取這些環(huán)境(jìng)參(cān)數(shù)與植物(wù)生(shēng)理參數，研究(jiū)人(rén)員(yuán)可(kě)以(yǐ)深入分析環境因子(zǐ)對植物光合生(shēng)理的(dí)影(yǐng)響。在(zài)研(yán)究不(bù)同(tóng)光照(zhào)強(qiáng)度(dù)對(duì)植物(wù)光合參數的影響時，結合(hé) PAR 數據(jù)，可(kě)以(yǐ)更準確地了解光(guāng)照(zhào)與(yǔ)光(guāng)合(hé)參數之(zhī)間(jiān)的(dí)關(guān)係(xì)。同時，GPS 定位(wèi)功(gōng)能(néng)使(shǐ)得研究(jiū)人(rén)員(yuán)能(néng)夠對(duì)不(bù)同地理(lǐ)位(wèi)置的植(zhí)物進(jìn)行定位和追蹤，為(wéi)大(dà)規(guī)模的(dí)野外研(yán)究提供(gōng)了(liǎo)便利(lì)。

2.光譜與形(xíng)態指標(biāo)：儀(yí)器通(tōng)過測(cè)量 400 - 750nm 的反(fǎn)射光譜(pǔ)，能夠(gòu)計(jì)算出(chū)葉綠素含量指(zhǐ)數（SPAD 等效值）和(hé)歸一(yī)化植被(bèi)指(zhǐ)數(shù)（NDVI） 。SPAD 等效值可用於(yú)評(píng)估(gū)植(zhí)物葉片的(dí)葉(yè)綠素含量(liáng)，間接(jiē)反映植物(wù)的(dí)生(shēng)長狀(zhuàng)況(kuàng)和(hé)營養水(shuǐ)平(píng)；NDVI 則(zé)常(cháng)用(yòng)於監(jiān)測(cè)植被(bèi)的生(shēng)長(cháng)狀態和覆(fù)蓋(gài)度。此外，MultispeQ 還(huán)利(lì)用(yòng) 515/550nm 的(dí)差示吸(xī)收光(guāng)譜來評估(gū)植物(wù)的色(sè)素代謝狀(zhuàng)態，通過分析(xī)不(bù)同波(bō)長光(guāng)的吸收差異，了(liǎo)解(jiě)植物體內光合(hé)色(sè)素(sù)的組(zǔ)成和(hé)含(hán)量(liáng)變(biàn)化，為(wéi)研(yán)究(jiū)植(zhí)物的生理(lǐ)狀態提供了(liǎo)更豐(fēng)富的信(xìn)息(xī)。

在(zài)鋁脅迫下蠶豆(dòu)幼苗(miáo)的(dí)研究中，MultispeQ 展現出了(liǎo)對植物光合生理變(biàn)化(huà)的(dí)高(gāo)度(dù)敏(mǐn)感(gǎn)性。研究(jiū)人(rén)員設置了不同(tóng)濃(nóng)度的(dí) Al³⁺處理(lǐ)組(zǔ)，其(qí)中(zhōng)高(gāo)濃度 Al³⁺（100μM）處(chǔ)理 9 天(tiān)後(hòu)，蠶豆幼苗葉(yè)片的(dí) Fv'/Fm' 值較對照顯著下(xià)降（P<0.05） 。這(zhè)一結果表明，PSII 反應(yīng)中心的開放(fàng)效(xiào)率受(shòu)到了(liǎo)嚴重(zhòng)損害，植物(wù)在光(guāng)適應狀態下(xià)將光能(néng)轉化(huà)為化學能的能力下(xià)降(jiàng)。同(tóng)時，實(shí)際光(guāng)化(huà)學效(xiào)率（ΦPSII）與表(biǎo)觀(guān)光合電子傳遞速(sù)率（ETR）隨(suí)脅(xié)迫時間延長呈梯度(dù)降(jiàng)低。在處(chǔ)理(lǐ)初(chū)期，ΦPSII 和(hé) ETR 的(dí)下(xià)降幅度(dù)相(xiāng)對(duì)較小(xiǎo)，但隨著(zhuó)脅(xié)迫時(shí)間的(dí)增(zēng)加，這些參(cān)數急劇下降(jiàng)，驗證了(liǎo) MultispeQ 對短期(qī)脅迫(pò)響(xiǎng)應的(dí)敏感(gǎn)性。這種實時監(jiān)測(cè)能(néng)力，有助(zhù)於(yú)研究人員(yuán)及(jí)時(shí)捕(bǔ)捉植物(wù)在(zài)脅迫(pò)初期的生(shēng)理變(biàn)化(huà)，為(wéi)深入研(yán)究植(zhí)物的(dí)抗逆機製(zhì)提(tí)供了(liǎo)有(yǒu)力的數據(jù)支持(chí)。

相(xiāng)較(jiào)於傳統熒(yíng)光(guāng)儀，如 Li-6800，MultispeQ 在(zài)野外(wài)測量中(zhōng)具(jù)有顯著的(dí)優勢。傳(chuán)統(tǒng)熒光(guāng)儀(yí)在(zài)進(jìn)行葉(yè)綠素(sù)熒光(guāng)參數測量時(shí)，需要攜(xié)帶暗適(shì)應(yīng)葉(yè)夾，操作(zuò)過程(chéng)繁瑣且(qiě)耗時。每(měi)次測(cè)量(liáng)前，都需要(yào)將葉片放入暗(àn)適(shì)應葉(yè)夾中(zhōng)進行 30 - 60 分鐘的暗適應(yīng)處理，這在野外環境中不(bù)僅(jǐn)操(cāo)作不便(biàn)，而(ér)且會影響測量效率。而(ér) MultispeQ 的便(biàn)攜式(shì)設計（重量 < 500g）使其(qí)易(yì)於(yú)攜帶，研(yán)究(jiū)人(rén)員(yuán)可以輕(qīng)鬆地(dì)在田間進(jìn)行(háng)移(yí)動測(cè)量。其(qí)快(kuài)速測(cè)量模式(shì)（單(dān)次測量≤15 秒）大(dà)大提高(gāo)了測量效(xiào)率，在國(guó)際水稻(dào)研究所的(dí)田(tián)間表(biǎo)型篩(shāi)選(xuǎn)工(gōng)作(zuò)中，使用 MultispeQ 單(dān)日(rì)能(néng)夠(gòu)完(wán)成 2000 份(fèn)耐鹽水(shuǐ)稻樣(yàng)本(běn)的檢(jiǎn)測(cè)，相較於傳統方(fāng)法，效率(shuài)提(tí)升了 15 倍以上(shàng)。這(zhè)種高通量(liáng)的測(cè)量(liáng)能力(lì)，使(shǐ)得(dé)研究人(rén)員能夠在(zài)短時間內獲(huò)取(qǔ)大(dà)量(liáng)的數據，為(wéi)大(dà)規模的(dí)植(zhí)物(wù)表(biǎo)型(xíng)研究(jiū)和品(pǐn)種(zhǒng)篩選提供(gōng)了(liǎo)高(gāo)效的(dí)技術手(shǒu)段(duàn) 。